วิวัฒนาการของ Transformers ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา

Sideline Engineering รู้ดีว่าไฟฟ้าคือ ทรัพยากรที่ใช้บ่อยที่สุดชนิดหนึ่งในปัจจุบันจนถึงจุดที่เกือบจะถูกนำมาใช้ มันยากที่จะคิดว่ามีช่วงเวลาที่ไม่มีไฟฟ้า 

ในปี 1746 Pieter van Musschenbroek นักฟิสิกส์ชาวดัตช์ได้ค้นพบไฟฟ้าสถิตโดยบังเอิญและได้ทำการตรวจสอบ ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมานักวิทยาศาสตร์ก็เริ่มตระหนักถึงสิ่งที่เรียกว่า ‘ไฟฟ้าสถิต’ ในปี 1752 เบนจามินแฟรงคลินจากสหรัฐอเมริกาได้ค้นพบไฟฟ้าจากฟ้าผ่า! การรับรู้ถึงพลังดังกล่าวได้เปลี่ยนโลกวิทยาศาสตร์ไปตลอดกาล แต่ไม่มีวิธีใดที่จะควบคุมมันเพื่อให้สาธารณชนใช้

จุดเริ่มต้นของ Transformer

เรื่องราวของหม้อแปลงเริ่มต้นอย่างเป็นทางการจากทฤษฎี ดร. ไมเคิลฟาราเดย์ได้ตั้งข้อสังเกตเกี่ยวกับกฎการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าในปี 1831 นี่คือแนวคิดที่ว่ากระแสไฟฟ้าได้รับผลกระทบจากขั้วของแม่เหล็ก ปรากฏการณ์ที่เขาอธิบายคือการสร้างแรงดันไฟฟ้าเมื่อขดลวดพันรอบแกนเหล็ก

สิ่งนี้เรียกว่า ‘ตัวเหนี่ยวนำประกายไฟ’ เนื่องจากสามารถ ‘เหนี่ยวนำ’ กระแสไฟฟ้าได้ มีขนาดเล็ก แต่เป็นแนวคิดที่ใช้ในหม้อแปลงไฟฟ้าในปัจจุบัน ลวดทองแดงมีอยู่แล้ว แต่ฟาราเดย์ต้องการรุ่นที่แข็งแรงกว่าสำหรับการทดลองของเขาดังนั้นจึงมีขดลวดทองแดงหนา

ในปีพ. ศ. 2379 นายนิโคลัสคัลลันได้สร้างหม้อแปลงขดลวดเหนี่ยวนำตัวแรก ช่วยพัฒนาแบตเตอรี่แรงดันสูงที่สามารถจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ก่อสร้าง นี่เป็นกรณีแรกที่มีการใช้หม้อแปลงเพื่อการค้า! อย่างไรก็ตามนี่ยังอยู่ระหว่างการทดลอง

Transformer ‘Perfect’ ตัวแรก

Lucien Gaulardจากฝรั่งเศสและ John Dixon Gibbs ในอังกฤษเป็นคนแรกที่แนะนำการออกแบบพื้นฐานของหม้อแปลงเช่นการมีรูปร่างของโดนัทหรือ ‘torus’ สิ่งประดิษฐ์นี้ถูกสร้างขึ้นในปี พ.ศ. 2421 และทำภายใต้การว่าจ้างของ บริษัท Ganz ในปีพ. ศ. 2425 ทั้งคู่ได้สร้างนวัตกรรมใหม่ด้วยการสร้าง ‘เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรอง’ เครื่องแรก ปัจจุบันนี้เรียกว่า ‘step-down transformer’ 

ในช่วงเวลาเดียวกัน Sebastian Ziani de Ferranti และ William Thomson (Lord Kelvin) ได้สร้างระบบไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) Gaulard และ Gibbs ได้ออกแบบที่คล้ายกันดังนั้นพวกเขาจึงต่อสู้กับ Ferranti และ Thomson เพื่อขอสิทธิบัตรในศาล ฝ่ายหลังชนะคดีดังนั้นพวกเขาจึงได้รับเครดิต

William Stanley ทำงานให้กับ Westinghouse ในสหรัฐอเมริกาเมื่อเขาสร้างหม้อแปลงที่ ‘สมบูรณ์แบบ’ เครื่องแรกซึ่งสามารถใช้ในเชิงพาณิชย์ได้ในปี พ.ศ. 2429! การออกแบบของเขามีพื้นฐานมาจากผลิตภัณฑ์จาก บริษัท Ganz โดย Gaulard และ Gibbs ร่วมกับ George Westinghouse, Albert Schmid และ Oliver Shallenberger Stanley ได้ทำการออกแบบที่มีราคาถูกกว่ามากในการผลิต คุณสมบัติอีกอย่างที่พวกเขาเพิ่มเข้ามาคือวิธีปรับแต่งเพื่อใช้งานขั้นสุดท้ายได้อย่างง่ายดาย

การออกแบบหม้อแปลงมีหลากหลายตั้งแต่นั้นมา แต่ส่วนใหญ่เป็นการปรับเปลี่ยนเพื่อปรับให้เข้ากับความต้องการเฉพาะ หม้อแปลงที่รู้จักกันในปัจจุบันแม้จะมีรูปร่างขนาดและจุดประสงค์ แต่ก็ล้วนมีพื้นฐานมาจาก ‘หม้อแปลงที่สมบูรณ์แบบ’

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *