פאראדיי המציא" loop השראות" ב- 29 באוגוסט 1831, נקרא" סליל אינדוקציה של Faraday", שהיה למעשה האב-טיפוס הראשון של השנאי&# 39. אבל פאראדיי השתמש בו רק כדי להדגים את עקרון האינדוקציה האלקטרומגנטית, ולא שקל את השימוש המעשי בו.
בשנת 1881 הדגימו לוסיאן גולארד וג'ון דיקסון גיבס מכשיר בשם" מחולל יד שניה" בלונדון ולאחר מכן השתמשו בטכנולוגיה זו שנמכרה לווסטינגהאוס בארצות הברית, זה אולי שנאי הכוח המעשי הראשון, אך הוא אינו השנאי המוקדם ביותר.
בשנת 1884 הדגימו לוסון גולר וג'ון דיקסון גיבס את ציודם בטורינו, איטליה, המשתמשת בתאורה חשמלית. שנאים מוקדמים השתמשו בליבות ליניאריות, שהוחלפו מאוחר יותר בליבות טורואידיות יעילות יותר.
מהנדס ווסטהאוס וויליאם סטיינלי בנה את השנאי המעשי הראשון בשנת 1885 לאחר שקנה את הפטנט על השנאי מג'ורג 'ווסטינגהאוס, מלוסנט גולר וג'ון דיקסון גיבס. שַׁנַאי. מאוחר יותר, ליבת השנאי נעשתה על ידי ערימת יריעות ברזל בצורת E, והשימוש המסחרי החל בשנת 1886.
העיקרון של טרנספורמציית שנאים התגלה לראשונה על ידי פאראדיי, אך הוא לא הוכנס לשימוש מעשי רק בשנות השמונים של המאה העשרים. בתחרות שתחנות כוח צריכות להפיק כוח DC ו- AC, היכולת להשתמש בשנאים לצורך הספק AC היא אחד היתרונות שלה. השנאי יכול להמיר אנרגיה חשמלית לצורת מתח גבוה וזרם נמוך, ואז להמיר אותה בחזרה, ובכך להפחית במידה ניכרת את אובדן האנרגיה החשמלית בתהליך ההולכה, מה שמביא למרחק ההעברה הכלכלי של אנרגיה חשמלית להגיע רחוק יותר. באופן זה ניתן לבנות תחנות כוח הרחק מצריכת החשמל. החשמל של רוב העולם&# 39 מגיע למשתמש לאחר סדרת טרנספורמציות.
השנאי מורכב מליבת ברזל (או ליבה מגנטית) ומסליל. לסליל יש שני פיתולים או יותר. הפיתול המחובר לאספקת החשמל נקרא פיתול ראשוני, ופיתולי הנותרים נקראים פיתול משני. זה יכול להפוך מתח זרם זרם ועכבה. שנאי ליבת הברזל הפשוט ביותר מורכב מליבת ברזל העשויה מחומר מגנטי רך ושני סלילים עם סיבובים לא שווים על ליבת הברזל, כפי שמוצג באיור.
תפקיד ליבת הברזל הוא לחזק את הצימוד המגנטי בין שני הסלילים. על מנת להפחית את זרם החוטף ואובדן ההיסטרזה במגהץ, מרובדת ליבת הברזל ביריעות פלדת סיליקון צבועות; אין קשר חשמלי בין שני הסלילים, והסלילים מתפתלים על ידי חוטי נחושת מבודדים (או חוטי אלומיניום). סליל אחד המחובר לחשמל נקרא סליל ראשוני (או סליל ראשוני), והסליל השני המחובר למכשיר החשמלי נקרא סליל משני (או סליל משני). השנאי בפועל מסובך מאוד ויש בהכרח אובדן נחושת (חימום התנגדות סליל), אובדן ברזל (חימום ליבת ברזל) ודליפה מגנטית (חוט אינדוקציה מגנטי הסגור באמצעות אוויר) וכו 'על מנת לפשט את הדיון, רק האידיאל שנאי מוצג כאן. התנאים להקמת שנאי אידיאלי הם: התעלמות משטף הדליפה, התעלמות מהתנגדות הסלילים הראשוניים והמשניים, התעלמות מאובדן הליבה והתעלמות מזרם ללא עומס (הזרם בסליל הראשוני כאשר המשני סליל פתוח). לדוגמא, כאשר שנאי כוח פועל בעומס מלא (הספק המוצא המדורג של הסליל המשני), הוא קרוב למצב השנאי האידיאלי.
רובוטריקים הם מכשירים חשמליים סטטיים המיוצרים על ידי עקרון האינדוקציה האלקטרומגנטית. כאשר הסליל הראשוני של השנאי מחובר לאספקת החשמל, נוצר ליבה זרם מגנטי לסירוגין, והמגנט המתחלף מיוצג על ידי φ. ה- φ בסלילים הראשוניים והמשניים זהה, וגם φ הוא פונקציה הרמונית פשוטה, המתבטאת ב- φ=φmsinωt. לפי חוק פאראדיי&# 39, של אינדוקציה אלקטרומגנטית, הכוח האלקטרו-מניע המושרה בסלילים הראשוניים והמשניים הוא e1=-N1dφ / dt, e2=-N2dφ / dt. בנוסחה, N1 ו- N2 הם מספר הסיבובים של הסלילים הראשוניים והמשניים. ניתן לראות מהאיור ש- U1=-e1, U2=e2 (הכמות הפיזית של הסליל הראשוני מיוצגת על ידי כתב משנה 1 והכמות הפיזית של הסליל המשני מיוצגת על ידי כתב 2), הערך האפקטיבי המורכב הוא U1=-E1=jN1ωΦ, U2=E2=-jN2ωΦ, תן k=N1 / N2, שהוא יחס הטרנספורמציה של השנאי. מהנוסחה שלעיל, U1 / U2=-N1 / N2=-k, כלומר היחס בין הערך האפקטיבי של השנאי' מתח המתפתל הראשוני והמשני שווה ליחס הסיבובים שלו ולשלב ההבדל בין מתח סלילה ראשוני ומשני הוא π.