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我一直都不喜欢对新晋科技突破使用夸大其词的形容，比如便宜的融合、廉价的超音速飞行，以及将其他星球“地球化”之类的。但是我很喜欢那些在现代文明的基础工作中扮演重要角色的简单设备，尤其是那些低调甚至是未曾进入我们视线的设备。
要说配得上这种说法的设备，没有比变压器更合适的了。工程师之外的人群或许模糊地意识到有这种设备的存在，但他们并不了解变压器是如何工作的，也不知道变压器对日常生活来说有多么不可或缺。
19世纪30年代早期，迈克尔•法拉第和约瑟夫•亨利发现了电磁感应现象，由此奠定了变压器的理论基础。他们展示了变化的磁场可以产生高压电流（称为“升压”）或者低压电流（称为“降压”）。但直到半个世纪之后，吕西安•戈拉尔、约翰•狄克逊•吉布斯、查尔斯•布拉什以及塞巴斯蒂安•齐亚尼•费兰蒂才设计出第一台可用的变压器原型。随后，3位匈牙利工程师——奥托•布拉什、米克士•德利、卡洛伊•齐伯诺夫斯基——改进了变压器的设计，他们构造的环形变压器于1885年展出。环形变压器运行良好，但其线圈制造比较困难。
1886年，3位美国工程师克服了环形变压器的这个缺点，他们是当时为乔治•威斯汀豪斯工作的威廉•斯坦利、艾伯特•施密德和奥利弗•B•夏伦贝格尔。他们的装置很快就成为变压器的经典形式，被称为斯坦利变压器，并一直延续至今：变压器中央是由薄硅钢冲片制成的铁芯，一部分的形状像字母“E”，另一部分像字母“I”，这样很容易使铜线圈预绕到位。
斯坦利在1912年写给美国电气工程师协会的一封信中表达了惊叹之意：这种变压器“用一个简单的方法彻底解决了一个复杂的问题。它让所有常规的机械尝试都相形见绌，它的处理方式如此轻松、确定，可以将瞬间释放或者吸收的大量能量节省下来。它是如此可靠、强大、有保障。在这个钢铁和铜的联合体中，某种非凡的力量毫无疑问地取得了完美平衡。”
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这项经久不衰的设计在现代出现了最大的演化，实现了电力的远距离传输。在1890年，费兰蒂将电压由2.5千伏升至10千伏，在伦敦可实现11公里的电力传输。现在总部位于苏黎世的ABB公司正致力于突破1100千伏的升压纪录，在中国实现跨越3000多公里的电力传输。
现在，由于必须充电的便携式电子设备的爆发式增长，变压器的绝对数量之多已经超出了斯坦利的想象。在2016年，单是智能手机的全球总产量就已超过18亿台，每台手机的充电器中都有一个微型变压器。不必拆开手机就可以看到这个小设备的模样：在网上可以找到拆卸iPhone充电器的完整视频，变压器是其中最大的独立元件。
而许多充电器的变压器甚至更小。它们是利用压电效应（受挤压的某些晶体会产生电流，反之，对这些晶体施加电场又会使其产生机械变形）的非斯坦利（非绕线型）变压器。声波作用于这样的晶体可产生电流，电流在晶体中移动又能制造声音。一种电流可以以这种方式创造出电压不同的另外一种电流。
变压器最近的创新形式是固态变压器。相对于传统变压器，它们极大地降低了体积和重量，将对把间歇电力来源（风能和太阳能等）整合并入电网以及实现直流电微型电网起到尤为重要的作用。
作者：Vaclav Smil
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