Transformator je električni stroj, katerega naprava je zasnovana za pretvarjanje ene vrednosti izmeničnega toka v drugo. Transformatorji delujejo na izmenični tok. Ti stroji so bili najbolj razširjeni, saj je treba električno energijo prenašati na dolge razdalje pri napetostih, ki so veliko višje od ravni, ki je potrebna za industrijo ali za uporabo doma. Tako uporaba transformatorja omogoča zmanjšanje izgub električne energije med prenosom in povečanje kakovosti procesa. Ena najpomembnejših lastnosti tega stroja je izkoristek transformatorja, torej izkoristek. Druga pomembna značilnost je transformacijsko razmerje, ki je določeno z razmerjem med vhodno napetostjo in izhodno napetostjo.
Transformator je običajno statična naprava. Običajni transformator (in obstaja več vrst) je sestavljen iz jedra, ki je sestavljeno iz feromagnetnih plošč, ter sekundarnih in primarnih navitij, ki se nahajajo nasproti jedra. Kot smo že omenili, obstajajo glavne vrste transformatorjev: pospeševalni (izhodna napetost je večja od vhodne) inznižanje (napetost na izhodu je manjša kot na vhodu). Eden od pomembnih pogojev za delovanje naprave je ena napetostna frekvenca.
Za določitev učinkovitosti transformatorja uvedemo naslednji zapis:
- P1 - električna energija, ki jo porabi transformator,
- P2 - izhodna moč,
- PL je izguba moči.
V tem primeru bo zakon o ohranjanju energije imel obliko: P1=P2+ PL. Z uporabo teh zapisov je enostavno izpeljati formulo za učinkovitost transformatorja. Formula učinkovitosti bo videti takole: n=P2/ P1=(P1- PL)/ P1=1- PL/ P1. Kot lahko vidite, je lahko predstavljen v več različicah. Iz zadnje formule je razvidno, da učinkovitost transformatorja ne more biti večja od 1 (to pomeni, da je nemogoče dobiti učinkovitost, večjo od sto odstotkov). To je razumljivo.
Pravilni izračun učinkovitosti transformatorja je bolj zapleteno vprašanje, kot se morda zdi na prvi pogled. Pri načrtovanju in razvoju vezij ter celotne zasnove transformatorja ali serije transformatorjev določenega tipa se projektantski inženirji pogosto srečujejo z določenimi težavami. Na primer, da bi zmanjšali stroške transformatorja, je treba zmanjšati porabo materialov. Po drugi strani pa bo treba za bolj zanesljivo delovanje naprave povečati porabo teh materialov.
Zaradi teh nasprotujočih si razlogov je učinkovitost transformatorja običajno standardna, s čimer se normalizirajo izgube. Pri določanju vrednosti koeficientaUčinkovitost transformatorja mora upoštevati stroške materiala, stroške električne energije in daljnovodov, torej upoštevati številne ekonomske dejavnike. Učinkovitost transformatorja se lahko razlikuje glede na obremenitev in ta faktor je treba upoštevati tudi pri načrtovanju te enote.
