Кіріспе
Электрлік құрылғы. Электр техникасында трансформатор – электр энергиясын бір электр схемасынан екінші схемаға немесе бірнеше схемаға беруге арналған пассивті компонент. Трансформатордың кез келген орамшасындағы өзгеретін ток, трансформатордың өзегінде өзгеретін магниттік ағын тудырады, ол сол өзектің айналасына оралған кез келген басқа орамшаларда өзгеретін электр қозғалтқыш күшін (ЭҚК) индукциялайды. Электр энергиясын екі тізбек арасында металл (өткізгіш) байланыссыз, жеке орамшалар арқылы беруге болады. 1831 жылы ашылған Фарадейдің индукция заңы, орамшаны қоршаған өзгеретін магниттік ағынға байланысты кез келген орамшадағы индукцияланған кернеу әсерін сипаттайды. Трансформаторлар айнымалы ток кернеуінің деңгейін өзгерту үшін қолданылады, мұндай трансформаторлар кернеу деңгейін арттыру немесе төмендету үшін көтеру немесе төмендету типі деп аталады. Трансформаторлар тізбектер арасында гальваникалық оқшаулауды қамтамасыз ету үшін, сондай-ақ сигналды өңдеу тізбектерінің кезеңдерін байланыстыру үшін де пайдаланылады. 1885 жылы алғашқы тұрақты потенциалды трансформатордың ойлап табылуынан бастап, трансформаторлар айнымалы ток электр қуатын беру, тарату және пайдалану үшін қажетті құралға айналды. Электроника және электр қуаты салаларында трансформаторлардың алуан түрлері кездеседі. Трансформаторлардың мөлшері, бір куб сантиметрден аз көлемді радиожиілікті трансформаторлардан бастап, электр желісін байланыстыру үшін қолданылатын жүздеген тонна салмақты құрылғыларға дейін жетеді.
the electrical device
In electrical engineering, a transformer is a passive component that transfers electrical energy from one electrical circuit to another circuit, or multiple circuits. A varying current in any coil of the transformer produces a varying magnetic flux in the transformer's core, which induces a varying electromotive force (EMF) across any other coils wound around the same core. Electrical energy can be transferred between separate coils without a metallic (conductive) connection between the two circuits. Faraday's law of induction, discovered in 1831, describes the induced voltage effect in any coil due to a changing magnetic flux encircled by the coil. Transformers are used to change AC voltage levels, such transformers being termed step up or step down type to increase or decrease voltage level, respectively. Transformers can also be used to provide galvanic isolation between circuits as well as to couple stages of signal processing circuits. Since the invention of the first constant potential transformer in 1885, transformers have become essential for the transmission, distribution, and utilization of alternating current electric power. A wide range of transformer designs is encountered in electronic and electric power applications. Transformers range in size from RF transformers less than a cubic centimeter in volume, to units weighing hundreds of tons used to interconnect the power grid.
Идеалдық трансформатор
Идеалды трансформатор сызықты, жоғалтусыз және толық байланысты. Толық байланыс дегеніміз – өте жоғары магниттік өткізгіштікке және орама индуктивтігіне ие өзектің, сондай-ақ нөлдік таза магнитодвигатель күшіне (яғни ipnp − isns = 0) ие болуы. Трансформатордың біріншілік орамындағы өзгеретін ток трансформатордың өзегінде өзгеретін магниттік ағын тудырады, осы ағын екіншілік орама арқылы да өтеді. Екіншілік орамадағы бұл өзгеретін ағын екіншілік орамада өзгеретін электр қозғалтқыш күшін (кернеуін) тудырады. Бұл электромагниттік индукция құбылысы трансформатордың жұмыс ілу принципінің негізі болып табылады, және Ленц заңына сәйкес, осылай туған екіншілік ток, біріншілік орама тудырған ағынға тең және қарама-қарсы бағытталған ағын тудырады. Орамдардың магниттік ағынының барлығы біріншілік және екіншілік орамдар арқылы өтуі үшін, олар шексіз жоғары магниттік өткізгіштігі бар өзектің үстіне оралады. Біріншілік орамаға кернеу көзі қосылғанда және екіншілік орамаға жүктеме қосылғанда, трансформатор тогы көрсетілген бағытта ағып, өзектің магнитодвигатель күші нөлге теңеседі. Фарадей заңына сәйкес, идеалды трансформаторда бірдей магниттік ағын біріншілік және екіншілік орамдар арқылы өтетіндіктен, әрбір орамдағы кернеу орамдардың бұрылыстарының санына пропорционалды болады. Трансформатор орамаларының кернеу қатынасы орамдардың бұрылыстарының қатынасына тең. Идеалды трансформатор – бұл әдеттегі коммерциялық трансформатордың жақын шамасы, мұнда кернеу қатынасы мен орамдардың бұрылыстарының қатынасы сәйкес ток қатынасына кері пропорционалды. Бастапқы тізбекке шаққандағы жүктеме кедерісі, екіншілік тізбектің жүктеме кедерісіне, бұрылыстар қатынасының квадратына көбейтілгеніне тең.
