Faraday oppfant en" induktanssløyfe" 29. august 1831, kalt en" Faraday induksjonsspole", som faktisk var verdens' s første prototype av en transformator. Men Faraday brukte den bare for å demonstrere prinsippet om elektromagnetisk induksjon, og vurderte ikke den praktiske bruken.
I 1881 demonstrerte Lucien Gaulard og John Dixon Gibbs en enhet kalt" sekundær håndgenerator" i London, og deretter brukte denne teknologien Solgt til Westinghouse i USA, kan dette være den første praktiske transformatoren, men det er ikke den tidligste transformatoren.
I 1884 demonstrerte Lusson Golar og John Dixon Gibbs utstyret sitt i Torino, Italia, som bruker elektrisk belysning. Tidlige transformatorer brukte lineære kjerner, som senere ble erstattet av mer effektive toroide kjerner.
Westinghouse-ingeniør William Steinley bygget den første praktiske transformatoren i 1885 etter å ha kjøpt patentet på transformatoren fra George Westinghouse, Lucent Golar og John Dixon Gibbs. transformator. Senere ble transformatorens kjerne laget ved å stable E-formede jernplater, og kommersiell bruk begynte i 1886.
Prinsippet om transformatortransformasjon ble først oppdaget av Faraday, men det ble ikke tatt i bruk før 1880-tallet. I konkurransen om at kraftverk skal levere likestrøm og vekselstrøm, er muligheten til å bruke transformatorer til vekselstrøm en av fordelene. Transformatoren kan konvertere elektrisk energi til en høyspennings- og lavstrømsform, og deretter konvertere den tilbake, og reduserer dermed tapet av elektrisk energi i overføringsprosessen, noe som gjør at den økonomiske overføringsavstanden til elektrisk energi når lenger. På denne måten kan kraftverk bygges langt borte fra strømforbruket. Det meste av verden' s strøm når brukeren etter en serie transformasjoner.
Transformatoren består av en jernkjerne (eller magnetisk kjerne) og en spole. Spolen har to eller flere viklinger. Viklingen koblet til strømforsyningen kalles primærviklingen, og de resterende viklingene kalles sekundærviklingen. Den kan transformere vekselstrøm, strøm og impedans. Den enkleste jernkjerne-transformatoren består av en jernkjerne laget av mykt magnetisk materiale og to spoler med ulike svinger ermet på jernkjernen, som vist på figuren.
Jernkjernens funksjon er å styrke den magnetiske koblingen mellom de to spolene. For å redusere virvelstrømmen og hysteresetapet i jernet, er jernkjernen laminert med malte silisiumstålplater; det er ingen elektrisk forbindelse mellom de to spolene, og spolene er viklet av isolerte kobbertråder (eller aluminiumstråder). En spole koblet til vekselstrøm kalles primærspole (eller primærspole), og den andre spolen som er koblet til det elektriske apparatet kalles sekundærspole (eller sekundærspole). Selve transformatoren er veldig komplisert, og det er uunngåelig kobbertap (oppvarming av spiralmotstand), jerntap (jernkjerneoppvarming) og magnetisk lekkasje (magnetisk induksjonstråd lukket av luft) osv. For å forenkle diskusjonen er bare det ideelle transformator er introdusert her. Forholdene for etablering av en ideell transformator er: ignorere lekkasjestrømmen, ignorere motstanden til primær- og sekundærspolene, ignorere tapet av kjernen og ignorere tomgangsstrømmen (strømmen i primærspolen når den sekundære spolen er åpen). For eksempel, når en transformator kjører ved full belastning (nominell utgangseffekt til sekundærspolen), er den nær den ideelle transformatorsituasjonen.
Transformatorer er statiske elektriske apparater laget av prinsippet om elektromagnetisk induksjon. Når transformatorens primære spole er koblet til vekselstrømforsyningen, genereres vekslende magnetisk strøm i kjernen, og den alternerende magnetiske representeres av φ. Φ i primær- og sekundærspolen er den samme, og φ er også en enkel harmonisk funksjon, uttrykt som φ=φmsinωt. I følge Faraday' s lov om elektromagnetisk induksjon, er den induserte elektromotoriske kraften i primær- og sekundærspolen e1=-N1dφ / dt, e2=-N2dφ / dt. I formelen er N1 og N2 antall omdreininger til primær- og sekundærspolen. Det kan sees fra figuren at U1=-e1, U2=e2 (den fysiske størrelsen på den primære spolen er representert ved abonnement 1 og den fysiske størrelsen på sekundærspolen er representert ved abonnementet 2), den komplekse effektive verdien er U1=-E1=jN1ωΦ, U2=E2=-jN2ωΦ, La k=N1 / N2, som er transformasjonsforholdet til transformatoren. Fra ovenstående formel er U1 / U2=-N1 / N2=-k, det vil si forholdet mellom den effektive verdien av transformatoren' s primære og sekundære viklingsspenning er lik svingforholdet og fasen Forskjellen mellom primær og sekundær viklingsspenning er π.