Трансформатор -

устройство, служащее для преобразования переменного тока при котором напряжение увеличивается или уменьшается в несколько раз практически без потери мощности

1878 г. – русский ученый П. Н. Яблочков впервые использовал трансформатор для питания «электрических свечей» - нового источника света.

1882 г. – русский ученый И. Ф. Усагин усовершенствовал трансформатор.

Принцип действия трансформатора основан на законе

электромагнитной индукции

Трансформатор на холостом ходу

Ф = Ф₀ cos ω t, e = ℰ₀ sin ω t,

где Ф и е сдвинуты по фазе на и ℰ₀ = ω Ф,

Т. к. то

где

е – мгновенное значение ЭДС,

ℰ – амплитудное значение ЭДС,

U – напряжение обмотки,

N – число витков обмотки,

Δ Ф – изменение магнитного потока в обмотке,

Δt – промежуток времени, за который изменился магнитный поток,

I₂ – сила тока вторичной цепи,

r – внутренне сопротивление,

К – коэффициент трансформации.

При К < 1 – трансформатор повышает U, при К > 1 – трансформатор понижает U.

При холостом ходе трансформатор потребляет из сети небольшую энергию, которая идет на перемагничивание его сердечника.

Работа трансформатора в режиме нагрузки

Если к концам вторичной обмотки присоединить цепь, потребляющую электроэнергию, то сила тока во вторичной обмотке будет отлична от нуля и автоматически увеличивается сила тока в первичной обмотке.

Увеличение силы тока в цепи первичной обмотки происходит в соответствии с законом сохранения энергии: отдача электроэнергии в цепь, присоединенную ко вторичной обмотке трансформатора, сопровождается потреблением от сети такой же энергии первичной обмоткой. При этом:

P₁ ≈ P₂, U₁ I₁ ≈ U₂ I₂,

Чем больше мощность трансформатора, тем больше его КПД.

КПД трансформатора 97 – 99 %

Трансформатор преобразует переменный ток таким образом, что произведение силы тока на напряжение приблизительно одинаково в первичной и вторичной обмотках.