Сығынды ағыны
Идеалдық трансформатор моделі негізгі орамнан туындайтын барлық магниттік ағынның барлық орамдардың барлық бұрыштарымен, оның өзімен қоса байланысады деп есептейді. Іс жүзінде, кейбір магниттік ағын орамдардың сыртындағы жолдармен өтеді. Мұндай ағын шашыраңқы ағын деп аталады және өзара байланысты трансформатор орамдарымен тізбектес шашыраңқы индуктивтілікке әкеледі. Шашыраңқы трансформаторлар электр доғалары, сынапты және натрийлі бу шамдары, неон таңбалары сияқты теріс кедергісі бар жүктемелерді қуатпен жабдықтау үшін немесе электр доғалы дәнекерлеу машиналары сияқты уақыт-уақытпен қысқа тұйықталуға ұшырайтын жүктемелерді қауіпсіз басқару үшін қолданылуы мүмкін. Қанықтырылатын реактор айнымалы токты басқару үшін өзек қанықтығын пайдаланады. Шашыраңқы индуктивтілік туралы білу трансформаторлар параллель жұмыс істегенде де пайдалы. Егер екі трансформатордың проценттік кедергісі және олармен байланысты орамдардың шашыраңқы реактивтілігі мен кедергісінің (X/R) арақатынасы бірдей болса, трансформаторлар жүктеме қуатын сәйкес номиналды қуаттарына пропорционалды түрде бөліседі деп көрсетуге болады. Дегенмен, коммерциялық трансформаторлардың кедергіге төзімділігі маңызды. Сонымен қатар, әртүрлі қуатты трансформаторлардың кедергісі және X/R арақатынасы әдетте өзгереді.
the same, the transformers would share the load power in proportion to their respective ratings. However, the impedance tolerances of commercial transformers are significant. Also, the impedance and X/R ratio of different capacity transformers tends to vary.
Жарық
Жабық өзекті трансформаторлар «өзектік пішінде» немесе «қабықтық пішінде» құрастырылады. Орамалар өзекті қоршаса, трансформатор өзектік пішінде болады; орамалар өзектің ішінде қоршалса, трансформатор қабықтық пішінде болады. Жоғары кернеулі қуат трансформаторларының кернеуі мен қуатының төменгі диапазонында (номиналды 230 кВ немесе 75 МВА-дан кем немесе тең) өзектік пішіндегі конструкция, әдетте, қабықтық пішіндегіден экономикалық жағынан тиімді және осы себепті кең таралған. Жоғары кернеу және қуат деңгейлерінде қабықтық пішіндегі трансформаторлар көбірек кездеседі. Қабықтық пішіндегі конструкция, өндірісі еңбекті қажет ететін болса да, аса жоғары кернеу және жоғары MVA қолданыстары үшін артықшылықты, себебі қабықтық пішіндегі трансформаторлар салмаққа шаққандағы kVA көрсеткіші жақсы, қысқа тұйықталуға төзімділігі жоғары және тасымалдау кезінде зақымдануға қарсы иммунитеті күшті. Болаттың магниттік өткізгіштігі бос кеңістіктен әлдеқайда жоғары, сондықтан өзектің негізгі қызметі – магниттеу тогын күрт азайту және магнит ағынын орамаларды тығыз байланыстыратын жолға бағыттау. Трансформатор жасаушылардың алғашқылары қатты темірден жасалған өзектің айқын емес ток шығындарына себеп болатынын тез түсінді, ал олардың конструкциялары осы әсерді оқшауланған темір сымдардан тұратын өзектің көмегімен азайтуға тырысты. Трансформатордың әмбебап ЭҚК теңдеуін магниттік ағымның қажетті деңгейі үшін өзектің көлденең қимасының ауданын есептеу үшін қолдануға болады. Жоғары жиілікті трансформаторларда әдетте жұқа ламинаттар қолданылады, ал кейбір өте жұқа болат ламинаттар 10 кГц дейін жұмыс істей алады. Ламинатталған өзектің кең таралған