O transformador ideal

Em transformadores monofásicos de dois enrolamentos, dois enrolamentos são enrolados em torno de um núcleo magnético com uma área de seção transversal A e permeabilidade magnética μ. A corrente fasorial i₁ entra no enrolamento esquerdo e i₂ sai do enrolamento direito.

A lei de Ampère afirma que o componente tangencial da intensidade do campo magnético integrado ao longo de um caminho fechado é igual à corrente líquida fechada. O comprimento médio do circuito magnético é selecionado como o caminho fechado, onde o fasor de intensidade de campo é constante.

Substituindo a densidade do fluxo magnético e o fluxo do núcleo, obtém-se a lei de Ohm para circuitos magnéticos, onde a força magnetomotriz líquida é igual ao produto da relutância do núcleo e do fluxo do núcleo.

Para transformadores ideais, a permeabilidade do núcleo é infinita, implicando relutância zero do núcleo. Então, as correntes de fase estão em fase.

A lei de Faraday define a tensão induzida por um fluxo variável no tempo. Assumindo o fluxo de estado estacionário senoidal com frequência constante, confinado inteiramente ao núcleo, as tensões induzidas entre os enrolamentos e sua relação são determinadas.

Substituir a razão de espiras nas relações primárias ajuda a calcular a potência complexa que entra e sai dos enrolamentos, que são iguais, não implicando perda de potência.