Трансформатором (transformer) називається статичний електромагнітний апарат, призначений для перетворення шляхом електромагнітної індукції однієї (первинної) системи змінного струму в другу (вторинну) систему змінного струму [3]. В загальному випадку вторинна систем відрізняється від первинної будь-яким із параметрів: напругою, струмом, числом фаз, формою кривої напруги чи струму. Діючі значення ЕРС, що наводяться в первинній і вторинній обмотках визначають за формулами:
Відношення ЕРС обмоток, що дорівнює відношенню чисел витків обмоток, називають коефіцієнтом трансформації (transformation factor):
Рівняння струмів має вигляд:
Нехтуючи струмом холостого ходу, можна вважати, що
Струми в обмотках трансформатора обернено пропорційні числам витків цих обмоток. Коефіцієнт корисної дії (ККД) (efficiency) трансформатора при номінальному навантаженні визначається відношенням активних потужностей на виході та вході трансформатора:
ККД трансформатора при будь-якому навантаженні визначають за формулою:
Максимальний ККД відповідає наступному значенню коефіцієнта навантаження [3]:
Процентна зміна напруги на вторинній обмотці, %:
Знак "+" відповідає індуктивній, а знак "–" – ємнісному навантаженні. Втрати потужності холостого ходу, Вт [4]:
Повний опір на холостому ході, Ом:
Активний опір на холостому ході, Ом:
Реактивний опір на холостому ході, Ом:
Втрати потужності короткого замикання, Вт:
Потужність, що споживається трансформатором при короткому замиканні і витрачається на нагрівання обмоток, Вт:
Напруга первинної обмотки, при якій струми в обмотках рівні номінальним, називають номінальною напругою короткого замикання (voltage of short circuit). Цю напругу відносять до номінальної напруги первинної обмотки, %:
Повний опір при короткому замиканні, Ом [5]:
Активний опір при короткому замиканні, Ом:
або
Реактивний опір при короткому замиканні, Ом [6]:
Співвідношення між лінійними та фазними значеннями струмів і напруг [7 – 9]:
а) при з’єднані в зірку –
б) при з’єднанні в трикутник –
Потужність незалежно від схеми з’єднання визначають за формулами:
а) активна, Вт –
б) реактивна, вар –
в) повна, В⋅А –
Втрати електричні, Вт:
Втрати магнітні, Вт:
або
Коефіцієнт трансформації (експлуатаційний) залежить від схеми з’єднання обмоток:
Повний опір, Ом:
Активний опір, Ом:
Коефіцієнт потужності холостого ходу:
ККД:
Прохідна потужність, В⋅А:
Розрахункова, або електромагнітна потужність, В⋅А:
Дійсний коефіцієнт трансформації вимірювальних трансформаторів визначають за формулами [3]:
для трансформатора струму –
для трансформатора напруги –
Номінальні коефіцієнти трансформації:
за струмом:
за напругою:
Навантаження між паралельно включеними трансформаторами розподіляється обернено пропорційно до їхніх напруг короткого замикання (U1k, U2k):