Для чего требуется трансформатор | Ofisp.org

Для чего требуется трансформатор

20 февраля 201517:20

В современной жизни тяжело обходится без электричества. Если не дай бог, пропала электроэнергия, то это катастрофа для хозяйки и беда для обитателей. Все в доме требует энергии. А если вечер, то совсем волком вой. Но все ли понимают, как она приходит в дом. Как и в каком виде, она транспортируется к вам в розетку. Все настолько привыкли к наличию электроприборов в доме, и стали зависимыми от удобств двадцать первого века, что не задумываются о простых вещах. Как получается, что, сунув пальцы в розетку, мы получаем удар, а вот если сунуть туда сначала зарядное устройство, то за пальчик штекера браться можно абсолютно безопасно. А при этом розетка та же.

 

Элементарные понятия


Надо напомнить забытые понятия, которые обязательно давали в школе, но которые благополучно забылись за ненадобностью. Электрический ток имеет две основные характеристики: силу тока и напряжение. Для того, что бы ток появился, нужен проводник. Это провода или кабеля, не важно, важно другое цепь должна быть замкнута. То есть от источника электропитания должны идти два проводника, которые должны замкнуться. Это вы и делаете, когда включаете в розетку чайник или телевизор. Проводники, по которым идет ток, имеют сопротивление. Здесь работает простой принцип трубопровода, или водопровода. Чем больше диаметр трубы, тем больше воды набегает. Чем меньше, тем…, ну,  понятно! А если давление сильное, а труба слабая то она лопается. Точно так же и с током. Если ток сильный, а проводник тонкий, то проводник нагревается и может перегореть, расплавится.

 

Для чего требуется трансформатор

А теперь ответ на вопрос, для чего требуется трансформатор? Представьте, что вам надо снабдить водой целый микрорайон. Наверно для этого нужна труба огромного диаметра, ну может не огромная, но достаточно большая, что бы всем хватило. В водоканале делают так. Что бы не ложить трубы по два метра диаметром, магистрали водораспределения дают высокое давление, в относительно не толстые трубы, а подачу воды в квартиры пускают через понижающие дроссели, пластины с калиброванными отверстиями, которые сбивают давление и труба небольшого диаметра снабжает целый микрорайон. По такому же принципу подается и электричество.

Чтобы дать необходимое количество энергии в город  пришлось бы ложить кабеля толщиной несколько метров, что конечно выглядело бы сумасшествием. Наверно  до сих пор строились бы первые электропередачи и вся цивилизация находилась бы с состоянии начала двадцатого века по своему развитию. Передача электричества большого тока не рентабельна, как раз из-за этого. От тока нагревается проводник и на его нагревание уходит энергия, и чем больше нагревается тем выше сопротивление, замкнутый круг. Поэтому приняли решение, при котором ток сделали переменным, то есть источник его меняет полярность на клеммах от плюса к минусу пятьдесят раз за секунду. А это дало возможность менять основные характеристики тока, не меняя его общую мощность. То есть если уменьшить силу, то пропорционально увеличится напряжение, но поскольку произведение остается неизменным то мощность сохраняется.  Вот для чего требуется трансформатор.

Он выполняет функции того дросселя в водопроводе, но сначала повышает напряжение и понижает силу тока, что бы потери при передаче на большие расстояния не сопровождались потерями при нагревании – это раз, и не требовался проводник большого диаметра – это два. Вся энергосистема поделена на кусты, и на кустовые подстанции поступает ток высокого напряжения, там напряжение понижается, а ток повышается и идет на местные подстанции, где  он опять проходит ту же процедуру и только потом попадает в вам в розетку. Степень преобразования и необходимая мощность определяется по количеству потребителей и их потребляемой мощности или количеству энергии. Подход точно такой же, как и в водоснабжении. Это и определяет мощность конечного понижающего трансформатора.

