تحويل المحول

في صناعة الطاقة الكهربائية الحديثة ، هندسة الراديو ، الاتصالات السلكية واللاسلكية ، أنظمة التشغيل الآلي ، المحولات تستخدم على نطاق واسع ، والتي تعتبر بحق واحدة من الأنواع الشائعة من المعدات الكهربائية. اختراع المحول هو واحد من الصفحات الرائعة في تاريخ الهندسة الكهربائية. لقد مر ما يقرب من 120 عامًا منذ إنشاء أول محول صناعي أحادي الطور ، تم عمل اختراعه من الثلاثينيات وحتى منتصف الثمانينيات من القرن التاسع عشر ، وهو علماء ومهندسون من دول مختلفة.

في الوقت الحاضر ، هناك الآلاف من التصميمات المختلفة للمحولات - من المصغر إلى العملاق ، لنقل منصات السكك الحديدية الخاصة أو المعدات العائمة القوية مطلوبة.

كما تعلمون ، عند نقل الكهرباء عبر مسافات طويلة ، يتم تطبيق الجهد من مئات الآلاف من فولت. لكن المستهلكين ، كقاعدة عامة ، لا يمكنهم استخدام مثل هذا الجهد الضخم مباشرة. لذلك ، فإن الكهرباء المولدة في محطات الطاقة الحرارية أو محطات الطاقة الكهرومائية أو محطات الطاقة النووية تخضع للتحول ، ونتيجة لذلك تكون الطاقة الكلية للمحولات أعلى بعدة مرات من السعة المركبة للمولدات في محطات الطاقة. يجب أن تكون خسائر الطاقة في المحولات ضئيلة ، وكانت هذه المشكلة دائمًا واحدة من المشاكل الرئيسية في تصميمها.

أصبح إنشاء محول ممكنًا بعد اكتشاف ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي من قبل العلماء البارزين في النصف الأول من القرن التاسع عشر. الانجليزي م. فاراداي والأميركي هنري. إن تجربة فاراداي بحلقة حديدية عليها جرحان معزولان عن بعضهما البعض ، الجرح الأساسي متصل بالبطارية ، والثاني بجلفانومتر ، السهم الذي انحرف عند فتح الدائرة الأولية وإغلاقها ، معروف على نطاق واسع. يمكننا أن نفترض أن جهاز فاراداي كان نموذجًا أوليًا لمحول حديث. لكن فاراداي ولا هنري لم يخترعا المحول. لم يدرسوا مشكلة تحويل الجهد ، في تجاربهم ، تم تزويد الأجهزة بالتيار المباشر بدلاً من التيار المتناوب ولم تعمل بشكل مستمر ، ولكن على الفور في اللحظة التي تم فيها تشغيل التيار أو إيقافه في اللف الأولي.

أول أجهزة كهربائية تستخدم ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي كانت لفائف التعريفي. عندما تم فتح الملف الأولي فيه ، تم إحداث EMF كبير في المرحلة الثانوية ، مما تسبب في حدوث شرارات كبيرة بين نهايات هذا الملف. خلال السنوات 1835-1844 تم تسجيل براءة اختراع لعشرات من هذه الأجهزة. الأكثر مثالية كان الملف التعريفي للفيزيائي الألماني G.D. Ruhmkorff.

لفائف التعريفي يحمي كرونستادت

تم تنفيذ أول استخدام ناجح لملف التعريفي في أوائل الأربعينيات من القرن التاسع عشر بواسطة الأكاديمي الروسي ب. جاكوبي (1801-1874) لإشعاله شحنة المسحوق من المناجم الكهربائية تحت الماء. سدت حقول الألغام في خليج فنلندا ، التي بنيت تحت قيادته ، الطريق إلى كرونستادت من قبل اثنين من الأسراب الأنجلو فرنسيين ، ومن المعروف أنه خلال هذه الحرب كان للدفاع عن ساحل بحر البلطيق أهمية كبيرة. سرب ضخم من الأنجلو فرنسيين ، يتألف من 80 سفينة مع إجمالي عدد 3600 بندقية ، حاول دون جدوى اختراق Kronstadt. بعد أن اصطدمت ميرلين الرئيسية بمنجم كهربائي تحت الماء ، أُجبر السرب على مغادرة بحر البلطيق.

