Paimkime ritę su feromagnetine šerdimi ir išimkime apvijos ominę varžą kaip atskirą elementą, kaip parodyta 1 paveiksle.
1 pav. Induktorius su feromagnetine šerdimi
Kai ritėje veikia kintamoji įtampa e c, pagal elektromagnetinės indukcijos dėsnį atsiranda saviindukcijos EML e L.
(1) kur ψ
- srauto jungtis, W- apvijos apsisukimų skaičius, F yra pagrindinis magnetinis srautas. Mes nepaisome sklaidos srauto. Ritės įtampa ir sukeltas EML yra subalansuotos. Pagal antrąjį įvesties grandinės Kirchhoffo dėsnį galime parašyti:
e c + e L = i × R keistis, (2)kur R obm - aktyvioji apvijos varža.
Nes e L >> i × R keitimas, tada mes nepaisome įtampos kritimo per ominę varžą, tada e c ≈ −e L. Jei tinklo įtampa yra harmoninga, e c = E m cosω t, tada:
(3)
Raskime magnetinį srautą pagal šią formulę. Norėdami tai padaryti, apvijos apsisukimų skaičių perkeliame į kairę pusę, o magnetinį srautą Ф į dešinę:
(4)
Dabar paimkime neapibrėžtas integralas iš dešinės ir kairės pusės:
(5)Kadangi manome, kad magnetinė grandinė yra tiesinė, grandinėje teka tik harmoninė srovė ir nėra nuolatinio magneto ar pastovaus magnetinio srauto komponento, tada integravimo konstanta c \u003d 0. Tada trupmena prieš sinusą yra magnetinio srauto amplitudė
(6)iš kur išreiškiame įvesties EMF amplitudę
E m = F m × W × ω (7)Jo efektyvi vertė yra
(8) (9)Išraiška (9) vadinama pagrindinė transformatoriaus EMF formulė, kuris galioja tik harmoninei įtampai. Esant neharmoninei įtampai, ji modifikuojama ir įvedamas vadinamasis formos koeficientas, lygus efektyvios vertės ir vidurkio santykiui:
(10)
Raskite harmoninio signalo formos koeficientą, o vidutinė vertė randama intervale nuo 0 iki π/2
(11)
Tada formos faktorius yra 
o pagrindinė transformatoriaus EMF formulė įgauna galutinę formą:
Jei signalas yra seka stačiakampiai impulsai vienodos trukmės (meander), tada pusės periodo amplitudė, efektinė ir vidutinė reikšmės yra lygios viena kitai ir jos k f = 1. Galite rasti kitų signalų formos koeficientą. Pagrindinė transformatoriaus EMF formulė galios.
Sukurkime ritės su feromagnetine šerdimi vektorinę diagramą. Esant sinusoidinei įtampai ritės gnybtuose, jo magnetinis srautas taip pat yra sinusoidinis ir atsilieka nuo fazės įtampos kampu π / 2, kaip parodyta 2 paveiksle.
Tęsiame pažintį su Elektroniniai komponentai ir šiame straipsnyje mes apsvarstysime transformatoriaus įtaisas ir veikimo principas.
Transformatoriai plačiai naudojami radijo ir elektros inžinerijoje ir naudojami elektros energijai perduoti ir paskirstyti elektros tinkluose, radijo įrangos grandinėms maitinti, keitikliuose, kaip suvirinimo transformatoriai ir kt.
Transformatorius skirtas konvertuoti vieno dydžio kintamąją įtampą į kintamoji įtampa kitokio dydžio.
Daugeliu atvejų transformatorius susideda iš uždaros magnetinės grandinės (šerdies), kurioje yra dvi (apvijos), elektra nesujungtos viena su kita. Magnetinė grandinė pagaminta iš feromagnetinės medžiagos, o apvijos apvyniotos izoliuota varine viela ir dedamos ant magnetinės grandinės.
Viena apvija prijungta prie šaltinio kintamoji srovė ir paskambino pirminis(I), įtampa pašalinama iš kitos apvijos, kad būtų galima maitinti apkrovą, ir apvija vadinama antraeilis(II). Paprasto transformatoriaus su dviem apvijomis schema parodyta paveikslėlyje žemiau.
