Как и у электрических машин, принцип действия трансформаторов основан на законе электромагнитной индукции, согласно которому при пересечении магнитным потоком токопроводящего витка в последнем наводится ЭДС.

Трансформатор состоит из замкнутого стального сердечника, собранного из листовой электротехнической стали (для уменьшения вихревых токов и потерь на гистерезис) и называемого магнитопроводом, и двух или более обмоток, насаженных на сердечник трансформатора (рис. 1). Обмотка, к которой подводится энергия, называется первичной;

она содержит ад, витков и присоединяется к источнику напряжения U. Обмотка, от которой отводится энергия, называется вторичной; в ней содержится w2 витков. К зажимам вторичной обмотки присоединяется нагрузка, полное сопротивление которой ZH.

Рис. 1. Схема трансформатора

Условились обозначать начала обмотки высшего напряжения (ВН) прописными буквами латинского алфавита, А, В, а их концы — буквами X, У; соответственно начала и концы обмотки низшего напряжения (НН) — строчными буквами а, b и х, у.

Таким образом, трансформатор, с одной стороны, является потребителем энергии, поскольку первичная обмотка присоединена к источнику, а с другой — источником энергии, так как ко вторичной обмотке присоединен потребитель энергии. Мощность трансформаторов, как и всех источников переменного тока, выражают в вольт-амперах (В * А) или киловольт-амперах (кВ * А). Выражать мощность источников переменного тока в ваттах или киловаттах нельзя потому, что их мощность непостоянна и зависит от коэффициента мощности потребителя.

При подключении к сети первичной обмотки в ней возникает переменный ток, который создает переменный магнитный поток, замыкающийся по магнитопроводу. Поток Ф пересекает обе обмотки и наводит в них переменные ЭДС

(1)

Если подведенное первичное напряжение и ток синусоидальны, то, пренебрегая насыщением магнитопровода, можно считать синусоидальными также магнитный поток и наведенные ЭДС, т. е.

(2)

где Фт — амплитудное значение потока.

Подставив в (1) выражение (2), получим

(3)