واعترف الأعداء في الأسف: "لا يمكن لأسطول الحلفاء أن يفعل أي شيء حاسم: فالقتال ضد التحصينات الجبارة في كرونستادت من شأنه أن يعرض مصير السفن للخطر". ضحكت صحيفة هيرالد الإنجليزية الشهيرة على نائب الأدميرال نيبير: "لقد جاء ورأى و ... لم يفز ... الروس يضحكون ونحن مضحكون حقًا".أجبرت المناجم الكهربائية ، غير المعروفة في أوروبا ، الأسطول الأكثر روعة الذي ظهر في البحر على التراجع ؛ فهو ، كما كتبت صحيفة أخرى ، لم "لا يدفع الحرب إلى الأمام فحسب ، بل عاد دون الفوز بانتصار واحد".

استخدم ملف التعريفي لأول مرة كمحول من قبل المهندس الكهربائي الروسي الموهوب والمخترع بافل نيكولايفيتش يابلوكوف (1847-1894).

في عام 1876 ، اخترع "الشمعة الكهربائية" الشهيرة - المصدر الأول للضوء الكهربائي ، والذي كان يستخدم على نطاق واسع ويعرف باسم "الضوء الروسي". بسبب بساطته ، انتشرت "الشمعة الكهربائية" في جميع أنحاء أوروبا لعدة أشهر وحتى وصلت إلى غرف الشاه الفارسي وملك كمبوديا.

لإدراج عدد كبير من الشموع في وقت واحد في الشبكة الكهربائية ، ابتكر Yablochkov نظام "سحق الطاقة الكهربائية" عن طريق لفائف التعريفي. حصل على براءات اختراع لـ "الشمعة" ومخطط إدراجها في عام 1876 في فرنسا ، حيث أجبر على مغادرة روسيا حتى لا ينتهي به المطاف في سجن "الديون". (كان يمتلك ورشة كهربائية صغيرة وكان مولعًا بتجربة الأجهزة التي أخذها لإجراء إصلاحات ، ولا يدفع دائمًا الدائنين في الوقت المحدد.)

في نظام "سحق الطاقة الكهربائية" الذي طورته يابلوشكوف ، تم ربط اللفات الأولية للملف التعريفي بشكل متسلسل بالشبكة الحالية المتناوبة ، ويمكن إدراج عدد مختلف من "الشموع" في اللفات الثانوية ، التي لا يعتمد وضع التشغيل فيها على وضع الآخرين. كما هو موضح في براءة الاختراع ، فإن هذه الدائرة أتاحت "توفير طاقة منفصلة لعدة أجهزة إنارة ذات شدة إضاءة مختلفة من مصدر واحد للكهرباء". من الواضح أنه في هذه الدائرة يعمل الملف التعريفي في وضع المحولات.

إذا تم تضمين مولد التيار المباشر في الشبكة الأساسية ، وفر Yablochkov لتركيب قواطع خاصة. تم الحصول على براءات اختراع الشموع من خلال المحولات بواسطة Yablochkov في فرنسا (1876) ، ألمانيا وإنجلترا (1877) ، في روسيا (1878). وبعد بضع سنوات ، بدأ نقاش حول من ينتمي إلى الأولوية في اختراع المحول ، أكدت الجمعية الفرنسية "الإضاءة الكهربائية" ، التي أصدرت رسالة في 30 نوفمبر 1876 ، أولوية يابلوشكوف: في براءة الاختراع "... تم وصف مبدأ التشغيل وطرق تشغيل المحول" . وذكر أيضا أن "أولوية Yablochkov معترف بها في إنجلترا."

