Низковольтные источники света на сегодняшний день приобрели достаточно широкую популярность. Встраиваемые осветительные приборы с галогенными лампами часто встречаются в офисных помещениях, строениях частного сектора, в квартирах многоэтажек, в подсветке витрин магазинов и многих других местах, где требуется освещение.
Главным достоинством такого осветительного прибора является длительный эксплуатационный ресурс и безопасность при использовании светильника, которая обусловлена низким уровнем напряжения. Но для подключения галогенных ламп на 12 вольт обязательно наличие правильно выбранного трансформатора.
Низковольтный галогенный светильник может работать от сети переменного тока только через специальный адаптер питания - понижающий трансформатор. На сегодняшний день самыми популярными считаются электромагнитный и электронный трансформаторы для галогенных источников света.
Электромагнитное адаптирующее устройство отличается большими габаритами и весом из-за чего ограничивается его сфера применения. Такие приборы малоэффективны и сильно чувствительны к изменениям напряжения в сети
переменного тока. В свою очередь, электронные устройства для галогенных ламп на 12 вольт более безопасны и имеют много дополнительных функций: они снабжаются устройством защиты от перегрева, колебаний напряжения и имеют функцию мягкого пуска ламп, сильно повышающую их срок службы.
Чтобы качественно контролировать работу галогенного осветительного прибора обязательно используют трансформатор, понижающий выходное напряжение до 12 вольт. Благодаря этому достигается защита ламп от перенапряжения и скачков электроэнергии.
Такие преобразователи нормализируют входящее электричество и выдают на выходе нужный уровень напряжения от 6 до 24 вольт в зависимости от используемой галогенной лампы. На сегодняшний день существует два основных типа понижающих трансформаторов в зависимости от конструктивного исполнения прибора:
Стандартные обмоточные трансформаторы считаются самыми доступными и простыми в плане эксплуатации
, а также обладают хорошими мощностными показателями. К такому прибору легко подключить галогенный источник света.
Принцип работы такого преобразователя основан на электромагнитной взаимосвязи катушек прибора. Но из-за использования последних такой трансформатор имеет серьёзные недостатки - большой вес, достигающий нескольких килограмм и габариты , которые занимают много места. Именно по этой причине такие устройства понижающее напряжение не получили широкого применения в быту.
Плюс ко всему электромагнитное преобразующее устройство сильно греется в процессе работы что, может негативно отразиться на галогенных лампах. Помимо этого, перегрев тороидальных обмоточных трансформаторов может приводить к скачкам напряжения в доме, тем самым пагубно сказываясь на других бытовых устройствах.
В свою очередь, низковольтные импульсные преобразователи, которые также называют электронными трансформаторами, получили максимально широкий спектр применения как в быту, так и на производстве. Такая популярность в первую очередь обусловлена незначительной массой и габаритами прибора. Помимо этого, такой прибор качественно понижает напряжение
, при этом не нагреваясь в процессе работы. К единственным недостаткам такого трансформатора для галогенных ламп на 12 вольт можно зачислить достаточно высокую стоимость прибора.
В последнее время на рынке электроники появились импульсные понижающие трансформаторы, которые ещё на стадии производства оснащаются встроенной защитой от короткого замыкания и перенапряжения, что значительно продлевает срок службы как преобразователя, так и источников света.
Такие электронные преобразователи зачастую используют для монтажа галогенных источников света в мебельной промышленности или подвесных потолках. По принципу работы такой трансформатор отличится от обмоточного аналога тем, что преобразование энергии достигается за счёт полупроводниковых устройств и электронных запчастей.
В процессе выбора трансформатора для галогенных светильников на 12 вольт обязательно учесть определённые факторы. В первую очередь определяют тип устройства: электронный или электромагнитный адаптер
. В последнее время предпочтение отдают электронным преобразователям для галогенных источников света, которые благодаря своей незначительной массе и габаритам могут использоваться в любой сфере электротехники.
