Vegyünk egy ferromágneses magú tekercset, és vegyük ki a tekercs ohmos ellenállását külön elemként az 1. ábrán látható módon.
1. ábra. Induktor ferromágneses maggal
Ha a tekercsben e c váltakozó feszültséget kapcsolunk, az elektromágneses indukció törvénye szerint e L önindukciós EMF keletkezik.
(1) hol ψ
- fluxus csatlakozás, W- a tekercselés fordulatszáma, F a fő mágneses fluxus. Elhanyagoljuk a szórási fluxust. A tekercsre adott feszültség és az indukált EMF egyensúlyban van. A második Kirchhoff-törvény szerint a bemeneti áramkörre a következőket írhatjuk:
e c + e L = i × R csere, (2)ahol R obm - a tekercs aktív ellenállása.
Mert a e L >> i × R csere, akkor figyelmen kívül hagyjuk az ohmos ellenálláson átívelő feszültségesést, akkor e c ≈ −e L. Ha a hálózati feszültség harmonikus, e c = E m cosω t, akkor:
(3)
Keressük meg ebből a képletből a mágneses fluxust. Ehhez átvisszük a tekercsben a fordulatok számát a bal oldalra, és a mágneses fluxust Ф jobbra:
(4)
Most pedig vegyük határozatlan integrál jobb és bal oldalról:
(5)Mivel a mágneses áramkört lineárisnak tekintjük, csak harmonikus áram folyik az áramkörben, és nincs állandó mágnes vagy a mágneses fluxus állandó összetevője, akkor az integrációs állandó c \u003d 0. Ekkor a szinusz előtti tört a mágneses fluxus amplitúdója
(6)ahonnan a bemeneti EMF amplitúdóját fejezzük ki
E m = F m × W &szor ω (7)Hatékony értéke az
(8) (9)A (9) kifejezést nevezzük a transzformátor EMF alapképlete, amely csak harmonikus feszültségre érvényes. Nem harmonikus feszültség esetén módosítják, és bevezetik az úgynevezett alaktényezőt, amely megegyezik az effektív érték és az átlag arányával:
(10)
Keresse meg a harmonikus jel alaktényezőjét, míg az átlagértéket a 0 és π/2 közötti intervallumban találja meg
(11)
Akkor a forma tényező az 
és a transzformátor EMF alapképlete a végső formát veszi fel:
Ha a jel sorozat téglalap alakú impulzusok azonos időtartamú (meander), akkor a periódus felében az amplitúdó, effektív és átlagértékek megegyeznek egymással és annak k f = 1. Megtalálhatja más jelek alaktényezőjét. A transzformátor EMF alapképlete érvényes lesz.
Készítsünk vektordiagramot egy ferromágneses maggal rendelkező tekercsről. A tekercs kivezetésein szinuszos feszültség esetén a mágneses fluxusa is szinuszos, és π / 2 szöggel lemarad a fázis feszültségétől, amint az a 2. ábrán látható.
Ismerkedésünket folytatjuk Elektromos alkatrészekés ebben a cikkben megvizsgáljuk a transzformátor berendezése és működési elve.
A transzformátorokat széles körben használják a rádió- és elektrotechnikában, elektromos energia átvitelére és elosztására elektromos hálózatokban, rádióberendezések áramköreinek táplálására, átalakító eszközökben, hegesztő transzformátorként stb.
Transzformátor egy nagyságú váltakozó feszültség átalakítására tervezték AC feszültség más méretű.
A legtöbb esetben a transzformátor egy zárt mágneses áramkörből (magból) áll, amelyen két (tekercs) található, amelyek elektromosan nem kapcsolódnak egymáshoz. A mágneses áramkör ferromágneses anyagból készül, a tekercseket szigetelt rézhuzallal feltekerjük és a mágneses áramkörre helyezzük.