تم عرض مخطط "سحق الطاقة الكهربائية" عن طريق المحولات في المعارض الكهربائية في باريس وموسكو. كان هذا التثبيت نموذجًا أوليًا لشبكة كهربائية حديثة مع العناصر الرئيسية: المحرك الأساسي - المولد - خط النقل - المحول - المستقبل. تميزت إنجازات Yablochkov البارزة في تطوير الهندسة الكهربائية بأعلى جائزة من فرنسا - وسام وسام جوقة الشرف.

في عام 1882 ، أوضح Usagin في المعرض الصناعي في موسكو مخطط "التكسير" في Yablochkov ، لكنه شمل أجهزة استقبال متنوعة في الملفات الثانوية للملفات: محرك كهربائي ، ملف تسخين ، مصباح قوس ، وشموع كهربائية. من خلال ذلك ، أظهر أولاً تعدد استخدامات AC وحصل على الميدالية الفضية.

كما لوحظ بالفعل ، في تثبيت Yablochkov ، لم يكن للمحول دائرة مغناطيسية مغلقة ، والتي تفي تمامًا بالمتطلبات الفنية: عندما تم تشغيل اللفات الأولية بشكل متتابع ، لم يؤثر تشغيل وإيقاف بعض المستهلكين في اللفات الثانوية على وضع تشغيل الآخرين.

أعطت اختراعات Yablochkov زخما قويا لاستخدام التيار المتردد. بدأت إنشاء المشاريع الكهروتقنية في مختلف البلدان لتصنيع المولدات وتحسين الأجهزة لتحويلها.

عندما أصبح من الضروري نقل الكهرباء عبر مسافات طويلة ، كان استخدام التيار المباشر العالي الجهد لهذه الأغراض غير فعال. تم تنفيذ أول انتقال للطاقة الحالية بالتناوب في عام 1883 لإلقاء الضوء على مترو أنفاق لندن ، وكان طول الخط حوالي 23 كم. تمت زيادة الجهد إلى 1500 فولت بمساعدة المحولات التي تم إنشاؤها في عام 1882 في فرنسا بواسطة L. Goliard و D. Gibbs. كانت هذه المحولات أيضًا مزودة بدائرة مغناطيسية مفتوحة ، لكنها كانت مخصصة بالفعل لتحويل الجهد ولديها معامل تحويل مختلف عن الوحدة. تم تركيب العديد من ملفات التعريفي على حامل خشبي ، تم ربط اللفات الأولية في سلسلة. تم تقسيم اللف الثانوي ، وكان كل قسم يؤدي اثنين لربط الاستقبال. قدم المخترعون تمديد النوى لتنظيم الجهد على اللفات الثانوية.

تحتوي المحولات الحديثة على دائرة مغناطيسية مغلقة ويتم ربط ملفاتها الأولية بشكل متوازٍ. عندما يتم توصيل المستقبلات بشكل متوازٍ ، فإن استخدام الدائرة المغناطيسية المفتوحة ليس له ما يبرره تقنيًا. لقد وجد أن المحول ذو الدائرة المغناطيسية المغلقة لديه أداء أفضل ، وفقدان أقل وكفاءة أكبر. لذلك ، مع زيادة مسافة النقل وزيادة الجهد في الخطوط ، بدأوا بتصميم محول الدائرة المغلقة في عام 1884 في إنجلترا من قبل الأخوين جون وإدوارد هوبكنسون. تم استخلاص اللب المغناطيسي من شرائط فولاذية معزولة عن بعضها البعض ، مما قلل من خسائر التيار الدوامي. تم ترتيب ملفات الجهد العالي والمنخفض بالتناوب على الدائرة المغناطيسية. أشار المهندس الكهربائي الأمريكي ر. كينيدي في عام 1883 إلى أن عدم كفاية تشغيل محول بدائرة مغنطيسية مغلقة مع سلسلة متسلسلة من اللفات الأولية ، مشددًا على أن التغيير في الحمل في الدائرة الثانوية لأحد المحولات سيؤثر على تشغيل المستهلكين الآخرين. هذا يمكن القضاء عليه عن طريق الاتصال الموازي لللفات. تم استلام أول براءة اختراع لمثل هذه المحولات بواسطة M. Deri (في فبراير 1885). في مخططات نقل الطاقة ذات الجهد العالي اللاحقة ، بدأت اللفات الأولية متصلة بالتوازي.

