Transformátor je elektrický stroj, jehož zařízení je navrženo tak, aby převádělo jednu hodnotu střídavého proudu na jinou. Transformátory pracují na střídavý proud. Tyto stroje získaly nejširší distribuci, protože elektřina musí být přenášena na velké vzdálenosti při napětí, které je mnohem vyšší, než je úroveň, která je nezbytná pro napájení průmyslu nebo pro použití v domácnosti. Použití transformátoru tedy umožňuje snížit ztráty elektřiny při jejím přenosu a zvýšit kvalitu procesu. Jednou z nejdůležitějších vlastností tohoto stroje je účinnost transformátoru, tedy účinnost. Další důležitou charakteristikou je transformační poměr, který je určen poměrem vstupního napětí k výstupnímu.
Transformátor je obvykle statické zařízení. Konvenční transformátor (a existuje několik typů) se skládá z jádra, které je sestaveno z feromagnetických desek, a také sekundárního a primárního vinutí, které jsou umístěny naproti jádru. Jak již bylo zmíněno, existují hlavní typy transformátorů: step-up (výstupní napětí je větší než vstupní) astep-down (napětí na výstupu je menší než na vstupu). Jednou z důležitých podmínek pro provoz zařízení je jedna frekvence napětí.
Pro určení účinnosti transformátoru zavádíme následující zápis:
- P1 – elektrická energie spotřebovaná transformátorem,
- P2 - výstupní výkon,
- PL je ztráta energie.
V tomto případě bude mít zákon zachování energie tvar: P1=P2+ PL. Pomocí těchto zápisů je snadné odvodit vzorec pro účinnost transformátoru. Vzorec účinnosti bude vypadat takto: n=P2/ P1=(P1- PL)/ P1=1- PL/ P1. Jak vidíte, může být prezentován v několika verzích. Z posledního vzorce je vidět, že účinnost transformátoru nemůže být větší než 1 (to znamená, že nelze získat účinnost větší než sto procent). To je pochopitelné.
Správný výpočet účinnosti transformátoru je složitější problém, než by se na první pohled mohlo zdát. Při návrhu a vývoji obvodů a celkovém návrhu transformátoru nebo řady transformátorů určitého typu se konstruktéři často setkávají s určitými problémy. Například pro snížení nákladů na transformátor je nutné minimalizovat spotřebu materiálů. Na druhou stranu, aby bylo zařízení v provozu spolehlivější, bude nutné zvýšit spotřebu těchto materiálů.
Právě z těchto protichůdných důvodů je účinnost transformátoru obvykle standardizována, čímž se normalizují ztráty. Při stanovení hodnoty koeficientuÚčinnost transformátoru musí brát v úvahu náklady na materiály, náklady na elektřinu a přenosová vedení, to znamená, že je třeba vzít v úvahu mnoho ekonomických faktorů. Účinnost transformátoru se může lišit v závislosti na zatížení a tento faktor je také třeba vzít v úvahu při navrhování této jednotky.
