En transformator är en elektrisk maskin vars enhet är utformad för att omvandla ett växelströmsvärde till ett annat. Transformatorer arbetar med växelström. Dessa maskiner har fått den bredaste spridningen, eftersom elektricitet måste överföras över långa avstånd med spänningar som är mycket högre än den nivå som är nödvändig för kraftindustrin eller för användning i hemmet. Således gör användningen av en transformator det möjligt att minska förlusterna av el under dess överföring och öka kvaliteten på processen. En av de viktigaste egenskaperna hos denna maskin är transformatorns effektivitet, det vill säga effektiviteten. En annan viktig egenskap är transformationsförhållandet, som bestäms av förhållandet mellan ingångsspänningen och utspänningen.
En transformator är vanligtvis en statisk enhet. En konventionell transformator (och det finns flera typer) består av en kärna, som är sammansatt av ferromagnetiska plattor, såväl som sekundära och primära lindningar, som är belägna mittemot kärnan. Som redan nämnts finns det huvudtyper av transformatorer: step-up (utgångsspänningen är större än ingången) ochsteg ner (spänningen vid utgången är mindre än vid ingången). En av de viktiga förutsättningarna för enhetens funktion är en spänningsfrekvens.
För att bestämma effektiviteten hos en transformator introducerar vi följande notation:
- P1 - elektrisk kraft som förbrukas av transformatorn,
- P2 - uteffekt,
- PL är strömförlusten.
I det här fallet kommer energisparlagen att ha formen: P1=P2+ PL. Med hjälp av dessa beteckningar är det lätt att härleda formeln för effektiviteten hos en transformator. Effektivitetsformeln kommer att se ut så här: n=P2/ P1=(P1- PL)/ P1=1- PL/ P1. Som du kan se kan den presenteras i flera versioner. Från den sista formeln kan man se att transformatorns verkningsgrad inte kan vara mer än 1 (det vill säga det är omöjligt att få en verkningsgrad som är större än hundra procent). Detta är förståeligt.
Att beräkna effektiviteten hos en transformator korrekt är en mer komplex fråga än vad det kan tyckas vid första anblicken. Vid konstruktion och utveckling av kretsar och den övergripande konstruktionen av en transformator eller en serie transformatorer av en viss typ, stöter konstruktionsingenjörer ofta på vissa problem. Till exempel, för att minska kostnaden för en transformator, är det nödvändigt att minimera förbrukningen av material. Men å andra sidan, för att göra enheten mer pålitlig i drift, måste förbrukningen av dessa material ökas.
Det är av dessa motstridiga skäl som effektiviteten hos en transformator vanligtvis görs till standard, vilket normaliserar förluster. Vid bestämning av koefficientens värdeTransformatorns effektivitet måste ta hänsyn till materialkostnaden, kostnaden för el och transmissionsledningar, det vill säga ta hänsyn till många ekonomiska faktorer. Effektiviteten hos en transformator kan variera med belastningen, och denna faktor måste också beaktas vid design av denna enhet.