Transformator je električni stroj čiji je uređaj dizajniran za pretvaranje jedne vrijednosti izmjenične struje u drugu. Transformatori rade na izmjeničnu struju. Ovi strojevi su dobili najširu distribuciju, budući da se električna energija mora prenositi na velike udaljenosti na naponima koji su mnogo veći od razine koja je potrebna za elektroenergetsku industriju ili za korištenje kod kuće. Dakle, korištenje transformatora omogućuje smanjenje gubitaka električne energije tijekom prijenosa i povećanje kvalitete procesa. Jedna od najvažnijih karakteristika ovog stroja je učinkovitost transformatora, odnosno učinkovitost. Druga važna karakteristika je omjer transformacije, koji je određen omjerom ulaznog i izlaznog napona.
Transformator je obično statički uređaj. Konvencionalni transformator (a postoji nekoliko vrsta) sastoji se od jezgre koja je sastavljena od feromagnetskih ploča, kao i sekundarnih i primarnih namota, koji se nalaze nasuprot jezgre. Kao što je već spomenuto, postoje glavne vrste transformatora: pojačani (izlazni napon je veći od ulaznog) istep-down (napon na izlazu je manji nego na ulazu). Jedan od važnih uvjeta za rad uređaja je jedna frekvencija napona.
Da bismo odredili učinkovitost transformatora, uvodimo sljedeću notaciju:
- P1 - električna energija koju troši transformator,
- P2 - izlazna snaga,
- PL je gubitak snage.
U ovom slučaju, zakon o očuvanju energije imat će oblik: P1=P2+ PL. Koristeći ove oznake, lako je izvesti formulu za učinkovitost transformatora. Formula učinkovitosti će izgledati ovako: n=P2/ P1=(P1- PL)/ P1=1- PL/ P1. Kao što vidite, može se predstaviti u nekoliko verzija. Iz posljednje formule može se vidjeti da učinkovitost transformatora ne može biti veća od 1 (odnosno nemoguće je dobiti učinkovitost veću od sto posto). To je razumljivo.
Ispravno izračunavanje učinkovitosti transformatora složenije je pitanje nego što se može činiti na prvi pogled. Prilikom projektiranja i razvoja sklopova i cjelokupnog dizajna transformatora ili serije transformatora određene vrste, projektanti se često susreću s određenim problemima. Na primjer, da bi se smanjio trošak transformatora, potrebno je smanjiti potrošnju materijala. Međutim, s druge strane, kako bi uređaj bio pouzdaniji u radu, morat će se povećati potrošnja ovih materijala.
Iz ovih suprotstavljenih razloga učinkovitost transformatora je obično standardna, čime se normaliziraju gubici. Pri određivanju vrijednosti koeficijentaUčinkovitost transformatora mora uzeti u obzir troškove materijala, troškove električne energije i dalekovoda, odnosno uzeti u obzir mnoge ekonomske čimbenike. Učinkovitost transformatora može varirati ovisno o opterećenju, a ovaj čimbenik također se mora uzeti u obzir pri projektiranju ove jedinice.
