Grunden för transformatorns funktion bestäms av fenomenetelektromagnetisk induktion. Transformatorns kärna består av enskilda stålplattor monterade i en sluten ram av en eller annan form. På kärnan finns två lindningar S och S₂ med antalet varv w помещ och w₂. Lindningarna har låg resistans och hög induktans.
Vi applicerar i båda ändarna av lindningen S₁, vilkenlåt oss kalla primär, växelspänning U₁. En växelström jag kommer att passera genom lindningen, som kommer att magnetisera kärnans stål och skapa en magnetisk växelström i den. Strömens magnetiserande effekt är proportionell mot antalet ampere-varv (Iw₁).
När strömmen ökar, magnetiskflödet i kärnan, en förändring som kommer att excitera den elektromotoriska kraften för självinduktion i spolens varv. Så snart den når värdet på den applicerade spänningen kommer tillväxten av strömmen i primärkretsen att sluta. Således kommer den applicerade spänningen U2 och den elektromotoriska kraften för självinduktion E₁ att verka i kretsen för transformatorns primärlindning. I det här fallet är spänningen U than större än E₁ med mängden spänningsfall i lindningen, som är mycket liten. Därför kan du ungefär skriva:
U₁ = E₁.
Magnetiskt variabelt flöde som uppstår itransformatorns kärna passerar också längs varv av dess sekundärlindning, spännande i varje varv av denna lindning av samma elektromotoriska kraft som i varje varv av primärlindningen.
Utgående från det faktum att antalet varv hos primärlindningen är lika med w₁ och sekundär - w secondary, så kommer de krafter som induceras i dem att vara lika:
E₁ = w₁e,
E₂ = w₂e,
där e är den elektromotoriska kraften som uppstår i en varv.
Spänningen U₂ i ändarna av den öppna lindningen är lika med den elektromotoriska kraften i den, dvs.
U₂ = E₂.
Därför kan vi dra slutsatsen att kvantitetenspänningen vid båda ändarna av transformatorns primärlindning hänför sig till storleken på spänningen vid ändarna av den andra lindningen, eftersom antalet varv hos den primära lindningen avser antalet varv för sekundärlindningen:
(U₁ / U₂) = (w₁ / w₂) = k.
Konstant k är transformationsförhållandet för den nuvarande transformatorn.
Om du behöver öka spänningen,ordna en sekundärlindning med ett ökat antal varv (den så kallade step-up transformatorn); i fallet när det är nödvändigt att sänka spänningen tas transformatorns sekundärlindning med ett mindre antal varv (nedtransformator). En transformator kan fungera som både en uppåtgående och en nedåtgående transformator, beroende på vilken lindning som används som primär.
Sekundärlindningen är fortfarande öppen (strömmen i deninte). Transformatorn går på tomgång. Samtidigt förbrukar den lite energi eftersom strömmen som magnetiserar stålkärnan är mycket liten på grund av spolens stora induktans. Det finns ingen energiöverföring från primär till sekundär krets. Denna erfarenhet gör det möjligt att ta reda på transformationsförhållandet, obelastningsresistans och transformatorström.
Ladda transformatorn genom att stänga igenom reostatensekundärlindningskrets. En induktionsström kommer nu att strömma genom den, vi betecknar den med bokstaven I₂. Denna ström, enligt Lenzs lag, kommer att orsaka en minskning av magnetflödet i kärnan. Men försvagningen av det magnetiska flödet i kärnan kommer att leda till en minskning av den elektromotoriska kraften för självinduktion i primärlindningen och till en obalans mellan denna kraft E₁ och spänningen U₁ som generatorn ger till primärlindningen. Som ett resultat kommer strömmen i primärlindningen att öka med något värde I₁ och bli lika med I + I₁. På grund av strömökningen kommer det magnetiska flödet i transformatorns kärna att öka till sitt tidigare värde, och den störda jämvikten mellan U₁ och E₁ kommer att återställas igen. Således orsakar utseendet på sekundärströmmen I en ökning av strömmen i primärlindningen med I₁, vilket kommer att bestämma lastströmmen för transformatorns primärlindning.
När transformatorn är laddad,kontinuerlig överföring av energi till sekundärkretsen från den primära. Enligt lagen om bevarande och transformation av energi är strömmen i den primära kretsen lika med strömmen i sekundärkretsen; därför bör jämställdheten gälla:
I₁ U₁ = I₂U₂.
I verkligheten observeras inte denna jämlikhet, eftersom det under drift av transformatorn finns förluster, om än små. Transformationsförhållandet är cirka 94-99%.