Главным параметром понижающего трансформатора вне зависимости от типа устройства является мощность прибора . Из-за того, что в большинстве случаев используется параллельная схема подключения галогенных ламп, то мощностные показатели трансформатора должны приравниваться к суммарной мощности всех осветительных приборов. Например, если подключается две лампы по 40 Вт, то мощность преобразователя составляет 80 Вт плюс запас 10-15%.
Естественно, приобретение трансформатора с чрезмерным мощностным запасом нецелесообразно по той простой причине, что в значительной степени возрастает стоимость прибора. Помимо этого, такое несоответствие приводит к поломке преобразователя, а часто и галогенных ламп. Каждый адаптер имеет минимальные показатели нагрузки , необходимые для стабильной работы прибора.
Выходные параметры напряжения трансформатора должны соответствовать номинальным показателям галогенных ламп. Стандартные источники света выпускаются с номинальными параметрами напряжения 6, 12 и 24 В. Но самую большую популярность получили 12 вольтовые источники света
. Если галогенное освещение монтируется в помещениях с высокой влажностью, то нужно приобретать преобразователь, имеющий гальваническую развязку.
Для подключения к адаптеру большого числа осветительных приборов на 12 вольт не всегда целесообразно использовать один дорогой прибор с большими мощностными показателями. Зачастую лучше приобрести несколько бюджетных устройств с меньшей мощностью и использовать их для подключения отдельных групп галогенных источников света.
Такой вариант более практичен, так как в случае выхода из строя одного из нескольких адаптеров гореть не будет только одна группа светильников, в то время как все остальные лампы будут и дальше освещать квартиру. При этом замена одного маломощного прибора для ламп будет значительно дешевле , чем покупка дорогостоящего мощного понижающего трансформатора, так как его цена пропорциональна его мощностным показателям.
Для подключения нескольких галогенных источников света на 12 вольт к одному понижающему трансформатору используют несколько популярных вариантов:
В стандартной схеме подключения оранжевый и синий провода подсоединяются на первичные зажимы L и N входа преобразователя. В свою очередь, галогенные лампы подсоединяются на вторичные клеммы выхода понижающего трансформатора. При этом прокладка проводов должна выполняться медными кабелями соответствующего сечения, что обеспечит минимальные потери энергии.
Чтобы достичь равномерности свечения галогенных источников света их подключение производится идентичными проводниками по параллельной схеме. При этом сечение проводов должно составлять минимум 1,5 мм квадратных . Если необходимо подключение большого количества групп, параллельно соединённых галогенных ламп, а клемм на выходе понижающего преобразователя недостаточно, то в магазинах электрических запчастей продаются дополнительные клеммы, главное, чтобы хватило мощности прибора.
Также немаловажное значение играет длина проводки в идеале она должна составлять не более 3 м . Такие параметры считаются оптимальными для снижения энергопотерь и предотвращения нагрева проводников. Очень длинная проводка сильно греется, отдавая часть тепла галогенным светильникам, которые по этой причине могут часто выходить из строя или иметь разную степень свечения. В ситуации, когда уменьшение длины электрических проводов по какой-либо причине невозможно, увеличивают сечение последних.
Процедура подключения галогенных ламп к понижающему трансформатору подразумевает соблюдение определённых правил электромонтажа освещения.
Только придерживаясь вышеперечисленных несложных правил подключение галогенных ламп на 12 вольт к понижающему трансформатору будет выполнено с соблюдением всех требований безопасности.
Естественно, многие небезосновательно утверждают, что проще для освещения в квартире использовать стандартные лампы накаливания 220 вольт
. Отчасти это, верно, но, несмотря на первичные затраты на установку преобразователя для подключения низковольтных светильников такое освещение обладает целым рядом преимуществ.
В первую очередь, эксплуатационный ресурс и надёжность галогенного светильника с лихвой перекроют затраты на установку трансформатора. Плюс, ко всему благодаря тому, что современные адаптеры оснащаются дополнительными системами защиты от перепада напряжения и короткого замыкания 12 вольтовые источники света будут работать намного дольше, чем стандартные лампы накаливания 220 вольт.
