|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
LỊCH SỬ CÔNG NGHỆ, CÔNG NGHỆ, ĐỐI TƯỢNG QUA CHÚNG TÔI
Máy biến áp. Lịch sử phát minh và sản xuất
Cẩm nang / Lịch sử của công nghệ, kỹ thuật, các đối tượng xung quanh chúng ta Máy biến áp - một thiết bị điện từ tĩnh có hai hoặc nhiều cuộn dây được ghép cảm ứng trên bất kỳ mạch từ nào và được thiết kế để chuyển đổi một hoặc nhiều hệ thống (điện áp) của dòng điện xoay chiều thành một hoặc nhiều hệ thống (điện áp) khác bằng cảm ứng điện từ mà không thay đổi tần số. Máy biến áp thực hiện chuyển đổi điện áp xoay chiều và/hoặc cách ly điện trong nhiều ứng dụng - năng lượng điện, điện tử và kỹ thuật vô tuyến. Về mặt cấu trúc, một máy biến áp có thể bao gồm một (máy biến áp tự ngẫu) hoặc một số cuộn dây hoặc băng cách điện (cuộn dây) được bao phủ bởi một từ thông chung, theo quy luật, trên một mạch từ (lõi) làm bằng vật liệu từ mềm sắt từ.
Bản chất vật lý của hiện tượng biến đổi hiện tại đã được tường thuật trong chương trên điện thoại. Tuy nhiên, cần phải nói thêm đôi lời về sự phát minh ra thiết bị đáng chú ý này, nó có thể giải quyết nhiều vấn đề lớn nhỏ của kỹ thuật điện. Hoàn toàn hợp lý khi khẳng định rằng máy biến áp đầu tiên xuất hiện đồng thời với việc phát hiện ra hiện tượng cảm ứng điện từ. Một trong những thí nghiệm của Faraday là ông cho dòng điện từ pin đi qua các cuộn dây của cuộn dây. Trong trường hợp này, một dòng điện phát sinh trong các cuộn dây của cuộn dây thứ hai, ở gần đó, nhưng không được kết nối với cuộn dây thứ nhất. Dòng điện đi qua tức thời được ghi lại bằng điện kế. Tuy nhiên, bản thân Faraday không bao giờ sử dụng hiệu ứng này để chuyển đổi điện áp.
Năm 1848, Rumkorff là người đầu tiên thu hút sự chú ý của các nhà vật lý về khả năng tuyệt vời của một máy biến áp trong việc tạo ra dòng điện áp rất cao. Nhưng vài năm nữa đã trôi qua trước khi ông tạo ra một mô hình hoạt động của thiết bị này. Kết quả là vào năm 1852, cuộn dây cảm ứng Ruhmkorff nổi tiếng đã xuất hiện, nó đóng một vai trò rất lớn trong lịch sử công nghệ. Trong quá trình chế tạo chiếc máy biến áp đầu tiên này, người sáng chế đã phải vượt qua những khó khăn không nhỏ. Để tăng số vòng dây của cuộn thứ cấp, Ruhmkorff phải dùng một sợi dây rất mỏng, đồng thời cẩn thận canh chừng để điện áp cao không xuyên qua lớp cách điện của nó. Mua được mấy km dây mỏng như sợi tóc, anh cách điện cẩn thận, rồi quấn từng cuộn dây vào cuộn dây một cách cẩn thận. Với sự trợ giúp của cuộn dây của mình, Ruhmkorff có thể tạo ra dao động điện áp rất cao. Dòng điện một chiều không thể biến đổi. Để biến dòng điện một chiều của pin thành dòng điện xoay chiều, Ruhmkorff đã bật cầu dao nối tiếp với cuộn sơ cấp, cầu dao này đóng mở định kỳ dòng điện của mạch sơ cấp (thường ở tần số vài chục đến vài trăm lần mỗi thứ hai). Khi đóng dòng điện sơ cấp khỏi acquy thì ở cuộn thứ cấp xuất hiện một hiệu điện thế cao hơn cuộn sơ cấp cùng tỉ số với số vòng dây ở cuộn thứ cấp và cuộn sơ cấp. Khi mở dòng điện sơ cấp thì ở cuộn thứ cấp xuất hiện một hiệu điện thế lớn hơn. Giá trị của nó càng lớn thì dòng điện mở càng nhanh. Một tấm lò xo được sử dụng như một bộ ngắt sóng, được lõi của cuộn dây hút và mở mạch. Tần số gián đoạn phụ thuộc vào khối lượng và độ đàn hồi của lò xo, vào số vòng dây của cuộn sơ cấp và vào hiệu điện thế của pin.
