Что называется трансформатором: Трансформатор — урок. Физика, 8 класс. — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Трансформаторы, виды и назначение | nord-eksim.ru

Что такое трансформатор, виды трансформаторов.

Раздел: Трансформаторы / Дата: 22 апреля, 2016 в 6:03 / Просмотров: 2362

Трансформатор — это агрегат, который преобразовывает напряжение переменного тока (повышает или понижает). Состоит трансформатор из нескольких обмоток (двух или более), которые намотаны на общий магнитный сердечник.
Если трансформатор состоит только из одной обмотки, то он называется автотрансформатором. Современные трансформаторы тока бывают: стержневыми, броневыми или тороидальными. Все три типа трансформаторов имеют похожие характеристики, и надежность, но отличаются друг от друга способом изготовления.

Тип стержневых трансформаторов отличается от других тем, что обмотка в них намотана на сердечник, а в трансформаторах броневого типа обмотка включается в сердечник. В трансформаторе стержневого типа обмотки хорошо видны, а из сердечника видна только нижняя и верхняя часть. Сердечник броневого трансформатора скрывает в себе практически всю обмотку. Обмотки стержневого типа трансформаторов расположены горизонтально, в то время как это расположение в броневом трансформаторе может быть как вертикальным, так и горизонтальным.

Независимо от типа трансформатора, в его состав входят такие три функциональные части: магнитная система трансформатора (магнито-провод), обмотки, а также система охлаждения.

Принципы работы трансформатора
В трансформаторе есть два вида обмоток (первичная и вторичная).
— К первичной обмотке напряжение подводится, а от вторичной отводится.
— Первичная обмотка получает питание от внешнего источника, а с вторичной обмотки напряжение снимается.

— Переменный ток первичной обмотки создает в магнито-проводе переменное магнитное поле, которое, в свою очередь, создает ток во вторичной обмотке
Действие трансформатора основано на законе Фарадея (законе электромагнитной индукции): изменяющийся во времени магнитной поток через площадку, ограниченную контуром, создает электродвижущую силу.

Также существует и обратное утверждение : изменяющийся электрический ток индуцирует изменяющееся магнитное поле.

Режимы работы трансформатора
Существуют три режима работы трансформатора:

— Холостой ход
— Режим короткого замыкания
— Рабочий режим
Если сердечник трансформатора изготовлен из мягкого магнитного материала, тогда ток холостого хода показывает, какие в трансформаторе происходят потери на перемагничивание сердечника и вихревые токи.

В режиме короткого замыкания выводы вторичной обмотки соединены между собой, а на первичную обмотку подают небольшое напряжение, с таким расчетом, чтобы ток короткого замыкания был равен номинальному току трансформатора. Величину потерь (мощность) можно посчитать, если напряжение во вторичной обмотке умножить на ток короткого замыкания. Такой режим трансформатора находит свое техническое применение в измерительных трансформаторах.

Если подключить нагрузку к вторичной обмотке, то в ней возникает ток, индуцирующий магнитный поток, направленный противоположно магнитному потоку в первичной обмотке. Теперь в первичной обмотке ЭДС источника питания и ЭДС индукции питания не равны, поэтому ток в первичной обмотке увеличивается до тех пор, пока магнитный поток не достигнет прежнего значения.

Для трансформатора в режиме активной нагрузки справедливо равенство:
U_2/U_1 =N_2/N_1 , где U1, U2 – мгновенные напряжения на концах вторичной и первичной обмоток, а N1, N2 – количество витков в первичной и вторичной обмотке. Если U2 > U1, трансформатор называется повышающим, в противном случае перед нами понижающий трансформатор. Любой трансформатор принято характеризовать числом k, где k – коэффициент трансформации.

Виды трансформаторов
В зависимости от своего применения и характеристик трансформаторы бывают нескольких видов. К примеру, в электрических сетях населенных пунктов, промышленных предприятий применяют трансформаторы силовые, основной задачей которых является понижение напряжения в сети до общепринятого – 220 В.

Если трансформатор предназначен для регулировки тока, он называется трансформатор тока, а если устройство регулирует напряжение – то это трансформатор напряжения.

В обычных сетях применяются однофазные трансформаторы, в сетях на три провода (фаза, ноль, заземление) нужен трехфазный трансформатор.

Бытовой трансформатор, 220В предназначается для защиты бытовой техники от перепадов напряжения.

Сварочный трансформатор предназначен для разделения сварочной и силовой сети, для понижения напряжения в сети до нужной для сварки величины.

