Фарадей винайшов" петля індуктивності" 29 серпня 1831 р. називається" індукційна котушка Фарадея" ;, яка насправді була першим світовим' першим прототипом трансформатора. Але Фарадей використовував його лише для демонстрації принципу електромагнітної індукції і не розглядав його практичного використання.
У 1881 р. Люсьєн Гаулард та Джон Діксон Гіббс продемонстрували пристрій під назвою" вторинний ручний генератор" в Лондоні, а потім використав цю технологію, продану Westinghouse в США, це може бути перший практичний силовий трансформатор, але це не найдавніший трансформатор.
У 1884 році Люссон Голар та Джон Діксон Гіббс продемонстрували своє обладнання в Турині, Італія, де використовується електричне освітлення. Ранні трансформатори використовували лінійні сердечники, які згодом були замінені на більш ефективні тороїдальні сердечники.
Інженер Westinghouse Вільям Стейнлі побудував перший практичний трансформатор в 1885 році після придбання патенту на трансформатор у Джорджа Вестінгауза, Люцента Голара та Джона Діксона Гіббса. трансформатор. Пізніше серцевина трансформатора була виготовлена шляхом укладання Е-подібних залізних листів, і комерційне використання розпочалося в 1886 році.
Принцип трансформаційного трансформації був вперше відкритий Фарадеєм, але він не був застосований до практичного використання до 1880-х років. У конкурентній боротьбі за те, що електростанції повинні отримувати потужність постійного та змінного струму, можливість використання трансформаторів для живлення змінного струму є однією з його переваг. Трансформатор може перетворювати електричну енергію у форму високої напруги та слабкого струму, а потім перетворювати її назад, таким чином значно зменшуючи втрати електричної енергії в процесі передачі, роблячи економічну відстань передачі електричної енергії далі. Таким чином, електростанції можна будувати далеко від споживання електроенергії. Більшість світової електроенергії' доходить до користувача після низки перетворень.
Трансформатор складається із залізного сердечника (або магнітного сердечника) та котушки. Котушка має дві або більше обмоток. Обмотка, підключена до джерела живлення, називається первинною обмоткою, а решта обмоток - вторинною. Він може трансформувати змінну напругу, струм та імпеданс. Найпростіший трансформатор із залізним сердечником складається із залізного сердечника, виготовленого з м'якого магнітного матеріалу, та двох котушок з нерівними витками, вмонтованих на залізний сердечник, як показано на малюнку.
Функція залізного сердечника полягає в посиленні магнітної зв'язку між двома котушками. Для того, щоб зменшити вихровий струм і втрати гістерезису в чавуні, серцевина заліза ламінується фарбованими кремнієвими сталевими листами; між двома котушками немає електричного зв’язку, а котушки намотані ізольованими мідними дротами (або алюмінієвими дротами). Одна котушка, підключена до мережі змінного струму, називається первинною котушкою (або первинною котушкою), а інша котушка, підключеною до електричного приладу, називається вторинною котушкою (або вторинною котушкою). Фактичний трансформатор дуже складний, і неминуче виникають втрати міді (нагрівання опору котушки), втрати заліза (нагрівання серцевини заліза) та витоку магніту (магнітно-індукційний провід, закритий повітрям) тощо. Для спрощення дискусії, лише ідеальні трансформатор введений тут. Умовами встановлення ідеального трансформатора є: ігнорування потоку витоку, ігнорування опору первинної та вторинної котушок, ігнорування втрат сердечника та ігнорування струму холостого ходу (сили струму в первинній котушці, коли вторинна котушка відкрита). Наприклад, коли силовий трансформатор працює при повному навантаженні (номінальна вихідна потужність вторинної котушки), це близько до ідеального стану трансформатора.
Трансформатори - це статичні електричні прилади, виготовлені за принципом електромагнітної індукції. Коли первинна котушка трансформатора підключена до джерела змінного струму, в осерді генерується змінний магнітний потік, а змінний магніт представляється φ. Φ у первинній та вторинній котушках однаковий, а φ - також проста гармонійна функція, виражена як φ=φmsinωt. Відповідно до закону електромагнітної індукції Фарадея' індукована електрорушійна сила в первинній та вторинній котушках дорівнює e1=-N1dφ / dt, e2=-N2dφ / dt. У формулі N1 і N2 - це кількість витків первинної та вторинної котушок. З малюнка видно, що U1=-e1, U2=e2 (фізична кількість первинної котушки представлена індексом 1, а фізична кількість вторинної котушки - індексом 2), комплексним ефективним значенням є U1=-E1=jN1ωΦ, U2=E2=-jN2ωΦ, Нехай k=N1 / N2, що є коефіцієнтом трансформації трансформатора. З наведеної формули U1 / U2=-N1 / N2=-k, тобто відношення ефективного значення трансформатора' напруга первинної та вторинної обмоток дорівнює відношенню його витків та фазі різниця між напругою первинної та вторинної обмоток становить π.