1. Transformatoriaus veikimo principas.
Transformatoriaus veikimo principas pagrįstas elektromagnetinės indukcijos reiškinys.
Jei pirminei apvijai įvedama kintamoji įtampa U1, tada apvijos posūkiais tekės kintamoji srovė io, kuris aplink apviją ir magnetinėje grandinėje sukurs kintamasis magnetinis laukas. Magnetinis laukas sudaro magnetinį srautą Fo, kuris, eidamas per magnetinę grandinę, kerta pirminės ir antrinės apvijų posūkius ir juose sukelia (indukuoja) kintamą EMF - e1 ir e2. Ir jei prijungsite voltmetrą prie antrinės apvijos gnybtų, jis parodys, kad yra išėjimo įtampa U2, kuris bus maždaug lygus indukuotai emf e2.
Prijungus prie apkrovos antrinės apvijos, pavyzdžiui, kaitrinės lempos, pirminėje apvijoje atsiranda srovė I1, kuris magnetinėje grandinėje sudaro kintamąjį magnetinį srautą F1 keičiasi tokiu pat dažniu kaip ir srovė I1. Kintamo magnetinio srauto įtakoje antrinės apvijos grandinėje atsiranda srovė I2, kuris savo ruožtu sukuria priešingą magnetinį srautą pagal Lenco dėsnį F2, siekiant išmagnetinti jį generuojantį magnetinį srautą.
Dėl srauto išmagnetinimo veiksmų F2 magnetinėje grandinėje nustatomas magnetinis srautas Fo lygus srauto skirtumui F1 ir F2 ir būti srauto dalimi F1, t.y.
Gautas magnetinis srautas Fo užtikrina magnetinės energijos perdavimą iš pirminės apvijos į antrinę ir indukuoja elektrovaros jėgą antrinėje apvijoje e2, kurio įtakoje antrinėje grandinėje teka srovė I2. Dėl magnetinio srauto buvimo Fo ir yra srovė I2, kurios bus kuo daugiau, tuo daugiau Fo. Bet tuo pat metu, tuo labiau aktualu I2, tuo didesnis priešingas srautas F2 ir todėl mažiau Fo.
Iš to, kas pasakyta, išplaukia, kad tam tikroms magnetinio srauto vertėms F1 ir pasipriešinimas antrinė apvija ir apkrovų nustatomos atitinkamos EML vertės e2, srovė I2 ir tekėti F2, užtikrinantis magnetinių srautų balansą magnetinėje grandinėje, išreikštą aukščiau pateikta formule.
Taigi srauto skirtumas F1 ir F2 negali būti lygus nuliui, nes tokiu atveju nebūtų pagrindinės gijos Fo, o be jo negalėtų būti upelio F2 ir srovės I2. Todėl magnetinis srautas F1, sukurtas pirminės srovės I1, visada didesnis magnetinis srautas F2 sukuriama antrinės srovės I2.
Magnetinio srauto dydis priklauso nuo jį sukuriančios srovės ir nuo apvijos, per kurią jis praeina, apsisukimų skaičiaus.
Antrinės apvijos įtampa priklauso nuo apvijų apsisukimų skaičiaus santykis. Su tuo pačiu apsisukimų skaičiumi antrinės apvijos įtampa bus maždaug lygi įtampai, tiekiamai į pirminę apviją, ir toks transformatorius vadinamas dalijant.
Jei antrinėje apvijoje yra daugiau apsisukimų nei pirminėje, tada joje sukuriama įtampa bus didesnė už įtampą, tiekiamą į pirminę apviją, ir toks transformatorius vadinamas kėlimas.
Jei antrinėje apvijoje yra mažiau apsisukimų nei pirminėje, tada jos įtampa bus mažesnė už įtampą, tiekiamą į pirminę apviją, ir toks transformatorius vadinamas nuleidimas.
Vadinasi. Pasirinkus apvijų apsisukimų skaičių, esant tam tikrai įėjimo įtampai U1 gauti tai, ko jie nori išėjimo įtampa U2. Norėdami tai padaryti, jie naudoja specialius transformatorių parametrų skaičiavimo metodus, kurių pagalba apskaičiuojamos apvijos, parenkamas laidų skerspjūvis, nustatomas apsisukimų skaičius, taip pat apvijų storis ir tipas. magnetinė grandinė.
