Transformators ir elektriskā iekārta, kuras ierīce ir paredzēta vienas maiņstrāvas vērtības pārvēršanai citā. Transformatori darbojas ar maiņstrāvu. Šīs iekārtas ir saņēmušas visplašāko izplatību, jo elektroenerģija ir jāpārraida lielos attālumos ar spriegumu, kas ir daudz augstāks par līmeni, kas nepieciešams enerģētikai vai lietošanai mājās. Tādējādi transformatora izmantošana ļauj samazināt elektroenerģijas zudumus tā pārvades laikā un paaugstināt procesa kvalitāti. Viens no svarīgākajiem šīs iekārtas parametriem ir transformatora efektivitāte, tas ir, efektivitāte. Vēl viens svarīgs raksturlielums ir transformācijas koeficients, ko nosaka ieejas sprieguma attiecība pret izejas spriegumu.
Transformators parasti ir statiska ierīce. Parastais transformators (un ir vairāki veidi) sastāv no serdeņa, kas ir samontēta no feromagnētiskajām plāksnēm, kā arī sekundārajiem un primārajiem tinumiem, kas atrodas pretī serdenim. Kā jau minēts, ir galvenie transformatoru veidi: pastiprināšana (izejas spriegums ir lielāks par ieeju) unpazemināšana (spriegums izejā ir mazāks nekā ieejā). Viens no svarīgiem ierīces darbības nosacījumiem ir viena sprieguma frekvence.
Lai noteiktu transformatora efektivitāti, mēs ieviešam šādu apzīmējumu:
- P1 - transformatora patērētā elektroenerģija,
- P2 - izejas jauda,
- PL ir jaudas zudums.
Šajā gadījumā enerģijas nezūdamības likums būs šādā formā: P1=P2+ PL. Izmantojot šos apzīmējumus, ir viegli iegūt transformatora efektivitātes formulu. Efektivitātes formula izskatīsies šādi: n=P2/ P1=(P1- PL)/ P1=1- PL/ P1. Kā redzat, to var iesniegt vairākās versijās. No pēdējās formulas var redzēt, ka transformatora efektivitāte nevar būt lielāka par 1 (tas ir, nav iespējams iegūt efektivitāti, kas lielāka par simts procentiem). Tas ir saprotams.
Pareiza transformatora efektivitātes aprēķināšana ir sarežģītāks jautājums, nekā varētu šķist no pirmā acu uzmetiena. Projektējot un izstrādājot shēmas un transformatora vai noteikta veida transformatoru sērijas kopējo konstrukciju, projektēšanas inženieri bieži saskaras ar noteiktām problēmām. Piemēram, lai samazinātu transformatora izmaksas, ir jāsamazina materiālu patēriņš. Taču, no otras puses, lai ierīce būtu uzticamāka darbībā, būs jāpalielina šo materiālu patēriņš.
Šo pretrunīgo iemeslu dēļ transformatora efektivitāte parasti tiek padarīta par standartu, tādējādi normalizējot zudumus. Nosakot koeficienta vērtībuTransformatora efektivitātei ir jāņem vērā materiālu izmaksas, elektroenerģijas un pārvades līniju izmaksas, tas ir, jāņem vērā daudzi ekonomiskie faktori. Transformatora efektivitāte var atšķirties atkarībā no slodzes, un arī šis faktors ir jāņem vērā, projektējot šo iekārtu.
