Transformatörü Kim Buldu?
Transformatör, iki veya daha fazla elektrik devresini elektromanyetik indüksiyonla birbirine bağlayan bir elektrik aletidir. Bir elektrik devresinden diğer elektrik devresine, enerjiyi elektromanyetik alan aracılığıyla nakletmektedir. Transformatörler, günümüzün elektrik şebekelerinde ve birçok elektrikli cihazda yaygın olarak kullanılmaktadır.
Transformatörün ilk prototipi, 1831 yılında Michael Faraday tarafından geliştirilmiştir. Faraday, bir demir halkanın etrafına bir çift bobin sarmış ve bu bobinler arasındaki indüksiyon üzerine deneyler yapmıştır. Böylece ilk halka şeklinde kapalı çekirdekli transformatörü oluşturmuştur. Bununla birlikte, transformatörüne yalnızca bireysel akım darbeleri uygulamıştır.
Transformatörün ilk pratik uygulaması, 1876 yılında Rus mühendis Pavel Yablochkov tarafından yapılmıştır. Yablochkov, birincil sargıların bir AC kaynağına bağlandığı bir dizi indüksiyon bobinine dayanan bir aydınlatma sistemi icat etmiştir. Bu sistem, yaygın olarak kullanılmasa da, transformatörlerin ilk pratik uygulaması olarak kabul edilmektedir.
Transformatörün gelişiminde önemli bir rol oynayan diğer kişiler arasında Fransız mühendisler Lucien Gaulard ve John Dixon Gibbs yer almaktadır. Gaulard ve Gibbs, 1882 yılında, iki ayrı bobin arasında indüksiyon yoluyla elektrik enerjisi aktarabilen bir transformatör prototipi geliştirmişlerdir. Bu transformatör, Yablochkov’un aydınlatma sistemi için kullanılmıştır.
1885 yılında Amerikalı mucit William Stanley, Gaulard ve Gibbs’in transformatörünü geliştirerek, günümüzde kullanılan transformatörün temelini atmıştır. Stanley, transformatörünün çekirdeğine yumuşak demir kullanarak, indüksiyon verimliliğini artırmıştır. Ayrıca, transformatörünü AC güç kaynağı ile kullanmıştır.
Stanley’in transformatörünün geliştirilmesi, elektrik enerjisinin dağıtımı ve kullanımında devrim yaratmıştır. Transformatörler sayesinde, elektrik enerjisi daha verimli bir şekilde üretilip, daha uzak mesafelere taşınabilir hale gelmiştir. Bu da, elektrik enerjisinin yaygınlaşmasına ve modern yaşamın gelişmesine katkıda bulunmuştur.
Transformatörün Çalışma Prensibi
Transformatör, elektromanyetik indüksiyon prensibi ile çalışır. Elektromanyetik indüksiyon, bir elektrik akımının, başka bir elektrik akımının veya manyetik alanın oluşumunu tetiklediği bir süreçtir.
Transformatörde, bir elektrik devresinde (birincil sargı) akan elektrik akımı, manyetik bir alan oluşturur. Bu manyetik alan, diğer elektrik devresinde (ikincil sargı) bir voltaj indükler. İndüklenen voltaj, birincil sargıda akan akıma ve birincil sargı ile ikincil sargı arasındaki manyetik geçirgenliğe bağlıdır.
Transformatörde, birincil sargıdaki akım arttığında, ikincil sargıdaki voltaj artar. Birincil sargıdaki akım azaldığında ise, ikincil sargıdaki voltaj azalır.
Transformatörler, iki temel parametre ile karakterize edilir:
- Transformatör oranı (trafo oranı): Birincil sargıdaki sarım sayısı ile ikincil sargıdaki sarım sayısının oranıdır. Transformatör oranı, birincil sargıdaki voltaj ile ikincil sargıdaki voltaj arasındaki ilişkiyi belirler.
- Transformatör verimliliği (trafo verimliliği): Transformatörün, birincil sargıdan ikincil sargıya aktardığı güç miktarı ile birincil sargıdan alınan güç miktarı arasındaki orandır. Transformatör verimliliği, %95-99 arasında değişebilir.
Transformatörlerin Kullanım Alanları
Transformatörler, günümüzün elektrik şebekelerinde ve birçok elektrikli cihazda yaygın olarak kullanılmaktadır.
Elektrik şebekelerinde, transformatörler, elektrik enerjisini üretildiği yerdeki yüksek voltajdan, dağıtım ve tüketim noktalarındaki düşük voltaja dönüştürmek için kullanılır. Bu sayede, elektrik enerjisi daha verimli bir şekilde taşınabilir ve kullanılabilir.
Elektrikli cihazlarda, transformatörler, cihazların ihtiyaç duyduğu voltaj ve akımı sağlamak için kullanılır. Örneğin, ev tipi elektrikli cihazların çoğu, 220 V şebekeden çalışan 220 V veya 110 V voltaj ve akıma ihtiyaç duyar. Transformatörler, bu ihtiyacı karşılar.
Transformatörlerin kullanım alanları şu şekilde özetlenebilir:
- Elektrik şebekelerinde: Enerji üretimi, dağıtımı ve tüketimi
- Elektrikli cihazlarda