Einen einfachen Transformator bauen: Schritt-für-Schritt-Anleitung

Bauteile & Materialien

• Stahlflachleisten, 4 Stück
• Verschiedene Schrauben, Muttern, Unterlegscheiben
• 28-gauge „Magnetdraht“ (dünn emailliert isoliert)
• Niederspannungs-AC-Netzteil (≤12 V)

Magnetdraht ist speziell für Elektromagnete isoliert. Seine dünne Emailleschicht erlaubt viele Windungen in kompakter Spule. Jede Drahtstärke funktioniert, aber 28-gauge bietet die höchste Windungszahl für einen kleinen Transformator.

Querverweise

Lessons In Electric Circuits, Band 2, Kapitel 9: „Transformers“

Lernziele

• Elektromagnetismus und dessen Einfluss auf Schaltkreisverhalten verstehen
• Elektromagnetische Induktion und Spannungstransformation erforschen
• Auswirkungen magnetischer Kopplung auf Spannungsregelung beurteilen
• Analysieren, wie die Windungszahl das Übersetzungsverhältnis bestimmt

Schaltplan

Aufbauillustration

Anleitung

1. Wickeln Sie zwei gleich lange Stahlleisten mit einer dünnen Schicht Isolierband um.
2. Wickeln Sie mehrere hundert Windungen 28-gauge Magnetdraht um jede Leiste. Verwenden Sie gleich viele oder unterschiedliche Windungszahlen, je nachdem, ob der Transformator hoch- oder heruntertransformieren soll. Beginnen Sie mit gleicher Windungszahl und experimentieren Sie dann.
3. Verbinden Sie die beiden Primärleisten mit zwei kürzeren Stahlleisten zu einem Rechteck. Befestigen Sie die Konstruktion mit Schrauben – bohren Sie die Löcher vor dem Wickeln.
4. Isolation prüfen: Mit einem Ohmmeter sicherstellen, dass zwischen Wicklungsenden und Stahlkernen keine Durchgang besteht (unendlicher Widerstand). Auch Durchgang zwischen den Drahtenden prüfen, um Bruchstellen auszuschließen. Bei Fehlern neu wickeln.
5. Transformator mit dem Niederspannungsausgang des angegebenen Netzteils betreiben. Niemals direkt an Netzspannung (120 V) anschließen, da Eigenbauwicklungen nicht für Hochspannung ausgelegt sind.
6. Sekundärspannung mit AC-Voltmeter messen. Last anschließen (z. B. Glühlampen) und Spannungseinbruch bei steigendem Strom beobachten.
7. Magnetische Kopplung variieren, indem Sie Schrauben an einer kurzen Leiste lockern oder entfernen, um den magnetischen Widerstand zu erhöhen. Auswirkungen auf Ausgangsspannung und Einbruch unter Last beobachten.
8. Falls Ihr Transformator ungleiche Windungszahlen hat, testen Sie sowohl Hoch- als auch Heruntertransformierung mit verschiedenen AC-Lasten.

Zugehöriges Arbeitsblatt

• Basic AC-DC Power Supplies Worksheet