Transformatory

Urządzenie przekształcające napięcie z jednej wartości na drugą za pomocą indukcji nazywa się transformatorem. Transformator składa się z dwóch oddzielnych cewek lub uzwojeń owiniętych wokół tego samego rdzenia z miękkiego żelaza. Jednakże są one od siebie odizolowane elektrycznie.

Żelazny rdzeń ma znaczną przepuszczalność względną. Dlatego linie pola magnetycznego generowane przez prąd w jednym uzwojeniu są prawie całkowicie zamknięte w rdzeniu, tak że ten sam strumień magnetyczny przenika każdy zwój zarówno uzwojenia pierwotnego, jak i wtórnego, maksymalizując wzajemną indukcyjność obu uzwojeń. 

Uzwojenie pierwotne ma N_P pętli lub zwojów i jest podłączone do źródła napięcia przemiennego. Uzwojenie wtórne ma N_S i jest podłączone do rezystora obciążającego. W idealnym transformatorze napięcie przemienne przyłożone do uzwojenia pierwotnego generuje strumień magnetyczny, który indukuje emf w uzwojeniu wtórnym. Dlatego napięcie wyjściowe dostarczane do rezystora obciążającego musi być równe sile emf indukowanej w uzwojeniu wtórnym. W konsekwencji stosunek wtórnego emf do pierwotnego emf jest równy stosunkowi zwojów wtórnych do pierwotnych. Jeżeli uzwojenia mają zerową rezystancję, indukowane siły elektromotoryczne są równe napięciu na zaciskach, odpowiednio, uzwojenia pierwotnego i wtórnego i są określone przez:

Równanie to jest często skracane jako równanie transformatora. W idealnym przypadku straty energii na histerezę magnetyczną, nagrzewanie omowe w uzwojeniach i nagrzewanie omowe indukowanych prądów wirowych w rdzeniu są również ignorowane.

Siła indukowana w uzwojeniu wtórnym powoduje powstanie prądu przemiennego, który dostarcza energię do urządzenia, do którego jest podłączony. Wszystkie prądy i siły elektromotoryczne mają tę samą częstotliwość co źródło prądu przemiennego.