Transformatorius skirtas kintamajai įtampai konvertuoti, taip pat naudojamas galvaninei izoliacijai. Prietaisas naudojamas radijo inžinerijoje, elektros energetikoje ir elektronikoje. Žymi vieną ar daugiau juostos arba vielos apvijų, kurias veikia magnetinis laukas. Jie suvynioti ant mažos šerdies, kuri taip pat yra magnetinė.
Kas išrado transformatorių?
1848 m. prancūzas G. Ruhmkorfas sugalvojo ypatingos konstrukcijos indukcinę ritę. Šis išradimas buvo šiuolaikinio transformatoriaus prototipas. Naudodamas šią ritę mechanikas gavo didelius įtampos svyravimus. Reikėjo kažkaip nuolatinę srovę paversti kintamąja. Remdamasis tuo, Heinrichas Danielis Ruhmkorffas panaudojo specialų pertraukiklį, kuris nuosekliai perjungė su ritę.
Įvykus trumpajam jungimui, antrinėje apvijoje pakilo įtampa. Jis viršijo įtampą pirminėje tiek, kiek buvo didesnis antrinio apsisukimų skaičius. Pertraukimo įtaisas buvo maža spyruoklinė plokštelė. Kuo dažniau jibuvo naudojamas, tuo didesnė įtampa. Kad plokštė atidarytų grandinę, reikėjo magnetinio lauko, kurį sukūrė šerdis. Ruhmkorff ritė buvo plačiai naudojama XX amžiaus aštuntajame dešimtmetyje.
Šiuolaikinis transformatorius
G. Ruhmkorffas buvo tas, kuris išrado transformatorių. Jo idėją ištobulino mokslininkas P. N. Yablochkovas, savo kūrybą pristatęs 1876 m. Kaip šerdį jis naudojo specialų strypą, ant kurio jau buvo suvyniotos apvijos. Norėdami nutraukti nuolatinę srovę, mokslininkas naudojo ne spyruoklinę plokštę, o indukcines rites.
Visos pirminės apvijos buvo paleistos nuosekliai ir išdavė reikiamą įtampą. Antrinėje buvo naudojamos lempos, kurios veikė gaunamą energiją. Vėliau pastebėta, kad galima sumažinti energijos nuostolius. Norėdami tai padaryti, ant šerdies reikia uždėti abi rites – pirminę ir antrinę.
Svarbu žinoti, kas ir kada išrado pirmąjį transformatorių, kad nebūtų klaidingai manoma, kad jį išrado Jabločkovas. Mokslininkas prisiminė kūrimą, kad būtų patogiau naudoti.
Mokslininko kūrimas buvo įrenginys su atviromis šerdimis. Vėliau kuriamas naujas tipas – su uždarais, kurį sukūrė broliai Hopkinsonai. Šis atradimas padėjo gerokai sumažinti energijos sąnaudas. Veikimo principas buvo toks, kad ant šerdies pakaitomis buvo dedamos aukštos ir žemos įtampos ritės. Pats strypas pagamintas iš vielų ir plieninių juostų, kurios yra atskirtosspeciali izoliacinė medžiaga.
Transformatorių tipai
Tiems, kurie išrado transformatorius, šiandien yra įvairių šių įrenginių kategorijų:
- Padidinama įtampa – žema įtampa žymiai padidėja išėjime.
- Įtampos mažinimas – įeina didelė įtampa, o išeina maža. Tokia sistema būtina tose vietose, kur nukrenta įtampa. Tai yra dažniausiai pasitaikantys dizainai.
- Vienfaziai ir trifaziai ir trys vienfaziai transformatoriai gali puikiai atlikti trifazio darbą. Kadangi vienas trifazis transformatorius iš tikrųjų susideda iš trijų vienfazių.
- Priverstinis ir natūralus vėsinimas.
Kam reikalingi transformatoriai?
Siekdamos kompensuoti perduodant srovę prarandamą šilumos spinduliuotę, elektrinės generuoja labai aukštą įtampą, kuri daugeliui įrenginių tokiais kiekiais nereikalinga. Tokiais atvejais transformatorius praverčia. Jis reguliuoja įtampą didindamas ją perdavimo metu, o tada mažindamas pakeliui į vartotoją. Priešingu atveju visa įranga nebūtų atlaikiusi tokios didžiulės jėgos puolimo ir būtų sudegusi arba sprogusi.
Be to, elektros prietaisai kasdieniame gyvenime yra aprūpinti transformatoriais, nes jiems nuolat reikia skirtingos įtampos per kelis srautus. Šiandien prietaisas naudojamas kompiuteriuose ir televizoriuose. Reikia padėkoti tam, kuris išrado transformatorių, nes be jodauguma įrenginių negalėtų normaliai veikti. Geriausiu atveju būtume apsupti įrenginių, veikiančių ne žema (saugia), o aukšta įtampa.
Daugelis tokių gaminių tipų yra svarbūs kasdieniame gyvenime. Kad nebūtų šoko, dažniausiai naudojamas izoliacinis transformatorius, kuris sumažina šią riziką. Šis prietaisas taip pat naudojamas nuolat besikeičiančiai įtampai matuoti. Tai būtina siekiant užtikrinti gyventojų saugumą elektros šuolių metu. Sunaudotos energijos kiekiui matuoti naudojami atskiri tipai (srovės transformatoriai).