Egy tekercs van csatlakoztatva a forráshoz váltakozó áramés felhívott elsődleges(I) a feszültséget eltávolítják a másik tekercsről a terhelés táplálására, és a tekercset hívják másodlagos(II). Egy egyszerű, két tekercses transzformátor sematikus elrendezése látható az alábbi ábrán.
1. A transzformátor működési elve.
A transzformátor működési elve azon alapul elektromágneses indukció jelensége.
Ha a primer tekercsre váltakozó feszültséget kapcsolunk U1, akkor a tekercs menetein váltakozó áram fog átfolyni io, amely a tekercs körül és a mágneses áramkörben létrehozza váltakozó mágneses tér. A mágneses tér mágneses fluxust képez Fo, amely a mágneses áramkörön áthaladva keresztezi a primer és szekunder tekercsek meneteit, és változó EMF-et indukál (indukál) bennük - e1és e2. És ha egy voltmérőt csatlakoztat a szekunder tekercs kapcsaihoz, akkor ez a kimeneti feszültség jelenlétét mutatja U2, amely megközelítőleg egyenlő lesz az indukált emf-vel e2.
Amikor egy terhelés szekunder tekercséhez csatlakozik, például egy izzólámpa, áram jelenik meg az elsődleges tekercsben I1, amely a mágneses áramkörben váltakozó mágneses fluxust képez F1 az árammal azonos frekvencián változik I1. Váltakozó mágneses fluxus hatására a szekunder tekercs áramkörében áram keletkezik I2, ami viszont a Lenz-törvény szerint ellentétes mágneses fluxust hoz létre F2, az azt generáló mágneses fluxus demagnetizálására törekszik.
Az áramlás demagnetizáló hatásának eredményeként F2 mágneses fluxus jön létre a mágneses áramkörben Fo egyenlő az áramlási különbséggel F1és F2és az áramlás része F1, azaz
Az eredményül kapott mágneses fluxus Fo biztosítja a mágneses energia átvitelét az elsődleges tekercsből a szekunder tekercsbe, és elektromotoros erőt indukál a szekunder tekercsben e2, melynek hatására áram folyik a szekunder körben I2. A mágneses fluxus jelenléte miatt Foés van áram I2, ami minél több lesz, annál több Fo. De ugyanakkor annál aktuálisabb I2, annál nagyobb az ellentétes áramlás F2és ezért kevésbé Fo.
Az elmondottakból az következik, hogy a mágneses fluxus bizonyos értékeire F1és ellenállás szekunder tekercselésés terhelések megfelelő EMF értékek vannak beállítva e2, aktuális I2és folynak F2, amely biztosítja a mágneses fluxusok egyensúlyát a mágneses áramkörben, a fenti képlettel kifejezve.
Így az áramlási különbség F1és F2 nem lehet egyenlő nullával, mivel ebben az esetben nem lenne főszál Fo, és enélkül nem létezhetne patak F2és aktuális I2. Ezért a mágneses fluxus F1, amelyet a primer áram hozza létre I1, mindig több mágneses fluxus F2 a szekunder áram által generált I2.
A mágneses fluxus nagysága függ az azt létrehozó áramtól és a tekercs meneteinek számától, amelyen áthalad.
A szekunder tekercs feszültsége attól függ a tekercsek fordulatszámának aránya. Ugyanolyan fordulatszámmal a szekunder tekercs feszültsége megközelítőleg egyenlő lesz az elsődleges tekercsre táplált feszültséggel, és egy ilyen transzformátort ún. osztva.
Ha a szekunder tekercs több menetet tartalmaz, mint a primer tekercs, akkor a benne kialakuló feszültség az lesz több feszültség a primer tekercsre tápláljuk, és egy ilyen transzformátort hívnak emelés.
Ha a szekunder tekercs kevesebb fordulatot tartalmaz, mint a primer tekercs, akkor a feszültsége kisebb lesz, mint a primer tekercsre táplált feszültség, és egy ilyen transzformátort ún. leeresztése.