تم تطوير المحولات أحادية الطور الأكثر تقدماً ذات الدائرة المغناطيسية المغلقة في عام 1885 بواسطة مهندسي الكهرباء الهنغاريين: M. Deri (1854–1934) ، O. Blati (1860–1939) ، و K. Tsipernovsky (1853–1942). استخدموا لأول مرة مصطلح "المحولات". في طلب براءة الاختراع ، أشاروا إلى الدور المهم لدائرة مغناطيسية مغلقة قابلة للتحميل ، وخاصة بالنسبة لمحولات الطاقة القوية. اقترحوا أيضًا ثلاثة تعديلات على المحولات التي يتم استخدامها حتى الآن: الحلقة والدروع والقضيب. تم إنتاج هذه المحولات بشكل تسلسلي من قبل Ganz & Co. Electric Machine Building Plant في Budapest. أنها تحتوي على جميع عناصر المحولات الحديثة.

تم إنشاء أول محوّل أوتوماتيكي من قبل دبليو ستانلي ، وهو كهربائي من شركة ويستنجهاوس الأمريكية ، في عام 1885 ، وتم اختباره بنجاح في بيتسبرغ.

كان إدخال تبريد الزيت (أواخر ثمانينيات القرن التاسع عشر ، د. سوينبرن) ذا أهمية كبيرة لتحسين موثوقية المحولات. وضعت سوينبرن المحولات الأولى في أوعية خزفية مملوءة بالزيت ، مما زاد بشكل كبير من موثوقية عزل اللفات. كل هذا ساهم في الاستخدام الواسع النطاق للمحولات أحادية الطور لأغراض الإضاءة. تم بناء أقوى تثبيت لشركة Ganz & Co. في روما في عام 1886 (15000 كيلو فولت أمبير). كانت إحدى محطات توليد الطاقة الأولى التي بنتها الشركة في روسيا هي المحطة في أوديسا لإضاءة دار أوبرا جديدة معروفة على نطاق واسع في أوروبا.

انتصار AC. ثلاثة أنظمة المرحلة

80s من القرن التاسع عشر دخلت تاريخ الهندسة الكهربائية تحت اسم "معارك المحولات".أصبحت العملية الناجحة للمحولات أحادية الطور حجة مقنعة لصالح استخدام التيار المتناوب. لكن أصحاب الشركات الكهربائية الكبيرة المنتجة للمعدات الحالية المباشرة لم يرغبوا في خسارة الأرباح ، ومنعت كل الطرق من إدخال التيار المتردد ، خاصة لنقل الطاقة لمسافات طويلة.

الصحفيون بأجر بسخاء ينشرون جميع أنواع الخرافات حول التيار المتردد كما عارض المخترع الأمريكي الشهير ت. أ. اديسون (1847-1931). بعد إنشاء المحول ، رفض حضور اختباره. "لا ، لا ،" صاح قائلاً ، "التيار المتناوب هراء دون مستقبل". "أنا لا أرغب فقط في فحص محرك التيار المتردد ، لكنني أيضًا أعرف ذلك!" يزعم سيرة كتاب إديسون أنه ، بعد أن عاش حياة طويلة ، كان المخترع مقتنعًا بآرائه الخاطئة وسيقدم الكثير لاستعادة كلماته.

كانت حدة معارك المحولات مكتوبة مجازيا من قبل عالم الفيزياء الروسي الشهير أ. Stoletov في عام 1889 في مجلة Electricity: “أذكر بشكل لا إرادي الاضطهاد الذي عانى منه المحولات في بلدنا حول المشروع الأخير لشركة Ganz & Co. لإلقاء الضوء على جزء من موسكو. في كل من التقارير الشفوية والمقالات الصحفية ، تم استنكار النظام باعتباره شيئًا هرطقًا وغير عقلاني ، وبالطبع قاتل: لقد ثبت أن المحولات كانت ممنوعة تمامًا في جميع البلدان الغربية الكريمة ويمكنها تحمل التكلفة المنخفضة في بعض إيطاليا فقط. " لا يعلم الجميع أن إدخال الصعق بالكهرباء في ولاية نيويورك في عام 1889 باستخدام التيار المتردد العالي الجهد ، سعى رجال الأعمال من الهندسة الكهربائية أيضا إلى استخدام AC لتهديد شخص يهدد حياته.