Trong vài thập kỷ, máy biến áp hầu như không được sử dụng trong công nghệ và chỉ có các ứng dụng khoa học độc quyền. Mãi cho đến cuối những năm 70, cuộn dây cảm ứng mới bắt đầu được sử dụng rộng rãi trong các bộ điện thoại và trong hệ thống chiếu sáng điện. Thực tế là sau khi ngọn nến Yablochkov lan rộng ở châu Âu, các kỹ sư điện đã phải đối mặt với cái gọi là vấn đề “nghiền nát” năng lượng điện. Cô ấy như sau. Theo quy luật, nhiều bóng đèn được cấp điện từ một tổ máy phát điện. Trong khi đó, khi nhiều ngọn nến được mắc nối tiếp, chế độ hoạt động của mạng trở nên không ổn định. Sự tuyệt chủng của chỉ một cây nến tương đương với việc phá vỡ mạng lưới, sau đó các cây nến còn lại sẽ tắt. Nếu các ngọn nến được nối song song với mạch điện, thì thường chỉ có ngọn nến có điện trở nhỏ nhất mới sáng lên (vì dòng điện, như bạn đã biết, luôn chạy dọc theo đường dây có điện trở nhỏ nhất). Khi ngọn nến này cháy hết, ngọn nến tiếp theo, sức cản của ngọn nến nhỏ nhất, sẽ sáng lên, v.v. Đối mặt với vấn đề này, Yablochkov đề nghị sử dụng cuộn dây cảm ứng để "nghiền nát" năng lượng. Với kết nối này, các cuộn dây sơ cấp của các cuộn dây được kết nối nối tiếp và một, hai, ba hoặc nhiều ngọn nến có thể được bao gồm trong cuộn dây thứ cấp, tùy thuộc vào các thông số của nó. Các cuộn dây làm việc cùng lúc ở chế độ biến áp, tạo ra điện áp yêu cầu ở đầu ra. Khi đèn tắt, mạch điện không bị ngắt, do đó các ngọn nến riêng lẻ tiếp tục cháy. Với sự phát triển của công nghệ dòng điện xoay chiều, máy biến áp đã trở nên quan trọng. Năm 1882, Golyar và Gibbs lấy bằng sáng chế cho một máy biến áp, không chỉ được sử dụng để "nghiền" năng lượng mà còn để chuyển đổi điện áp.
Một số cuộn dây cảm ứng thẳng đứng được cố định trên một giá đỡ bằng gỗ, các cuộn dây sơ cấp mắc nối tiếp. Các cuộn dây thứ cấp được chia thành các phần và mỗi phần có một cặp đầu cuối để kết nối các máy thu dòng điện, chúng hoạt động độc lập với nhau. Điện trở trong mạch sơ cấp (và do đó, cường độ dòng điện) có thể được điều chỉnh bằng cách di chuyển các lõi bên trong cuộn dây. Các lõi của cuộn dây sơ cấp và thứ cấp không được kết nối với nhau, do đó, các máy biến áp này có một hệ thống từ trường hở. Tuy nhiên, người ta sớm nhận thấy rằng nếu cuộn thứ cấp và cuộn sơ cấp được đặt trên một lõi duy nhất, máy biến áp sẽ hoạt động tốt hơn nhiều - tổn thất năng lượng sẽ giảm và hiệu suất sẽ tăng lên. Máy biến áp đầu tiên như vậy với một hệ thống từ tính kín được tạo ra vào năm 1884 bởi hai anh em nhà phát minh người Anh là Johns và Edward Hopkinson.