Transformatorius gali veikti tik kintamosios srovės grandinėse. Jei jo pirminė apvija prijungta prie šaltinio nuolatinė srovė, tada magnetinėje grandinėje susidaro pastovus laike, dydžiu ir kryptimi magnetinis srautas. Tokiu atveju pirminėje ir antrinėje apvijoje nebus indukuojama kintamoji įtampa, todėl elektros energija nebus perduota iš pirminės grandinės į antrinę. Tačiau jei transformatoriaus pirminėje apvijoje teka pulsuojanti srovė, antrinėje apvijoje bus indukuojama kintamoji įtampa, kurios dažnis bus lygus srovės pulsacijos dažniui pirminėje apvijoje.
2. Transformatoriaus įtaisas.
2.1. Magnetinė šerdis. magnetinės medžiagos.
Tikslas magnetinė šerdis yra sukurti uždarą kelią magnetiniam srautui, kurio magnetinė varža yra minimali. Todėl transformatorių magnetinės grandinės yra pagamintos iš medžiagų, turinčių didelį magnetinį laidumą stipriuose kintamuosiuose magnetiniuose laukuose. Medžiagos turi turėti mažus sūkurinių srovių nuostolius, kad neperkaistų magnetinės grandinės esant pakankamai didelėms magnetinės indukcijos vertėms, būti pakankamai pigios ir nereikalauti sudėtingo mechaninio ir terminio apdorojimo.
Magnetinės medžiagos, naudojami magnetinėms šerdims gaminti, gaminami atskirų lakštų pavidalu arba tam tikro storio ir pločio ilgų juostų pavidalu ir yra vadinami elektriniai plienai.
Lakštinis plienas (GOST 802-58) gaminamas karšto ir šalto valcavimo būdu, į grūdėtumą orientuotas juostinis plienas (GOST 9925-61) – tik šalto valcavimo būdu.
Taip pat naudojami geležies ir nikelio lydiniai, turintys didelį magnetinį laidumą, pavyzdžiui, permalojus, perminduras ir kt. (GOST 10160-62), ir žemo dažnio magnetiškai minkšti feritai.
Įvairių santykinai nebrangių transformatorių gamybai plačiai naudojami elektriniai plienai, turintis mažą kainą ir leidžiantis transformatoriui veikti tiek esant nuolatiniam magnetinės grandinės įmagnetinimui, tiek be jo. Plačiausiai naudojami šaltai valcuoti plienai geriausias pasirodymas palyginti su karšto valcavimo plienais.
Lydiniai su didelis magnetinis pralaidumas naudojami impulsiniams transformatoriams ir transformatoriams, suprojektuotiems veikti padidintais ir aukštais 50 - 100 kHz dažniais, gamybai.
Tokių lydinių trūkumas yra jų didelė kaina. Taigi, pavyzdžiui, permalloy kaina yra 10-20 kartų didesnė nei elektrinio plieno, o permendur - 150 kartų didesnė. Tačiau kai kuriais atvejais jų naudojimas gali žymiai sumažinti transformatoriaus svorį, tūrį ir net bendrą kainą.
Kitas jų trūkumas yra stipri įtaka nuolatinio poslinkio magnetiniam pralaidumui, kintamiems magnetiniams laukams, taip pat mažas atsparumas mechaniniams įtempiams - smūgiams, slėgiui ir kt.
Nuo magnetiškai minkšti žemo dažnio feritai gaminami su dideliu pradiniu pralaidumu presuotos magnetinės šerdys, kurie naudojami impulsinių transformatorių ir transformatorių, veikiančių aukštu dažniu nuo 50 - 100 kHz, gamybai. Feritų privalumas – maža kaina, o trūkumas – maža soties indukcija (0,4 – 0,5 T) ir stiprus magnetinio pralaidumo temperatūros ir amplitudės nestabilumas. Todėl jie naudojami tik silpnuose laukuose.