Következésképpen. A tekercsek menetszámának kiválasztásával, adott bemeneti feszültség mellett U1 megkapják, amit akarnak kimeneti feszültség U2. Ehhez speciális módszereket alkalmaznak a transzformátorok paramétereinek kiszámítására, amelyek segítségével kiszámítják a tekercseket, kiválasztják a vezetékek keresztmetszetét, meghatározzák a fordulatok számát, valamint a cső vastagságát és típusát. mágneses áramkör.
A transzformátor csak váltakozó áramú áramkörökben működhet. Ha primer tekercsét egy forráshoz csatlakoztatják egyenáram, akkor a mágneses áramkörben olyan mágneses fluxus jön létre, amely időben, nagyságrendben és irányban állandó. Ebben az esetben a primer és a szekunder tekercsben nem indukálódik váltakozó feszültség, és ezért az elektromos energia nem kerül át az elsődleges áramkörből a szekunder körbe. Ha azonban pulzáló áram folyik a transzformátor primer tekercsében, akkor a szekunder tekercsben váltakozó feszültség indukálódik, amelynek frekvenciája megegyezik az elsődleges tekercsben lévő áram hullámzásának frekvenciájával.
2. Transzformátor eszköz.
2.1. Mágneses mag. mágneses anyagok.
Célja mágneses mag zárt utat kell létrehozni a mágneses fluxus számára, amelynek minimális mágneses ellenállása van. Ezért a transzformátorok mágneses áramkörei erős váltakozó mágneses térben nagy mágneses permeabilitással rendelkező anyagokból készülnek. Az anyagoknak alacsony örvényáram-veszteséggel kell rendelkezniük, hogy ne melegítsék túl a mágneses áramkört kellően magas mágneses indukció mellett, elég olcsónak kell lenniük, és nem igényelnek bonyolult mechanikai és termikus feldolgozást.
Mágneses anyagok A mágneses magok gyártásához használt, különálló lapok, vagy meghatározott vastagságú és szélességű hosszú szalagok formájában készülnek és ún. elektromos acélok.
Az acéllemezeket (GOST 802-58) meleg- és hideghengerléssel, a szemcseorientált szalagacélokat (GOST 9925-61) csak hideghengerléssel állítják elő.
Szintén használatosak a nagy mágneses permeabilitással rendelkező vas-nikkel ötvözetek, például permalloy, permindur stb. (GOST 10160-62), valamint az alacsony frekvenciájú mágnesesen lágy ferritek.
Különféle viszonylag olcsó transzformátorok gyártásához széles körben használják elektromos acélok, amelynek alacsony költsége van, és lehetővé teszi a transzformátor működését mind a mágneses áramkör állandó mágnesezésével, mind anélkül. A legszélesebb körben használt hidegen hengerelt acélok legjobb teljesítmény melegen hengerelt acélokhoz képest.
Ötvözetek a magas mágneses permeabilitás impulzustranszformátorok és transzformátorok gyártására használják, amelyeket emelt és magas, 50-100 kHz-es frekvencián való működésre terveztek.
Az ilyen ötvözetek hátránya a magas költségük. Így például a permalloy ára 10-20-szor magasabb, mint az elektromos acélé, a permendur pedig 150-szer magasabb. Használatuk azonban bizonyos esetekben jelentősen csökkentheti a transzformátor tömegét, térfogatát, sőt a teljes költségét is.
Másik hátrányuk az állandó torzítás, a váltakozó mágneses mezők mágneses permeabilitásának erős befolyásolása, valamint a mechanikai igénybevétellel szembeni alacsony ellenállás - ütés, nyomás stb.
Tól től mágnesesen lágy, alacsony frekvenciájú ferritek nagy kezdeti permeabilitással készülnek préselt mágneses magok, amelyeket impulzustranszformátorok és 50-100 kHz közötti nagy frekvencián működő transzformátorok gyártására használnak. A ferritek előnye alacsony költségük, hátránya pedig az alacsony telítési indukció (0,4 - 0,5 T), valamint a mágneses permeabilitás erős hőmérsékleti és amplitúdó-instabilitása. Ezért csak gyenge területeken használják őket.
