На заре изобретения электричества опыты проводились лишь с постоянным током. По поводу переменного тока складывалось твердое убеждение, что он практически ни на что не пригоден, так как он может лишь светить. Но индукционные катушки, используемые Яблочковым, и разделительный, так называемый, вторичный генератор Усагина, положили начало трансформаторам, которые преобразуют переменный ток поступающего напряжения в ток с требуемым напряжением.
Устройство трансформатора
В устройство трансформатора входит стальной замкнутый сердечник и от двух до большего числа обмоток, которые не связаны между собой. Обмотка, к которой подводится переменный ток, называется первичной, обмотка, от которой ток отводится, носит название вторичной. Если к первичной обмотке подведен ток высокого напряжения, а от вторичной отмотки отводится ток низкого напряжения, то такой трансформатор называют понижающим.
Преобразование энергии требуется при передаче электроэнергии на значительные расстояния, распределении ее, в устройствах для выпрямления, усиления тока. При передаче электроэнергии потребителю от электростанции ток поступает по проводам, на изготовление которых применяют цветные металлы. Сила тока, обуславливающая потери энергии, вызывает больший расход цветных металлов. Если же не изменяя мощность уменьшить напряжение, то уменьшится сила тока, что даст возможность уменьшить поперечное сечение провода, а, следовательно, уменьшить расходуемое количество цветных металлов на линию передач. Это приведет к снижению потерь электроэнергии.
Работающие на электростанциях современные синхронные генераторы способны вырабатывать электроэнергию при напряжении от 11-20 до 35кв, которое является чрезвычайно высоким для производственных и бытовых нужд. Но для передачи электрической энергии на значительное расстояние требуется напряжение более 750 кв. Для повышения напряжения служит повышающий трансформатор.
Обратная ситуация складывается для приемников электроэнергии, которые рассчитаны на низкое напряжение, достигающее лишь от 110 в до 380 в. Ко всему прочему, чтобы изготавливать электрические аппараты, приборы, машины, которым необходимо высокое напряжение, придется усилить изоляцию, конструктивно изменить токоведущие части. Естественно, высокое напряжение для приемников невозможно, поэтому необходимо использовать трансформаторы, понижающие напряжение.
Изменение напряжения электрической энергии переменного тока от места выработки до потребителя происходит несколько раз. Из-за невозможности одновременно нагрузить на полную мощность понижающие трансформаторы, приходится устанавливать такие трансформаторы, чья мощность превосходит мощность генераторов с электростанции раз в восемь.
Классификация трансформаторов
Классифицируются трансформаторы по следующим критериям: 1. число фаз (однофазные, трехфазные),
2. число обмоток ( двух -, трехобмоточные),
3. класс точности,
4. способ охлаждения (масляные, сухие),
5. внешняя или внутренняя установка.