مهد إنشاء محولات موثوقة أحادية الطور الطريق لبناء محطات توليد الكهرباء وخط نقل التيار أحادي الطور ، والذي أصبح يستخدم على نطاق واسع للإضاءة الكهربائية. ولكن فيما يتعلق بتطور الصناعة ، وبناء المصانع والمصانع الكبيرة ، أصبحت الحاجة إلى محرك كهربائي اقتصادي بسيط أكثر حدة. كما تعلمون ، لا تحتوي محركات التيار المتردد أحادية الطور على عزم دوران أولي ولا يمكن استخدامها لأغراض القيادة الكهربائية. هكذا في منتصف الثمانينات من القرن التاسع عشر. نشأت مشكلة معقدة في الطاقة: كان من الضروري إنشاء منشآت للإرسال الاقتصادي للطاقة الكهربائية ذات الجهد العالي على مسافات طويلة وتطوير تصميم محرك كهربائي AC بسيط واقتصادي للغاية يلبي متطلبات الأسلاك الكهربائية الصناعية.

بفضل جهود العلماء والمهندسين من مختلف البلدان ، تم حل هذه المشكلة بنجاح على أساس النظم الكهربائية متعددة الأطوار. أظهرت التجارب أن أنسبها هو نظام ثلاثي الطور. تم تحقيق أكبر نجاح في تطوير أنظمة ثلاثية الطور من قبل المهندس الكهربائي الروسي المتميز M.O. دولفو-دوبروفولسكي (1862-1919) ، أجبر على العيش والعمل في ألمانيا لسنوات عديدة. في عام 1881 ، تم طرده من معهد ريغا للفنون التطبيقية لمشاركته في الحركة الطلابية الثورية دون الحق في الالتحاق بمؤسسة تعليمية عليا في روسيا.

في عام 1889 ، ابتكر محركًا تحضيريًا بسيطًا من ثلاث مراحل على شكل قفص السنجاب ، ظل تصميمه ، من حيث المبدأ ، على قيد الحياة حتى يومنا هذا. ولكن لنقل الكهرباء عند الجهد العالي ، كانت هناك حاجة إلى ثلاثة محولات أحادية الطور ، مما زاد بشكل كبير من تكلفة التركيب بأكمله. في نفس عام 1889 ، قام Dolivo-Dobrovolsky ، بعد أن أظهر محايدًا استثنائيًا ، بإنشاء محول ثلاثي الطور.

لكنه لم يأت على الفور إلى التصميم ، والذي ، مثل المحرك التعريفي ، من حيث المبدأ ، نجا حتى الآن. في البداية كان الجهاز مع ترتيب شعاعي من النوى.لا يزال تصميمه يشبه آلة كهربائية بدون فجوة هوائية بأعمدة بارزة ، ويتم نقل اللفات الدوارة إلى القضبان. ثم كان هناك العديد من الإنشاءات من النوع "المنشوري". أخيرًا ، في عام 1891 ، حصل العالم على براءة اختراع لمحول ثلاثي الطور بترتيب موازٍ للنوى في طائرة واحدة ، على غرار تلك الحديثة.

