Разделительный трансформатор

Разделительный трансформатор (он же гальваноразвязыватель для чайников, усмиритель фазы, противосуицидный девайс для ванной, аудиофильский ионизатор сети) — вундервафля, созданная сумрачным тевтонским (а может, и не совсем тевтонским) гением для того, чтобы уберечь тушку очередного хомячка, решившего поменять лампочку, стоя в ванне с пеной, от закономерного превращения в хорошо прожаренный стейк. Представляет собой гудящий ящик, который берёт твои грязные, заземлённые и смертельно опасные 220 вольт из розетки, и гальванически развязывает их, выдавая на выходе чистые, благородные и — внезапно — те же самые 220 вольт. Но, как говорят в одном известном портовом городе, это две большие разницы.

О дивный новый мир с фазой и нулём

Чтобы понять весь глубинный смысл этого чуда инженерной мысли, стоит на секунду вернуться в школьный курс физики, который ты, анон, благополучно проспал, пуская слюни на последнюю парту. Электрический ток, бегущий по проводам в твоём уютненьком человейнике — это не просто абстрактные электрончики. Это вполне конкретная система с фазой и нулём. Фаза — это тот самый злой и кусачий провод, на котором сидит весь потенциал в 220 (а то и больше) вольт относительно матушки-Земли. Ноль же, или нейтраль, хитрожопо заземлён где-то на подстанции, а в идеальном мире — ещё и в твоём щитке.

И в этом кроется вся суть трагедии. Твоё бренное тело, состоящее в основном из воды и солей, является неплохим проводником. Стоит тебе, стоя босыми ногами на мокром кафельном полу в ванной (ведь именно там, согласно священным писаниям электриков, обитает повышенная опасность), схватиться одной рукой за фазный провод, как ток с радостным гиканьем устремляется через твою тушку прямиком в землю. Цепь замыкается, мышцы судорожно сокращаются, сердце сбивается с ритма, а в голове проносится вся твоя никчёмная жизнь. IRL.

Классическая бытовая электротравма не требует хвататься за оба провода сразу. Достаточно лишь одного — фазного. И удачного стечения обстоятельств, вроде мокрых рук, металлической трубы отопления или просто удачного стояния на планете Земля. Именно для борьбы с этой экзистенциальной угрозой и был придуман наш герой.

Как эта шайтан-машина работает?

Вся магия разделительного трансформатора кроется в гальванической развязке. Если говорить по-простому, то между обмоткой, в которую ты суёшь вилку от розетки (первичной), и той, из которой потом питаешь свой фен или электробритву (вторичной), нет прямого электрического контакта. Вообще. Совсем. Никак. Они сидят на одном куске железа (магнитопроводе), но электрически полностью изолированы друг от друга.

Энергия передаётся не проводами, а посредством электромагнитной индукции. Переменный ток в первичной обмотке создаёт переменное магнитное поле в сердечнике, а это поле, в свою очередь, наводит (индуцирует) точно такой же переменный ток во вторичной обмотке. Фокус в том, что количество витков на первичной и вторичной обмотках делают одинаковым. Поэтому и напряжение на входе и выходе получается одним и тем же — 220/220. Коэффициент трансформации равен единице, что вызывает у неискушённого обывателя когнитивный диссонанс и вопрос: «А нахера?!».

А вот нахера. Вторичная обмотка нашего трансформатора не заземлена. Она как бы висит в воздухе, и её потенциал не имеет никакой связи с потенциалом земли. Теперь её выводы — это не фаза и ноль, а просто два равноправных провода, между которыми есть разность потенциалов в 220 вольт. Если ты, снова стоя в луже, схватишься за один из этих проводов, то ничего страшного не произойдёт. Току просто некуда будет течь. Цепь не замкнётся, ведь второй провод ты не трогаешь, а с землёй у этого провода нет никакой связи. Ты становишься похож на птичку, беззаботно сидящую на высоковольтном проводе — потенциал есть, а тока нет. PROFIT!

— Алло, это прачечная?
— Хуячечная! Это министерство культуры!
Так и с разделительным трансформатором. На вид — розетка, а по сути — совсем другое дело.
Бородатый анекдот

Конечно, если ты, анон, обладаешь достаточной долей упоротости и интеллекта, чтобы схватиться сразу за оба провода вторичной обмотки, то премия Дарвина найдёт своего героя. Разделительный трансформатор защищает от случайного касания одного провода, но не от целенаправленного самоубийства.

