Во времена, известные как «Война токов», переменный ток смог победить постоянный из-за того, его очень легко понизить до маленького напряжения. Для этого использовали трансформатор, который может работать только с переменным электричеством.
Открытие Фарадея
Чтобы понять, почему так происходит, необходимо обратиться к истории. Когда ученые открыли электричество, они заметили, что оно порождает магнитное поле.
Они предположили, что может быть и наоборот: магнит способен создать электрический ток и тут же принялись экспериментировать. В их числе был и Майкл Фарадей. Его установка размещалась в одной комнате, а вот измерительные приборы в другой. Какие только ухищрения он не придумывал, чтобы добыть ток из проволоки, крутя перед ним магнитом и так, и эдак, но, когда проходил в другую комнату, стрелка на приборах стояла неподвижно. Так прошло целых 10 (десять!) лет, пока в одной из комнат не затеяли ремонт и ему пришлось все оборудование перетащить в одно помещение. Вот тогда он и заметил, как стрелка дергается из стороны в сторону, когда проводил магнитом над проволочной рамкой.
Тут он понял, что магнит или сама рамка должны двигаться, чтобы вырабатывался электроток. Так и родился генератор.
Как работает трансформатор
Теперь возьмем металлический брусок, согнем его в форме квадрат, замкнем его на себя и намотаем на противоположные стороны немного проволоки, на одну чуть поменьше, на другую чуть побольше. Ура, друзья, мы с Вами создали трансформатор! Запустим его?
Ладно, допустим, к той проволоке, которой намотали побольше, подключим обычный постоянный ток. Что произойдёт? Да ничего. Ток пробежит по проводнику и уйдет обратно. Ведь раз ток постоянный, то и его магнитное поле тоже постоянно.
Ладно, теперь подключим переменный ток. Он будет ходить по проводнику туда-сюда, то появляясь, то исчезая. Вместе с ним также будет появляться и исчезать и магнитное поле. Ничего не напоминает? Правильно, это эксперимент Фарадея. В меньшей обмотке из-за изменяющегося магнитного поля начнет течь ток, похожий на своего «родителя», но с меньшим напряжением (сила тока при этом, кстати, увеличится). Можно регулировать его значение, меняя количество мотков проволоки.
А зачем металлический брусок? Он как раз и создает магнитное поле, которое заставляет электроны во второй обмотке двигаться в определенном направлении.
Теперь понятно, что трансформатор – это как генератор, но без движущихся частей. Вместо вращения он вырабатывает ток из-за свойств переменного тока и работать он может только на переменном токе.
При преобразовании неизбежны потери, но они составляют всего лишь несколько процентов. Кстати, если подключить источник к меньшей обмотке, а потребителя к большей, то напряжение увеличится, но и сила тока станет меньше.