كان الاختبار العام لنظام ثلاثي الأطوار يستخدم محولات ثلاثية الأطوار هو ناقل الطاقة الشهير Laufen-Frankfurt ، الذي تم بناؤه عام 1891 في ألمانيا بمشاركة نشطة من Dolivo-Dobrovolsky ، الذي طور المعدات اللازمة لذلك. بالقرب من مدينة لاوفن ، بالقرب من الشلال على نهر نيكار ، تم بناء محطة كهرومائية ، يمكن أن تعمل التوربينات المائية على تطوير طاقة مفيدة تبلغ حوالي 300 حصان. تم نقل الدوران إلى عمود مولد متزامن ثلاثي الطور. عن طريق محول ثلاثي الطور بسعة 150 كيلو فولت أمبير (لم يقم أحد من قبل بتحويل هذه المحولات) ، تم نقل الكهرباء بجهد 15 كيلو فولت عبر خط نقل بثلاثة أسلاك على مسافة ضخمة (170 كم) في ذلك الوقت في فرانكفورت ، حيث افتتح المعرض الفني الدولي. كفاءة النقل تجاوزت 75 ٪. في فرانكفورت ، تم تركيب محول ثلاثي الطور في موقع المعرض ، مما أدى إلى خفض الجهد إلى 65 فولت. تم إضاءة المعرض بواسطة 1000 مصباح كهربائي. تم تركيب محرك غير متزامن ثلاثي الطور بقدرة حوالي 75 كيلوواط في القاعة ، التي تعمل على تشغيل مضخة هيدروليكية توفر المياه لشلال مزخرف بإضاءة زاهية. كان هناك نوع من سلسلة الطاقة: تم إنشاء شلال اصطناعي بواسطة طاقة شلال طبيعي ، على بعد 170 كم من الأول. صُدم الزائرون المؤثرون للمعرض بالقدرات الرائعة للطاقة الكهربائية.

كان هذا النقل انتصارًا حقيقيًا للأنظمة ثلاثية الطور ، والاعتراف العالمي بالمساهمة البارزة في الهندسة الكهربائية بواسطة M.O. Dolivo-دوبروفولسكي. منذ عام 1891 ، بدأت الكهرباء الحديثة.

مع نمو قدرة المحولات ، يبدأ بناء محطات الطاقة وأنظمة الطاقة. محرك كهربائي ، النقل الكهربائي ، التكنولوجيا الكهربائية الناشئة والنامية بسرعة. من المثير للاهتمام أن نلاحظ أن أول محطة كهرباء قوية في العالم بها مولدات ومحولات ثلاثية الأطوار كانت محطة خدمة أول مؤسسة صناعية روسية مزودة بمعدات كهربائية ثلاثية الطور. كان مصعد نوفوروسيسك. كانت طاقة المولدات المتزامنة لمحطة الطاقة 1200 كيلو فولت أمبير ، والمحركات غير المتزامنة ثلاثية الطور التي تعمل بالطاقة من 3.5 إلى 15 كيلو واط تعمل على آليات وآليات مختلفة تعمل بالطاقة ، وتم استخدام جزء من الكهرباء للإضاءة.

تدريجيا ، أثرت كهربة جميع الفروع الجديدة من التعليم والتدريب المهني ، والاتصالات ، والحياة ، والطب - هذه العملية تعمقت وتوسعت ، استغرق كهربة على نطاق واسع.

خلال القرن العشرين. فيما يتعلق بإنشاء أنظمة طاقة متكاملة قوية ، وزيادة في نطاق نقل الطاقة الكهربائية ، وزيادة في خط نقل الطاقة ، زادت متطلبات الخصائص التقنية والتشغيلية للمحولات. في النصف الثاني من القرن العشرين. ارتبط تقدم كبير في إنتاج محولات الطاقة القوية باستخدام الفولاذ المدلفن على البارد للدوائر المغناطيسية ، مما جعل من الممكن زيادة الحث وتقليل المقطع العرضي ووزن النوى. تم تخفيض إجمالي الخسائر في المحولات إلى 20 ٪. كان من الممكن تقليل حجم سطح التبريد لخزانات النفط ، مما أدى إلى انخفاض في كمية الزيت وانخفاض في الوزن الكلي للمحولات. تم تحسين تقنية وأتمتة إنتاج المحولات بشكل مستمر ، وتم تقديم طرق جديدة لحساب قوة واستقرار اللفات ، ومقاومة المحولات لآثار القوى خلال الدوائر القصيرة.واحدة من المشاكل الملحة لبناء المحولات الحديثة هو تحقيق الاستقرار الديناميكي للمحولات القوية.

