Савченко · Глава 11. Электромагнитная индукция · § 11.3. Взаимная индуктивность. Индуктивность проводников. Трансформаторы

Савченко, задача 11.3.23

Задача 11.3.23кнопка звонка
Условие

Для питания электрического звонка пользуются понижающим трансформатором. Почему обычно кнопка звонка включена во вторичную цепь, а первичная остаётся постоянно подключённой к сети?

220 В K звонок кнопка и проводка к двери — на низком напряжении
К задаче 11.3.23. Первичная сидит на сети всегда, кнопка рвёт безопасную вторичную.
▶Посмотреть решениеСкрыть решение
Решение
Идея Кнопка стоит у двери, до неё тянется длинный провод по сырым стенам и под дождём. Там должно быть безопасное напряжение. Холостой трансформатор почти ничего не ест, поэтому первичную можно не выключать.

Понижающий трансформатор даёт на вторичной \(4\)–\(12\) В — этого хватает звонку и совершенно не хватает, чтобы ударить человека или пробить сырую изоляцию дверной проводки. Кнопка и вся линия до двери живут в этой безопасной цепи. Если бы кнопку поставили в первичную, на двери оказалось бы \(220\) В: нажатие мокрыми руками, пробой изоляции в стене, детские пальцы — всё это уже опасно.

Почему первичную не рвут вместе с кнопкой? На холостом ходу (кнопка разомкнута, \(I_2=0\)) трансформатор потребляет лишь ток намагничивания — ватты, не десятки ватт. Держать его подключённым круглосуточно дешевле и надёжнее, чем ставить на \(220\) В выключатель у двери. Кроме того, коммутация первичной — это обрыв индуктивности: при отпускании кнопки скакала бы ЭДС самоиндукции, контакты искрили бы и быстрее сгорали. На низковольтной вторичной искрение слабое, а звонок сам по себе — омическая (плюс небольшая индуктивность катушки) нагрузка, рассчитанная на частые включения.

Проверка. Типичный звонковый трансформатор тёплый, но не горячий — холостые потери \(1\)–\(3\) Вт, за сутки меньше копейки. Тот же прибор с кнопкой в первичной продавать нельзя: по технике безопасности все части, к которым есть доступ «с улицы», должны быть развязаны и быть низковольтными. Исключение — старые квартиры, где звонок питали от сети напрямую через конденсатор: это как раз плохая схема, и её давно не ставят.
ОтветКнопка и проводка к двери оказываются под безопасным низким напряжением; холостой трансформатор почти не потребляет, первичную можно не рвать.
Следующая задача 11.3.24 →