Трансформатор
Изобретение этого устройства, позволило разрешить множество проблем электротехники. Можно утверждать, что первый трансформатор появился одновременно с открытием электромагнитной индукции. Ведь в опытах Фарадея ток пропускался через обмотки катушки. При этом ток возникал и в обмотках второй катушки, расположенной поблизости, но никак не связанной с первой. Моментальное прохождение тока регистрировалось гальванометром. Правда, сам Фарадей, не использовал этот эффект для преобразования напряжения.
Но в 1848 году Румкорф обратил внимание физиков на способности трансформатора создавать токи очень высокого напряжения. Правда, перед созданием модели этого прибора годной к практическому использованию прошло еще несколько лет. В результате исследований и реализации теории на практике, в 1852 году появилась первая индукционная катушка, получившая название «индукционная катушка Румкорфа», сыгравшая значительную практическую роль в развитии техники. Чтобы изготовить первый трансформатор пришлось преодолеть множество значительных трудностей. Для увеличения числа витков обмотки во вторичной катушке, Румкорф должен был использовать очень тонкую проволоку, причем необходимо было тщательно следить, чтобы высокое напряжение не пробило изоляцию. Для этого он приобрел несколько километров тонкой, проволоки, тщательно заизолировал ее, а затем вручную, аккуратно навил на катушку. При помощи этой катушки Румкорф смог получить колебания тока очень высокого, по тем временам, напряжения. Необходимо учесть, что постоянный ток не поддается трансформации. Для получения из постоянного тока батареи переменного, Румкорф, последовательно с первичной катушкой, добавил в цепь прерыватель. Это дало возможность периодического замыкания и размыкания тока в первичной цепи, (это делается с частотой от нескольких десятков до нескольких сотен раз в секунду). В результате, при замыкании первичного тока от батареи, во вторичной обмотке наводилось напряжение. Причем, оно было выше первичного в соотношении равном отношению количество витков во вторичной и первичной обмотках. При размыкании тока первичной обмотки, напряжение во вторичной становилось еще более высоким. Величина его напрямую зависела от скорости размыкание тока. В этом опыте, в качестве прерывателя применялась пружинная пластинка, которую притягивал сердечник катушки, и, таким образом, размыкалась цепь. В этом случае частота прерываний зависела от массы и упругости пружины, а так же количества витков в первичной обмотке и от напряжения батареи.
Долгое время трансформаторы не находили практического применения в технике, их нишей оставались только теоретические исследования и лаборатории. Наконец, в 70-х годах, индукционные катушки стали применять в телефонных аппаратах и для электрического освещения. Именно тогда, получила распространение свеча Яблочкова, и электротехники столкнулись с новой проблемой — проблемой «дробления» электрической энергии: от одной генераторной установки необходимо подать питание на множество лампочек, но при последовательном соединении многих свечей, режим работы сети становился неустойчивым. Потухание только одной свечи разрывало цепь, после чего гасли и остальные свечи. Если попытаться включить свечи в цепь параллельно, то загорится только та, сопротивление которой будет наименьшим (ведь ток всегда идет по линии наименьшего сопротивления). И лишь когда эта свеча полностью выгорала, загоралась следующая, сопротивление которой было наименьшим. Эту проблему Яблочков предложил разрешить при помощи использования для «дробления» энергии индукционных катушек.
При таком соединении в цепь последовательно включались первичные обмотки катушек. Во вторичную обмотку, в зависимости от параметров, включались несколько свечей. Катушки работали как трансформаторы, выдавая на выходе необходимое напряжение. Но при потухании лампы цепь не прерывалась, оставшиеся свечи продолжали гореть.
Но поистине важное применение трансформаторы получили с развитием переменных токов. В 1882 году Голяр и Гиббс получили патент на трансформатор, который не только дробил энергию, но уже мог преобразовывать напряжения.
Продолжение следует.
Категория: История,
Добавлено: Александр Баринов 11.12.2006 в 4:40 PM |
|
|