يتم فتح آفاق كبيرة لزيادة قوة محولات الطاقة باستخدام تقنية فائقة التوصيل. استخدام فئة جديدة من المواد المغناطيسية - السبائك غير المتبلورة ، وفقًا للخبراء ، يمكن أن يقلل من فقد الطاقة في النوى بنسبة تصل إلى 70٪.

محول في خدمة الإذاعة اللاسلكية والاتصالات السلكية واللاسلكية

بعد اكتشاف الموجات الكهرومغناطيسية من قبل G. Hertz (1857-1894) في عام 1888 وإنشاء أول أنابيب الإلكترون في 1904-1907 ، ظهرت المتطلبات الأساسية الحقيقية للاتصالات اللاسلكية ، التي كانت الحاجة إليها في تزايد. أصبح عنصر لا يتجزأ من الدوائر لتوليد الموجات الكهرومغناطيسية ذات الجهد العالي والتردد ، وكذلك لتضخيم التذبذبات الكهرومغناطيسية ، محول.

كان أحد العلماء الأوائل الذين درسوا موجات هرتزيا هو العالم الصربي الموهوب نيكولا تسلا (1856-1943) ، الذي يمتلك أكثر من 800 اختراع في مجال الهندسة الكهربائية وهندسة الراديو والميكانيكا التي أطلق عليها الأمريكيون اسم "ملك الكهرباء". في محاضرته التي ألقاها في جامعة فرانكلين في فيلادلفيا عام 1893 ، تحدث بكل تأكيد عن إمكانية التطبيق العملي للموجات الكهرومغناطيسية. قال العالم "أود ،" أن أقول بضع كلمات حول هذا الموضوع ، الذي يدور في ذهني باستمرار ، والذي يؤثر على رفاهية لنا جميعًا. أعني نقل إشارات ذات معنى ، وربما حتى الطاقة إلى أي مسافة دون أي أسلاك على الإطلاق. أنا كل يوم مقتنع أكثر فأكثر بالجدوى العملية لهذا المخطط. "

بتجربة التذبذبات عالية التردد ومحاولة تطبيق فكرة "الاتصالات اللاسلكية" ، ينشئ Tesla في عام 1891 واحدة من أكثر الأجهزة الأصلية في عصره. ابتكر العالم تفكيرًا سعيدًا - للجمع في جهاز واحد بين خصائص محول محول الرنين ، الذي لعب دورًا كبيرًا في تطوير العديد من فروع الهندسة الكهربائية ، والهندسة الراديوية ، وهو معروف على نطاق واسع باسم محول تسلا. بالمناسبة ، مع اليد الخفيفة للكهربائيين الفرنسيين ومشغلي الراديو ، كان يسمى هذا المحول ببساطة "تسلا".

في جهاز تسلا ، تم ضبط اللفات الأولية والثانوية على الرنين. تم تشغيل اللف الأساسي من خلال فجوة شرارة مع ملف التعريفي والمكثفات. أثناء التفريغ ، يؤدي التغير في المجال المغنطيسي في الدائرة الأولية إلى حدوث تيار وتردد كبير جداً في اللف الثانوي ، والذي يتكون من عدد كبير من المنعطفات.

أظهرت القياسات الحديثة أنه باستخدام محول رنان ، يمكن الحصول على الفولتية عالية الجودة بسعة تصل إلى مليون فولت. أشار تسلا إلى أنه من خلال تغيير سعة المكثف ، يمكن الحصول على موجات كهرمغنطيسية ذات أطوال موجية مختلفة.

اقترح العالم استخدام محول الرنين لإثارة "باعث موصل" ، التي أثيرت عالية فوق الأرض وقادرة على نقل الطاقة عالية التردد دون أسلاك. من الواضح أن "باعث" تسلا كان أول هوائي وجد أكبر تطبيق في الاتصالات اللاسلكية. إذا كان العالم قد ابتكر مستقبلاً حساسًا للموجات الكهرومغناطيسية ، لكان قد اخترع الراديو.

