Сегодня такое устройство – в основе работы электротехники. С результатами его работы прекрасно знакомы все люди, но о самом устройстве они знают немного.
С чего все началось
Трансформатор изобрели в 19 веке. Этот преобразователь энергий сейчас активно используется во многих электроприборах и механизмах. Основная задача трансформатора – понижение и повышение напряжения. Эти функции он выполняет как в небольших устройствах, так и в огромной технике, масса которой измеряется сотнями тонн.
Электромагнитная индукция – вот на чем базируется работа трансформатора. Она была открыта известным английским физиком Фарадеем. Приблизительно через 50 лет после этого были созданы трансформаторы – событие было громким и стало новым словом в науке и технике, особенно – в сфере, которая связана с цепями электрического освещения. Сейчас системы переменного тока используются повсеместно, а в деле передачи и преобразования энергии трансформатор – важнейшее устройство. Будет использоваться он и впредь – в сфере радиоэлектроники и многих других.
По какому принципу работает трансформатор
В каждом таком устройстве имеется обмотка. Она подключается к источнику питания и отвечает за создание первичного поля. Затем в дело вступает вторая обмотка, ее называют вторичной. На нее воздействует магнитное поле, что приводит к возникновению электродвижущей силы, имеющей большое значение. Индукция обмоток взаимосвязана по причине того, что ток, который протекает во вторичной обмотке, индуцирует электродвижущую силу в первичной, а также наоборот. Для правильного функционирования трансформатора необходима связь между обмотками – она и была создана в результате экспериментов Фарадея, который намотал обмотки на сердечник из железа. Благодаря особенностям ферромагнитного сплава число силовых линий увеличилось во много тысяч раз – без него устройство не будет выполнять свои функции. Стоит отметить, что сердечник из металла служит для локализации потока магнитной индукции. Обмотки при этом пространственно разделяются, но остаются индуктивно связанными.
Каким должен быть идеальный трансформатор
Хороший трансформатор – надежный и качественный, необходимый для преобразования тока и напряжения. В нем силовые линии должны проходить через витки и первичной, и вторичной обмотки. Магнитное поле приводит к появлению одинаковой электродвижущей силы в каждом витке. Важно учитывать одну из основных характеристик – показатель отношения между числом витков в обмотках.
Сейчас идеального трансформатора нет, но некоторые устройства близки к совершенным. Важная часть любой силовой установки – сердечник из металла. Что касается производства обмоток, то чаще всего их делают из меди – у нее небольшое электрическое сопротивление. Среди других требований, предъявляемых к трансформатору, надежность – устройство не должно часто требовать ремонта. Даже оборудование самого высокого качества может сломаться, но если его регулярно обслуживают – поломки очень редки.
Создание современных трансформаторов
На месте развитие трансформаторов не стояло. Работы продолжались, совершались новые открытия – так изобрели трансформаторную сталь, к которой добавлялся кремний. Это открытие принадлежит Роберту Хелфилду. Начала активно применяться технология магнитного насыщения – ее стал задействовать Норман Гросс. Сегодня работы в этом направлении продолжаются, чтобы сделать трансформаторные установки еще совершеннее.
