Блог об электромонтажных работах

История трансформаторостроения

Технологии
Производство трансформаторов сегодня - это, в первую очередь, результат научных исследований и инженерных размышлений в прошлом. В настоящее время трансформатор является одним из самых важных компонентов энергетических систем. Так как же все начиналось?

В 1820 году датский физик Ханс Кристиан Эрстед совершил открытие, которое потрясло весь научный мир. Он экспериментально доказал, что электрический ток, протекающий через проводник, создает вокруг него магнитное поле.

Это открытие полностью опровергло представления ученых того времени о том, что электрические и магнитные силы являются совершенно различными и независимыми друг от друга. Возник вопрос: если электрический ток может порождать магнитное поле, то, вероятно, и магнитное поле может порождать электрический ток.

В 1831 году английский физик Майкл Фарадей смог доказать существование взаимодействия между электрическими и магнитными полями. Он установил, что для возникновения тока в проводнике под воздействием магнитного поля необходимо, чтобы поле было переменным. Фарадей проводил эксперименты, меняя напряженность магнитного поля, замыкая и размыкая электрическую цепь, создающую поле.

Тот же эффект наблюдался при использовании переменного тока. Это явление получило название электромагнитной индукции и послужило основой для создания трансформатора.

Однако сам трансформатор был изобретен только спустя 45 лет. Это событие стало настоящей революцией в области электротехники, так как появилось устройство, способное передавать и распределять электрическую энергию в системах электрического освещения. Но это было еще впереди.

Первоначальный трансформатор Майкла Фарадея состоял из нескольких медных обмоток на замкнутом железном сердечнике в форме тороида. Сегодня мы можем с уверенностью сказать, что это был однофазный трансформатор.

Современные трансформаторы являются прототипами всех существующих преобразователей напряжения и основаны на принципе двух обмоток: первичной и вторичной. Ток, протекающий через вторичную обмотку, индуцирует электродвижущую силу в первичной обмотке и наоборот. То есть возникает взаимная индукция между первичной и вторичной обмотками. Кроме того, и в первичной, и во вторичной обмотках возникают собственные электродвижущие силы, так как их витки охватывают силовые линии, связанные с ними.

Это явление, известное как самоиндукция, вместе с взаимной индукцией стало основой работы трансформатора. Однако для эффективного функционирования этого устройства необходимо обеспечить связь между обмотками, и каждая из них должна обладать высокой степенью самоиндукции.

Это достигается путем намотки первичной и вторичной обмоток на железный сердечник, подобно тому, как это делал Фарадей в своих первых экспериментах. Он обнаружил, что железо увеличивает количество силовых линий магнитного поля практически в 10 000 раз.

Позднее такие материалы стали называть веществами с высокой магнитной проницаемостью. Железный сердечник в такой конструкции, ограничивая поток магнитной индукции, пространственно разделяет обмотки трансформатора, сохраняя их индуктивную связь.

Таким образом, железный сердечник стал неотъемлемой частью всех силовых трансформаторов, а такая конструкция используется и по сегодняшний день. Для обмоток трансформатора необходим провод с очень низким электрическим сопротивлением, и здесь медь является идеальным материалом.

Днем рождения трансформатора считается 30 ноября 1876 года, когда Павел Николаевич Яблочков, один из основателей электротехники, создатель дуговой лампы и первого в мире электрического трансформатора переменного тока, получил французский патент, в котором был описан принцип работы и способ применения трансформатора.

Компания YES Group занимается электромонтажными работами уже 7 лет и отправит к вам специалиста для консультации на первый выезд бесплатно! Работаем в Москве и до 100 км от МКАД!

Оставь заявку на нашем сайте и получи скидку 20% на проект и работы!

Больше полезного об электромонтажных работах в разделе "Блог".