سيرة حياة تسلا نعتقد أنه قبل A.S. كان بوبوف وج. ماركوني تسلا الأقرب إلى هذا الاكتشاف.

في عام 1893 ، أي قبل عام من الأشعة السينية ، اكتشفت تسلا "أشعة خاصة" تخترق الأجسام غير المعتمة للضوء العادي. لكنه لم ينته من هذه الدراسات حتى النهاية ، وأقيمت علاقات ودية بينه وبين روينتجن لفترة طويلة. في السلسلة الثانية من التجارب ، الأشعة السينية المستخدمة محول تسلا الرنين.

في عام 1899 ، تمكنت Tesla بمساعدة الأصدقاء من بناء مختبر علمي في كولورادو. هنا ، على ارتفاع ألفي متر ، بدأ في دراسة تصريف البرق وإثبات وجود شحنة كهربائية من الأرض.لقد توصل إلى التصميم الأصلي لـ "جهاز إرسال تضخيم" يشبه المحول ويسمح لك باستقبال فولتات تصل إلى عدة ملايين فولت بتردد يصل إلى 150 ألف فترة في الثانية. بالنسبة لللف الثانوي ، قام بتوصيل سارية ارتفاعها حوالي 60 مترًا ، وعندما تم تشغيل جهاز إرسال Tesla ، تمكن من ملاحظة ضربات صاعقة ضخمة ، تفريغ يصل طوله إلى 135 قدمًا ، وحتى رعد. عاد مرة أخرى إلى فكرة استخدام التيارات عالية التردد "للإضاءة والتدفئة ونقل السيارات الكهربائية على الأرض وفي الهواء" ، ولكن ، بطبيعة الحال ، لم يستطع أن يدرك أفكاره في ذلك الوقت. وجد محول الرنين تسلا تطبيقه في تكنولوجيا الراديو من بداية القرن 20th. تم إجراء التعديل الهيكلي بواسطة شركة Marconi تحت اسم "jigger" (فارز) وكان يستخدم أيضًا لمسح الإشارة من التداخل.

تم حل مشاكل مجموعة الاتصالات مع ظهور مكبرات الصوت. تم استخدام المحول على نطاق واسع في دوائر المضخمات بناءً على استخدام مهندس الراديو Ldion ، الذي ابتكره المهندس الإذاعي الأمريكي في عام 1907. "

في القرن العشرين. قطعت الإلكترونيات شوطًا طويلًا من أجهزة الأنابيب الضخمة إلى تكنولوجيا أشباه الموصلات والإلكترونيات الدقيقة والإلكترونيات الضوئية. ودائمًا ما بقي المحول عنصرًا ثابتًا في إمدادات الطاقة ودوائر التحويل المختلفة. على مدى عقود عديدة ، تحسنت تكنولوجيا تصنيع المحولات منخفضة الطاقة (من جزء صغير من واط إلى عدة واط). لقد تطلب إنتاجها بالجملة استخدام مواد كهربائية خاصة ، خاصة الفريت ، لتصنيع النوى المغناطيسية ، وكذلك المحولات غير المجهزة للتركيبات عالية التردد. البحث مستمر للعثور على تصاميم أكثر كفاءة باستخدام أحدث العلوم والتكنولوجيا.

كانت كهربة دائما أساس التقدم العلمي والتكنولوجي. على أساسها ، يتم باستمرار تحسين التقنيات في الصناعة والنقل والزراعة والاتصالات والبناء. تم تحقيق نجاح غير مسبوق من خلال ميكنة وأتمتة عمليات الإنتاج. إن إنجازات الطاقة العالمية لن تكون ممكنة بدون إدخال مجموعة متنوعة من المحولات ذات الكفاءة العالية والطاقة.

ولكن من القوانين الموضوعية لتطوير العلوم والتكنولوجيا ، يترتب على ذلك أنه بغض النظر عن كيفية تصميم التصاميم المتقدمة اليوم ، فهي ليست سوى خطوة على الطريق لإنشاء محولات أكثر قوة وفريدة من نوعها.

جان شنيبرغ