Transformátor je určený na prevod striedavého napätia a používa sa aj na účely galvanického oddelenia. Zariadenie sa používa v rádiotechnike, elektroenergetike a elektronike. Predstavuje jedno alebo viac vinutí pásky alebo drôtu, ktoré sú ovplyvnené magnetickým poľom. Sú navinuté na malom jadre, ktoré je zároveň magnetickým jadrom.
Kto vynašiel transformátor?
V roku 1848 prišiel Francúz G. Ruhmkorf s indukčnou cievkou špeciálnej konštrukcie. Tento vynález bol prototypom moderného transformátora. Mechanik dostal pomocou tejto cievky vysoké kolísanie napätia. Bolo potrebné nejako premeniť jednosmerný prúd na striedavý. Na základe toho Heinrich Daniel Ruhmkorff použil špeciálny istič, ktorý sa zapínal v sérii s cievkou.
Keď došlo ku skratu, napätie v sekundárnom vinutí vzrástlo. Prekračovalo napätie v primári o toľko, koľko závitov na sekundáre bol väčší. Prerušovacím zariadením bola malá pružinová doštička. Čím častejšie onatým vyššie napätie. Na to, aby platňa otvorila okruh, bolo potrebné magnetické pole, ktoré vytváralo jadro. Ruhmkorffova cievka bola široko používaná v 70. rokoch dvadsiateho storočia.
Moderný transformátor
G. Ruhmkorff bol ten, kto vynašiel transformátor. Jeho nápad doviedol k dokonalosti vedec P. N. Yablochkov, ktorý svoj výtvor predstavil v roku 1876. Ako jadro použil špeciálnu tyč, na ktorej boli už navinuté vinutia. Na prerušenie jednosmerného prúdu použil vedec nie pružinovú dosku, ale indukčné cievky.
Všetky primárne vinutia boli uvedené do prevádzky v sérii a vydávali potrebné množstvo napätia. V sekundárnom boli použité lampy, ktoré fungovali na prichádzajúcu energiu. Neskôr sa zistilo, že je možné znížiť energetické straty. K tomu je potrebné nasadiť na jadro obe cievky – primárnu aj sekundárnu.
Je dôležité vedieť, kto a kedy vynašiel prvý transformátor, aby sme sa mylne nepredpokladali, že ho vynašiel Yablochkov. Vedec spomenul tento vývoj, aby bolo používanie pohodlnejšie.
Vývoj vedca bol prístroj s otvorenými jadrami. Neskôr vzniká nový typ – s uzavretými, ktorý vyvinuli bratia Hopkinsonovci. Tento objav pomohol výrazne znížiť náklady na energiu. Princíp činnosti spočíval v tom, že na jadre boli striedavo umiestnené vysokonapäťové a nízkonapäťové cievky. Samotná tyč je vyrobená z drôtov a oceľových pásov, ktoré sú oddelenéšpeciálny izolačný materiál.
Typy transformátorov
Vďaka tomu, kto vynašiel transformátory, dnes existujú rôzne kategórie týchto zariadení:
- Zosilňovacie napätie – nízke napätie sa výrazne zvyšuje na výstupe.
- Znižovanie napätia – prichádza veľké napätie a vychádza malé. Takýto systém je potrebný na miestach s poklesmi napätia. Toto sú najbežnejšie vzory.
- Jednofázové a trojfázové – a tri jednofázové transformátory môžu dobre zvládnuť prácu trojfázového. Keďže jeden trojfázový transformátor v skutočnosti pozostáva z troch jednofázových.
- Nútené a prirodzené chladenie.
Čo sú potrebné transformátory?
Na kompenzáciu tepelného žiarenia strateného pri prenose prúdu generujú elektrárne veľmi vysoké napätie, ktoré väčšina zariadení v takom množstve nepotrebuje. V takýchto prípadoch príde vhod transformátor. Reguluje napätie jeho zvyšovaním počas prenosu a jeho následným znižovaním na ceste k užívateľovi. Inak by všetko vybavenie nevydržalo nápor takej obrovskej sily a zhorelo by alebo explodovalo.
Tiež elektrické spotrebiče sú v každodennom živote vybavené transformátormi, pretože neustále potrebujú rôzne napätia v niekoľkých prúdoch. Dnes sa zariadenie používa v počítačoch a televízoroch. Je potrebné poďakovať tomu, kto vynašiel transformátor, pretože bez nehoväčšina zariadení by nemohla normálne fungovať. V najlepšom prípade by sme boli obklopení zariadeniami, ktoré nefungujú pri nízkom (bezpečnom) napätí, ale pri vysokom.
Mnoho druhov takýchto produktov je dôležitých v každodennom živote. Aby nebol šokovaný, najčastejšie sa používa izolačný transformátor, ktorý toto riziko znižuje. Na meranie neustále sa meniaceho napätia sa používa aj toto zariadenie. Je to potrebné na zaistenie bezpečnosti obyvateľstva počas prepätia prúdu. Na meranie množstva spotrebovanej energie sa používajú samostatné typy (prúdové transformátory).