Масляный трансформатор предназначается для использования в сетях с напряжением выше 6 000 Вольт. Конструкция трансформатора включает в себя: магнитопровод, обмотки, бак, а также крышки с вводами. Магнитопровод состоит из 2 листов электротехнической стали, которые изолированы друг от друга, обмотки, как правило, делают из алюминиевого или медного провода. Регулировка напряжения производится с помощью ответвления, которое соединяется с переключателем.

Существует два вида переключения ответвлений: переключение под нагрузкой — РПН (регулирование под нагрузкой), а также без нагрузки, после того, как трансформатор отключен от внешней сети (ПБВ, или переключение без возбуждения). Большее распространение получил второй способ регулировки напряжения.

Говоря о видах трансформаторов, нельзя не рассказать об электронном трансформаторе. Электронный трансформатор представляет собой специализированный источник питания, который служит для преобразования напряжения 220В в 12 (24)В, при большой мощности. Электронный трансформатор намного меньше обычного, при тех же самых параметрах нагрузки.

Рекомендуем
Комментарии

Untitled Document

Принцип действия,
устройство и работа.
Трёхфазные трансформаторы.
Опыты х.х .и к.з.
Автотрансформаторы.
Измерительные.

Трансформаторы

Общие сведения о трансформаторах.
Трансформатором называется статический электромагнитный аппарат, преобразующий переменный ток одного напряжения в переменный ток той же частоты, но другого напряжения.
Трансформаторы получили очень широкое практическое применение при передаче электрической энергии на большие расстояния, для распределения энергии между ее приёмниками и в различных выпрямительных, сигнальных, усилительных и других устройствах.
При передаче электрической энергии от электростанций к ее потребителям большое значение имеет величина тока, проходящего по проводам. В зависимости от силы тока выбирают сечение проводов линии передачи энергии и, следовательно, определяют стоимость проводов, а также и потери энергии в них.
Если при одной и той же передаваемой мощности увеличить напряжение, то ток в той же мере уменьшится, а это позволит применять провода с меньшим поперечным сечением для устройства линии передачи электрической энергии и уменьшит расход цветных металлов, а также потери мощности в линии.

При неизменной передаваемой мощности поперечное сечение провода и потери мощности в линии обратно пропорциональны напряжению.
Электрическая энергия вырабатывается на электростанциях синхронными генераторами при напряжении 11-18 кВ (в некоторых случаях при 30—35 кВ). Хотя это напряжение очень велико для непосредственного его использования потребителями, однако оно недостаточно для экономичной передачи электроэнергии на большие расстояния. Для увеличения напряжения применяют повышающие трансформаторы.

Приемники электрической энергии (лампы накаливания, электродвигатели и т. д.)
из соображений безопасности для лиц, пользующихся этими приемниками, рассчитываются на более низкое напряжение (до 380 В). Кроме того, высокое напряжение требует усиленной изоляции токопроводящих частей, что делает конструкцию аппаратов и приборов очень сложной.

