Transformator zbudowany jest z dwóch uzwojeń (pierwotnego wtórnego), nawiniętych na wspólny rdzeń. Często spotyka się transformatory o więcej niż jednym uzwojeniu wtórnym.
Gdy do uzwojenia pierwotnego podłączymy źródło zmiennego napięcia U1, popłynie w nim zmienny prąd elektryczny. To z kolei powoduje indukcję zmiennego pola magnetycznego, które przenikając przez pozostałe uzwojenie powoduje powstanie w nim - wskutek indukcji elektromagnetycznej - zmiennej siły elektromotorycznej.
Ta siła elektromotoryczna (SEM) jest źródłem zmiennego napięcia U2 na wyjściu transformatora.
Dodatkowo musimy wziąć pod uwagę zjawisko samoindukcji, powstające w uzwojeniu pierwotnym, na skutek zmian płynącego w nim prądu elektrycznego.
Z drugiego prawa Kirchhoffa mamy:
U1 + E=0
E - siła elektromotoryczna samoindukcji
E=-n1*ΔYo/Δt ,
Gdzie
n1 - to liczba zwojów uzwojenia pierwotnego
ΔYo - to zmiana natężenia prądu elektrycznego w uzwojeniu pierwotnym, która nastąpiła w przedziale czasu Δt
U1=n1*ΔYo/Δt
Natomiast we wtórnym uzwojeniu będziemy mieć napięcie:
U2 = n2*ΔYo/Δt = n2*U1/n1
Wynika z tego, że:
U1/U2=n1/n2
Transformatory znalazły zastosowanie w wielu urządzeniach elektronicznych:
1) Możemy za ich pomocą zmieniać (zależnie od potrzeby zmniejszać lub zwiększać) napięcie.
Wiemy, ze moc na wejściu transformatora wyraża się wzorem:
P1=U1*I1
Analogicznie moc na wyjściu:
P2=U2*I2 ,
gdzie I1, I2 - to natężenia prądów płynących odpowiednio w uzwojeniu pierwotnym oraz wtórnym
Zakładając brak strat energetycznych na transformatorze, możemy napisać, że:
P1=P2
Zatem:
U1/U2=I2/I1=n1/n2
2) Jak widzimy, transformator umożliwia nam również zmianę natężenia prądu.
Na końcu określimy jeszcze sprawność transformatora, jako procentowy stosunek mocy na wyjściu transformatora do mocy na jego wejściu:
h=P2/P1 * 100%