Применение силовых понижающих (реже повышающих) трансформаторов имеет большое распространение. Они являются достаточно простым и недорогим решением для функции преобразования электрической энергии, а именно напряжения и тока. Для тех, кто не особо знаком с электротехникой уточню - трансформаторы представляют собой электрическую машину, состоящую из магнитопровода определенной формы, на котором содержаться намотки изолированного провода (медного чаще всего). В зависимости от количества витков на трансформаторе и его сечения зависит напряжение и ток, который преобразуется.
Самый простой вариант трансформатора содержит на себе две обмотки. Входная обмотка называется первичной, а выходная - вторичной. Изначально каждый трансформатор рассчитывается на свою мощность, напряжение, ток, частоту. Чаще всего можно встретить обычный понижающий трансформатор, у которого входная обмотка рассчитана на напряжение 220 вольт, а вторичная на то напряжение, которое используется тем или иным устройством (наиболее ходовыми являются 3, 5, 9, 12, 24 вольта). От количества витков зависит напряжение, а от диаметра провода обмотки - сила тока.
Схема подключения трансформатора достаточно проста. На вход подается питание (переменное напряжение). Если это обычный понижающий транс, рассчитанный на стандартное сетевое напряжение, то подключаем 220 вольт. Полярность тут не имеет значения. Обычно на самом электротехническом устройстве пишется, где у него, какая обмотка, на сколько вольт она рассчитана. Входные провода (или выводы, клеммы) как правило делаются хорошо изолированными, расположенные отдельно от выходных. В принципе легко понять, какие выводы соответствуют входу.
Если вам попался силовой трансформатор, у которого нет четкого указания, надписи, где у него входные клеммы, выводы, провода, а вы точно знаете, что он на 220 вольт, то можно первичную обмотку просто вызвонить тестером, мультиметром. Итак, сначала зрительно определяем, какие выводы наиболее похожи на вход. Далее начинаем измерять сопротивление обмоток. Так как первичная обмотка рассчитана на большее напряжение (220 вольт), значит она будет иметь наибольшее сопротивление относительно всех остальных. Для примера, у большинства понижающих трансформаторов размерами примерно с кулак взрослого человека сопротивление входной, первичной обмотки будет лежать в пределах 10-1000 ом. Чем больше трансформатор, тем меньше сопротивление на его входной обмотки.
Вторичная обмотка силового понижающего трансформатора в простом варианте имеет два вывода (провода, клеммы). Она наматывается проводом большего диаметра, в сравнении с первичной обмоткой. На ее выводах будет пониженное переменное напряжение (когда на вход подадим питание). Для большинства устройств нужно постоянное низковольтное напряжение, а поскольку со вторичной обмотки выходит переменное напряжение, то ее в большинстве случаев подключают к диодному, выпрямительному мосту, который и преобразует переменное напряжение в постоянное.
Для некоторых электротехнических устройств нужно несколько различных низковольтных напряжений. В этом случае ставятся силовые понижающие трансформаторы, у которых имеется одна входная обмотка (первичная), рассчитанная на 220 или 380 вольт, и несколько выходных (вторичные). Либо может быть вторичная обмотка со средней точкой. То есть, у выходной обмотки электрической машины (транса) выходит 3 провода (один провод общий для двух одинаковых обмоток, ну и по проводу, идущие от других концов этих обмоток). У таких понижающих трансформаторов относительно общего провода будет два одинаковых низковольтных напряжения, а общее напряжение будет равно сумме этих двух напряжений.
В промышленности широко используются также напряжения величиной в 380 вольт. Следовательно, те трансформаторы, что там используются могут быть рассчитаны как на входное переменное напряжение 220 вольт, так и на 380 вольт. Если на таких трансах есть надпись (входного и выходного напряжения), значит хорошо. Если же непонятно, на какое входное напряжение рассчитан трансформатор, то - если на транс, рассчитанный на 380 вольт подать 220 вольт, на выходе мы всего лишь получим меньшее напряжение, чем он изначально должен выдавать, если же наоборот, транс рассчитан на 220 вольт, а мы на него подадим 380 вольт, то он быстро начнет греться и в скором времени просто выйдет из строя.
