Transformators ir paredzēts, lai pārveidotu maiņspriegumu, un to izmanto arī galvaniskās izolācijas nolūkos. Ierīci izmanto radiotehnikā, elektroenerģētikā un elektronikā. Apzīmē vienu vai vairākus lentes vai stieples tinumus, kurus ietekmē magnētiskais lauks. Tie ir uztīti uz neliela serdeņa, kas ir arī magnētiska serdeņa.
Kas izgudroja transformatoru?
1848. gadā francūzis G. Ruhmkorfs nāca klajā ar īpašas konstrukcijas indukcijas spoli. Šis izgudrojums bija mūsdienu transformatora prototips. Izmantojot šo spoli, mehāniķis ieguva lielas sprieguma svārstības. Bija vajadzība kaut kā līdzstrāvu pārvērst maiņstrāvā. Pamatojoties uz to, Heinrihs Daniels Rūmkorfs izmantoja īpašu slēdzi, kas pārslēdzās virknē ar spoli.
Kad notika īssavienojums, sekundārajā tinumā pieauga spriegums. Tas pārsniedza primāro spriegumu tik daudz, cik lielāks bija sekundārais apgriezienu skaits. Pārtraukšanas ierīce bija neliela atsperes plāksne. Jo biežāk viņatika izmantots, jo lielāks spriegums. Lai plāksne atvērtu ķēdi, bija nepieciešams magnētiskais lauks, ko radīja serde. Ruhmkorff spole tika plaši izmantota divdesmitā gadsimta 70. gados.
Mūsdienu transformators
G. Ruhmkorff bija tas, kurš izgudroja transformatoru. Viņa ideju pilnveidoja zinātnieks P. N. Jabločkovs, kurš savu radīšanu prezentēja 1876. gadā. Kā serdi viņš izmantoja īpašu stieni, uz kura jau bija uztīti tinumi. Lai pārtrauktu līdzstrāvu, zinātnieks izmantoja nevis atsperes plāksni, bet gan indukcijas spoles.
Visi primārie tinumi tika nodoti ekspluatācijā virknē un deva nepieciešamo sprieguma daudzumu. Sekundārajā tika izmantotas lampas, kas strādāja pie ienākošās enerģijas. Vēlāk tika atzīmēts, ka ir iespējams samazināt enerģijas zudumus. Lai to izdarītu, uz serdes ir jāuzliek abas spoles - primārā un sekundārā.
Ir svarīgi zināt, kas un kad izgudroja pirmo transformatoru, lai kļūdaini nepieņemtu, ka to izgudroja Jabločkovs. Zinātnieks atcerējās izstrādi, lai padarītu to ērtāk lietojamu.
Zinātnieka izstrāde bija ierīce ar atvērtiem serdeņiem. Vēlāk top jauns tips - ar slēgtajiem, ko izstrādājuši brāļi Hopkinsoni. Atklājums palīdzēja ievērojami samazināt enerģijas izmaksas. Darbības princips bija tāds, ka uz serdeņa pārmaiņus tika novietotas augstsprieguma un zemsprieguma spoles. Pats stienis ir izgatavots no stieplēm un tērauda sloksnēm, kas ir atdalītasīpašs izolācijas materiāls.
Transformatoru veidi
Pateicoties transformatoru izgudrotājam, mūsdienās ir dažādas šo ierīču kategorijas:
- Paaugstināšanas spriegums - zemspriegums ievērojami palielinās pie izejas.
- Sprieguma samazināšana - ienāk liels spriegums, iznāk mazs. Šāda sistēma ir nepieciešama vietās ar sprieguma kritumiem. Šie ir visizplatītākie modeļi.
- Vienfāzes un trīsfāzu transformatori un trīs vienfāzes transformatori var labi darboties kā trīsfāžu transformatori. Tā kā viens trīsfāžu transformators faktiski sastāv no trim vienfāzes.
- Piespiedu un dabiska dzesēšana.
Kam ir vajadzīgi transformatori?
Lai kompensētu strāvas pārvades laikā zaudēto siltuma starojumu, elektrostacijas ģenerē ļoti augstu spriegumu, kas vairumam ierīču šādos daudzumos nav vajadzīgs. Šādos gadījumos transformators noder. Tas regulē spriegumu, palielinot to pārraides laikā un pēc tam samazinot to ceļā pie lietotāja. Citādi visa tehnika nebūtu izturējusi tik milzīgas jaudas uzbrukumu un būtu nodegusi vai uzsprāgusi.
Arī elektroierīces sadzīvē ir aprīkotas ar transformatoriem, jo tām nepārtraukti ir nepieciešami dažādi spriegumi pa vairākām plūsmām. Mūsdienās ierīci izmanto datoros un televizoros. Jāpateicas tam, kurš izgudroja transformatoru, jo bez viņalielākā daļa ierīču nevarētu normāli darboties. Labākajā gadījumā mūs ieskautu ierīces, kas darbotos nevis ar zemu (drošu) spriegumu, bet gan ar augstu.
Daudzi šādu produktu veidi ir svarīgi ikdienas dzīvē. Lai netiktu šokēts, visbiežāk tiek izmantots izolācijas transformators, kas samazina šo risku. Lai mērītu pastāvīgi mainīgu spriegumu, tiek izmantota arī šī ierīce. Tas nepieciešams, lai nodrošinātu iedzīvotāju drošību elektroenerģijas pārspriegumu laikā. Patērētās enerģijas daudzuma mērīšanai tiek izmantoti atsevišķi veidi (strāvas transformatori).