Поэтому высокое напряжение, при котором передается энергия, не может непосредственно использоваться для питания приемников, вследствие чего к потребителям энергия подводится через понижающие трасформаторы.
Таким образом, электрическая энергия при передаче от места ее производства к месту потребления трансформируется несколько раз (3-4 раза). Кроме того, понижающие трансформаторы в распределительных сетях включаются неодновременно и не всегда на полную мощность, вследствие чего мощности установленных трансформаторов значительно больше (в 7-8 раз) мощностей генераторов, вырабатывающих электроэнергию на электростанциях.
Трансформатор имеет две изолированные обмотки, помещенные на стальном магпитопроводе. Обмотка, включенная в сеть источника электрической энергии, называется первичной; обмотка, от которой энергия подается к приемнику, — вторичной.
Обычно напряжения первичной и вторичной обмоток неодинаковы. Если вторичное напряжение больше первичного, то трансформатор называется повышающим, если же вторичное напряжение меньше первичного, то понижающим.
Любой трансформатор может быть использован и как повышающий, и как понижающий.
Принцип действия и устройство трансформатора.
Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции.
Если первичную обмотку трансформатора включить в сеть источника переменного тока, то по ней будет проходить переменный ток, который возбудит в сердечнике трансформатора переменный магнитный поток. Магнитный поток, пронизывая витки вторичной обмотки трансформатора, индуктирует в этой обмотке эдс. Под действием этой эдс по вторичной обмотке и через приемник энергии будет протекать ток.
Таким образом, электрическая энергия, трансформируясь, передается из первичной цепи во вторичную, но при другом напряжении, на которое рассчитан приемник энергии, включенный во вторичную цепь.
Для улучшения магнитной связи между первичной и вторичной обмотками их помещают на стальном магнитопроводе.
Для уменьшения потерь от вихревых токов магнитопроводы трансформаторов собирают из тонких пластин (толщиной 0,5 и 0,35 мм) трансформаторной стали, покрытых изоляцией (жаростойким лаком).
Материалом магнитопровода является трансформаторная сталь Э-42, Э-43, Э-43А, Э-320, Э-330, Э-ЗЗОА и др.
Холоднокатаная сталь имеет высокую магнитную проницаемость (больше чем горячекатаная) в направлении, совпадающем с направлением проката, тогда как перпендикулярно прокату магнитная проницаемость относительно низкая.
Поэтому магнитопроводы из холоднокатаной стали делают так, чтобы магнитные линии замыкались по направлению проката стали.
Магнитопроводы трансформаторов малой мощности изготовляют из ленты холоднокатаной стали.
В трансформаторах больших мощностей магнитопроводы собирают из полос стали. Холоднокатаную сталь разрезают так, чтобы направление магнитных линий в собранном магнитопроводе совпадало с направлением прокатки стали.
У горячекатаной стали (Э-42, Э-43 и др.) магнитная проницаемость одинакова во всех направлениях и при малых мощностях магнитопроводы собирают из пластин Ш-или П-образной формы, которые штампуются из листовой стали.
В зависимости от формы магнитопровода и расположения обмоток на нем трансформаторы могут быть стержневыми и броневыми. Магнитопровод стержневого однофазного трансформатора имеет два стержня, на которых помещены его обмотки (изо,а). Эти стержни соединены ярмом с двух сторон так, что магнитный поток замыкается по стали.
Магнитопровод броневого однофазного трансформатора (изо,б) имеет один стержень, на котором полностью помещены обмотки трансформатора. Стержень с двух сторон охватывается (бронируется) ярмом так, что обмотка частично защищена магнитопроводом от механических повреждений.

Магнитопроводы однофазных трансформаторов:

а — пластинчатый стержневой

б — пластинчатый броневой

в — ленточный стержневой

г — ленточный броневой

ленточный
кольцевой
тороидальный

Ленточные магнитопроводы из холоднокатаной стали подобны стержневым
(изо,в) или броневым (изо,г).
Трансформаторы большой мощности в настоящее время изготовляют исключительно стержневыми, а трансформаторы малой мощности часто делают броневыми.
Расположение обмоток на магнитопроводе показано на рисунке.
Ближе к стержню магнитопровода располагается обмотка низшего напряжения НН, так как ее легче изолировать от магнитопровода, чем обмотку высшего напряжения ВН. Обмотку высшего напряжения изолируют от обмотки низшего напряжения
прокладками, рейками, шайбами и другими изоляционными деталями (чаще из электрокартона).
При цилиндрических обмотках поперечному сечению магнитопровода желательно придать круглую форму, так как в этом случае в площади, охватываемой обмотками, не остается промежутков, не заполненных сталью. Чем меньше незаполненных промежутков, тем меньше длина витков обмоток и, следовательно, масса обмоточного провода при заданной площади поперечного сечения магнитопровода.
Однако магнитопроводы круглого поперечного сечения не делают. Для изготовления магнитопровода круглого сечения надо было бы собрать его из большого числа стальных листов различной ширины.
Поэтому у трансформаторов большой мощности магнитопровод имеет ступенчатое поперечное сечение с числом ступеней не более 9 — 10. Число ступеней сечения сердечника определяется числом углов в одной четверти круга. На рисунке показано поперечное сечение трехступенчатого магнитопровода.
Для лучшего охлаждения в магнитопроводах и в обмотках мощных трансформаторов устраивают охлаждающие каналы в плоскостях, параллельных и перпендикулярных плоскости стальных листов.
В трансформаторах малой мощности поперечное сечение магнитопровода имеет прямоугольную форму и обмоткам придают форму прямоугольных катушек.
При малых токах радиальные механические усилия, возникающие при работе трансформатора и действующие на обмотки, будут малы, так что изготовление обмоток упрощается.
В паспорте трансформатора указывают его номинальную мощность S, номинальные напряжения U1 и U2 и токи I1 и I2 первичной и вторичной обмоток при полной (номинальной) нагрузке.
Номинальной мощностью трансформаторов называется полная мощность, отдаваемая его вторичной обмоткой при полной (номинальной) нагрузке.
Номинальная мощность выражается в единицах полной мощности, т. е. в вольт-амперах или киловольт-амперах. В ваттах и киловаттах измеряют активную мощность трансформатора, т. е. ту мощность, которая может быть преобразована из электрической в механическую, тепловую, химическую, световую и т. д.
Сечения проводов обмоток и всех частей машины или любого электрического аппарата определяются не активной составляющей тока или активной мощностью, а полным током, проходящим по проводнику, и, следовательно, полной мощностью.
Трансформаторы малой мощности имеют большую удельную поверхность охлаждения, и естественное воздушное охлаждение является для них вполне достаточным.
Трансформаторы большой мощности устраивают с масляным ох-лаждением, для чего помещают их в металлические баки, наполненные минеральным маслом.
Наиболее широко распространено естественное охлаждение стенок бака трансформатора. Для увеличения охлаждающей поверхности в стенки баков вваривают стальные трубы или радиаторы.
Масло в баке трансформатора в процессе эксплуатации соприкасается с окружающим воздухом и подвергается окислению, увлажнению и загрязнению, вследствие чего уменьшается его электрическая прочность.
Для обеспечения нормальной эксплуатации трансформатора необходимо контролировать температуру масла, заменять его новым, производить периодическую сушку и очистку.

