Faradejs izgudroja" induktivitātes cilpa" 1831. gada 29. augustā sauca par" Faraday indukcijas spoli" ;, kas faktiski bija pasaules&# 39 pirmais transformatora prototips. Bet Faradejs to izmantoja tikai elektromagnētiskās indukcijas principa demonstrēšanai un neņēma vērā tā praktisko izmantošanu.
1881. gadā Lūsjēns Gārards un Džons Diksons Gibs demonstrēja ierīci, ko sauc par &, sekundāro rokas ģeneratoru &, Londonā un pēc tam izmantoja šo tehnoloģiju, kas tika pārdota Westinghouse ASV, tas var būt pirmais praktiskais jaudas transformators, taču tas nav agrākais transformators.
1884. gadā Lusons Golārs un Džons Diksons Gibbs demonstrēja savu aprīkojumu Turīnā, Itālijā, kur tiek izmantots elektriskais apgaismojums. Agrīnajos transformatoros tika izmantoti lineārie serdeņi, kurus vēlāk nomainīja efektīvāki toroidālie serdeņi.
Pirmo praktisko transformatoru Westinghouse inženieris Viljams Šteinlijs uzbūvēja 1885. gadā pēc tam, kad no Džordža Vestinghauza, Lucenta Golāra un Džona Diksona Gibsa nopirka transformatora patentu. transformators. Vēlāk transformatora kodols tika izgatavots, sakraujot E formas dzelzs loksnes, un komerciālu izmantošanu sāka 1886. gadā.
Transformatoru pārveidošanas principu vispirms atklāja Faradejs, taču tas tika praktiski izmantots tikai 1880. gados. Konkursā, ka elektrostacijām vajadzētu izvadīt līdzstrāvu un maiņstrāvu, spēja izmantot transformatorus maiņstrāvai ir viena no tās priekšrocībām. Transformators var pārveidot elektrisko enerģiju augstsprieguma un zemas strāvas formā un pēc tam pārveidot to atpakaļ, tādējādi ievērojami samazinot elektroenerģijas zudumus pārvades procesā, padarot elektriskās enerģijas ekonomisko pārraides attālumu sasniedzamu tālāk. Tādā veidā spēkstacijas var būvēt tālu no elektroenerģijas patēriņa. Lielākā daļa pasaules' elektroenerģijas nonāk pie lietotāja pēc vairākām transformācijām.
Transformators sastāv no dzelzs kodola (vai magnētiskā kodola) un spoles. Spolei ir divi vai vairāki tinumi. Strāvas padevei pievienoto tinumu sauc par primāro tinumu, bet pārējos - par sekundāro. Tas var pārveidot maiņstrāvas spriegumu, strāvu un pretestību. Vienkāršākais dzelzs serdes transformators sastāv no dzelzs serdeņa, kas izgatavots no mīksta magnētiska materiāla, un divām spolēm ar nevienādiem pagriezieniem ar dzelzs serdeņa piedurknēm, kā parādīts attēlā.
Dzelzs kodola funkcija ir stiprināt magnētisko savienojumu starp abām spolēm. Lai samazinātu virpuļstrāvas un histerēzes zudumus dzelzī, dzelzs serde ir laminēta ar krāsotām silīcija tērauda loksnēm; starp abām spolēm nav elektriskā savienojuma, un spoles tiek savītas ar izolētām vara stieplēm (vai alumīnija stieplēm). Vienu spriegumu, kas savienots ar maiņstrāvu, sauc par primāro spoli (vai primāro spoli), bet otru spoli, kas savienota ar elektrisko ierīci, sauc par sekundāro spoli (vai sekundāro spoli). Patiesais transformators ir ļoti sarežģīts, un tajā neizbēgami pastāv vara zudumi (spoles pretestības sildīšana), dzelzs zudumi (dzelzs serdeņa sildīšana) un magnētiskā noplūde (magnētiskā indukcijas stieple, ko aizver gaiss) utt. Lai vienkāršotu diskusiju, tikai ideāls šeit tiek ieviests transformators. Ideāla transformatora izveidošanas nosacījumi ir: noplūdes plūsmas ignorēšana, primārās un sekundārās spoles pretestības ignorēšana, kodola zuduma ignorēšana un strāvas bez slodzes (strāva primārajā spolē, kad sekundārā spole) spole ir atvērta). Piemēram, ja strāvas transformators darbojas ar pilnu slodzi (sekundārās spoles nominālā izejas jauda), tas ir tuvu ideālajai transformatora situācijai.
Transformatori ir statiskas elektroierīces, kas izgatavotas pēc elektromagnētiskās indukcijas principa. Kad transformatora primārā spole ir savienota ar maiņstrāvas barošanas avotu, kodolā rodas mainīga magnētiskā plūsma, un mainīgo magnētisko attēlo φ. Φ primārajā un sekundārajā spolē ir vienāds, un φ ir arī vienkārša harmoniska funkcija, kas izteikta kā φ=φmsinωt. Saskaņā ar Faradeja' elektromagnētiskās indukcijas likumu, inducētais elektromotora spēks primārajā un sekundārajā spolē ir e1=-N1dφ / dt, e2=-N2dφ / dt. Formulā N1 un N2 ir primārās un sekundārās spoles pagriezienu skaits. No attēla redzams, ka U1=-e1, U2=e2 (primārās spoles fizisko daudzumu attēlo 1. apakš indekss, bet sekundārās spoles fizisko daudzumu - 2. indekss), kompleksa faktiskā vērtība ir U1=-E1=jN1ωΦ, U2=E2=-jN2ωΦ, Ļaujiet k=N1 / N2, kas ir transformatora transformācijas attiecība. No iepriekš minētās formulas U1 / U2=-N1 / N2=-k, tas ir, transformatora faktiskās vērtības' primārā un sekundārā tinuma sprieguma attiecība ir vienāda ar tā pagriezienu attiecību un fāzi starpība starp primāro un sekundāro tinumu spriegumu ir π.