Základ transformátora je určený fenoménomelektromagnetická indukcia. Jadro transformátora pozostáva z jednotlivých oceľových dosiek zostavených v uzavretom ráme jedného alebo druhého tvaru. Na jadro sú umiestnené dve vinutia S₁ a S₂ s počtom zákrutov w₁ a w₂. Vinutia majú nízky odpor a vysokú indukčnosť.
Aplikujeme na oba konce vinutia S₁, ktorépovedzme primárne, striedavé napätie U₁. Striedavý prúd I prechádza vinutím, ktoré bude magnetizovať oceľ jadra a vytvára v ňom magnetický striedavý tok. Magnetizačný účinok prúdu je úmerný počtu ampérových závitov (Iw₁).
Ako stúpa prúd, magnetickýprúdenie v jadre, ktorého zmena vzruší elektromotorickú silu samoindukcie v závitoch cievky. Len čo dosiahne hodnotu privedeného napätia, zastaví sa nárast prúdu v primárnom obvode. Aplikované napätie U₁ a elektromotorická indukčná sila E₁ teda budú pôsobiť v obvode primárneho vinutia transformátora. V tomto prípade je napätie U₁ väčšie ako E₁ veľkosťou poklesu napätia vo vinutí, ktoré je veľmi malé. Preto môžete približne napísať:
U₁ = E₁.
Magnetický tok vznikajúci vjadro transformátora tiež prechádza zákrutami svojho sekundárneho vinutia, pričom v každom zákrute tohto vinutia excituje rovnakú veľkosť elektromotorickej sily ako v každom zákrute primárneho vinutia.
Na základe skutočnosti, že počet zákrutov primárneho vinutia je w the a sekundárny je w -, sily v nich vyvolané sa budú rovnať:
E₁ = w₁e,
E₂ = w₂e,
kde e je elektromotorická sila vznikajúca v jednom kole.
Napätie U₂ na koncoch otvoreného vinutia sa rovná elektromotorickej sile v ňom, t.j.
U₂ = E₂.
Preto môžeme konštatovať, že množstvonapätie na obidvoch koncoch primárneho vinutia transformátora označuje veľkosť napätia na koncoch druhého vinutia, keďže počet závitov primárneho vinutia sa vzťahuje na počet závitov sekundárneho vinutia:
(U₁ / U₂) = (w₁ / w =) = k.
Konštantná hodnota k je transformačný koeficient prúdového transformátora.
V prípade, že potrebujete zvýšiť napätie,usporiadať sekundárne vinutie so zvýšeným počtom závitov (tzv. stupňovitý transformátor); v prípade, že je potrebné znížiť napätie, vykoná sa sekundárne vinutie transformátora s menším počtom otáčok (transformátor so zníženým výkonom). Jeden transformátor môže pôsobiť ako zvýšenie transformačného pomeru aj ako zníženie, v závislosti od toho, ktoré vinutie sa používa ako primárne.
Sekundárne vinutie je stále otvorené (v ňom aktuálne)no). Transformátor je naprázdno. Súčasne spotrebuje málo energie, pretože prúd magnetizujúci oceľové jadro je veľmi malý kvôli veľkej indukčnosti cievky. Z primárneho okruhu nedochádza k prenosu energie do sekundárneho obvodu. Táto skúsenosť umožňuje zistiť transformačný koeficient, voľnobežný odpor a prúd transformátora.
Načítame transformátor, ktorý uzatvára reostatsekundárny obvod. Indukčný prúd bude teraz pokračovať, označujeme ho písmenom I₂. Tento prúd podľa Lenzovho zákona spôsobí pokles magnetického toku v jadre. Oslabenie magnetického toku v jadre však povedie k zníženiu elektromotorickej sily samoindukcie v primárnom vinutí a k nerovnováhe medzi touto silou E₁ a napätím U₁, ktoré generátor dodáva primárnemu vinutiu. V dôsledku toho sa v primárnom vinutí prúd zvyšuje o určitú hodnotu I₁ a stáva sa rovným I + I₁. V dôsledku zvýšenia prúdu sa magnetický tok v jadre transformátora zvýši na predchádzajúcu hodnotu a opäť sa obnoví nerovnováha medzi U₁ a E₁. Vzhľad sekundárneho prúdu I teda spôsobuje zvýšenie prúdu v primárnom vinutí o množstvo I₁, ktoré určí záťažový prúd primárneho vinutia transformátora.
Keď je transformátor nabitýnepretržitý prenos energie do sekundárneho okruhu z primárneho zdroja. Podľa zákona o zachovaní a premene energie je prúdový výkon v primárnom obvode rovnaký ako prúdový výkon v sekundárnom obvode; preto sa musí uplatňovať rovnosť:
I₁ U₁ = I₂U₂.
V skutočnosti sa táto rovnosť nedodržiava, pretože počas prevádzky transformátora existujú straty, aj keď malé. Pomer transformácie je asi 94-99%.