Magnetinės medžiagos parenkamos remiantis elektromagnetinėmis charakteristikomis, atsižvelgiant į transformatoriaus veikimo sąlygas ir paskirtį.
2.2. Magnetinių grandinių tipai.
Transformatorių magnetinės šerdys skirstomos į laminuotas(antspauduotas) ir juosta(sukti), pagaminti iš lakštinių medžiagų ir presuoti iš feritų.
Laminuotas magnetinės šerdys surenkamos iš plokščių atitinkamos formos štampuotų plokščių. Be to, plokštės gali būti pagamintos iš beveik bet kokių, net labai trapių medžiagų, o tai yra šių magnetinių šerdžių pranašumas.
Juosta magnetinės grandinės yra pagamintos iš plonos juostos, suvyniotos spiralės pavidalu, kurios posūkiai yra tvirtai sujungti vienas su kitu. Juostinių magnetinių grandinių pranašumas yra visapusiškas magnetinių medžiagų savybių panaudojimas, dėl ko sumažėja transformatoriaus svoris, dydis ir kaina.
Priklausomai nuo magnetinės grandinės tipo, transformatoriai skirstomi į strypas, šarvuoti ir toroidinis. Be to, kiekvienas iš šių tipų gali būti tiek strypas, tiek juosta.
Strypas.
Magnetinėse grandinėse strypo tipas apvija yra ant dviejų strypų ( strypas vadinama magnetinės grandinės dalimi, ant kurios uždėtos apvijos). Tai apsunkina transformatoriaus konstrukciją, tačiau sumažina apvijos storį, o tai padeda sumažinti nuotėkio induktyvumą, laido suvartojimą ir padidina aušinimo paviršių.
Strypo magnetinės grandinės naudojamos išvesties transformatoriuose su mažu triukšmo lygiu, nes jie nejautrūs išorinių žemo dažnio magnetinių laukų poveikiui. Tai paaiškinama tuo, kad veikiant išoriniam magnetiniam laukui, abiejose ritėse indukuojamos priešingos fazės įtampos, kurios, jei apvijų posūkiai yra vienodi, viena kitą panaikina. Paprastai šerdies transformatoriai gaminami didelės ir vidutinės galios.
šarvuoti.
Magnetinėje grandinėje šarvuoto tipo apvija yra ant centrinio strypo. Tai supaprastina transformatoriaus konstrukciją, leidžia visapusiškiau išnaudoti apvijos langą, taip pat sukuria tam tikrą mechaninę apvijos apsaugą. Todėl tokios magnetinės grandinės sulaukė didžiausio pritaikymo.
Kai kurie šarvuotų magnetinių šerdžių trūkumai yra padidėjęs jautrumas žemo dažnio magnetiniams laukams, todėl jie netinkami naudoti kaip žemo triukšmo lygio išvesties transformatorius. Dažniausiai vidutinio galingumo transformatoriai ir mikrotransformatoriai gaminami šarvuoti.
Toroidinis.
Toroidinis arba žiedas transformatoriai leidžia geriau išnaudoti medžiagos magnetines savybes, turi mažus nuotėkio srautus ir sukuria labai silpną išorinį magnetinį lauką, o tai ypač svarbu aukšto dažnio ir impulsiniai transformatoriai. Tačiau dėl apvijų gamybos sudėtingumo jie nėra plačiai naudojami. Dažniausiai jie gaminami iš ferito.
Sūkurinių srovių nuostoliams sumažinti laminuotos magnetinės grandinės surenkamos iš štampuotų 0,35 - 0,5 mm storio plokščių, kurios iš vienos pusės padengtos 0,01 mm storio lako sluoksniu arba oksidine plėvele.
Juostinės magnetinės grandinės juostos storis yra nuo kelių šimtųjų iki 0,35 mm, taip pat yra padengta elektrą izoliuojančia ir kartu lipnia pakaba arba oksido plėvele. Ir kuo plonesnis izoliacijos sluoksnis, tuo tankesnis magnetinės grandinės skerspjūvio užpildymas magnetine medžiaga, tuo mažesni transformatoriaus bendri matmenys.
