变压器的发明——迎来交流电时代

爱迪生发明电灯时，传输距离只有30公里以内，否则电压太低，灯就不会亮。解决这个问题的唯一方法是在用户附近建立发电站，并让发电机每隔30公里发出烟雾和隆隆声。

然而，有了变压器，发电厂可以建在远离市中心的偏远地区，同时高压可以用来传输电流，以减少输电线路的电力损失。电力输送到城市后，变压器被用来把它降低到一定的电压，供工厂和家庭使用。变压器是根据电磁感应定律改变交流电压的装置。它随着电磁感应的发现而诞生，并通过许多科学家的不断改进而形成。

谈到变压器的发明，通常使用法拉第的电磁感应原理。1888年，英国著名物理学家弗莱明在他著名的著作《交流变压器》开头就明确指出:“在众多研究变压器的杰出人士中，领军人物是巨人法拉第和亨利，他们奠定了真理的基石，而其他所有人都致力于完成这座建筑。”

1831年8月，法拉第进行了一次磁发电实验，并通过这个实验发现了电磁感应现象。当时，法拉第的装置，法拉第感应线圈，实际上是世界上第一个变压器原型。同年11月，法拉第向英国皇家学会报告了他的实验和发现，从而使法拉第被公认为电磁感应现象的发现者，他自然成为变压器的发明者。

变压器

但事实上，美国著名科学家亨利是第一个发明变压器的人。1830年8月，纽约奥尔巴尼学院的教授亨利利用大学假期进行了磁发电实验。事实上，亨利的实验是一个非常直观的电磁感应现象的关键实验，而他的装置实际上是变压器的雏形。然而，亨利在工作中很谨慎。他不急于公布他的实验结果。他还想做更多的实验。然而，假期结束了，他不得不把这件事放在一边。后来，他进行了许多实验，直到1832年，实验论文才在《美国科学与艺术杂志》上发表。然而，在此之前，法拉第首先宣布了他的电磁感应实验，并介绍了他的实验装置。虽然亨利遗憾地错过了电磁感应和变压器的发现权，但他对电和变压器发明的贡献是显而易见的。特别值得一提的是，亨利的实验装置比法拉第的感应线圈更接近现代变压器。

后来，许多科学家相继进入变压器研究领域。19世纪80年代以后，交流电源进入了人类社会的生活，变压器的原理也被许多人所理解。人们自然会想到在实际交流电路中使用变压器。法国的古兰和英国的吉布斯在这方面迈出了第一步，做出了重大贡献。

1882年9月，他们在英国申请了感应线圈及其供电系统的第一项专利，称感应线圈为次级发电机。虽然戈兰和吉布斯的二次发电机开拓了变压器的实际应用领域，但这种变压器在早期存在一些先天缺陷。第一个对此提出质疑并做出改进的是来自匈牙利冈兹工厂、布拉奇、济巴诺夫斯基和德里的三名年轻工程师。布拉奇在1885年首次提出了“变压器”这个词。这个简洁而生动的术语很快被人们认可和接受。它很快取代了过去使用的术语“感应线圈”和“次级发电机”，并且一直使用到现在。

变压器的发明原理

1885年5月1日，匈牙利的布拉普斯国家博览会开幕。一台150伏、70赫兹的单相交流发电机通过75台甘孜工厂的5千伏安变压器将电流送下，点燃了世博会场馆内的1067个爱迪生灯泡。它令人眼花缭乱的景象在世界上引起了轰动。后来，人们把1885年5月1日作为现代实用变压器的诞生日来纪念。

在美国变压器发展史上，三位重要人物做出了不可磨灭的贡献。他们是西屋公司、斯坦利和斯特拉。西屋公司不仅以实业家的勇气招贤纳士、购买专利、订购设备、开发交流电力系统和变压器，还致力于变压器研究。1886年3月20日，美国第一条交流输电线路建成并投入使用，标志着美国电气时代的真正开始。斯坦利赢得了“电力传输之父”的美誉。特斯拉是一位克罗地亚裔美国科学家，被称为“电工天才”。他对交流电力系统和交流电动机的贡献在世界上是众所周知的。他发明的高频变压器可以升高或降低电压。次级线圈的绕组越多，感应电压越高。初级线圈和次级线圈的匝数比是它们的电压比，这已经成为变压器的基本原理。

除了这些科学家和他们的发明之外，在19世纪末20世纪初，许多人还进行了变压器的研究，制作了各种类型的变压器，使早期的变压器丰富多彩，为后期各种类型变压器的发展积累了宝贵的经验和教训。自从变压器安装后，人们也迎来了交流时代。