конструкциясы – E пішіндес болат парақтарынан жасалған, үстіне I пішіндес бөліктер орнатылған, сондықтан оны E I трансформаторы деп атайды. Артық токтан қорғау құрылғылары, мысалы, сақтандырғыштар, осы зиянсыз импульстік ток өтуіне мүмкіндік беру үшін таңдалуы керек. Ұзын, әуе желілеріне қосылған трансформаторларда күн дауылдары кезінде туындайтын геомагниттік бұзылыстардың салдарынан пайда болатын индукциялық токтар өзектің қанығуына және трансформаторды қорғау құрылғыларының іске қосылуына әкелуі мүмкін. Тарату трансформаторлары төмен жүктемеде аз шығынға қол жеткізу үшін төмен шығынды, жоғары магниттік өткізгіштігі бар кремнийлі болат немесе аморфты (кристалдық емес) металл қоспасынан жасалған өзекті пайдалана алады. Өзектік материалдың жоғары бастапқы құны трансформатордың өмірлік циклі ішінде жеңіл жүктемедегі төмен шығындар есебінен өтеледі.
Қатты өзектер
Ұнтақталған темір өзектер желілік жиіліктерден жоғары және ондаған килогерцке дейін жұмыс істейтін, коммутациялық қуат көздері сияқты тізбектерде қолданылады. Бұл материалдар жоғары магниттік өтімділікті жоғары көлемдік электр кедергісімен үйлестіреді. VHF диапазонынан асып кеткен жиіліктер үшін ферриттер деп аталатын, тоқ өткізбейтін магниттік керамикалық материалдардан жасалған өзектер кеңінен қолданылады. Жолақты құрылым дән шекараларының ең тиімді орналасуын қамтамасыз етеді, бұл өзектегі магниттік қарсылықты азайту арқылы трансформатордың тиімділігін арттырады. Жабық сақина тәрізді пішін E I өзектері құрылысындағы ауа саңылауларын болдырмайды.
Ауалық өзектер
Трансформаторды орамдарды бір-біріне жақын орналастыру арқылы жасауға болады, мұндай құрылым "әуе өзекті" трансформатор деп аталады. Әуе өзекті трансформатор өзек материалындағы гистерезистен туындайтын шығындарды жояды. Әуе өзегі Tesla катушкалары сияқты резонанстық трансформаторларда да қолданылады, онда магниттеу индуктивтігі төмен болса да, салыстырмалы түрде аз шығындарға қол жеткізуге болады.
Орамдар
Ораулар үшін қолданылатын электр өткізгіш, қолданылуына байланысты, бірақ барлық жағдайларда жеке бұрылыстар бір-бірінен электрлік оқшауланған болуы керек, бұл токтың әр бұрылыстан өтуін қамтамасыз етеді. Кішкентай ток күші бар және көршілес бұрылыстар арасындағы потенциалдар айырмашылығы аз трансформаторларда, катушкалар көбінесе эмальдалған магнит сымынан оралады. Ірі қуат трансформаторлары майға сіңген қағаз және пресс-тақтадан жасалған блоктармен оқшауланған мыс тіктөртбұрышты өткізгіштерден оралуы мүмкін. Оннан жүздей килогерц жиілікте жұмыс істейтін жоғары жиілікті трансформаторларда, тері және жақындық әсерлерінен туындайтын жоғалтуларды азайту үшін, өрілген Литц сымынан жасалған ораулар жиі қолданылады. Ірі қуат трансформаторлары бірнеше жіптен тұратын өткізгіштерді де пайдаланады, себебі тіпті төмен қуат жиіліктерінде де, жоғары ток орауларында ток біркелкі таралмауы мүмкін. Кішкентай құрғақ және майға батырылған трансформаторлар көбінесе табиғи конвекция және сәулелену арқылы өздігінен салқындатылады. Қуаттылығы артқан сайын, трансформаторлар көбінесе мәжбүрлі ауа салқындату, мәжбүрлі май салқындату, су салқындату немесе осылардың комбинациясы арқылы салқындатылады. Ірі трансформаторлар трансформатор майымен толтырылады, ол