Работа трансформатора под нагрузкой.
При холостом ходе трансформатора (нагрузки нет) вторичная обмотка его разомкнута и ток в этой обмотке не проходит. В первичной обмотке при этом проходит ток холостого хода I0, который много меньше тока этой обмотки при номинальной нагрузке трансформатора.
Намагничивающая сила холостого хода I01 возбуждает переменный магнитный поток, который замыкается по магнитопроводу и индуктирует в первичной и вторичной обмотках эдс, зависящие от числа витков этих обмоток 1 и 2, амплитуды магнитного потока Фm (Вб) и частоты его изменения f.
Действующие значения эдс первичной E1 и вторичной Е2 обмоток:
E1 = 4. 441fФm и E2 = 4.442fФm
Так как при холостом ходе во вторичной обмотке тока нет, то напряжение на зажимах этой обмотки равно эдс, т. е. U2 = E2.
В первичной обмотке проходит небольшой ток холостого хода и напряжение этой обмотки незначительно отличается от эдс, т. е. U1 E1.
Отношение напряжений на зажимах первичной и вторичной обмоток трансформатора при холостом ходе (без нагрузки) называется коэффициентом трансформации и обозначается буквой n, т. е.
n = U1/U2 = E1/E2 = 1/2 и U1 = (1/2)U2 = nU2.
Таким образом, если в трансформаторе первичная и вторичная обмотки имеют различное число витков, то при включении первичной обмотки в сеть переменного тока с напряжением U1 на зажимах вторичной обмотки возникает напряжение U2, не равное напряжению U1.
Если вторичную обмотку трансформатора замкнуть на какой-либо приемник энергии (изо, а), то во вторичной цепи будет проходить ток I2, а в первичной обмотке — ток I1. Магнитодвидущие силы первичной и вторичной совместно возбудят в магнитопроводе результирующий магнитный поток.
Схема работы трансформатора (а) и его условное обозначение (б)