P.S. Трансформаторы рассчитаны на работу именно с переменным током, от постоянного они будут просто греться, не выдавая на выходе никакого напряжения. Также стоит учесть, что в большинстве случаев (когда обмотки между собой не связаны, к примеру две первичные, которые подключаются последовательно) полярность подключения к выводам трансформатора не имеет значения. Главное, чтобы вы были уверены в том, что само устройство рассчитано на то напряжение, которое вы на него собираетесь подавать и получать. Ну, и не забываем - мощность имеет значение! Подбирайте именно такой трансформатор, который без перегрузки может обеспечить ваше устройство нужным напряжением и током.
Для подключения галогенных ламп на 12 вольт используют трансформатор 220 вольт, 12 вольт — оптимальное напряжение для работы большого количества ламп, к которым относятся галогенные, светодиодные и некоторые лампы-«экономки».
Сегодня чаще всего для создания яркого и экономного освещения используют систему галогенных ламп, подключенных посредством трансформатора на 12 вольт. Помимо того, что галогенное освещение обладает полным и ярким спектром света, его можно устанавливать в непосредственной близости к местам повышенной влажности, так как такие лампы имеют повышенный уровень энергобезопасности.
Современная промышленность выпускает два основных типа трансформаторов:
Принцип действия электронных трансформаторов заключается в преобразовании 220 вольт в 12 посредством электроники и полупроводниковых элементов.
Один из незначительных недостатков трансформаторов такого типа состоит в том, что их запрещено включать в сеть, если к ним не подключена достаточная нагрузка. Данный параметр указывается на корпусе изделия и в большинстве случаев составляет от 40 Вт.
Выбор трансформатора следует начинать с определения его типа. Для создания системы освещения рекомендуется использовать более современные электронные устройства, так как они имеют компактные размеры, большую надежность и идеально подходят для использования в домашних условиях.
Следующий шаг — выбор мощности трансформатора. В данном случае главное — правильно рассчитать будущую нагрузку, которую будут создавать подключенные к нему электроприборы. Слишком большая мощность будет нецелесообразной, а низкая мощность может привести к постоянным перегревам и повышению шанса на возникновение короткого замыкания.
Для определения оптимальной мощности трансформатора следует просуммировать мощности ламп, которые будут к нему подключены. К примеру, вы планируете создать систему освещения в ванной, которая должна состоять из четырех галогенных ламп (мощностью 35 Вт каждая). Суммарная мощность в данном случае будет составлять 140 Вт. Не рекомендуется брать трансформатор с мощностью «впритык» к требуемой, лучше оставить некоторый запас на тот случай, если потребуется подключение дополнительного освещения или нужно будет установить дополнительную лампу. В данном случае принимаем коэффициент запаса 0.15, что означает добавление минимум 15% к мощности трансформатора. В результате получаем показатель 161 Вт. Так как стандартные мощности выпускаемых устройств составляют 50, 60, 70, 105, 150, 200, 250, 300 и 400 Вт, оптимальное значение для нас — 200 Вт.
Для проверки общей надежности системы часто используют трансформатор нагрузочный НТ-12, позволяющий определить максимальную нагрузку на систему, при которой срабатывает автоматическая защита от короткого замыкания. Но для приборов небольшой мощности (с правильно подобранными параметрами трансформатора) угроза короткого замыкания очень незначительна.
Для создания простой системы освещения ламп на 12В потребуются следующие элементы:
Электрические провода, подключенные к выключателю, подводят к распределительной коробке, где их соединяют с кабелями, подключенными к входным клеммам трансформатора. При этом важно соблюдать цветовую маркировку кабелей, так как это облегчит будущий возможный ремонт или переоборудование системы освещения. От трансформатора посредством клемм выхода провода параллельно подключают к галогенным лампам, соблюдая одинаковую длину и сечение отдельных проводов.
