Transformator je zasnovan za pretvorbo izmenične napetosti, uporablja pa se tudi za galvansko izolacijo. Naprava se uporablja v radiotehniki, elektroenergetiki in elektroniki. Predstavlja eno ali več navitij traku ali žice, na katere vpliva magnetno polje. Navite so na majhno jedro, ki je tudi magnetno jedro.
Kdo je izumil transformator?
Leta 1848 je Francoz G. Ruhmkorf izdelal indukcijsko tuljavo posebne zasnove. Ta izum je bil prototip sodobnega transformatorja. Mehanik je z uporabo te tuljave dobil visoka napetostna nihanja. Bilo je treba nekako spremeniti enosmerni tok v izmenični tok. Na podlagi tega je Heinrich Daniel Ruhmkorff uporabil poseben odklopnik, ki se je preklopil zaporedno s tuljavo.
Ko je prišlo do kratkega stika, se je napetost v sekundarnem navitju dvignila. Napetost v primarnem je presegla toliko, kolikor je bilo število obratov na sekundarni več. Prekinitvena naprava je bila majhna vzmetna plošča. Pogosteje je onaje bila uporabljena, višja je napetost. Da bi plošča odprla vezje, je bilo potrebno magnetno polje, ki ga je ustvarilo jedro. Ruhmkorffova tuljava je bila široko uporabljena v 70. letih dvajsetega stoletja.
Moderni transformator
G. Ruhmkorff je bil tisti, ki je izumil transformator. Njegovo idejo je do popolnosti pripeljal znanstvenik P. N. Yablochkov, ki je svojo stvaritev predstavil leta 1876. Kot jedro je uporabil posebno palico, na katero so bila že navita navitja. Za prekinitev enosmernega toka znanstvenik ni uporabil vzmetne plošče, ampak indukcijske tuljave.
Vsa primarna navitja so bila v pogonu zaporedno in oddajala količino napetosti, ki je bila potrebna. V sekundarni so bile uporabljene svetilke, ki so delovale na dohodno energijo. Kasneje je bilo ugotovljeno, da je mogoče zmanjšati izgube energije. Za to je potrebno na jedro postaviti obe tuljavi - primarno in sekundarno.
Pomembno je vedeti, kdo in kdaj je izumil prvi transformator, da ne bi zmotno domnevali, da ga je izumil Yablochkov. Znanstvenik si je razvoj zamislil, da bi bil bolj priročen za uporabo.
Razvoj znanstvenika je bila naprava z odprtimi jedri. Kasneje nastane nov tip - z zaprtimi, ki sta ga razvila brata Hopkinson. Odkritje je pomagalo močno zmanjšati stroške energije. Načelo delovanja je bilo, da se na jedro izmenično postavljajo visokonapetostne in nizkonapetostne tuljave. Sama palica je izdelana iz žic in jeklenih trakov, ki so ločeniposeben izolacijski material.
Vrste transformatorjev
Zahvaljujoč tistemu, ki je izumil transformatorje, danes obstajajo različne kategorije teh naprav:
- Dvig napetosti - nizka napetost se znatno poveča na izhodu.
- Zmanjšanje napetosti - vstopi velika napetost in izstopi majhna. Tak sistem je potreben na mestih s padci napetosti. To so najpogostejši modeli.
- Enofazni in trifazni - in trije enofazni transformatorji lahko dobro opravljajo delo trifaznega. Ker je en trifazni transformator pravzaprav sestavljen iz treh enofaznih.
- Prisilno in naravno hlajenje.
Kaj potrebujete za transformatorje?
Za kompenzacijo toplotnega sevanja, izgubljenega med prenosom toka, elektrarne proizvajajo zelo visoko napetost, ki je večina naprav v takih količinah ne potrebuje. V takih primerih pride prav transformator. Napetost uravnava tako, da jo med prenosom poveča in nato na poti do uporabnika znižuje. V nasprotnem primeru vsa oprema ne bi vzdržala napada tako velike moči in bi zgorela ali eksplodirala.
Prav tako so električni aparati v vsakdanjem življenju opremljeni s transformatorji, saj nenehno potrebujejo različne napetosti skozi več tokov. Danes se naprava uporablja v računalnikih in televizorjih. Treba se je zahvaliti tistemu, ki je izumil transformator, saj brez njegavečina naprav ne bi mogla normalno delovati. V najboljšem primeru bi bili obkroženi z napravami, ki ne delujejo pri nizki (varni) napetosti, ampak pri visoki.
Veliko vrst tovrstnih izdelkov je pomembnih v vsakdanjem življenju. Da ne bi bili šokirani, se najpogosteje uporablja izolacijski transformator, ki to tveganje zmanjša. Ta naprava se uporablja tudi za merjenje nenehno spreminjajoče se napetosti. To je potrebno za zagotovitev varnosti prebivalstva med prenapetostmi. Za merjenje količine porabljene energije se uporabljajo ločeni tipi (tokovni transformatorji).