Пренебрегая падением напряжения в сопротивлении первичной обмотки трансформатора и потоком рассеяния, можно допустить при любой его нагрузке приближенное равенство абсолютных величин приложенного напряжения и уравновешивающей это напряжение эдс первичной обмотки, т. е. U1 = E1.
Поэтому при неизменном по величине приложенном напряжении U1 будет приблизительно неизменной эдс E1, индуктированная в первичной обмотке при любой нагрузке трансформатора.
Так как эдс E1 зависит от магнитного потока, то и магнитный поток в магнитопроводе трансформатора при любом изменении нагрузки будет приблизительно неизменным и равным магнитному потоку при холостом ходе Фm.
Следовательно, геометрическая сумма мдс первичной и вторичной обмоток трансформатора при нагрузке равна мдс холостого хода, т. е.
i11+i22=i01, откуда i11 = i01- i22 или i1 = i0 — i’2,
где I’2 =I2(2/1) = I2(1/n) — приведенный к первичной цепи ток вторичной обмотки.
Таким образом, при нагрузке трансформатора ток первичной обмотки возбуждает магнитный поток в магнитопроводе с неизменной амплитудой (составляющая I0) и уравновешивает размагничивающее действие тока вторичной обмотки (составляющая -I’2).
Ток I2, проходящий по вторичной обмотке при нагрузке трансформатора, создает свой магнитный поток, который согласно закону Ленца направлен встречно магнитному потоку в сердечнике и стремится его уменьшить; это бы вызвало уменьшение эдс Е1 и увеличение тока I1.
Чтобы результирующий магнитный поток в сердечнике остался неизменным, встречный магнитный поток вторичной обмотки должен быть уравновешен магнитным потоком первичной обмотки.
Следовательно, при увеличении тока вторичной обмотки I2 возрастает размагничивающий магнитный поток этой обмотки и одновременно увеличиваются как ток первичной обмотки I1, так и магнитный поток, создаваемый этим током.
Так как магнитный поток первичной обмотки уравновешивает размагничивающий поток вторичной обмотки, то результирующий магнитный поток в сердечнике оказывается неизменным.
В понижающем трансформаторе напряжение первичной обмотки U1 больше напряжения вторичной обмотки U2 в n раз и ток вторичной обмотки I2 больше тока первичной обмотки I1 также в n раз.
В повышающем трансформаторе имеет место обратное соотношение между напряжениями его обмоток и между токами в них.
Если, например, включить на полную нагрузку трансформатор, напряжения первичной и вторичной обмоток которого равны U1 = 220 В, U2 = 24 В, то при номинальном токе первичной обмотки I1 = 3A, ток во вторичной обмотке
I2 = 3 •(220/24) = 27,5 A.
Таким образом, в обмотке с более высоким напряжением ток меньше, чем в обмотке с более низким напряжением. Обмотка с более высоким напряжением имеет большее число витков и наматывается из провода с меньшим поперечным сечением, чем обмотка с более низким напряжением.
При работе трансформатора под нагрузкой в первичной и во вторичной его обмотках проходят токи, создающие потоки рассеяния Фs1 и Фs2.
Эти магнитные потоки сцеплены только с витками той обмотки, током которой они создаются, и всегда много меньше основного магнитного потока Фm, замыкающегося по магнитопроводу трансформатора (по стали), так как потоки рассеяния частично проходят в немагнитной среде.
Потоки рассеяния индуктируют в обмотках эдс рассеяния, которые в небольшой степени изменяют напряжение вторичной обмотки трансформатора при изменении его нагрузки.
Условное обозначение трансформатора показано на изо,б.
Чтобы не устанавливать отдельный трансформатор на каждое рабочее напряжение, целесообразно на одном трансформаторе иметь несколько вторичных обмоток с различным числом витков.
Такие трансформаторы, называемые многообмоточными, широко применяют в радиоприемниках, телевизорах, усилителях и другой аппаратуре, требующей для питания несколько переменных напряжений различной величины.
Соотношения числа витков обмоток определяются их напряжениями, т. е.
2/1= U2/U1; 3/1 = U3U1.
Ток в первичной обмотке равен суммарному току всех приведенных вторичных обмоток: I1 = I2U2/U1 + I3U3/U1 + ….
Изменение тока в любой вторичной обмотке вызывает соответствующее изменение тока первичной обмотки. При этом несколько изменяются напряжения всех вторичных обмоток трансформатора, т. е. напряжение любой вторичной обмотки зависит от тока как в этой обмотке, так и в любой другой вторичной обмотке трансформатора.

Никола Тесла | Биография, факты и изобретения

Никола Тесла

Смотреть все медиа

Дата рождения:: 9 июля 1856 г. или 10 июля 1856 г. Хорватия

Умер:: 7 января 1943 г. Нью-Йорк Нью-Йорк

Изобретения:: Катушка Тесла

Предметы изучения:: магнитное поле

Просмотреть весь связанный контент →

Прочтите краткий обзор этой темы

Никола Тесла , (родился 9/10 июля 1856, Смильян, Австрийская империя [сейчас в Хорватии] — умер 7 января 1943, Нью-Йорк, Нью-Йорк, США), сербско-американский изобретатель и инженер, открывший и запатентовавший вращающееся магнитное поле, основа большинства машин переменного тока. Он же разработал трехфазную систему передачи электроэнергии. Он иммигрировал в Соединенные Штаты в 1884 году и продал Джорджу Вестингаузу патентные права на свою систему динамо-машин переменного тока, трансформаторов и двигателей. В 1891 он изобрел катушку Тесла, индукционную катушку, широко используемую в радиотехнике.

Тесла был из семьи сербского происхождения. Его отец был православным священником; его мать была необразованной, но очень умной. Повзрослев, он проявил замечательное воображение и творчество, а также поэтический талант.

Britannica Quiz

История повседневных технологий в 68 вопросах викторины

Вы когда-нибудь хотели получить нехронологическую историю технологий, которые в ту или иную эпоху стали частью повседневного опыта? А вы хотели эту историю в виде викторины? Вам повезло! Проверьте свои знания. Пройдите этот тест.