орамдарды салқындатады және оқшаулайды. Трансформатор майы көбінесе жоғары тазартылған минералды май болып табылады, ол трансформатордың резервуарында айналып, орамдар мен оқшаулауды салқындатады. Минералды май және қағаз оқшаулау жүйесі 100 жылдан астам уақыт бойы жан-жақты зерттелген және қолданылып келеді. Есептеулер бойынша, қуат трансформаторларының 50% 50 жыл бойы жұмыс істей алады, қуат трансформаторларының орташа істен шығу жасы шамамен 10-15 жылды құрайды, ал қуат трансформаторларының істен шығуының 30% оқшаулаудың бұзылуына және жүктеме артығына байланысты болады. Жоғары температурада ұзақ уақыт жұмыс істеу, орама оқшаулағыштарының және диэлектрлік салқындатқыштың оқшаулағыш қасиеттерін нашарлатады, бұл трансформатордың қызмет ету мерзімін қысқартумен қатар, соңында трансформатордың қатендік істен шығуына әкелуі мүмкін. Бүгінде, өртке төзімді сұйықтықтың құны трансформаторлық камераның қосымша құрылыс шығындарын ақтаған жағдайларда, уытсыз, тұрақты силиконды майлар немесе фторланған көмірсутектер қолданылуы мүмкін. Алайда, трансформаторлардың ұзақ қызмет ету мерзімі, оларға ұзақ уақыт бойы әсер ету мүмкіндігінің жоғары болуына себеп болуы мүмкін, тіпті олар қолданудан тыйым салынғаннан кейін де. Кейбір трансформаторлар газбен оқшауланған. Олардың орамдары герметикалық, қысыммен толтырылған резервуарларда орналасқан және көбінесе азот немесе күкірт гексафториді газымен салқындатылады.
Оқшаулау
Ораулардың жеке бұрылыстары арасында, ораулар арасында, ораулар мен өзек арасында және ораудың ұштарында оқшаулау болуы тиіс. Кіші трансформаторлардың бұрылыс аралық оқшаулауы – сымға жағылған оқшаулау лагы болуы мүмкін. Қағаз немесе полимерлік пленкалар орау қабаттарының арасына, сондай-ақ біріншілік және екіншілік орамдар арасына салынуы мүмкін. Трансформатордың орауларын күшейту және ылғалдан немесе коррозиядан қорғау үшін полимер шайырымен қаптауға немесе батыруға болады. Шайыр орама оқшаулағышына қаптау процесінде вакуум және қысымды қолдану арқылы сіңірілуі мүмкін, бұл орамадағы барлық ауа қуыстарын жояды. Ең шекті жағдайда, бүкіл катушка қалыпқа салынып, оның айналасына қатты блок түрінде шайыр құйылып, орамдар толығымен қапталатыны мүмкін. Ірі майға толы қуат трансформаторлары трансформаторды құрастыру кезінде майға сіңірілген оқшаулағыш қағазбен оралған орамаларды пайдаланады. Майға толы трансформаторлар орамалар мен өзекті оқшаулау және салқындату үшін жоғары тазартылған минералды майды қолданады. Майға толы трансформаторларды жасау үшін май құйылмас бұрын орамаларды жауып тұрған оқшаулауды қалдық ылғалдан мұқият кептіру қажет. Кептіруді өзектің айналысында ыстық ауа таратқышпен, сырттан қыздырылған трансформатор майымен немесе бу фазалық кептіру (VPD) арқылы жасауға болады, онда буланып кеткен еріткіш орам мен өзектің үстінде конденсация арқылы жылуды жеткізеді. Кішкентай трансформаторларда орамаларға ток жіберу арқылы кедергілік қыздыру қолданылады.
Бұрандалар
Үлкен трансформаторлар полимер немесе фарфордан жасалған жоғары кернеулі оқшауланған мойынтұмарлармен жабдықталады. Үлкен мойынтұмар күрделі құрылым болуы мүмкін, себебі ол трансформатор майының сығып шығуына жол бермей, электр өрісі градиентін қатаң бақылауды қамтамасыз етуі керек.