Принцип работы трансформатора

Ну а теперь, как же это все работает и на чем построено.
Наверно основная масса читателей знают, что такое электромагнит. Если на железный сердечник (стержень) намотать провод, а потом через него пропустить постоянный ток, то он превратится в магнит. На одном конце будет север, а на другом юг. А если пропустить переменный ток, то полюсы будут меняться. Он тоже будет магнитом, но с переменным магнитным полем. А если на свободный его конец намотать еще один провод, то на нем появится переменный ток, который будет зависеть от сопротивления проводника, количества его витков и тока, который генерирует переменное магнитное поле. Это и есть примитивный трансформатор. Наведение тока на проводник в переменном магнитном поле называется индукцией. Это не точное определение, оно просто отражает суть явления. Это изобретение результат многих известных ученых девятнадцатого века, которые навсегда вошли в историю науки человечества. Фарадей, Генри, Столетов, братья Гопкинсы, Яблочков, Эдисон, - и в конце столетия человечество получило практически тот трансформатор, который мы используем, по сей день. Замкнутый, наборной ферромагнетик с принимающим и отдающим соленоидами. Их, как правило, больше, есть еще дроссели, но это уже технические детали. Тесла, гениальный ученый двадцатого века, подарил нам трехфазное электропитание и соответственно трехфазный трансформатор. С тех пор он практически неизменный. Все последующие усовершенствования не изменили ни принцип, ни саму конструкцию.

Область применения

- широчайшая. Все, что требует электрического питания, использует трансформацию.  Любой источник питания в электроприборах от компьютера до зарядного устройства вашего мобильника не может обойтись без трансформации. Это самый простой и надежный способ получить столько энергии, сколько надо не рискуя сжечь детали или весь прибор.
Однако это еще и самый главный способ доставить энергию до потребителя в том количестве, которое надо. Надеемся, что теперь вам понятно для чего требуется трансформатор и простой, и понятный принцип его действия.

 

Похожие материалы

18.04.2013
Исследователи из Института информатики Макса Планка (Max Planck Institute for Informatics) разработали новую экранную клавиатуру, которая обеспечит возможность более быстрого набора текста на устройствах с сенсорным дисплеем. Клавиатура KALQ, по словам ее создателей, позволит владельцам планшетов набирать текст на 34% быстрее, чем это позволяет сделать привычная раскладка QWERTY. Вы наверняка не раз отмечали, что на экране планшета текст набирается гораздо медленней, чем на обычной клавиатуре. И причиной такого замедления являются не только размеры клавиш. По мнению сотрудников Института Макса Планка, компьютерная QWERTY-раскладка, перенесенная на устройства с сенсорным дисплеем, не приспособлена к специфическому «мобильному» методу набора, в котором задействованы только большие пальцы.
11.04.2014
Не только пользователи персональных компьютеров отказываются уходить с Windows XP: под управлением этой операционной системы, больше не поддерживаемой Microsoft, все еще работают тысячи веб-сайтов во всем мире. По данным компании Netcraft, в то время как мировым лидером по использованию XP на ПК является Китай, первое место по числу сайтов на этой ОС занимают США.
28.03.2014
Компания Thecus представила сетевые хранилища N7710 и N8810U. Эти NAS для малого/среднего бизнеса и корпоративных сетей будут показаны в следующем месяце на международной IT-выставке CES 2014. Thecus также покажет свежие модели NAS для дома и малого офиса.
29.04.2014
Разработанное в швейцарском подразделении IBM Research устройство под названием NanoFrazor в ближайшее время поможет создавать микросхемы с нормами технологического процесса менее 10 нм. Нанофрезер больше похож на вариант сканирующего туннельного микроскопа, в рабочей части которого находится раскалённая игла с толщиной острия в один нанометр. Управление настолько точное, что ей можно вырезать микротранзисторы или печатать самые маленькие в мире фотографии в оттенках серого.  
25.09.2015
На этой неделе многие пользователи не могли связаться с друзьями и коллегами с помощью Skype, так как программа работала со сбоями. Те, кто для общения использует только Skype, на время оказались отрезанными от всего мира. Чтобы в следующий раз не оказаться в столь неприятной ситуации, рекомендуем несколько альтернативных мессенджеров, которые по своему удобству ни в чем не уступают Skype.Telegram

Оборудование:

Общие характеристики Тип: Wi-Fi точка доступа Стандарт беспроводной связи: 802.11n, частота 2.4 ГГц...
→ Оставить отзыв
Для начала давайте определим что такое IPTV и мини-роутер. Мини-роутер (маршрутизатор) – сетевое...
→ Оставить отзыв
Подключение При подключении нового роутера к сети интернет необходимо подключить кабель провайдера...
→ Оставить отзыв
Сначала – посмотрим, что такое Wi-Fi 3G роутер вообще, и чем такие решения лучше «модемов». В...
→ Оставить отзыв