Подготовка к инженерной карьере, он учился в Техническом университете в Граце, Австрия, и в Пражском университете. В Граце он впервые увидел динамо-машину Грамме, которая работала как генератор и при реверсировании становилась электродвигателем, и придумал способ использовать переменный ток с пользой. Позже, в Будапеште, он визуализировал принцип вращающегося магнитного поля и разработал планы асинхронного двигателя, который стал его первым шагом на пути к успешному использованию переменного тока. В 1882 году Тесла отправился работать в Париж в Continental Edison Company и, находясь в командировке в Страсбурге в 1883 году, сконструировал в нерабочее время свой первый асинхронный двигатель. Тесла отплыл в Америку в 1884 году, прибыв в Нью-Йорк с четырьмя центами в кармане, несколькими собственными стихами и расчетами для летательного аппарата. Сначала он нашел работу у Томаса Эдисона, но эти два изобретателя были далеки друг от друга по происхождению и методам, и их разделение было неизбежным.

В мае 1888 года Джордж Вестингауз, глава компании Westinghouse Electric Company в Питтсбурге, купил патентные права на многофазную систему динамо-машин переменного тока, трансформаторов и двигателей Теслы. Сделка спровоцировала титаническую борьбу за власть между системами постоянного тока Эдисона и системой переменного тока Теслы-Вестингауза, которая в конечном итоге победила.

Вскоре Тесла основал собственную лабораторию, где его изобретательный ум мог получить полную свободу действий. Он экспериментировал с теневыми изображениями, подобными тем, которые позже использовал Вильгельм Рентген, когда открыл рентгеновские лучи в 189 г.5. Бесчисленные эксперименты Теслы включали работу с лампой из угольных кнопок, силой электрического резонанса и различными типами освещения.

Чтобы рассеять страх перед переменным током, Тесла устраивал выставки в своей лаборатории, на которых он зажигал лампы, пропуская электричество через свое тело. Его часто приглашали читать лекции дома и за границей. Катушка Теслы, которую он изобрел в 1891 году, сегодня широко используется в радиоприемниках, телевизорах и другом электронном оборудовании. В том же году Тесла получил американское гражданство.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Westinghouse использовала систему переменного тока Теслы для освещения Всемирной Колумбийской выставки в Чикаго в 1893 году. Этот успех стал фактором, позволившим им выиграть контракт на установку первого энергетического оборудования на Ниагарском водопаде, которое носило имя Теслы и номера патентов. К 1896 году проект принес энергию в Буффало.

В 1898 году Тесла объявил о своем изобретении телеавтоматической лодки, управляемой дистанционно. Когда прозвучал скептицизм, Тесла доказал свои утверждения перед толпой в Мэдисон Сквер Гарден.

В Колорадо-Спрингс, штат Колорадо, где он жил с мая 1899 года до начала 1900 года, Тесла сделал то, что он считал своим самым важным открытием, — земные стационарные волны. Этим открытием он доказал, что Землю можно использовать в качестве проводника и заставить резонировать на определенной электрической частоте. Он также зажег 200 ламп без проводов с расстояния 40 км (25 миль) и создал искусственную молнию, производя вспышки размером 41 метр (135 футов). Одно время он был уверен, что получил сигналы с другой планеты в своей лаборатории в Колорадо, и это утверждение было встречено с насмешкой в некоторых научных журналах.

Вернувшись в Нью-Йорк в 1900 году, Тесла начал строительство на Лонг-Айленде всемирной радиовещательной башни с капиталом в 150 000 долларов от американского финансиста Дж. Пьерпонта Моргана. Тесла утверждал, что он обеспечил кредит, уступив 51 процент своих патентных прав на телефонию и телеграфию Моргану. Он рассчитывал обеспечить всемирную связь и предоставить средства для отправки изображений, сообщений, предупреждений о погоде и отчетов о запасах. Проект был заброшен из-за финансовой паники, трудовых проблем и отказа Моргана в поддержке. Это было величайшее поражение Теслы.

Затем работа Теслы переключилась на турбины и другие проекты. Из-за нехватки средств его идеи остались в его блокнотах, которые до сих пор просматриваются энтузиастами в поисках неиспользованных зацепок. В 1915 году он был сильно разочарован, когда сообщение о том, что он и Эдисон должны были разделить Нобелевскую премию, оказалось ошибочным. Тесла был награжден медалью Эдисона в 1917 году, высшей наградой, которую мог присудить Американский институт инженеров-электриков.