Қолданбалар
Түрлі электрлік қолданыстардың әртүрлі дизайны әртүрлі трансформатор түрлерін қажет етеді. Олардың барлығы трансформатордың негізгі принциптерін бөліседі, бірақ құрылысы немесе электрлік қасиеттері бойынша нақты орнату талаптарына немесе тізбек жағдайларына сәйкес келеді. Электр қуатын беру кезінде трансформаторлар электр қуатын жоғары кернеуде беруге мүмкіндік береді, бұл сымдардың қыздыруынан болатын шығындарды азайтады. Бұл электр энергиясын өндіруші станцияларды электр тұтынушылардан қашықта орналастыруға экономикалық мүмкіндік береді. Әлемдегі электр қуатының басым бөлігі тұтынушыға жеткенше трансформаторлардың бірнеше қатарынан өтеді. Электромагниттік индукция, трансформатордың жұмыс істеу принципі, 1831 жылы Майкл Фарадей және 1832 жылы Джозеф Генри тәуелсіз түрде ашқан. Фарадей ғана тәжірибелерін ЭҚК мен магниттік ағын арасындағы қатынасты сипаттайтын теңдеуді жасауға дейін жеткізді, ол қазір Фарадейдің индукция заңы деп аталады: мұнда ЭҚК-нің шамасы вольтпен, ал ΦB – вебермен өлшенетін тізбек арқылы магниттік ағын. Фарадей сым орамалары арасындағы индукция бойынша алғашқы тәжірибелер жасады, соның ішінде темір сақинаға екі ораманы орап, алғашқы тороидты жабық өзекті трансформаторды құрды. Дегенмен, ол трансформаторға жеке ток импульстарын ғана қолданды және орамалардағы бұрылу қатынасы мен ЭҚК арасындағы байланысты анықтамады.
where is the magnitude of the EMF in volts and ΦB is the magnetic flux through the circuit in webers. Faraday performed early experiments on induction between coils of wire, including winding a pair of coils around an iron ring, thus creating the first toroidal closed core transformer. However he only applied individual pulses of current to his transformer, and never discovered the relation between the turns ratio and EMF in the windings.
Индукциялық катушкалар
Алғашқы кеңінен қолданылған трансформатор түрі – 1836 жылы Ирландияның Мейнут колледжінің ирландтық католик пастыры Николас Каллан тапқан индукциялық катушка болды. 1878 жылы Венгрияның Будапешт қаласындағы Ганц зауыты электр жарығына арналған жабдықтарды шығара бастады және 1883 жылға қарай Австрия-Венгрияда елуден астам жүйе орнатты. Олардың айнымалы ток жүйелері доғалық және шамдық шамдарды, генераторларды және басқа да жабдықтарды пайдаланды. 1882 жылы Люсьен Гаулард пен Джон Диксон Гиббс Лондонда бастапқыда кеңінен сынға ұшыраған, ламинатталған пластиналы ашық темір өзекті құрылғыны – «екіншілік генераторды» алғаш рет көрсетті, содан кейін 1886 жылы АҚШ-тағы Вестингхаус компаниясына осы идеяны сатты. Олар бұл өнертабысты 1884 жылы Италияның Турин қаласында да көрсетті, онда ол өте табысты болды және электр жарық жүйесіне енгізілді. Олардың құрылғысы тұтынушылық жүктемеге (шамдарға) арналған тізбекті қоректендіру үшін 1:1 тұрақты қатынасты қолданды. Олардың жүйесінің кернеуін ашық темір өзегін жылжыту арқылы реттеуге болады.