A mágneses anyagok kiválasztása az elektromágneses jellemzők alapján történik, figyelembe véve a transzformátor működési feltételeit és rendeltetését.
2.2. A mágneses áramkörök típusai.
A transzformátorok mágneses magjai fel vannak osztva laminált(bélyegzett) és szalag(csavart), lemezanyagokból és ferritekből préselt.
Laminált a mágneses magokat megfelelő formájú lapos bélyegzett lemezekből állítják össze. Sőt, a lemezek szinte bármilyen, még nagyon törékeny anyagból is elkészíthetők, ami ezeknek a mágneses áramköröknek az előnye.
Szalag A mágneses áramkörök egy vékony, spirál alakú szalagból készülnek, amelynek menetei szorosan össze vannak kötve. A szalagos mágneses áramkörök előnye a mágneses anyagok tulajdonságainak teljes kihasználása, ami lehetővé teszi a transzformátor tömegének, méretének és költségének csökkentését.
A mágneses áramkör típusától függően a transzformátorok fel vannak osztva rúd, páncélozottés toroid alakú. Ezen túlmenően mindegyik típus lehet rúd és szalag is.
Rúd.
Mágneses áramkörökben rúd típus tekercselés két rúdon található ( rúd a mágneses áramkör azon részét, amelyre a tekercseket felhelyezzük). Ez bonyolítja a transzformátor kialakítását, de csökkenti a tekercs vastagságát, ami segít csökkenteni a szivárgási induktivitást, a huzalfogyasztást és növeli a hűtőfelületet.
A rúdmágneses áramköröket alacsony zajszintű kimeneti transzformátorokban használják, mivel érzéketlenek a külső alacsony frekvenciájú mágneses mezők hatásaira. Ez azzal magyarázható, hogy külső mágneses tér hatására mindkét tekercsben ellentétes fázisú feszültségek indukálódnak, amelyek, ha a tekercsek menete egyenlő, kioltják egymást. A magtranszformátorok általában nagy és közepes teljesítményűek.
páncélozott.
A mágneses áramkörben páncélozott típus a tekercs a központi rúdon található. Ez leegyszerűsíti a transzformátor kialakítását, lehetővé teszi a tekercselési ablak teljesebb kihasználását, és némi mechanikai védelmet is teremt a tekercselés számára. Ezért az ilyen mágneses áramkörök kapták a legnagyobb alkalmazást.
A páncélozott mágneses magok hátránya az alacsony frekvenciájú mágneses mezőkre való fokozott érzékenységük, ami miatt nem alkalmasak alacsony zajszintű kimeneti transzformátorként való használatra. Leggyakrabban a közepes teljesítményű transzformátorok és mikrotranszformátorok páncélozottak.
Toroidális.
Toroidális vagy gyűrű A transzformátorok lehetővé teszik az anyag mágneses tulajdonságainak jobb kihasználását, alacsony szivárgási fluxussal rendelkeznek és nagyon gyenge külső mágneses teret hoznak létre, ami különösen fontos a nagyfrekvenciás ill. impulzus transzformátorok. De a tekercsgyártás bonyolultsága miatt nem használják széles körben. Leggyakrabban ferritből készülnek.
Az örvényáram-veszteségek csökkentése érdekében laminált mágneses áramköröket állítanak össze 0,35-0,5 mm vastagságú sajtolt lemezekből, amelyeket egyik oldalon 0,01 mm vastag lakkréteggel vagy oxidfilmmel vonnak be.
A szalagos mágneses áramkörökhöz való szalag vastagsága több századtól 0,35 mm-ig terjed, és elektromosan szigetelő és egyben ragasztószalaggal vagy oxidfilmmel is van bevonva. És minél vékonyabb a szigetelőréteg, annál sűrűbb a mágneses áramköri szakasz kitöltése mágneses anyaggal, annál kisebbek a transzformátor teljes méretei.