Узнайте о великих изобретениях Николы Теслы… и его увлечении голубями

Посмотреть все видео к этой статье

Тесла позволил себе лишь нескольких близких друзей. Среди них были писатели Роберт Андервуд Джонсон, Марк Твен и Фрэнсис Мэрион Кроуфорд. Он был весьма непрактичен в финансовых вопросах и эксцентричен, движим принуждением и прогрессирующей боязнью микробов. Но у него была способность интуитивно чувствовать скрытые научные секреты и использовать свой изобретательский талант для доказательства своих гипотез. Тесла был находкой для репортеров, которые искали сенсационную копию, но проблемой для редакторов, которые не были уверены, насколько серьезно следует относиться к его футуристическим пророчествам. Едкая критика встретила его рассуждения о связи с другими планетами, его утверждения о том, что он может расколоть Землю, как яблоко, и его заявление об изобретении луча смерти, способного уничтожить 10 000 самолетов на расстоянии 400 км (250 миль).

После смерти Теслы хранитель чужой собственности конфисковал его сундуки, в которых хранились его документы, дипломы и другие награды, письма и лабораторные записи. В конечном итоге они были унаследованы племянником Теслы Саввой Косановичем, а позже размещены в музее Николы Теслы в Белграде. Сотни людей пришли в нью-йоркский собор Святого Иоанна Богослова на его панихиду, и поток сообщений признал гибель великого гения. Три лауреата Нобелевской премии отдали дань уважения «одному из выдающихся умов мира, который проложил путь многим технологическим достижениям современности».

Инез Уитакер Хант

Что такое трансформер? | Tech

Выпуск: 22 августа 2022 г., И.Р.

Трансформатор передает электрическую энергию от одной цепи переменного тока (AC) к одной или нескольким цепям. Используется для изменения напряжения. В частности, трансформатор, понижающий напряжение, называется понижающим трансформатором (понижающим трансформатором), тогда как трансформатор, повышающий напряжение, называется повышающим трансформатором (повышающий трансформатор). Наконец, трансформатор, который может повышать и понижать напряжение, называется повышающим трансформатором.

Трансформаторы

используются в различных местах, например, трансформаторы обычно встраиваются в адаптеры переменного тока.

Почему нам нужно использовать трансформатор для изменения напряжения?

Хорошо известно, что электричество может подаваться более эффективно при более высоком напряжении, чем при более низком. В частности, потери мощности при передаче энергии, вызванные сопротивлением провода, пропорциональны квадрату тока, протекающего по проводу, тогда как они обратно пропорциональны квадрату напряжения. Следовательно, та же мощность может передаваться при более высоком напряжении, что, в свою очередь, снижает ток и, как следствие, потери мощности.

Таким образом, электроэнергия, произведенная на электростанциях, передается при высоком напряжении, например 500 кВ или 200 кВ. В Японии бытовая техника обычно использует 100 В, в то время как электроэнергия, подаваемая на фабрики и крупные коммерческие объекты, оценивается в 60 кВ и т. д. Электроэнергия преобразуется в требуемое напряжение с помощью подстанций и трансформаторных сооружений, которые служат точками передачи, прежде чем поступить в сеть. соответствующие объекты. Такая система более практична, поскольку легко использовать трансформатор для изменения напряжения переменного тока (AC), передаваемого от электростанции.

Кроме того, электронные устройства, как правило, имеют разное номинальное напряжение. Например, по состоянию на 2022 год для большинства смартфонов и планшетов требуется общее зарядное напряжение 5 В. Однако в Японии напряжение типичной бытовой электросети составляет 100 В. Следовательно, при зарядке смартфонов и планшетов от сети напряжение необходимо снижать. Трансформаторы используются в таких случаях для преобразования напряжения.

Аналогично, адаптеры переменного тока, необходимые для электронного оборудования, такого как компьютеры, имеют встроенные трансформаторы для изменения напряжения до подходящего уровня для работы соответствующего оборудования.

Изоляция — еще одна важная роль трансформатора. Как правило, трансформаторы создают магнитную силу из электрического тока и используют эту силу для передачи электричества в соответствии с законом электромагнитной индукции Фарадея. Таким образом, проводники со стороны входа и со стороны выхода не соединены. Следовательно, можно предотвратить протекание аномальных токов из одной цепи в другую. Другими словами, трансформатор предотвращает поражение человека электрическим током и утечку тока, даже если электрическое оборудование, подключенное к выходной стороне, вызывает нарушение изоляции. Разделительные трансформаторы в основном используются для медицинских розеток и защиты от разрывов цепи.

Таким образом, существует три основных цели использования трансформатора

• Повышение эффективности передачи электроэнергии от электростанций
• Эксплуатация электрооборудования при номинальных уровнях напряжения
• Для изоляции

Базовая конструкция трансформатора состоит из железного сердечника (сердечника) с намотанными на него первичной и вторичной обмотками. Обмотки также называют катушками. Первичная и вторичная обмотки электрически не связаны. При изменении тока, протекающего через первичную обмотку, изменяется магнитное поле. Наведенная электродвижущая сила создается во вторичной обмотке, когда направление и напряженность (магнитный поток) магнитного поля проходят через вторичную обмотку.

