Если не учитывать небольшую величину потерь в трансформаторе, обратное напряжение (обратная ЭДС) первичной обмотки должно равняться приложенному напряжению. Магнитное поле, которое индуцирует обратное напряжение в первичной обмотке, также разрезает вторичную обмотку. Если вторичная катушка имеет то же количество витков, что и первичная, напряжение, индуцируемое во вторичной обмотке, будет равно обратному напряжению, индуцированному в первичной обмотке (или приложенному напряжению). Если вторичная катушка имеет в два раза больше витков, чем первичная, поток будет пересекать ее в два раза больше раз, и во вторичной обмотке будет индуцировано вдвое большее первичное напряжение. Общее индуцированное напряжение в каждой обмотке пропорционально количеству витков в этой обмотке. Если E1 — первичное напряжение, а I1 — первичный ток, E2 — вторичное напряжение и I2 — вторичный ток, N1 — первичные витки и N2 — вторичные витки, тогда:E1/E2 = N1/N2 = I2/I1Обратите внимание, что ток обратно пропорционален напряжению и количеству витков. Это означает (как обсуждалось ранее), что если напряжение увеличивается, ток должен быть уменьшен, и наоборот. Количество витков остается постоянным, если нет переключателя ответвлений (обсуждается позже). Выходная или входная мощность трансформатора равна вольтам, умноженным на амперы (E x I). Если не принимать во внимание небольшую величину потерь в трансформаторе, вход равен выходу или:Е1 х I1 = Е2 х I2

Пример

Если первичное напряжение трансформатора составляет 110 вольт (В), первичная обмотка имеет 100 витков, а вторичная обмотка — 400 витков, то вторичное напряжение будет: E1/E2 = N1/N2; 110/Е2 = 100/400; => E2 = 440 В. Если первичный ток составляет 20 А, вторичный ток будет: E2 x I2 = E1 x I1; 440 х I2 = 110 х 20; => I2 = 5 AS. Поскольку соотношение между витками в первичной и вторичной цепях составляет 1 к 4, между первичным и вторичным напряжением должно быть соотношение 1 к 4 и между первичным и вторичным напряжением 4 к 1. вторичный ток. При повышении напряжения ток снижается, сохраняя постоянным напряжение, умноженное на амперы. Это называется «вольт-амперы». Как упоминалось ранее и дополнительно показано вИзображение 1Когда количество витков или напряжение на вторичной обмотке трансформатора больше, чем на первичной обмотке, он называется повышающим трансформатором. Когда количество витков или напряжение на вторичной обмотке меньше, чем на первичной, ее называют понижающим трансформатором. Силовой трансформатор, используемый для объединения двух систем, может подавать ток между системами в любом направлении или действовать как повышающий или понижающий трансформатор, в зависимости от того, где генерируется энергия и где она потребляется. Как упоминалось выше, любая обмотка может быть первичной или вторичной. Чтобы устранить эту путаницу, в электроэнергетике обмотки трансформаторов часто называют обмотками верхней и нижней стороны, в зависимости от относительных значений напряжений.

Изображение 1:Повышающие и понижающие трансформаторы

Обратите внимание, что кВА (амперы, умноженные на вольты) остается постоянной во всей вышеуказанной схеме с обеих сторон каждого трансформатора, поэтому их называют устройствами постоянной мощности. КПД хорошо спроектированных силовых трансформаторов очень высок, составляя в среднем более 98 процентов (%). Единственные потери связаны с потерями в сердечнике, поддержанием переменного магнитного поля, потерями на сопротивление в катушках и мощностью, используемой для охлаждения. Основной причиной высокого КПД силовых трансформаторов по сравнению с другим оборудованием является отсутствие движущихся частей. Трансформаторы называются статическими машинами переменного тока.