Трансформатор електричний , статичний (що не має рухливих частин) пристрій для перетворення змінної напруги по величині. У основі дії Т. е. лежить явище індукції електромагнітної . Т. е. складається з однієї первинної обмотки (ПО), однієї або декількох вторинних обмоток (У) і феромагнітного сердечника (магнітопровода ), зазвичай замкнутої форми (див. мал. ). Всі обмотки розташовані на магнітопроводі і індуктивно зв'язані між собою (див. Індуктивність взаємна ). Інколи вторинною обмоткою служить частина ПО (або навпаки); такі Т. е. називаються автотрансформаторами . Кінці ПО (вхід трансформатора) підключають до джерела змінної напруги, а кінці В (його вихід) — до споживачів. Змінний струм в ПО приводить до появи в магнітопроводі змінного магнітного потоку . У реальних Т. е. частина магнітного потоку замикається поза магнітопроводом, утворюючи так звані потоки розсіяння; проте у високоякісних Т. е. потоки розсіяння малі в порівнянні з основним потоком (потоком в магнітопроводі).
Основний потік Ф 0 створює в ПО і В едс(електрорушійна сила) e 1 і e 2 : e 1 = — w 1 d Ф 0 / dt і e 1 = — w 1 d Ф 0 / dt , де w 1 і w 2 — числа витків у відповідних обмотках. Відношення e 1 / e 2 = w 1 / w 2 = до називають коефіцієнтом трансформації. Напруга, струми і едс(електрорушійна сила) в обмотках (без врахування едс(електрорушійна сила), що наводяться потоками розсіяння) зв'язані співвідношеннями:
u 1 + e 1 = ir 1
і
u 2 + i 2 r 2 = e 2 ,
де r 1 і r 2 , u 1 і u 2 , i 1 і i 2 — активні опори обмоток, напруга і струми в них. Якщо напруга u 1 , прикладене до ПО, синусоїдальне, то магнітний потік Ф 0 і едс(електрорушійна сила) e 1 і e 2 будуть також синусоїдальними, тому при аналізі роботи Т. е. зручно розглядати значення, що діють, едс(електрорушійна сила) E 1 і E 2 , напруги U 1 і U 2 і струмів I 1 і I 2 . В разі режиму холостого ходу (У розімкнена), нехтуючи активним опором в ПО і враховуючи, що I 2 = 0, маємо U 1 + E 1 = 0 і U 2 = E 2 , тобто (без врахування знаку)
Основний магнітний потік в режимі холостого ходу створюється відносно малим струмом (струмом холостого ходу I 0 ), що намагнічує, в ПО. Якщо Т. е. навантажений (У підключена до навантаженню і по ній протікає струм), магніторушійна сила В (твір I 2 w 2 ) компенсується відповідним збільшенням магніторушійної сили ПО ( I 1 w 1 — I 0 w 1 ) і величина основного магнітного потоку залишається практично такий же, як і в режимі холостого ходу (то є зберігається умова U 1 + E 1 = 0). Звідси, нехтуючи струмом холостого ходу, маємо: I 1 w 1 I 2 w 2 .
Т. е. був вперше використаний в 1876 П. Н. Яблочковим в ланцюгах електричного освітлення. У 1890 М. О. Доліво-Добровольський розробив трифазний Т. е. Подальший розвиток Т. е. полягало у вдосконаленні їх конструкції, збільшенні потужності і ккд(коефіцієнт корисної дії), поліпшенні ізоляції обмоток. В даний час (середина 70-х рр. 20 ст) існує безліч типів Т. е., що набули поширення в різних областях техніки.
Основний вигляд Т. е. — силові трансформатори, серед яких найбільш показну групу складають двообмоточні силові Т. е., встановлювані на лініях електропередачі (ЛЕП). Такі Т. е. підвищують напругу струму, що виробляється генераторами електростанцій, з 10—15 кв до 220—750 кв , що дозволяє передавати електроенергію по повітрю ЛЕП на декілька тис. км. . У місцях вжитку електроенергії за допомогою силових Т. е. високу напругу перетворять в низьке (220 в , 380 в і ін.). Багатократне перетворення електроенергії вимагає великої кількості силових Т. е., тому їх сумарна потужність в енергосистемі у декілька разів перевищує потужність джерел і споживачів енергії. Потужні силові Т. е. мають ккд(коефіцієнт корисної дії) 98—99%. Їх обмотки виготовляють, як правило, з міді, магнітопроводи — з листів холоднокатаній електротехнічній сталі товщиною 0,5—0,35 мм , що має високу магнітну проникність і малі втрати на гістерезис і вихрові струми . Магнітопровід і обмотки силового Т. е. зазвичай поміщають в бак, заповнений мінеральним маслом, яке використовується для ізоляції і охолоджування обмоток. Такі Т. е. (масляні) зазвичай встановлюють на відкритому повітрі, що вимагає покращуваної ізоляції виводів і герметичності бака. Т. е. без масляного охолоджування називаються сухими. Для кращого відведення тепла Т. е. забезпечують трубчастим радіатором, омиваним повітрям (у ряді випадків — водою). У грозостійких трансформаторах застосовують обмотки, конструкція яких усуває появу небезпечної напруги на ізоляції. Інколи два або більш за Т. е. включають послідовно (див. Каскадний трансформатор ). У ряді випадків використовують трансформатори з регулюванням під навантаженням . Серед сухих силових Т. е. обширний клас складають трансформатори малої потужності з великим числом вторинних обмоток (багатообмоточні); їх часто застосовують в радіотехнічних пристроях і системах автоматики.
Окрім силових, існують Т. е. різних типів, призначені для виміру великої напруги і струмів (див. Вимірювальний трансформатор, Трансформатор напруги, Трансформатор струму ), зниження рівня перешкод дротяного зв'язку (див. Відсисаючий трансформатор ), перетворення напруги синусоїдальної форми в імпульсне> (див. Пік-трансформатор ), перетворення імпульсів струму і напруги (див. Імпульсний трансформатор ), виділення змінній складової струму, розділення електричних ланцюгів на гальванічно не зв'язані між собою частини, їх узгодження і так далі Радіочастотні Т. е. служать для перетворення напруги ВЧ(висока частота); їх виготовляють з магнітопроводом з магнітодіелектрика або без магнітопровода; у радіопередавачах потужність таких Т. е. досягає декількох сотень квт .
Літ.: Петров Р. Н., Електричні машини, 3 видавництва, ч. 1, М., 1974; Вольдек А. І., Електричні машини, Л., 1974.
