En transformer er en elektrisk maskine, hvis enhed er designet til at konvertere en vekselstrømværdi til en anden. Transformatorer fungerer på vekselstrøm. Disse maskiner har fået den bredeste distribution, da elektricitet skal transmitteres over lange afstande ved spændinger, der er meget højere end det niveau, der er nødvendigt for at drive industrien eller til brug i hjemmet. Således gør brugen af en transformer det muligt at reducere tabene af elektricitet under dens transmission og øge kvaliteten af processen. En af de vigtigste egenskaber ved denne maskine er transformatorens effektivitet, det vil sige effektiviteten. En anden vigtig egenskab er transformationsforholdet, som bestemmes af forholdet mellem indgangsspændingen og udgangsspændingen.
En transformer er norm alt en statisk enhed. En konventionel transformer (og der er flere typer) består af en kerne, som er samlet af ferromagnetiske plader, samt sekundære og primære viklinger, som er placeret modsat kernen. Som allerede nævnt er der hovedtyper af transformere: step-up (udgangsspændingen er større end input) ogstep-down (spændingen ved udgangen er mindre end ved indgangen). En af de vigtige betingelser for driften af enheden er én spændingsfrekvens.
For at bestemme effektiviteten af en transformer introducerer vi følgende notation:
- P1 - elektrisk strøm forbrugt af transformeren,
- P2 - udgangseffekt,
- PL er strømtabet.
I dette tilfælde vil energibevarelsesloven have formen: P1=P2+ PL. Ved hjælp af disse notationer er det let at udlede formlen for effektiviteten af en transformer. Effektivitetsformlen vil se sådan ud: n=P2/ P1=(P1- PL)/ P1=1- PL/ P1. Som du kan se, kan den præsenteres i flere versioner. Fra den sidste formel kan det ses, at transformatorens effektivitet ikke kan være mere end 1 (det vil sige, at det er umuligt at opnå en effektivitet større end hundrede procent). Det er forståeligt.
Korrekt beregning af effektiviteten af en transformer er et mere komplekst problem, end det kan se ud ved første øjekast. Når man designer og udvikler kredsløb og det overordnede design af en transformer eller en række transformere af en bestemt type, støder designingeniører ofte på visse problemer. For eksempel, for at reducere omkostningerne ved en transformer, er det nødvendigt at minimere forbruget af materialer. Men på den anden side, for at gøre enheden mere pålidelig i drift, vil forbruget af disse materialer skulle øges.
Det er af disse modstridende årsager, at effektiviteten af en transformer norm alt er standardiseret, hvorved tabene normaliseres. Ved bestemmelse af værdien af koefficientenTransformatorens effektivitet skal tage højde for omkostningerne ved materialer, omkostningerne ved elektricitet og transmissionsledninger, det vil sige tage højde for mange økonomiske faktorer. Effektiviteten af en transformer kan variere med belastningen, og denne faktor skal også tages i betragtning, når denne enhed designes.