A közelmúltban a „hagyományos” típusú mágneses áramkörök mellett új formákat alkalmaznak, köztük a „kábel” típusú mágneses áramköröket, „fordított tórusz”, tekercs stb.
Ezt most fejezzük be. Folytassuk benn.
Sok szerencsét!
Irodalom:
1. V. A. Volgov - "Rádióelektronikai berendezések részletei és alkatrészei", Energy, Moszkva, 1977
2. V. N. Vanin - "Current Transformers", Energia Kiadó, Moszkva 1966 Leningrád.
3. I. I. Belopolsky - "Kis teljesítményű transzformátorok és fojtótekercsek számítása", M-L, Gosenergoizdat, 1963
4. G. N. Petrov - „Transformerek. 1. kötet. Az elmélet alapjai, Állami Energia Kiadó, Moszkva, 1934 Leningrád.
5. V. G. Boriszov, - " Fiatal rádióamatőr”, Moszkva, „Rádió és kommunikáció”, 1992
Vegyünk egy ferromágneses magú tekercset, és vegyük ki a tekercs ohmos ellenállását külön elemként a 2.8. ábra szerint.
2.8 ábra - A transzformátor EMF képletének levezetéséhez
Ha a tekercsben e c váltakozó feszültséget kapcsolunk, az elektromágneses indukció törvénye szerint e L önindukciós EMF keletkezik.
(2.8)
ahol ψ a fluxuskapcsolat,
W a tekercs meneteinek száma,
Ф a fő mágneses fluxus.
Elhanyagoljuk a szórási fluxust. A tekercsre adott feszültség és az indukált EMF egyensúlyban van. A második Kirchhoff-törvény szerint a bemeneti áramkörre a következőket írhatjuk:
e c + e L = i * R csere, (2.9)
ahol R obm a tekercs aktív ellenállása.
Mivel e L >> i * R csere, akkor figyelmen kívül hagyjuk az ohmos ellenálláson átívelő feszültségesést, ekkor e c ≈ - . Ha a hálózati feszültség harmonikus е с = E m cos ωt, akkor E m cos ωt = , ahonnan 
. Keressük a mágneses fluxust. Ehhez vesszük a jobb és bal oldal határozatlan integrálját. Kapunk
, (2.10)
de mivel a mágneses áramkört lineárisnak tekintjük, az áramkörben csak harmonikus áram folyik, és nincs állandó mágnes vagy állandó komponens, akkor az integrációs állandó c \u003d 0. Ekkor a harmonikus tényező előtti hányad az amplitúdója a mágneses fluxus, amelyből E m \u003d Ф m * W * ω fejezzük ki. Hatékony értéke az
Vagy megkapjuk
ahol s a mágneses kör keresztmetszete (mag, acél).
A (2.11) kifejezést a transzformátor EMF alapképletének nevezzük, amely csak harmonikus feszültségre érvényes. Általában módosítják, és bevezetik az úgynevezett formai együtthatót, amely megegyezik az effektív érték és az átlag arányával:
. (2.12)
Keressük fel harmonikus jelre, de az intervallumon találjuk meg az átlagértéket
Akkor a forma tényező az 
és a transzformátor EMF alapképlete a végső formát veszi fel:
(2.13)
Ha a jel meander, akkor a periódus felében az amplitúdó, az effektív és az átlagértékek megegyeznek egymással és annak értékével. Megtalálhatja más jelek alaktényezőjét. A transzformátor EMF alapképlete érvényes lesz.
Készítsünk vektordiagramot egy ferromágneses maggal rendelkező tekercsről. A tekercs kivezetésein szinuszos feszültség mellett a mágneses fluxusa is szinuszos, és fázisban π / 2 szöggel elmarad a feszültségtől, amint az a 2.9a ábrán látható.
2.9 ábra - Egy ferromágneses tekercs vektordiagramja
mag a) nincs veszteség; b) veszteségekkel
A veszteségmentes tekercsben a mágnesező áram - meddőáram (I p) fázisban egybeesik a Ф m mágneses fluxussal. Ha veszteségek vannak a magban (), akkor a szög a mag újramágnesezésénél bekövetkező veszteségek szöge. Az I a áram aktív komponense jellemzi a mágneses kör veszteségeit.
