HydroMuseum - Трансформатори
Явлення електромагнітної індукції
У 1821 р. МайклФарадейпочав займатися електричними і магнітними явищами. Він вважав очевидним, що якщо струм у дроті створює магнітне поле, що діє на магнітну стрілку, якщо провідник зі струмом рухається в магнітному полі, то має бути вірне і зворотне - магнітне поле має створювати струм у провіднику. Протягом багатьох років Фарадею не вдавалося довести це експериментально, оскільки він не розумів, що для виникнення струму важливий відносний рух магніту та дроту. Якось майже випадково він помітив, що в момент входження магніту в котушку стрілка гальванометра відхиляється. Так було відкрито закон електромагнітної індукції. На остаточне його формулювання (1831) знадобилося десять років напружених досліджень.
Це явище лягло основою дії електричного трансформатора.
Схематичне зображення майбутнього трансформатора вперше з'явилося 1831 року у роботах Фарадея та Генрі. Однак ні той, ні інший не відзначали у своєму приладі такої властивості трансформатора, як зміна напруги та струмів, тобто трансформування змінного струму.
У 1836 р. ірландський фізик Ніколас Каллан (1799—1864 рр.) винайшов індукційну котушку. Грунтуючись на результатах двох попередніх відкриттів, Nicolas Joseph Callan першим продемонстрував передачу та отримання електроенергії без використання дротів.
Його апарат складався з двох ізольованих кілець, обмотаних металевим дротом (котушок), у центр яких був поміщений металевий стрижень. Батарея, що періодично підключається до першої котушки, індукувала виникнення електричної напруги в другій і викликала тим самим появу іскри.
КотушкаРумкорфу
У 1838 р. цей винахід повторив американський винахідник Чарлз Пейдж, за найбільшу популярність отримав німецький механік Генріх Румкорф (1803-1877), ім'ям якого згодом стали називати індукційну котушку, яка історія техніки. Вона стала прообразом трансформатора.
Вона складається з циліндричної частини, із центральним залізним стрижнем усередині, на яку намотана первинна обмотка з товстого дроту. Поверх первинної обмотки намотується кілька тисяч витків вторинної обмотки з дуже тонкого дроту. Первинна обмотка приєднана до батареї хімічних елементів та конденсатора. У цей же ланцюг вводиться переривник та комутатор. Призначення переривника полягає у швидкому поперемінному замиканні та розмиканні ланцюга. Результатом цього є те, що при кожному замиканні та розмиканні в первинному ланцюзі у вторинній обмотці з'являються сильні миттєві струми: при перериванні — прямого (однакового напрямку зі струмом первинної обмотки) та при замиканні зворотного.
Трансформатор Блажі, Дері та Циперновськи
Перші трансформатори із замкнутими сердечниками були створені в Англії в1884році братамиДжоном та Едуардом Гопкінсон. Він складався із набраних сталевих смуг, розділених між собою ізоляційним матеріалом. На сердечнику встановили по черзі котушки, що «підвищують» і «знижують». Однак для передачі електричної енергії змінного струму високої напруги було необхідне подальше вдосконалення системи.
Це сталося в1885 р.Угорські електротехнікиБлажі, Дері та Циперновскізапропонували відразу кілька модифікацій пристрою – кільцеву, броньову та стрижневу.
Автори рішення також ввели в ужиток термін«трансформатор». Винахід вже був оснащений основними елементами, які притаманні сучасним однофазним трансформаторам. Так, винахідники у своїй патентній заявці звертали особливу увагу комісії на замкнений шихтований сердечник, який мав особливе значення для потужних силових трансформаторів. Крім того, в результаті експериментів з матеріалами інженери знайшли оптимальне співвідношення міді та стали у конструкції трансформатора. Цю систему прийнято вважати зразком сучасних освітлювальних систем. Вона складалася з 75 паралельно з'єднаних трансформаторів, що підводили живлення до 1067 ламп розжарювання Едісона від генератора змінного струму з напругою 1350 В.
Електрична системаДоливо-Добровольський
З винаходом трансформатора виник технічний інтерес змінного струму. У 1889 роціДоливо-Добровольський побудувавелектричну систему, призначену для передачі трифазного змінного струму напругою 8500 В, потужністю 220 кВт на відстань 175 км. Він збудував її всього за один рік. У цьому року М. О. Доливо-Добровольський винайшов трифазний трансформатор. Спочатку це був трансформатор із радіальним розташуванням сердечників. Потім було запропоновано кілька конструкцій про «призматичних» трансформаторів, у яких вдалося отримати більш компактну форму магнитопровода.
На електротехнічній виставці у Франкфурті-на-Майні 1891 р. Доливо-Добровольський демонстрував дослідну високовольтну електропередачу трифазного струму на відстань 175 км. Трифазний генератор мав потужність 230 кВт при напрузі 95 В.