Pastaruoju metu kartu su laikomais „tradiciniais“ magnetinių grandinių tipais buvo naudojamos naujos formos, tarp kurių yra „kabelio“ tipo magnetinės grandinės, „apverstas toras“, ritė ir kt.
Kol kas tai baigkime. Tęskime toliau.
Sėkmės!
Literatūra:
1. V. A. Volgovas – „Radioelektroninės įrangos detalės ir komponentai“, Energetika, Maskva, 1977 m.
2. V. N. Vaninas – „Dabartiniai transformatoriai“, „Energijos“ leidykla, Maskva 1966 m. Leningradas.
3. I. I. Belopolsky - "Mažos galios transformatorių ir droselių skaičiavimas", M-L, Gosenergoizdat, 1963 m.
4. G. N. Petrovas - „Transformeriai. 1 tomas. Teorijos pagrindai, Valstybinė energetikos leidykla, Maskva 1934 Leningradas.
5. V. G. Borisovas, - " Jaunas radijo mėgėjas“, Maskva, „Radijas ir ryšys“, 1992 m
Paimkime ritę su feromagnetine šerdimi ir išimkime apvijos ominę varžą kaip atskirą elementą, kaip parodyta 2.8 pav.
2.8 pav. – prie transformatoriaus EMF formulės išvedimo
Kai ritėje įjungiama kintamoji įtampa e c, pagal elektromagnetinės indukcijos dėsnį, atsiranda saviindukcijos e L EML.
(2.8)
kur ψ yra srauto jungtis,
W yra apvijos apsisukimų skaičius,
Ф yra pagrindinis magnetinis srautas.
Mes nepaisome sklaidos srauto. Ritės įtampa ir sukeltas EML yra subalansuotos. Pagal antrąjį įvesties grandinės Kirchhoffo dėsnį galime parašyti:
e c + e L = i * R mainai, (2.9)
kur R obm – aktyvioji apvijos varža.
Kadangi e L >> i * R mainai, neatsižvelgiame į įtampos kritimą per ominę varžą, tada e c ≈ – . Jei tinklo įtampa harmoninė е с = E m cos ωt, tai E m cos ωt = , iš kur 
. Raskime magnetinį srautą. Norėdami tai padaryti, imame neapibrėžtą dešinės ir kairės pusės integralą. Mes gauname
, (2.10)
bet kadangi manome, kad magnetinė grandinė yra tiesinė, grandinėje teka tik harmoninė srovė ir nėra nuolatinio magneto ar pastovaus komponento, tada integravimo konstanta c \u003d 0. Tada trupmena prieš harmoninį koeficientą yra amplitudė magnetinis srautas, iš kurio išreiškiame E m \u003d Ф m * W * ω. Jo efektyvi vertė yra
Arba gauname
čia s yra magnetinės grandinės (šerdies, plieno) skerspjūvis.
Išraiška (2.11) vadinama pagrindine transformatoriaus EMF formule, kuri galioja tik harmoninei įtampai. Paprastai jis modifikuojamas ir įvedamas vadinamasis formos koeficientas, lygus efektyvios vertės ir vidurkio santykiui:
. (2.12)
Raskime jį harmoniniam signalui, bet randame vidutinę intervalo reikšmę
Tada formos faktorius yra 
o pagrindinė transformatoriaus EMF formulė įgauna galutinę formą:
(2.13)
Jei signalas yra meandras, tada pusės periodo amplitudė, efektyvioji ir vidutinė vertės yra lygios viena kitai ir jos. Galite rasti kitų signalų formos koeficientą. Pagrindinė transformatoriaus EMF formulė galios.
Sukurkime ritės su feromagnetine šerdimi vektorinę diagramą. Esant sinusoidinei įtampai ritės gnybtuose, jo magnetinis srautas taip pat yra sinusinis ir atsilieka nuo fazinės įtampos kampu π / 2, kaip parodyta 2.9a pav.
2.9 pav. Ritės su feromagnetine vektorinė diagrama
šerdis a) jokių nuostolių; b) su nuostoliais
Ritėje be nuostolių įmagnetinimo srovė - reaktyvioji srovė (I p) fazėje sutampa su magnetiniu srautu Ф m. Jei šerdyje yra nuostolių (), tada kampas yra šerdies permagnetinimo nuostolių kampas. Aktyvusis srovės komponentas I a apibūdina nuostolius magnetinėje grandinėje.
