Транс

[tygro.livejournal.com]

 30-го ноября 1876г, работавший тогда в Париже, инженер Яблочков получил патент на трансформатор переменного тока. Многими этот день считается днём рождения трансформатора. Одного из тех изобретений, которое изменило мир.
    Павел Николаевич Яблочков-русский инженер, недавно получивший признание во всём мире за свою «свечу»(«русский свет», как её тогда называли газеты) работал над задачами массового освещения. Парижский период, с 1876-78г был, наверное, самым продуктивным периодом его жизни. Генератор переменного тока оригинальной конструкции, трансформатор, ряд электромагнитов, конденсаторы и тд, по мелочам, всё это за неполных два года. Все эти изобретения позволили ему добиться того, что казалось тогда невероятным- питания нескольких «свечей» от одного источника.
    Тогда был создан фундамент, на котором до сих пор стоит вся современная энергетика, передача электроэнергии. Основное устройство в этой цепи –трансформатор, преобразователь тока и напряжения. Без него невозможна передача существенных мощностей переменного тока на значительные расстояния.
    Само явление-электромагнитная индукция было открыто Фарадеем ещё в 1831г.В ходе экспериментов он обнаружил, что переменное магнитное поле возбуждает в проводнике, помещенном в это поле, переменный электрический ток, и наоборот - переменный ток, проходящий через проводник, порождает переменное магнитное поле, возникающее вокруг этого проводника. Это открытие на долгие годы осталось в сфере фундаментальных знаний, Фарадей не стал углубляться в изучение этого явления. Даже катушка Румкорфа собранная в 1848г и бывшая, по сути, трансформатором использовалась в экспериментах с магнитными волнами.
   Трансформатор, собранный Яблочковым, конечно же, был далёк от современных. Это был стержень с обмотками. Но начало было положено.
   Уже через несколько лет, для того, чтобы получить высокое напряжение американец Уильям Гроув подсоединил трансформатор к источнику переменного тока.А в 1882г. Голлар и Гиббс уже стали применять трансформаторы в системах уличного освещения. Тогда же они получили патент на «вторичный трансформатор». В 1883 г. с использованием этих трансформаторов было построена линия, по которой была осуществлена первая электропередача на переменном токе. Это была линия освещения Лондонского метрополитена длинной 23 км , напряжение в ней повышалось до 1500В.
   Такая схема привлекла внимание Джорджа Вестингауза, которого интересовали задачи передачи электроэнергии при высоком напряжении. Вестингауз тогда вступал т.н «войну токов» с компанией Эдисона(кст. тоже интересная история, война эта только в 2007г. закончилась) и искал способы передачи тока на большие расстояния. Выход был один - ток должен был быть более высокого напряжения, чем требовалось потребителю. И для этой цепи и нужен был трансформатор.
В 1885 году было фирма Вестингаза, после ряда усовершенствований, внесённых в конструкцию и экспериментов с материаллами, начала выпускать дешёвые и технологичные трансформаторы. В конце 80-х годов XIX Свинбёрн предложил использовать масло для охлаждении трансформаторов.Для промышленных трансформаторов это было очень важно, использование масла позволило повысить надёжность изоляции обмоток.
  Дальше уже начались эксперименты с материалами.Они продолжаются до сих пор. Сама же конструкция принципиальным изменениям не подвергалась. И на подстанции, и в заряднике мобильника находится принципиально одно устройство.





З.Ы. Есть у меня несколько текстов, которые считаю удачными, написанных ещё до появления этого сообщества, этот один из них. Если понравится, то и остальные как-нибудь вывешу. Если не нравятся, то пусть модерирующая инстанция сносит, без обид.

Comments

[dimorlus.livejournal.com]

И на подстанции, и в заряднике мобильника находится принципиально одно устройство.

В заряднике мобильника - многообмоточный дроссель, так как там обратноходовой преобразователь (flyback), а не трансформатор. От трансформатора конструктивно отличается наличием немагнитного зазора в магнитопроводе.

[tygro.livejournal.com]

Сердце flyback converter(одноходового преобразователя)-многообмоточный дроссель, который можно отнести к трансформатору. По крайней мере, физическая основа одна-э.м. индукция.

[dimorlus.livejournal.com]

Электромагнитная индукция - основа всего, а физически, дроссель на прямом ходе накапливает энергию (в зазоре, в основном), а на обратном - отдает в нагрузку, поэтому он обратноходовым и называется. А трансформатор передает энергию все время, такие топологии называются forward, и зазор в них вреден, его стараются сделать как можно меньшим.

[lx-photos.livejournal.com]

Зарядки, в принципе, и трансформаторными бывают.

[dimorlus.livejournal.com]

Зарядки, в принципе, и трансформаторными бывают.

Не видел таких уже много лет.

[tygro.livejournal.com]

Ну да, я ж разве спорю?!
Фраза-то звучит "принципиально одно устройство".М.б. не совсем корректно, но текст-то, типа, научно-познавательный, нюансы опущены. Физика процесса одна, значит "принципиально одно устройство" можно написать.

[dimorlus.livejournal.com]

С некоторого "удаления", да, физика одна. "Вблизи" появляются нюансы. Кстати, катушка Румкорфа - тоже дроссель, как и "боббина" в системе зажигания. Магнитопровод не замкнутый, энергия накапливается в одном такте, отдается в другом.

[tygro.livejournal.com]

Ну уж катушка-то в тексте вообще для истории вопроса присутствует (там специально слова "по сути" вставлены).

Да, этот текст с "удаления", безусловно.

[gans-gunner.livejournal.com]

а о трансформаторных зарядках вы уже забыли? )

[dimorlus.livejournal.com]

А вы еще помните? Это давно было, и даже тогда многие зарядники были с преобразователями (флайбеками).

[mibor.livejournal.com]

Классно было бы раскрыть эту тему в отдельном посте.

[dimorlus.livejournal.com]

Тут я - пасс, я не очень умею популярно излагать, да и тема топологий преобразователей довольно обширна и требует приличной базы по электротехнике. Могу попробовать на конкретные вопросы ответить, если они возникнут, вот только истории тех или иных решений я обычно не знаю, скажем, кто и когда изобрел тот же флайбек я понятия не имею.

[vvip.livejournal.com]

Слышали о распределенном зазоре? Никакого физического зазора там нет, зато работает как транс с зазором. И на нем делают те же флайбаки. Принципиальной разницы нет, не придирайтесь.

[dimorlus.livejournal.com]

Разумеется, слышал. Эти материалы называют магнитодиэлектрики, например Cool-Mu, да вот только сердечники для флайбеков на них обычно никто не делает (энергетически не выгодно). Вот в buck'ах на материнских платах кольца из такого материала, а в зарядниках для мобильников - феррит со вполне себе сосредоточенным зазором.

Вне зависимости от природы зазора, многообмоточный дроссель (кстати, такой уравнительный дроссель на выходе многоканального компьютерного источника питания тоже обычно сделан на кольце из магнитодиэлектрика) по физике работы отличается от трансформатора.

Магнитодиэлектрики применяют тогда, когда дроссель работает по небольшому куску своей петли намагничения, при постоянном токе с пульсациями. Магнетика флайбека работает по почти полному циклу, и при этом в магнитодиэлектриках слишком большие потери, в сравнении с ферритом.