1.6. Поняття про трансформацію та випрямлення змінного струму

Електричний струм не набув би поширення, якби його не можна було перетворювати майже без втрат енергії. Перетворення змінного струму, за якого напруга збільшується або зменшується в кілька раз практично без втрат потужності, здійснюється за допомогою трансформаторів. Трансформація — це зниження або підвищення електричної енергії і передавання її на різні відстані.

Уперше трансформатори були використані в 1878 році російським ученим П.М. Яблочковим для живлення винайдених ним «електричних свічок». Трансформатор — це статичний електромагнітний пристрій з двома або більшою кількістю індуктивно з'єднаних обмоток, призначений для перетворення безпосередньо електромагнітної індукції однієї системи змінного струму в іншу систему змінного струму (без змінювання частоти). Трансформатори набули широкого практичного застосування для передавання електричної енергії на великі відстані, для розподілу енергії між ц приймачами та в різних випрямних, сигнальних, підсилювальних та інших пристроях.

За призначенням трансформатори поділяються на силові, узгоджувальні та імпульсні.

Силові трансформатори призначені для перетворення електричної енергії в електричних мережах та в установках для її приймання і використання. Вони бувають підвищувальними та знижувальними.

Електрична енергія виробляється на електростанціях синхронними генераторами за напруги 11... 18 кВ (у деяких випадках 30...35 кВ). Хоча ця напруга дуже велика для безпосереднього використання її споживачами, проте вона недостатня для ощадного передавання електроенергії на великі відстані.

Для збільшення напруги в лінії передачі її необхідно підвищити. Для цього на великих електростанціях установлюють підвищувальні трансформатори. Для використання електричної енергії безпосередньо електричними пристроями в освітлювальній мережі тощо напругу на кінцях лінії необхідно понизити. Цього домагаються за допомогою знижувальних трансформаторів.

Трансформатори, використовувані для узгодження напруги або опорів між каскадами в радіопристроях, називаються узгоджувальними.

Трансформатори, призначені для передавання імпульсів напруги або струмів з однієї мережі в іншу, називаються імпульсними.

Існують також спеціальні трансформатори — зварювальні, вимірювальні та ін.

Електричну енергію в промислових масштабах виробляють генератори змінного струму. Проте 25—30 % електричної енергії використовується в пристроях, що працюють на постійному струмі. Для перетворення змінного струму в постійний використовують випрямлячі. Найбільшого поширення набули випрямлячі з напівпровідниковими вентилями. Вони мають невеликі розміри, велику експлуатаційну надійність, високий коефіцієнт корисної дії, надійні в обслуговуванні.