Un transformador és una màquina elèctrica el dispositiu està dissenyat per convertir un valor de corrent altern en un altre. Els transformadors funcionen amb corrent altern. Aquestes màquines han rebut la distribució més àmplia, ja que l'electricitat s'ha de transmetre a llargues distàncies a tensions molt superiors al nivell necessari per alimentar la indústria o per al seu ús a casa. Així, l'ús d'un transformador permet reduir les pèrdues d'electricitat durant la seva transmissió i augmentar la qualitat del procés. Una de les característiques més importants d'aquesta màquina és l'eficiència del transformador, és a dir, l'eficiència. Una altra característica important és la relació de transformació, que ve determinada per la relació entre la tensió d'entrada i la tensió de sortida.
Un transformador sol ser un dispositiu estàtic. Un transformador convencional (i n'hi ha de diversos tipus) consta d'un nucli, que s'assembla a partir de plaques ferromagnètiques, així com bobinatges secundaris i primaris, que es troben enfront del nucli. Com ja s'ha esmentat, hi ha principals tipus de transformadors: step-up (la tensió de sortida és més gran que l'entrada) ireducció (la tensió a la sortida és menor que a l'entrada). Una de les condicions importants per al funcionament del dispositiu és una freqüència de tensió.
Per determinar l'eficiència d'un transformador, introduïm la notació següent:
- P1 - energia elèctrica consumida pel transformador,
- P2 - potència de sortida,
- PL és la pèrdua d'energia.
En aquest cas, la llei de conservació de l'energia tindrà la forma: P1=P2+ PL. Utilitzant aquestes anotacions, és fàcil derivar la fórmula de l'eficiència d'un transformador. La fórmula de l'eficiència serà així: n=P2/ P1=(P1- PL)/ P1=1- PL/ P1. Com podeu veure, es pot presentar en diverses versions. De l'última fórmula es pot veure que l'eficiència del transformador no pot ser superior a 1 (és a dir, és impossible obtenir una eficiència superior al cent per cent). Això és comprensible.
Calcular correctament l'eficiència d'un transformador és un tema més complex del que podria semblar a primera vista. Quan es dissenyen i desenvolupen circuits i el disseny global d'un transformador o d'una sèrie de transformadors d'un determinat tipus, els enginyers de disseny sovint es troben amb certs problemes. Per exemple, per reduir el cost d'un transformador, cal minimitzar el consum de materials. No obstant això, d' altra banda, per tal que el dispositiu sigui més fiable en el seu funcionament, caldrà augmentar el consum d'aquests materials.
És per aquests motius contradictoris que l'eficiència d'un transformador s'acostuma a normalitzar, normalitzant així les pèrdues. En determinar el valor del coeficientL'eficiència del transformador ha de tenir en compte el cost dels materials, el cost de l'electricitat i les línies de transmissió, és a dir, tenir en compte molts factors econòmics. L'eficiència d'un transformador pot variar amb la càrrega, i aquest factor també s'ha de tenir en compte a l'hora de dissenyar aquesta unitat.