Lõi của máy biến áp này được làm bằng các dải thép hoặc dây được ngăn cách bằng vật liệu cách điện, giúp giảm tổn thất năng lượng do dòng điện xoáy. Các cuộn dây có điện áp cao hơn và thấp hơn được đặt luân phiên trên lõi này. Năm 1885, kỹ sư điện người Hungary Dery đã chứng minh rằng các máy biến áp nên được kết nối song song trong một mạch điện, và đã lấy bằng sáng chế cho phương pháp kết nối này. Chỉ sau đó mới bắt đầu sản xuất công nghiệp máy biến áp xoay chiều một pha. Vì các máy biến áp mạnh bị quá nhiệt đáng kể trong quá trình hoạt động, nên một hệ thống làm mát bằng dầu đã được phát triển (một bình sứ chứa dầu được đặt bên trong máy biến áp). Máy biến áp đã được chứng minh là cực kỳ hữu ích trong hệ thống ba pha. Nói chung, hệ thống dòng điện ba pha sẽ không được sử dụng rộng rãi như vậy trong những năm đầu tiên ra đời nếu nó không giải quyết được các vấn đề về truyền năng lượng trên một khoảng cách xa. Nhưng sự truyền tải như vậy, như sẽ được trình bày dưới đây, chỉ thuận lợi ở điện áp cao, trong trường hợp dòng điện xoay chiều, có được nhờ máy biến áp. Hệ thống ba pha không gây khó khăn cơ bản cho việc chuyển đổi công suất, nhưng yêu cầu ba máy biến áp một pha thay vì một máy biến áp với hệ thống một pha. Sự gia tăng số lượng các thiết bị khá đắt tiền như vậy không thể không khơi dậy mong muốn tìm kiếm một giải pháp thỏa đáng hơn. Năm 1889, Dolivo-Dobrovolsky đã phát minh ra máy biến áp ba pha với sự sắp xếp xuyên tâm của các lõi. Trong trường hợp này, cuộn dây điện áp cao và thấp của mỗi pha được đặt trên các lõi hướng tâm tương ứng, và từ thông nằm trên vỏ ngoài (ách ngoài). Sau đó, Dolivo-Dobrovolsky nhận thấy rằng việc đặt các thanh có cuộn dây song song và kết nối các đầu của thanh (lõi) với cùng một chốt sẽ dễ dàng hơn. Sau đó, toàn bộ hệ thống trở nên nhỏ gọn hơn. Loại máy biến áp này được gọi là "lăng trụ".
Cuối cùng, vào tháng 1891 năm XNUMX, Dolivo-Dobrovolsky đã nhận được bằng sáng chế cho một máy biến áp ba pha với các thanh song song nằm trong cùng một mặt phẳng. Thiết kế của nó hóa ra thành công đến nỗi nó vẫn tồn tại cho đến ngày nay mà không có những thay đổi cơ bản. Tác giả: Ryzhov K.V.
▪ La bàn
Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng
15.04.2024 Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global
15.04.2024 Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm
14.04.2024
▪ Card đồ họa GeForce GTX 3 JetStream 760D của Palit ▪ Kỷ lục tốc độ mới cho ô tô điện
▪ phần của trang web Hệ thống âm thanh. Lựa chọn các bài viết ▪ bài viết Tamara và tôi đi như một cặp. biểu hiện phổ biến ▪ bài viết Thuyết lượng tử là gì? đáp án chi tiết ▪ Bài viết Phỉ thường. Truyền thuyết, canh tác, phương pháp áp dụng ▪ bài viết Thăm dò tụ oxit. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Chúng tôi giới thiệu các bài viết thú vị razdela 
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này