Таким образом, напряжение электричества, протекающего по вторичной обмотке, равно V1/V2 = N1/N2. Соответственно напряжение может быть преобразовано в зависимости от количества витков первичной обмотки и вторичной обмотки. Каркас обмотки называется катушкой, проволока обмотки называется магнитной проволокой, а железный сердечник, проходящий через катушку, является сердечником.

Некоторые беспроводные зарядные устройства используют тот же принцип, что и трансформаторы, и используют индуктивную электродвижущую силу для подачи питания.

Трансформаторы используются для изменения напряжения переменного тока и не могут применяться для постоянного тока (DC). При подаче на трансформатор постоянного напряжения сердечник становится электромагнитом и полярность не меняется, а магнитный поток через вторичную обмотку остается неизменным. Следовательно, электромагнитной индукции не возникает, и ток во вторичной обмотке не возникает.

В трансформаторах используются катушки, но в чем разница между трансформатором и катушкой? На самом деле термин катушка имеет более широкое значение. Другими словами, это просто своего рода катушка, которая имеет функцию преобразования напряжения. Однако, как единое целое, именно трансформатор преобразует напряжение.

Существует несколько классификаций трансформаторов. Один из них учитывает положение обмотки и железного сердечника. Соответственно, трансформаторы делятся на сердечниковые (core type) и оболочечные (shell type). В трансформаторах с сердечником обмотка покрывает железный сердечник. В корпусных трансформаторах железный сердечник покрывает обмотку.

Другие критерии классификации трансформаторов включают поддерживаемое напряжение и количество фаз, метод охлаждения трансформатора и метод переключения ответвлений.

В зависимости от формы сердечники, используемые в трансформаторах, также подразделяются на различные типы, такие как сердечники EI, сердечники EE, сердечники EER, сердечники PQ, тороидальные сердечники, сердечники R и сердечники UU.

Трансформаторы также классифицируются по напряжению сети электропередач. Среди них трансформаторы, специально предназначенные для высокого напряжения, можно классифицировать в соответствии с соответствующими напряжениями и местами, в которых они используются, следующим образом.

• Трансформаторы сверхвысокого напряжения (110 000 В и более): электростанции и подстанции.
• Трансформаторы сверхвысокого напряжения (20 000–110 000 В): крупные строительные площадки и полигоны для испытаний электрооборудования.
• Трансформаторы высокого напряжения (6 600–20 000 В): заводы, больницы и коммерческие объекты.

Трансформаторы сверхвысокого напряжения и специальные трансформаторы высокого напряжения, размещаемые на открытых огороженных объектах. Как правило, они строятся в местах с меньшей активностью человека, потому что оборудование представляет риск поражения электрическим током, даже если кто-то находится в непосредственной близости.

Трансформаторы высоковольтные применяются для электроснабжения крупных объектов с большим энергопотреблением. Трансформатор высокого напряжения часто устанавливается на крыше объекта или вдоль внешней стены и включается в устройство приема электроэнергии высокого напряжения, называемое ячейкой.

Ниже приводится описание типичных терминов, обычно используемых в трансформаторах.

Силовые трансформаторы (низкочастотные трансформаторы, трансформаторы промышленной частоты)

Эти трансформаторы преобразуют переменный ток частотой 50 Гц или 60 Гц, получаемый из обычной розетки, в напряжение, подходящее для работы электрооборудования.

Высокочастотные трансформаторы

Высокочастотные трансформаторы используются для высокочастотного оборудования, такого как беспроводная связь и импульсные источники питания.

Трансформаторы импульсные (Трансформаторы для импульсных источников питания)

Трансформаторы импульсные используются для преобразования постоянного напряжения. Энергия постоянного тока преобразуется в высокочастотные импульсы путем переключения, которые затем проходят через трансформатор для создания электромагнитной индукции, такой как псевдопеременный ток, тем самым преобразуя напряжение.

Шумоподавляющий трансформатор

Шумоподавляющий трансформатор использует свою изолирующую функцию для отделения источника шума от цепи на принимающей стороне шума, тем самым предотвращая передачу шума.

Катушка Тесла

Катушка Тесла, изобретенная Николой Теслой, используется для генерации высокой частоты и высокого напряжения. В принципе, он использует резонанс вторичной катушки.

Дроссельная катушка (Дроссельный трансформатор)

Дроссельный трансформатор представляет собой тип катушки индуктивности (катушка), используемой в силовых цепях в качестве фильтра помех для линий электроснабжения.