Ертедегі сериялық контурлы трансформаторларды тарату
Ашық магниттік контурлары бар индукциялық катушкалар жүктемелерге қуат беруде тиімсіз. 1880 жылға дейін жоғары кернеулі ток көзінен төмен кернеулі жүктемеге ауыспалы ток берудің қалыпты түрі сериялық тізбек болды. 1:1 шамасындағы қатынасы бар ашық өзек трансформаторлары, жоғары кернеуді беруге мүмкіндік беру үшін және шамдарға төмен кернеу ұсыну үшін негізгі орамдары тізбекке тікелей қосылды. Бұл әдістің кемшілігі – бір шамды (немесе басқа электр құрылғысын) өшіру, сол тізбектегі барлық құрылғыларға берілетін кернеуге әсер ететін. Бұл проблемалық ерекшелікті жою үшін, өзектерді реттеу немесе катушканың бір бөлігінен магниттік ағынды айналдыру сияқты әдістерді қолданатын, көптеген реттелетін трансформаторлар жасалды. [[Сурет:Trafo1885.jpg|thumb|right|Қабықша тәрізді трансформатор. Уппенборнның ZBD инженерлерінің 1885 жылғы патенттері мен алғашқы мақалаларын сипаттау үшін қолданған сурет. Бұл алғашқы құрылғы келесі сипаттамаларға сәйкес жасалған: 1400 Вт, 40 Гц, 120:72 В, 11.6:19.4 А, қатынасы 1.67:1, бір фазалы, қабықша тәрізді. Екі конструкцияда да біріншілік және екіншілік орамдарды байланыстыратын магниттік ағын, темір өзек шегінде, әдейілеп ауа арқылы өтпейтін (төмендегі тороидті өзектерді қараңыз) өтеді. Жаңа трансформаторлар Гаулард пен Гиббстің ашық өзек біполярлы құрылғыларынан 3,4 есе тиімді болды. ZBD патенттері өзара байланысты тағы екі маңызды жаңалықты қамтыды: біреуі – пайдалану жүктемелерін қатарлы қосу (сериялық емес), екіншісі – жоғары айналым коэффициенті бар трансформаторларды жасау мүмкіндігі, осылайша желілік кернеу пайдалану жүктемелерінің кернеуінен әлдеқайда жоғары болуы мүмкін (бастапқыда 1400-2000 В). Параллель қосылған электр тарату жүйелерінде қолданылатын жабық өзек трансформаторлары, үйлерде, кеңселерде және қоғамдық орындарда жарықтандыру үшін электр қуатын қамтамасыз етуді техникалық және экономикалық тұрғыдан мүмкін етті. Блати жабық өзектерді пайдалануды ұсынды, Зиперновский параллельді шунт қосылымдарын пайдалануды ұсынды, ал Дери тәжірибелер жүргізді. 1885 жылдың басында үш инженер электромагниттік өзектерді ламинациялау арқылы айналым тогының жоғалтуының мәселесін шешті. Бүгінгі трансформаторлар осы үш инженердің ашқан қағидаларына негізделген. Олар сондай-ақ электр тогының ЭҚК-ын өзгертетін құрылғыны сипаттау үшін «трансформатор» сөзін танымал етті, дегенмен бұл термин 1882 жылдан бері қолданыста болған. 1886 жылы ZBD инженерлері жобалады, ал Ganz зауыты әлемдегі алғашқы электр стансасын электр жабдықтарымен жарақтап берді, ол ауыспалы ток генераторларын параллель қосылған ортақ электр желісіне қуат беру үшін пайдаланды – бұл бумен жұмыс істейтін Рим Черчи электр стансасы болды.
Westinghouse-тің жетілдірілуі
Еуропадағы АЖ технологиясының жетістіктеріне сүйене отырып, Джордж Уэстингхаус 1886 жылғы 8 қаңтарда Пенсильвания штатының Питтсбург қаласында «Уэстингхаус Электрик» компаниясын құрды. Жаңа фирма АҚШ-та ауыспалы ток (AC) электр инфрақұрылымын дамытуға белсенді кірісті. «Эдисон Электр Жарық» компаниясы ZBD трансформаторларына АҚШ құқықтарына опция иеленді, бұл «Уэстингхаус» компаниясын бірдей принциптер бойынша баламалы конструкция іздеуге мәжбүр етті. Джордж Уэстингхаус 1886 жылғы ақпанда Гаулард пен Гиббстің патенттерін 50 000 долларға сатып алды. Ол Уильям Стэнлиге Гаулард пен Гиббс трансформаторын АҚШ-та коммерциялық қолдану үшін қайта жобалауды тапсырды. Стэнлидің алғашқы патенттелген дизайны – екіншілік орамадағы ЭҚК-ны реттеу үшін жұмсақ темірден жасалған бір ядролы индукциялық катушкалар және реттелетін саңылаулар (суретті қараңыз). Бұл дизайн алғаш рет 1886 жылы АҚШ-та коммерциялық мақсатта қолданылды, бірақ Уэстингхаус Стэнли дизайнын жақсартуға ниеттенді, оны (ZBD түрінен өзгеше) өндіру оңай және арзан ету үшін. 1891 жылы Никола Тесла Тесла катушкасын ойлап тапты, ол ауалық өзекті, екі рет резонацияланатын, жоғары жиілікте өте жоғары кернеу шығаруға арналған трансформатор. Телефонды дамыту кезінде алғашқы тәжірибешілер аудиожиілікті трансформаторларды («қайталайтын катушкаларды») пайдаланды.