Elektrik enerjisi iletiminde ısı şeklinde kayıpları azaltmak amacıyla elektrik enerjisini yüksek gerilim ve küçük akımlarla taşımak gerekir. Ayrıca elektrikli aletlerin güvenle kullanılması için küçük voltajlara ihtiyaç vardır.
İşte, gerek santrallerden elde edilen gerilimi yükseltmek, gerekse elektrik hatlarındaki gerilimi ihtiyaca göre değiştirerek kullanabilmek için alternatif akımın ya da gerilimin azaltılmasını veya artırılmasını sağlayan araçlar, Transformatörlerdir.
Transformatörler, bir demir çekirdek üzerine sarılmış ve birbirinden yalıtılmış, sarım sayısı farklı iki akım sargısından oluşur. Gerilimin uygulandığı birinci sargıya primer sargı (giriş) devrede kullanılacak gücün alındığı ikinci sargıya da sekonder sargı (çıkış) denir. Birinci sargıya verilen güç, indüksiyon (etki) yolu ile ikinci sargıya iletilir. Transformatörde birinci sargıya verilen gücün bir kısmı, ikinci sargıya iletimi sırasında bazı sebeplerle kaybolur. Bir transformatörün verimi, alınan gücün verilen güce oranıdır.
Buna göre;
\(Verim = \frac{{{P_2}}}{{{P_1}}}\)
\(\eta = \frac{{{V_2}{i_2}}}{{{V_1}{i_1}}} \times 100\)
Verimi %100 olan transformatörlere ideal transformatör adı verilir. Bu transformatörlerin giriş ve çıkı güçleri birbirine eşittir. Yani;
\({V_1}{i_1} = {V_2}{i_2} \Rightarrow \frac{{{V_1}}}{{{V_2}}} = \frac{{{i_2}}}{{{i_1}}}\) şeklinde yazılır.
Giriş ve çıkış gerilimleri ile sarım sayıları arasındaki ilişki,
\(\frac{{{V_1}}}{{{V_2}}} = \frac{{{N_1}}}{{{N_2}}}\) şeklinde yazılabilir. Dolayısıyla;
\(\frac{{{V_1}}}{{{V_2}}} = \frac{{{N_1}}}{{{N_2}}} = \frac{{{i_2}}}{{{i_1}}}\) ifade genellenir.
Buradaki \(\frac{{{N_1}}}{{{N_2}}}\) oranı transformatörün değiştirme oranıdır. \({N_1} > {N_2}\) alçaltıcı transformatör, \({N_2} > {N_1}\) ise transformatör, yükseltici transformatör olarak adlandırılır.
Transformatörler Seri Bağlanırsa;
\({V_1}{N_2}{N_4} = {V_4}{N_3}{N_1}\) bağıntısı yazılır.
