29. August 1831: Michael Faraday erfindet den Transformator

Der britische Physiker und Chemiker Michael Faraday (1791-1867) wird gesehen, Datum unbekannt. (AP-Foto)

von: David Tristan

Gepostet: 29. August 2023 / 09:33 Uhr EDT

Aktualisiert: 29. August 2023 / 09:31 Uhr EDT

LONDON, (WHTM) – Einer der größten wissenschaftlichen Köpfe der Geschichte war größtenteils Autodidakt.

Michael Faraday (1791-1867) wurde in eine arme Familie hineingeboren und erhielt nur wenige Jahre eine formelle Schulausbildung, bevor er im Alter von 14 Jahren eine Lehre machte. Zu seinem großen Glück und letztendlich zum Glück der ganzen Welt machte er eine Lehre bei einem Buchhändler. Faraday verbrachte einen Großteil seiner siebenjährigen Ausbildung damit, so viele Bücher wie möglich zu lesen. Im Laufe der Zeit entwickelte er ein Interesse an der Wissenschaft – insbesondere an der bizarren, komplexen, verwirrenden, erstaunlichen und kaum etablierten Wissenschaft der Elektrizität.

Kurz nach Ende seiner Ausbildung wurde er zum Assistenten an der Royal Institution of Great Britain ernannt, einem wichtigen Zentrum für naturwissenschaftliche Bildung und Forschung. Seine Experimente würden die Theorien verfeinern, die der Elektrizität zugrunde liegen; Tatsächlich war er der Erste, der erkannte, dass es im Gegensatz zu den damaligen Vorstellungen nur eine Art von Elektrizität gab, die je nach der in das System eingespeisten Energiemenge unterschiedliche Phänomene hervorrief.

Unterwegs hat er einige coole Sachen erfunden.

1821 führte er ein Experiment durch, bei dem elektrische Energie in Bewegung umgewandelt wurde – den ersten Elektromotor. Dann testete er am 29. August 1831 einen Eisenring, der mit zwei Schleifen aus isoliertem Draht umwickelt war. Die beiden Umhüllungen waren in keiner Weise oder Form miteinander verbunden, und dennoch erzeugte der andere Draht einen messbaren elektrischen Strom, wenn er eine Batterie an eine Drahtspule anschloss. Faraday hatte das Prinzip der gegenseitigen Induktion demonstriert: Die Elektrizität in einer Drahtspule stimulierte die Erzeugung eines Magnetfelds im Eisen, und das Magnetfeld stimulierte dann ein elektrisches Signal von der anderen Spule. Er hatte auch den ersten Transformator geschaffen – und ohne den Transformator könnte unsere moderne elektrische Infrastruktur nicht existieren.

Sie sehen, dass die beiden Drahtspulen in einem Transformator nicht die gleiche Anzahl von Windungen um den Kern haben müssen. Wenn der Strom an die Spule mit weniger Windungen (in diesem Bild die Primärspule) angelegt wird, gibt die Spule mit mehr Windungen (die Sekundärspule) mehr Spannung ab, als in die Primärspule eingespeist wird. Dies ist ein sogenannter Aufwärtstransformator. .

Bei einem Abwärtstransformator ist der Vorgang umgekehrt. Der Strom wird in eine Primärspule eingespeist, die mehr Windungen als die Sekundärspule hat, was dazu führt, dass von der Sekundärspule weniger Spannung ausgeht.

Wir profitieren sehr von Abwärtstransformatoren. Hochspannungsleitungen von Kraftwerken haben eine Nennspannung von bis zu 750.000 Volt, manchmal auch mehr. (Dies liegt daran, dass (a) viel Strom als Wärme durch Übertragungsleitungen verloren geht und (b) die Schwerindustrie einen hohen Strombedarf hat.) Der Transformator in einem Umspannwerk reduziert die Spannung, und der Transformator an Ihrem Strommast ( (normalerweise ein grauer Zylinder) reduziert die Spannung noch weiter, sodass sie in Ihr Haus eingespeist werden kann, ohne dass Ihre Verkabelung in Brand gerät. Schließlich enthalten die Netzkabel für Ihren Computer, Ihr Mobiltelefon, Ihr Tablet, Ihr Ladegerät usw. kleine Transformatoren, um die Spannung noch weiter zu senken.

Und wir können diese Innovation auf Michael Faraday und seine frühen Experimente mit Elektrizität zurückführen.