7. kérdés. A transzformátor tekercseinek EMF-je.
A transzformátor működési elve az elektromágneses indukció (kölcsönös indukció) jelenségén alapul. A kölcsönös indukció abból áll, hogy egy induktív tekercsben EMF indukál, amikor a másik tekercsben megváltozik az áram.
A primer tekercsben lévő váltakozó áram hatására a mágneses áramkörben váltakozó mágneses fluxus jön létre
amely áthatol a primer és szekunder tekercseken és emf-et indukál bennük
hol vannak az EMF amplitúdóértékei.
Az EMF effektív értéke a tekercsekben a
;
.
A tekercsek EMF arányát transzformációs aránynak nevezzük
Ha , akkor a szekunder EMF kisebb, mint az elsődleges, és a transzformátort lecsökkentő transzformátornak nevezzük, emelő transzformátorral.
8. kérdés. Egy ideális transzformátor alapjárati vektor diagramja.
Mivel egy ideális transzformátoron gondolkodunk, pl. disszipáció és teljesítményveszteség nélkül, akkor az áram x.x. tisztán mágnesező - , azaz. olyan mágnesező erőt hoz létre, amely fluxust hoz létre, ahol a mag mágneses ellenállása, amely az acél ellenállásából és a mag illesztéseinél jelentkező ellenállásból áll. Az áramgörbe amplitúdója és alakja egyaránt függ a mágneses rendszer telítettségi fokától. Ha az áramlás szinuszosan változik, akkor telítetlen acélnál az üresjárati áramgörbe szinte szintén szinuszos. De ha az acél telített, az áramgörbe egyre jobban eltér a szinuszostól (2.7. ábra) Az áramgörbe x.x. felharmonikusokra bontható. Mivel a görbe szimmetrikus az x tengelyre, a sorozat csak páratlan sorrendű harmonikusokat tartalmaz. Első harmonikus áram én ( 01) fázisban van a fő árammal. A magasabb harmonikusok közül az áram harmadik harmonikusa a legkifejezettebb én ( 03) .
2.7. ábra X.X áramgörbe
Az üresjárati áram effektív értéke:
.
(2.22)
Itt én 1 m , én 3 m , én 5 m- az üresjárati áram első, harmadik és ötödik harmonikusának amplitúdója.
Mivel az üresjárati áram 90 -kal elmarad a feszültségtől, az ideális transzformátor által a hálózatról felvett aktív teljesítmény is nulla, azaz. Az ideális transzformátor tisztán meddőteljesítményt és mágnesező áramot vesz a hálózatból.
Egy ideális transzformátor vektordiagramja az ábrán látható. 2.8.
Rizs. 2.8. Egy ideális transzformátor vektor diagramja
9. kérdés Valódi transzformátor üresjáratának vektordiagramja.
Egy igazi transzformátorban disszipáció és veszteség van az acélban és a rézben. Ezeket a veszteségeket az áram fedezi R 0 belép a transzformátorba a hálózatból.
ahol én 0a - az üresjárati áram aktív komponensének effektív értéke.
Ezért a valódi transzformátor üresjárati áramának két kilépése van: mágnesezés - a fő fluxus létrehozása Fés egybeesik vele fázisban, és aktív:
Egy valós transzformátor vektordiagramja az ábrán látható. 2.9.
Általában ezért ennek az összetevőnek kevés hatása van az üresjárati áram értékére, de jobban befolyásolja az áramgörbe alakját és annak fázisát. Az üresjárati áramgörbe egyértelműen nem szinuszos, és időben eltolódik a fluxusgörbéhez képest a mágneses késleltetési szögnek nevezett szöggel.
