Transformator to urządzenie elektryczne, które głównie służy do zmiany układu napięć i prądów zmiennych na układ o różnych wartościach, przy zachowaniu tej samej częstotliwości, za pomocą pola magnetycznego.
Pod względem zastosowania transformatorów można wyodrębnić trzy kategorie:
- transformatory energetyczne/mocy (używane w przesyłaniu i dystrybucji energii elektrycznej);
- transformatory małej mocy (używane w urządzeniach elektronicznych, automatyce lub telekomunikacji);
- transformatory specjalistyczne (przekładniki pomiarowe, transformatory spawalnicze itd.).
Transformatory energetyczne są używane w przesyłaniu i dystrybucji energii elektrycznej (nazywane również transformatorami mocy). Każdy transformator mocy składa się z trzech głównych części:
- uzwojenia pierwotnego (zasilającego);
- uzwojenia wtórnego (odbierającego);
- rdzenia ferromagnetycznego, na którym są umieszczone oba uzwojenia.
Transformatory mocy są klasyfikowane ze względu na charakterystykę pracy i parametry na:
- transformator blokowy, używany w elektrowniach do podnoszenia napięcia prądu generatorowego do poziomu sieci przesyłowej;
- autotransformator wysokich napięć (np. transformatory rozdzielcze), używany w miejscach, gdzie jedno napięcie przesyłowe jest zamieniane na inne;
- transformator mocy sieciowy, używany do transformacji napięć przesyłowych i dystrybucyjnych, czasem wyposażony w złącza dla niskich napięć (gospodarczych).
Istnieje również inna klasyfikacja (oparta na konstrukcji), która wyróżnia transformatory olejowe i suche oraz klasyfikacja oparta na mocy znamionowej transformatorów (trzy kategorie).
Jak działają transformatory?
Zasada działania transformatora jest bardzo prosta i identyczna dla wszystkich transformatorów. Prąd zmienny płynący w uzwojeniu pierwotnym wytwarza zmienne pole magnetyczne, które indukuje napięcie w drugim uzwojeniu. Oba uzwojenia nie są połączone elektrycznie, lecz za pośrednictwem strumienia magnetycznego. Dla ułatwienia połączenia, oba uzwojenia są nawinięte na wspólnym rdzeniu wykonanym z blach stalowych, które są wzajemnie izolowane. Jeśli do zacisków drugiego (wtórnego) uzwojenia podłączy się jakikolwiek odbiornik, w zamkniętym obwodzie popłynie prąd.
Ze względu na swoje właściwości, transformatory znajdują szerokie zastosowanie w wielu sektorach gospodarki. Są niezbędne w sieciach dystrybucyjnych, kolejnictwie, przy wydobyciu ropy naftowej, w elektrowniach konwencjonalnych i jądrowych. Są również używane w medycynie, elektronice, górnictwie i wielu innych dziedzinach. Bez nich trudno byłoby normalnie funkcjonować.