Если на стальном сердечнике — магнитопроводе поместить две катушки — одну с витками, вторую с витками и приложить между зажимами первой катушки (первичной) переменное синусоидально изменяющееся напряжение, то под действием этого напряжения по первичной катушке пройдет переменный ток, создающий переменный магнитный поток. Часть магнитных линий этого потока замыкается непосредственно вокруг витков катушки, основное же количество проходит по более длинному пути, но с меньшим, чем воздух, магнитным сопротивлением — по стальному магнитопроводу. В связи с тем что обе части магнитных линий при их изменениях пересекают витки катушки, то в них наводятся э. д. с. Величины этих э. д. с. пропорциональны количеству витков в катушках.
Коэффициентом трансформации называется отношение э. д.с, наводимых в первичной обмотке, к э. д.с, наводимых во вторичной обмотке.
Напряжение, которое подводится к зажимам первой катушки, называется первичным, а полученное между зажимами второй катушки — вторичным напряжением.
Трансформатор, состоящий из двух катушек, представляет собой двух-обмоточный трансформатор однофазного тока.
Если на магнито-проводе, кроме первой и второй катушек, поместить третью катушку с числом витков ау3, то из трансформатора выходят два других напряжения. Такой трансформатор является трех-обмоточным.
В энергосистемах применяют двух — и трех-обмоточные трансформаторы, в радиоприемниках и телевизорах — пяти — и шести-обмоточные. Трансформатор, у которого число витков вторичной обмотки больше, чем число витков первичной обмотки, повышает напряжение и называется повысительным; понизительный трансформатор, наоборот, снижает напряжение.
Любой трансформатор можно использовать и как повысительный и как понизительный в зависимости от того, к какой обмотке подводят первичное напряжение — с большим или меньшим числом витков. Основными частями трансформатора являются магнитопровод и обмотки.
Магнитопровод собирают из тонких (0,5-0,35 мм) листов электротехнической стали, изолированных друг от друга пленкой лака. Обмотки более низкого напряжения располагают ближе к сердечнику, более высокого — снаружи с надежной изоляцией друг от друга, от магнитопровода и от корпуса.
Ток, проходя по обмоткам, нагревает их, тепло выделяется также в магнитопроводе.
Чтобы избежать перегрева, трансформаторы имеют систему охлаждения — сухую или масляную. Сухие трансформаторы не имеют кожуха и охлаждаются воздухом.
Магнитопровод с обмотками масляных трансформаторов размещают в кожухе, заполненном трансформаторным маслом. Трансформаторное масло является продуктом перегонки нефти и представляет собой легкую маслянистую жидкость светло-желтого цвета.
Оно обладает хорошими изолирующими свойствами, может перекачиваться при температуре до -45° С. Благодаря этим свойствам масло используют для отвода тепла из обмоток и магнитопровода, а также для изоляции токоведущих частей друг от друга и от корпуса.
Для лучшего охлаждения масла в кожухе трансформатора сделана система трубок для циркуляции нагретого масла, а в мощных трансформаторах дополнительно кожух и трубки охлаждают воздухом. Отношение отдаваемой трансформатором мощности к потребляемой им от источника энергии называется коэффициентом полезного действия, обычно он равен 0,98-0,99.