Существуют и другие, более сложные схемы подключения системы освещения. Например, при парном количестве ламп их разбивают на две группы, каждую из которых подключают к отдельному трансформатору. В результате получаем две относительно независимые группы светильников. При выходе из строя трансформатора в одной части системы вторая продолжает полноценно функционировать. Еще одно преимущество такого способа подключения состоит в том, что стоимость двух отдельных трансформаторов невысокой мощности может оказаться даже ниже, чем цена одного мощного устройства.
Похожим образом, имея два трансформатора, легко осуществить подключение к двухклавишному выключателю, что позволит управлять двумя независимыми друг от друга половинами системы освещения.
Использование трансформатора 220 12 вольт дает возможность создать надежную, безопасную и экономную систему освещения галогенными лампами в ванной комнате, туалете, кухне или коридоре.
Такое освещение имеет высокую защиту от короткого замыкания и позволяет произвести установку даже в условиях повышенной влажности (в ванной или на кухне).
Простота создания галогенного освещения посредством подключения к импульсному трансформатору позволяет осуществить ее даже новичкам, главное — придерживаться техники безопасности при работе с электрическим оборудованием и использовать влагозащищенные элементы системы.
Похожие записи:
Напряжение в бытовой электрической сети, как известно, составляет 220 или 380 В. Однако, не для всех приборов такое электропитание является «удобоваримым».
Некоторым требуется напряжение всего в 12 В и такие приборы приходится подключать через особое устройство - трансформатор.
Как меняет трансформатор 220 на 12 вольт и каким образом можно собрать это устройство самостоятельно - этой теме будет посвящен наш разговор.
Итак, трансформатором называется электрический прибор, занимающийся преобразованием электрической энергии, а именно - изменением напряжения. Если выходное, то есть измененное, напряжение получается меньше входного, трансформатор называют понижающим. Если наоборот, в результате преобразование напряжение увеличивается, то трансформатор называют повышающим.
Понижающий трансформатор 220/12
Для чего нужен понижающий трансформатор в быту? Низковольтным электричеством питаются ноутбуки и мобильные телефоны, но они всегда продаются вместе с трансформаторами, именуемыми в обиходе «блоками питания». Иное дело - низковольтное освещение, в котором используются галогенные или ультрасовременные светодиодные светильники.
Обзавестись таковым хотят сегодня очень многие - из-за целого ряда преимуществ:
Чтобы подключить такую систему освещения, трансформатор приходится приобретать отдельно. Но в самом простом исполнении его можно сделать и самостоятельно.
Самый простой трансформатор состоит из двух катушек провода с различным числом витков. Одна катушка - она называется первичной - подключается к источнику переменного тока, в роли которого обычно выступает бытовая электросеть.
Как известно, проводник, по которому протекает переменный ток, становится генератором электромагнитного поля, а если он еще и смотан в катушку, то поле получается более плотным. При этом поскольку ток является переменным, то и электромагнитное поле получается таким же.
Далее в строгом соответствии с законом электромагнитной индукции генерируемое первичной катушкой переменное электромагнитное поле наводит во вторичной катушке ЭДС. Важно понимать, что ЭДС появляется именно при изменении количества или интенсивности силовых линий, пронизывающих проводник.
Принцип работы преобразователя напряжения
То есть, либо поле должно быть постоянно изменяющимся (такое поле и называют переменным), либо проводник должен в нем двигаться (именно это происходит в электрогенераторах). Отсюда вывод: если первичную катушку подключить к источнику постоянного тока, трансформатор функционировать не будет.
Чтобы первичная катушка имела высокую индуктивность, а также для сосредоточения магнитного потока внутри катушек, их наматывают на сердечник из ферромагнитной стали.
При отсутствии такого сердечника подключенный к бытовой сети трансформатор не только не будет функционировать, но и попросту сгорит.
