Faraday a inventat un" buclă de inductanță" la 29 august 1831, a fost numit" Faraday induction coil" ;, care a fost de fapt primul prototip al unui transformator din lume' Dar Faraday l-a folosit doar pentru a demonstra principiul inducției electromagnetice și nu a luat în considerare utilizarea sa practică.
În 1881, Lucien Gaulard și John Dixon Gibbs au demonstrat un dispozitiv numit" generator secundar de mână" în Londra și apoi a folosit această tehnologie vândută la Westinghouse din Statele Unite, acesta poate fi primul transformator de putere practic, dar nu este primul transformator.
În 1884, Lusson Golar și John Dixon Gibbs și-au demonstrat echipamentul la Torino, Italia, care utilizează iluminatul electric. Transformatoarele timpurii au folosit miezuri liniare, care au fost ulterior înlocuite cu miezuri toroidale mai eficiente.
Inginerul Westinghouse William Steinley a construit primul transformator practic în 1885 după ce a cumpărat brevetul pentru transformator de la George Westinghouse, Lucent Golar și John Dixon Gibbs. transformator. Mai târziu, miezul transformatorului a fost realizat prin stivuirea foi de fier în formă de E, iar utilizarea comercială a început în 1886.
Principiul transformării transformatorului a fost descoperit pentru prima dată de Faraday, dar nu a fost folosit în practică decât în anii 1880. În competiția conform căreia centralele electrice ar trebui să producă curent continuu și curent alternativ, capacitatea de a utiliza transformatoare pentru curent alternativ este unul dintre avantajele sale. Transformatorul poate converti energia electrică într-o formă de înaltă tensiune și curent redus, apoi o poate converti înapoi, reducând astfel foarte mult pierderea de energie electrică în procesul de transmisie, făcând distanța economică de transmisie a energiei electrice să ajungă mai departe. În acest fel, centralele electrice pot fi construite departe de consumul de energie electrică. Majoritatea electricității din lume&ajunge la utilizator după o serie de transformări.
Transformatorul este compus dintr-un miez de fier (sau miez magnetic) și o bobină. Bobina are două sau mai multe înfășurări. Înfășurarea conectată la sursa de alimentare se numește înfășurarea primară, iar înfășurările rămase sunt numite înfășurarea secundară. Poate transforma tensiunea, curentul și impedanța de curent alternativ. Cel mai simplu transformator de miez de fier constă dintr-un miez de fier realizat din material magnetic moale și două bobine cu spire inegale cu mâneci pe miezul de fier, așa cum se arată în figură.
Funcția miezului de fier este de a întări cuplajul magnetic dintre cele două bobine. Pentru a reduce curentul turbionar și pierderea de histerezis în fier, miezul de fier este laminat cu foi de oțel silicon vopsite; nu există o conexiune electrică între cele două bobine, iar bobinele sunt înfășurate de fire izolate de cupru (sau fire de aluminiu). O bobină conectată la curent alternativ se numește bobină primară (sau bobină primară), iar cealaltă bobină conectată la aparatul electric se numește bobină secundară (sau bobină secundară). Transformatorul propriu-zis este foarte complicat și există inevitabil pierderi de cupru (încălzirea rezistenței bobinei), pierderi de fier (încălzirea miezului de fier) și scurgeri magnetice (fir de inducție magnetic închis prin aer) etc. Pentru a simplifica discuția, numai transformatorul este introdus aici. Condițiile pentru stabilirea unui transformator ideal sunt: ignorarea fluxului de scurgere, ignorarea rezistenței bobinelor primare și secundare, ignorarea pierderii miezului și ignorarea curentului fără sarcină (curentul din bobina primară atunci când bobina este deschisă). De exemplu, atunci când un transformator de putere funcționează la sarcină maximă (puterea nominală de ieșire a bobinei secundare), acesta este aproape de situația ideală a transformatorului.
Transformatoarele sunt aparate electrice statice realizate prin principiul inducției electromagnetice. Când bobina primară a transformatorului este conectată la sursa de alimentare de curent alternativ, fluxul magnetic alternativ este generat în miez, iar magnetul alternativ este reprezentat de φ. Φ în bobinele primare și secundare este același și φ este, de asemenea, o funcție armonică simplă, exprimată ca φ=φmsinωt. Conform legii Faraday&a inducției electromagnetice, forța electromotivă indusă în bobinele primare și secundare este e1=-N1dφ / dt, e2=-N2dφ / dt. În formulă, N1 și N2 reprezintă numărul de rotații ale bobinelor primare și secundare. Se poate vedea din figură că U1=-e1, U2=e2 (cantitatea fizică a bobinei primare este reprezentată de indicele 1 și cantitatea fizică a bobinei secundare este reprezentată de indicele 2), valoarea efectivă complexă este U1=-E1=jN1ωΦ, U2=E2=-jN2ωΦ, Fie k=N1 / N2, care este raportul de transformare al transformatorului. Din formula de mai sus, U1 / U2=-N1 / N2=-k, adică raportul valorii efective a tensiunii de înfășurare primare și secundare a transformatorului&este egal cu raportul său de rotații și faza diferența dintre tensiunea de înfășurare primară și secundară este π.