Ha a tényleges üresjárati áramgörbét egy ekvivalens szinuszosra cseréljük, a feszültségegyenlet összetett formában írható fel, ahol minden mennyiség szinuszosan változik:
Figyelembe véve, hogy a szóródás EMF-je,
Rizs. 2.9. Egy igazi transzformátor vektor diagramja
Rizs. 2.11. Transzformátor feszültség vektor diagram, terhelés nélküli üzemmód
1876-ban P.I. Jablocskov transzformátor használatát javasolta a gyertyák táplálására. A jövőben a transzformátorok tervezését egy másik orosz feltaláló, egy szerelő fejlesztette ki HA. Usagin, aki transzformátorok használatát javasolta nemcsak Yablochkov-gyertyák, hanem más elektromos energia fogyasztók táplálására is.
A transzformátor az elektromos készülékek, amely a kölcsönös indukció jelenségén alapul, és egy feszültségű váltakozó áramot más feszültségű, de azonos frekvenciájú váltakozó árammá alakít. A legegyszerűbb transzformátor acélmaggal és két tekercseléssel rendelkezik, amelyek a magtól és egymástól is szigeteltek.
A feszültségforráshoz csatlakoztatott transzformátor tekercsét ún primer tekercselés,és azt a tekercset, amelyre a fogyasztók csatlakoznak, vagy a fogyasztókhoz vezető távvezetékeket hívják szekunder tekercselés.
A primer tekercsen áthaladó váltakozó áram váltakozó mágneses fluxust hoz létre, amely összekapcsolódik a szekunder tekercs meneteivel, és emf-et indukál bennük.
Mivel a mágneses fluxus változó, a transzformátor szekunder tekercsében az indukált EMF is változtatható, és frekvenciája megegyezik az elsődleges tekercsben lévő áram frekvenciájával.
A transzformátor magján áthaladó váltakozó mágneses fluxus nemcsak a szekunder tekercset, hanem a transzformátor primer tekercsét is keresztezi. Ezért a primer tekercsben EMF is indukálódik.
A transzformátor tekercseiben indukált EMF nagysága a váltakozó áram frekvenciájától, az egyes tekercsek fordulatszámától és a magban lévő mágneses fluxus nagyságától függ. Bizonyos frekvencián és állandó mágneses fluxus mellett az egyes tekercsek EMF értéke csak a tekercs fordulatszámától függ. Az EMF értékek és a transzformátor tekercseinek fordulatszáma közötti összefüggés a következő képlettel fejezhető ki: ?1 / ?2 = N1 / N2, ahol? 1 és?
Az EMF és a feszültség közötti különbség olyan kicsi, hogy a feszültségek és mindkét tekercs fordulatszáma közötti összefüggés a következő képlettel fejezhető ki: U1 /U2==N1/N2. Az EMF és a transzformátor primer tekercsének feszültsége közötti különbség különösen kicsivé válik, ha a szekunder tekercs nyitva van és a benne lévő áram nulla (üresjárat), és csak egy kis áram folyik a primer tekercsben, az úgynevezett nem. - terhelési áram. Ebben az esetben a szekunder tekercs kivezetésein a feszültség megegyezik a benne indukált EMF-fel.
Azt a számot, amely megmutatja, hogy a primer tekercsben lévő feszültség hányszor nagyobb (vagy kevesebb), mint a szekunder tekercs feszültsége, transzformációs aránynak nevezzük, és betűvel jelöljük k. k = U1/U2? N1 / N2.
A transzformátor adattábláján feltüntetett nagy- és kisfeszültségű tekercsek névleges feszültsége az alapjárati üzemmódra vonatkozik.
A feszültség növelésére szolgáló transzformátorokat step-upnak nevezzük; átalakulási arányuk kisebb egynél. A lecsökkentő transzformátorok csökkentik a feszültséget; átalakulási arányuk nagyobb egynél.
Azt az üzemmódot, amelyben a transzformátor szekunder tekercse nyitva van, és az elsődleges tekercs kapcsaira váltakozó feszültséget kapcsolnak, a transzformátor üresjárati vagy üresjárati működésének nevezzük.