То, как изменится напряжение на выходе трансформатора, зависит от соотношения числа витков в катушках. Если во вторичной катушке их меньше, напряжение окажется пониженным, при этом оно будет во столько же раз меньше входного напряжения, во сколько число витков во вторичной катушке меньше, чем в первичной. То есть, к примеру, если первичная катушка состоит из 2 тыс. витков, а вторичная - из 1 тыс. витков, и при этом на первичную катушку подается напряжение в 220 В, то во вторичной появится ЭДС в 110 В.
Преобразователь напряжения
Соответственно, чтобы преобразовать напряжение с 220 В до 12 В, число витков во вторичной катушке должно быть в 220/12 = 18,3 раза меньше, чем в первичной.
Поскольку мощность от одной катушки другой передается почти в полном объеме (доля потерь зависит от КПД трансформатора), а мощность представляет собой произведение напряжения на силу тока (W = U*I), то с силой тока в катушках наблюдается противоположная картина: во сколько раз уменьшится напряжение во вторичной катушке, во столько же раз сила тока в ней будет больше, чем в первичной.
Следовательно, вторичную катушку в понижающем трансформаторе нужно мотать более толстым проводом, чем первичную.
Конструирование трансформатора начинается с расчета его параметров. Задаемся следующими величинами:
N = K*U/S,
Автомобильный преобразователь напряжения 12-220 В своими руками
Таким образом, в первичной катушке число витков составит:
N1 = 60*220/6 = 2200 витков,
во вторичной:
Схема мощного инвертора
Процесс изготовления трансформатора выглядит так:
Можно изготовить трансформатор, способный понижать напряжение и до 12-ти, и до 24-х вольт, которые требуются некоторым светильникам и другим приборам. Для этого на вторичную катушку нужно намотать 240 витков, но со 120-го сделать вывод в виде петли.
В завершении концы обмоток выводятся на основание и оснащаются контактами.
Чтобы подключить трансформатор, нужно к контактам вторичной обмотки подсоединить нагрузку, а затем на контакты первичной катушки подать напряжение бытовой электросети.
Схема подключения ко вторичной обмотке зависит от того, какое напряжение нужно получить на выходе: если 24 В - подключаемся к крайним выводам, если 12 В - к одному из крайних выводов и выводу от 120-го витка.
Схема подключения точечных светильников 12В через трансформатор
Если потребитель работает на постоянном токе, к выводам вторичной катушки нужно подключить выпрямитель. В этом качестве используется диодный мост, снабженный конденсатором (играет роль фильтра, сглаживая пульсации).
Сегодня трансформатор с любыми параметрами можно найти в магазинах радиоэлектроники или сварочного оборудования. Наряду с традиционными продаются и устройства нового поколения - трансформаторы инверторные. В таких приборах ток перед поступлением на первичную обмотку сначала проходит через выпрямитель.
А потом - через собранный на базе микросхемы и пары ключевых транзисторов инвертор, снова превращающий ток в переменный, но с гораздо большей частотой: 60 – 80 кГц вместо 50-ти Гц. Такое преобразование входного тока позволяет значительно уменьшить размеры трансформатора и сильно сократить потери.
Ящик с понижающим трансформатором ЯТП 0,25
Подбирать трансформатор следует по следующим характеристикам:
Трансформаторы бывают:
Модели с алюминиевым корпусом могут эксплуатироваться в условиях улицы (уличное освещение светодиодными лампами, реклама). Из-за невозможности применить принудительное охлаждение мощность закрытых трансформаторов является ограниченной.
Трансформатор ОСМ-1-04
Также трансформаторы бывают:
Стоимость трансформаторов сильно варьируется и в первую очередь зависит от мощности. Вот несколько примеров:
Переносной трансформатор в корпусе ТСЗИ-2,5 кВт. может подключаться как к 220 В, так и к 380 В, на выходе - 12 В. Стоимость - 13,9 тыс. руб.