7 klausimas. Transformatorių apvijų EMF.
Transformatoriaus veikimo principas pagrįstas elektromagnetinės indukcijos (abipusės indukcijos) reiškiniu. Abipusė indukcija – tai EML indukcija indukcinėje ritėje, kai kitoje ritėje pasikeičia srovė.
Veikiant kintamajai srovei pirminėje apvijoje, magnetinėje grandinėje susidaro kintamasis magnetinis srautas
kuri prasiskverbia į pirminę ir antrinę apvijas ir sukelia jose emf
kur yra EMF amplitudės vertės.
Efektyvi EML vertė apvijose yra
;
.
Apvijų EMF santykis vadinamas transformacijos koeficientu
Jei , tada antrinis EMF yra mažesnis nei pirminis, o transformatorius vadinamas žeminamuoju transformatoriumi su paaukštintu transformatoriumi.
8 klausimas. Idealaus transformatoriaus tuščiosios eigos vektorinė diagrama.
Kadangi svarstome apie idealų transformatorių, t.y. be sklaidos ir galios praradimo, tada srovė x.x. yra grynai magnetizuojantis – , t.y. ji sukuria įmagnetinimo jėgą, kuri sukuria srautą, kur yra šerdies magnetinė varža, susidedanti iš plieno varžos ir varžos šerdies jungtyse. Tiek srovės kreivės amplitudė, tiek forma priklauso nuo magnetinės sistemos prisotinimo laipsnio. Jei srautas kinta sinusiškai, tai su nesočiuoju plienu tuščiosios eigos srovės kreivė beveik taip pat yra sinusoidinė. Bet kai plienas yra prisotintas, srovės kreivė vis labiau skiriasi nuo sinusoidės (2.7 pav.) Srovės kreivė x.x. gali būti skaidomos į harmonikas. Kadangi kreivė yra simetriška x ašies atžvilgiu, serijoje yra tik nelyginės eilės harmonikos. Pirmoji harmoninė srovė i ( 01) yra fazėje su pagrindiniu srautu. Iš aukštesnių harmonikų ryškiausia srovės trečioji harmonika i ( 03) .
2.7 pav. X.X srovės kreivė
Efektyvi tuščiosios eigos srovės vertė:
.
(2.22)
Čia aš 1 m , aš 3 m , aš 5 m- tuščiosios eigos srovės pirmosios, trečiosios ir penktosios harmonikos amplitudės.
Kadangi tuščiosios eigos srovė nuo įtampos atsilieka 90 , idealaus transformatoriaus iš tinklo suvartojama aktyvioji galia taip pat lygi nuliui, t.y. Idealus transformatorius iš tinklo paima grynai reaktyviąją galią ir įmagnetinimo srovę.
Idealaus transformatoriaus vektorinė diagrama parodyta fig. 2.8.
Ryžiai. 2.8. Idealaus transformatoriaus vektorinė diagrama
9 klausimas Realaus transformatoriaus tuščiosios eigos vektorinė diagrama.
Tikrame transformatoriuje yra plieno ir vario išsklaidymas ir nuostoliai. Šiuos nuostolius padengia galia R 0 įeinantis į transformatorių iš tinklo.
kur aš 0a - tuščiosios eigos srovės aktyviojo komponento efektyvioji vertė.
Todėl tikrojo transformatoriaus tuščiosios eigos srovė turi du išėjimus: įmagnetina - sukuria pagrindinį srautą F ir sutampa su ja fazėje ir aktyvūs:
Realaus transformatoriaus vektorinė diagrama parodyta fig. 2.9.
Todėl paprastai šis komponentas mažai veikia tuščiosios eigos srovės vertę, bet labiau veikia srovės kreivės formą ir jos fazę. Tuščiosios apkrovos srovės kreivė yra aiškiai nesinusinė ir srauto kreivės atžvilgiu pasislenka kampu, vadinamu magnetinio vėlavimo kampu.
