История технических инноваций: учебное пособие. А. П. Усольцев
или (о ужас!) на двигателях внутреннего сгорания. Основное достоинство электрической энергии – удобство ее транспортировки: электродвигатель качает воду где-то в Подмосковье, а использует энергию, производимую Белоярской АЭС на Урале или Шушенской ГЭС в Сибири. Но для этого было необходимо изобретение скромного и незаметного устройства-труженика – трансформатора, без которого немыслимы все современные электрокоммуникации.
Трансформатор представляет для инженеров-электриков инструмент, аналогичный рычагу в механике, но вместо преобразований силы и перемещения трансформатор преобразует напряжение и ток. Вместо отношения плеч силы количественной характеристикой трансформатора является отношение между числом витков в его обмотках.
Трансформатор (от лат. transformo – преобразовывать) – статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанные обмотки и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного тока в одну или несколько других систем переменного тока.
Трансформатор можно считать одним из самых совершенных технических изобретений: простота устройства, отсутствие движущихся и трущихся частей, очень высокий, близкий к стопроцентному КПД делают трансформатор образцом воплощения технической мысли. Двигателю внутреннего сгорания с его заслонками, пружинками, жиклерами и прочими многочисленными и регулярно ломающимися детальками до этого идеала не добраться никогда… Но простота трансформатора только кажущаяся, современный трансформатор – результат долгой технической эволюции, трудов множества талантливых физиков и инженеров.
Своим появлением трансформатор обязан двум важнейшим последовательно сделанным и взаимосвязанным открытиям: сначала в 1820 г. Ханс Кристиан Эрстед обнаружил магнитное поле вокруг проводника с током, а затем Майкл Фарадей открыл явление электромагнитной индукции.
Он не стал разрабатывать практическое применение своего открытия, думая, что это быстро сделают другие. А жаль, потому что к идее трансформатора, использующего явление электромагнитной индукции, так сказать «во все свои катушки», вернулись только тогда, когда столкнулись с проблемами освещения. И произошло это намного позже, почти через полвека.
Появление первого трансформатора «во плоти» можно отнести к 1848 г., когда французский механик Г. Румкорф изобрел индукционную катушку, вошедшую в историю как «катушка Румкорфа» – устройство для получения импульсов высокого напряжения. Она состоит из железного стержня, на который намотана первичная обмотка из толстой проволоки, а затем поверх ее наматывается несколько тысяч витков вторичной обмотки из очень тонкой проволоки. Первичная обмотка подсоединена к батарее химических элементов и конденсатору. Такое нехитрое устройство позволило ученым получать электрические искры длиной до 50 см!
Эти искры стали предметом изучения