Сферы применения: от ванной до аудиофилии

Основное и самое благородное предназначение разделительного трансформатора — это, конечно же, безопасность в особо опасных помещениях. Те самые ванные комнаты, душевые, сауны, бассейны и прочие места, где сочетание воды и электричества создаёт особо гремучую смесь. Именно поэтому в древних манускриптах ПУЭ прописано, что розетки в таких местах должны подключаться исключительно через сие устройство. Также их любят в медицинских учреждениях, где обилие сложной аппаратуры и пациентов, подключённых к ней, требует повышенных мер безопасности.

Но было бы слишком просто, если бы всё ограничивалось лишь спасением мокрых идиотов. Нашлись и другие, куда более изысканные применения.

Борьба с помехами и аудиофильский экстаз

Внезапно оказалось, что разделительный трансформатор, помимо своей основной функции, неплохо так фильтрует всякий высокочастотный мусор, который гуляет по нашим электросетям. Всякие импульсные помехи от работающего холодильника, искрящего коллектора дрели соседа и прочей бытовой нечисти, проходя через индуктивную связь трансформатора, заметно сглаживаются.

Это свойство не могли не заметить аудиофилы. Для этих адептов тёплого лампового звука чистота питания — это святой Грааль. По их глубокому убеждению, любой чих в электросети немедленно отражается на воздушности верхов, глубине сцены и проработке баса. Поэтому особо продвинутые персонажи ставят разделительные трансформаторы для питания своей дорогостоящей аппаратуры, утверждая, что после этого звук становится чище, прозрачнее и вообще, начинают играть даже те инструменты, которые звукорежиссёр при сведении вырезал. На специализированных форумах ведутся многостраничные баталии о том, какой трансформатор — тороидальный или на Ш-образном сердечнике — даёт более аналоговый и живой саунд. Естественно, цена такого аудиофильского трансформатора может достигать стоимости подержанного автомобиля, ведь он намотан бескислородной медью, собран девственницами при свете полной луны и пропитан слезами единорога.

После установки разделительного трансформатора я стал слышать, о чём думал басист во время записи. А на Pink Floyd проявился доселе скрытый третий гитарист!
Отзыв с аудиофильского форума

Лабораторные крысы и ремонтники

Ещё одна каста ценителей гальванической развязки — это инженеры-ремонтники и радиолюбители. Когда ковыряешься паяльником во внутренностях какого-нибудь хитрого прибора, запитанного от сети, всегда есть шанс случайно ткнуть не туда и устроить локальный армагеддец. Особенно это касается импульсных блоков питания, где часть схемы находится под сетевым напряжением. Работа через разделительный трансформатор позволяет спокойно тыкать осциллографом в разные точки схемы, не боясь устроить КЗ через заземлённый щуп и спалить к чертям и прибор, и осциллограф. Это как работать в каске и с страховкой — может, и не понадобится, но так оно спокойнее.

Ложка дёгтя, или Почему не всё так просто

Казалось бы, вот она — панацея! Ставь разделительный трансформатор на всю квартиру и живи спокойно. Но, как всегда, есть нюансы.

• Во-первых, это габариты и вес. Хороший, годный трансформатор на пару киловатт — это тяжёлая, гудящая и греющаяся хреновина. Его не спрячешь за плинтусом. Ему нужно место и вентиляция.
• Во-вторых, КПД. Он хоть и высокий, но не 100%. Часть энергии неизбежно теряется на нагрев, создавая уют в вашем электрощитке и дыру в вашем кошельке при оплате счетов за электричество.
• В-третьих, цена. Качественный разделительный трансформатор стоит денег. И чем больше мощность, тем больше денег. Поэтому установка их повсеместно — занятие для состоятельных параноиков.

И, наконец, главное. Разделительный трансформатор создаёт новую, изолированную сеть. И если в этой новой сети случится пробой на корпус у первого прибора, ничего страшного не произойдёт. Но если после этого случится пробой на корпус у второго прибора, и вы, держась за корпус первого, коснётесь корпуса второго... Ну, вы поняли. Поэтому к одному разделительному трансформатору по-хорошему должен подключаться только один потребитель. А ещё эта ваша изолированная сеть теряет всю свою магию, если какой-нибудь умник решит заземлить один из её выходов. Тогда она превращается в обычную, смертельно опасную сеть с фазой и нулём.

Так что, анон, разделительный трансформатор — это не серебряная пуля, а узкоспециализированный инструмент. Мощное средство защиты, которое в неумелых руках превращается в бесполезный и дорогой гудящий ящик. Но если ты всё-таки решил поставить розетку у себя в джакузи, то без него тебе никак. Только не забудь потом вызвать грамотного специалиста, а не пытайся подключить всё сам, начитавшись советов в интернетах. А то получится как в известном анекдоте.

— Почему в кинотеатре свет гаснет постепенно?
— Электрик очень медленно вынимает вилку из розетки.
Народная мудрость