Трансформаторы нужны для того, чтобы электричество могло достичь потребителей на больших расстояниях. Без них напряжение на пути своего следования будет постепенно снижаться — и населенные пункты получат недостаточное количество электроэнергии.
В новой совместной публикации вместе с «Объединенной энергетической компанией» рассказываем, как устроены трансформаторы.
В современных городах среди обычного шума машин и строек мы не замечаем тихое, иногда убаюкивающее гудение силовых трансформаторов. Но не все задумываются, что это такое и зачем они нужны.
По проводам линии электропередач электричество попадает в центрально-распределительные подстанции или ЦРП, которые находятся недалеко от городов. В них напряжение понижается — до 110 или 220 кВ — и электроэнергия отправляется дальше. На следующих подстанциях напряжение снова уменьшают, на этот раз до 6-10 кВ.
Так электроэнергия оказывается на трансформаторных пунктах (ТП). Они же — привычные любому городскому жителю трансформаторные будки, из которых доносится тихое гудение силовых трансформаторов. Проходя через них, напряжение понижается в последний раз и достигает стандартных для розеток 380-220 В.
История создания силовых трансформаторов началась в первую половину XIX-го века, когда Майкл Фарадей открыл явление, лежащее в основе работы трансформаторов. Изучив более ранние работы своих предшественников, в которых исследовалась природа магнитного поля, порожденного вокруг проводника протекающим по нему электрическим током, он обнаружил, что для вызова магнитного поля в проводнике мало просто электрического поля. Это поле должно быть переменным по своей природе. Явление взаимодействия между электрическими и магнитными силами теперь называется электромагнитной индукцией. Разработки Фарадея сильно опередили свое время и не нашли широкого практического применения.
Позднее, уже во второй половине XIX-го века, русский ученый П. Н. Яблочков запатентовал первый трансформатор и применил его для сетей наружного освещения. Несколькими годами позже, также русским ученым М. О. Доливо-Добровольским был изобретен первый трехфазный трансформатор, который используется и по сей день в системах электроснабжения наших городов.
Как устроен трансформатор
В простейшем трансформаторе есть железная основа, на которую наматываются две катушки медного или алюминиевого провода или ленты. Явления, описанные Фарадеем, позволяют пропустив электрический ток по одной катушке, получить ток во второй катушке. Регулируя количество витков и другие параметры трансформатора напряжения можно добиваться повышения или понижения выходного напряжения трансформатора относительно входного. А замыкая накоротко вторичную обмотку, можно получить так называемый трансформатор тока.
Сегодня электричество передается в трехфазной трехпроводной системе. После создания первых трехфазных генераторов электрического тока встал вопрос о передаче электрической мощности потребителям на большие расстояния. Тут на сцену и выходят трансформаторы, которые позволяют повысить напряжение от генератора и передавать с меньшими потерями мощность на большие расстояния. А перед тем, как запитать потребителя, это напряжение надо опять понизить до приемлемой величины. Для этого опять используют трансформаторы.
Низкий характерный гул из «будки» у вас во дворе издает тот самый трансформатор. От трансформаторной будки электричество передается в близлежащие дома, гаражи, торговые центры, учреждения и т. д. Оно протекает по проводам внутри стен и проходит через счетчик. Так электроэнергия завершает свое путешествие в розетках, лампочках и выключателях, обеспечивая наши квартиры светом.
Ставьте палец вверх чтобы видеть в своей ленте больше статей о науке и её представителях.
Интересные материалы:
Рождение электричества: как устроены электростанции
Как это устроено: линии электропередач
От Бауманки до списка Forbes и квантового компьютера: интервью с Алексеем Фёдоровым
Зачем магазины указывают первоначальную стоимость товара на ценнике со скидкой?