Pakeitus tikrąją tuščiosios eigos srovės kreivę ekvivalentine sinusoide, įtampos lygtį galima parašyti sudėtinga forma, kur visi dydžiai kinta sinusoidiškai:
Atsižvelgiant į tai, kad sklaidos EML,
Ryžiai. 2.9. Tikro transformatoriaus vektorinė diagrama
Ryžiai. 2.11. vektorinė diagrama transformatoriaus įtampa, tuščiosios eigos režimas
1876 metais P.I. Jabločkovas pasiūlė žvakėms maitinti naudoti transformatorių. Ateityje transformatorių dizainą sukūrė kitas rusų išradėjas – mechanikas I.F. Usaginas, kuris pasiūlė transformatoriais maitinti ne tik Jabločkovo žvakes, bet ir kitus elektros energijos vartotojus.
Transformatorius yra elektros aparatai, paremtas abipusės indukcijos reiškiniu ir skirtas vienos įtampos kintamąją srovę paversti skirtingos įtampos, bet to paties dažnio kintamąja srove. Paprasčiausias transformatorius turi plieninę šerdį ir dvi apvijas, izoliuotas tiek nuo šerdies, tiek viena nuo kitos.
Transformatoriaus, kuris yra prijungtas prie įtampos šaltinio, apvija vadinama pirminė apvija, ir vadinama apvija, prie kurios prijungiami vartotojai, arba į vartotojus vedančios perdavimo linijos antrinė apvija.
Kintamoji srovė, eidama per pirminę apviją, sukuria kintamąjį magnetinį srautą, kuris susilieja su antrinės apvijos posūkiais ir sukelia juose emf.
Kadangi magnetinis srautas yra kintamas, transformatoriaus antrinėje apvijoje indukuotas EML taip pat yra kintamas ir jo dažnis lygus srovės dažniui pirminėje apvijoje.
Kintamasis magnetinis srautas, einantis per transformatoriaus šerdį, kerta ne tik antrinę, bet ir pirminę transformatoriaus apviją. Todėl pirminėje apvijoje taip pat bus sukeltas EML.
Transformatoriaus apvijose sukelto EML dydis priklauso nuo kintamos srovės dažnio, kiekvienos apvijos apsisukimų skaičiaus ir magnetinio srauto šerdyje dydžio. Esant tam tikram dažniui ir pastoviam magnetiniam srautui, kiekvienos apvijos EMF vertė priklauso tik nuo šios apvijos apsisukimų skaičiaus. Šis ryšys tarp EML verčių ir transformatoriaus apvijų apsisukimų skaičiaus gali būti išreikštas formule: ?1 / ?2 = N1 / N2, kur? 1 ir?
Skirtumas tarp EMF ir įtampos yra toks mažas, kad ryšys tarp įtampų ir abiejų apvijų apsisukimų skaičiaus gali būti išreikštas formule: U1 /U2==N1/N2. Skirtumas tarp EMF ir įtampos transformatoriaus pirminėje apvijoje tampa ypač mažas, kai antrinė apvija yra atvira, o srovė joje lygi nuliui (darbas tuščiąja eiga), o pirminėje apvijoje teka tik nedidelė srovė, vadinama ne. - apkrovos srovė. Šiuo atveju antrinės apvijos gnybtų įtampa yra lygi joje sukeltam EMF.
Skaičius, rodantis, kiek kartų įtampa pirminėje apvijoje yra didesnė (arba mažesnė) už įtampą antrinėje apvijoje, vadinamas transformacijos koeficientu ir žymimas raide k. k = U1 / U2? N1 / N2.
Vardinė aukštos ir žemos įtampos apvijų įtampa, nurodyta transformatoriaus vardinėje lentelėje, reiškia tuščiosios eigos režimą.
Transformatoriai, skirti padidinti įtampą, vadinami padidinimo; jų transformacijos koeficientas mažesnis už vieną. Žemyniniai transformatoriai mažina įtampą; jų transformacijos koeficientas didesnis už vieną.
Režimas, kai transformatoriaus antrinė apvija yra atvira, o pirminės apvijos gnybtams tiekiama kintamoji įtampa, vadinamas transformatoriaus tuščiąja arba tuščiąja eiga.