Sejarah Singkat Transformer (Bukan Jenis Robot)


saya selalu tidak menyukai klaim berlebihan dari terobosan ilmiah dan teknis yang akan segera terjadi, seperti fusi yang tidak mahal, perjalanan supersonik yang murah, dan pembentukan planet lain yang terraforming. Tetapi saya menyukai perangkat sederhana yang melakukan begitu banyak pekerjaan dasar peradaban modern, terutama yang melakukannya dengan sederhana — atau bahkan tidak terlihat.

Tidak ada perangkat yang lebih cocok dengan deskripsi ini selain transformator. Non-insinyur mungkin samar-samar menyadari bahwa perangkat tersebut ada, tetapi mereka tidak tahu bagaimana mereka bekerja dan betapa sangat diperlukannya mereka untuk kehidupan sehari-hari. (Trafo adalah alat yang mentransfer listrik antara dua rangkaian sambil mengubah tegangan, yaitu “tekanan” dari daya arus listrik.)

Landasan teoritis diletakkan pada awal tahun 1830-an, dengan penemuan induksi elektromagnetik secara independen oleh Michael Faraday dan Joseph Henry. Mereka menunjukkan bahwa medan magnet yang berubah dapat menginduksi arus dengan tegangan yang lebih tinggi (dikenal sebagai “stepping up”) atau yang lebih rendah (“stepping down”). Tetapi butuh setengah abad lagi sebelum Lucien Gaulard, John Dixon Gibbs, Charles Brush, dan Sebastian Ziani de Ferranti dapat merancang prototipe transformator pertama yang berguna. Selanjutnya, trio insinyur Hongaria — Ottó Bláthy, Miksa Déri, ​​dan Károly Zipernowsky — menyempurnakan desain dengan membangun trafo toroidal (berbentuk donat), yang mereka pamerkan pada tahun 1885.

Tahun berikutnya, desain yang lebih baik diperkenalkan oleh trio insinyur Amerika — William Stanley, Albert Schmid, dan Oliver B. Shallenberger, yang bekerja untuk George Westinghouse. Perangkat segera mengambil bentuk trafo Stanley klasik yang telah dipertahankan sejak: inti besi inti yang terbuat dari laminasi baja silikon tipis, satu bagian berbentuk seperti “E” dan yang lainnya berbentuk “I” untuk memudahkan untuk menggeser gulungan tembaga ke tempatnya.

Dalam pidatonya di American Institute of Electrical Engineers pada tahun 1912, Stanley benar-benar kagum pada bagaimana perangkat tersebut memberikan “solusi yang lengkap dan sederhana untuk masalah yang sulit. Sangat memalukan semua upaya mekanis pada regulasi. Ia menangani dengan mudah, pasti, dan hemat energi yang sangat besar yang langsung diberikan atau diambil darinya. Itu sangat andal, kuat, dan pasti. Dalam campuran baja dan tembaga ini, kekuatan luar biasa diimbangi dengan sangat baik sehingga hampir tidak terduga. “

Inkarnasi modern terbesar dari desain abadi ini telah memungkinkan penyaluran listrik dalam jarak yang sangat jauh. Pada tahun 2018, Siemens mengirimkan yang pertama dari tujuh trafo 1.100 kilovolt yang memecahkan rekor yang akan memungkinkan pasokan listrik ke beberapa provinsi di China yang terhubung dengan saluran DC tegangan tinggi sepanjang hampir 3.300 kilometer.

Jumlah trafo telah meningkat di atas apa pun yang bisa dibayangkan Stanley, berkat ledakan perangkat elektronik portabel yang harus diisi daya. Pada tahun 2016, keluaran global smartphone saja lebih dari 1,8 miliar unit, masing-masing didukung oleh pengisi daya yang menampung transformator kecil. Anda tidak perlu membongkar pengisi daya ponsel untuk melihat inti dari perangkat kecil itu; pembongkaran pengisi daya iPhone lengkap diposting di internet, dengan transformator sebagai salah satu komponen terbesarnya.

Tetapi banyak pengisi daya berisi transformator yang lebih kecil. Ini adalah perangkat non-Stanley (yaitu, bukan lilitan kabel) yang memanfaatkan efek piezoelektrik — kemampuan kristal tegang untuk menghasilkan arus, dan arus untuk meregangkan atau mengubah bentuk kristal. Gelombang suara yang mengenai kristal tersebut dapat menghasilkan arus, dan arus yang mengalir melalui kristal tersebut dapat menghasilkan suara. Satu arus dengan cara ini dapat digunakan untuk membuat arus lain dengan tegangan yang sangat berbeda.

Dan inovasi terbaru adalah trafo elektronik. Volume dan massanya jauh berkurang dibandingkan dengan unit tradisional, dan akan menjadi sangat penting untuk mengintegrasikan sumber listrik yang terputus-putus — angin dan matahari — ke dalam jaringan dan untuk mengaktifkan microgrid DC. Tanpa trafo kita tidak akan memiliki era listrik dimana-mana, dan terjebak di era lampu minyak dan telegraf.


Dari Angka Jangan Bohong oleh Vaclav Smil, diterbitkan oleh Penguin Books, sebuah cetakan dari Penguin Publishing Group, sebuah divisi dari Penguin Random House, LLC. Hak Cipta © 2020 oleh Vaclav Smil.


Lebih Banyak Kisah WIRED Hebat


Jika Anda membeli sesuatu menggunakan tautan di cerita kami, kami dapat memperoleh komisi. Ini membantu mendukung jurnalisme kami. Belajarlah lagi.

Diposting oleh : Togel Sidney