ترانسفورماتور ولتاژ تک فاز

ترانسفورماتور ولتاژ تک فاز

به عبارت دیگر ، برای یک ترانسفورماتور هیچ ارتباط الکتریکی مستقیمی بین دو سیم پیچ سیم وجود ندارد، از این رو  می توان آن را یک ترانسفورماتور جداساز (عایق) نیز نامید. به طور کلی، سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور به منبع ولتاژ ورودی وصل می‌شود و توان الکتریکی را به یک میدان مغناطیسی تبدیل یا تغییر می‌دهد. در حالی که وظیفه سیم پیچ ثانویه تبدیل این میدان مغناطیس متناوب به توان الکتریکی که ولتاژ خروجی موردنیاز را تولید می‌کند، است که در شکل زیر نشان داده شده است.

ساختار ترانسفورماتور ولتاژ تک فاز

ساختار ترانسفورماتور(تک فاز)

به طوری که:

VP – ولتاژ اولیه است

VS – ولتاژ ثانویه است

NP – تعداد سیم پیچ های اولیه است

NS – تعداد سیم پیچ های ثانویه است

Φ  – شار است

توجه کنید که دو سیم پیچ سیم بصورت الکتریکی به یکدیگر وصل نیستند بلکه فقط بصورت مغناطیسی به هم وصل می‌شوند. یک ترانسفورماتور تک فاز می تواند برای افزایش یا کاهش ولتاژ اعمال شده در سیم پیچ اولیه عمل کند. هنگامی که ترانسفورماتوری برای “افزایش” ولتاژ در سیم پیچ ثانویه خود با توجه به اولیه بکار می‌رود، به آن ترانسفورماتور افزاینده گفته می شود و هنگامی که از آن برای “کاهش” ولتاژ سیم پیچ ثانویه با توجه به اولیه استفاده می شود، ترانسفورماتور کاهنده نامیده می شود.

با این حال، شرط سوم برای ترانسفورماتور این است که در آن ترانسفورماتور همان ولتاژ را در ثانویه خود تولید می کند که در سیم پیچ اولیه آن اعمال می‌شود. به عبارت دیگر، خروجی آن با توجه به ولتاژ، جریان و توان منتقل شده یکسان است. این نوع ترانسفورماتور “ترانسفورماتور امپدانس” نامیده می شود و اکثرا برای تطبیق امپدانس یا جداسازی مدارهای الکتریکی مجاور استفاده می‌شود.

اختلاف ولتاژ بین سیم پیچ های اولیه و ثانویه با تغییر تعداد دور سیم پیچ در سیم پیچ اولیه (NP) در مقایسه با تعداد دور سیم پیچ های سیم پیچ ثانویه (NS) حاصل می شود.

از آنجا که ترانسفورماتور اساساً یک قطعه خطی است، اکنون یک نسبت بین تعداد دور سیم پیچ اولیه تقسیم شده بر تعداد دور سیم پیچ ثانویه وجود دارد. این نسبت، نسبت تبدیل خوانده شده، که بیشتر به عنوان “نسبت چرخش(حلقه)” (TR) ترانسفورماتور شناخته می‌شود. مقدار نسبت چرخش، عملکرد ترانسفورماتور و ولتاژ متناظر موجود در سیم پیچ ثانویه را بیان می کند.

ضروری است تا نسبت تعداد چرخش سیم در سیم پیچ اولیه در مقایسه با سیم پیچ ثانویه را بدانیم. نسبت چرخش، هیچ واحدی ندارد و دو سیم پیچ را به ترتیب مقایسه کرده و با دو نقطه  مانند 1: 3 (3 به 1) نوشته می‌شود. در این مثال این به این معنی است که اگر در ولتاژ اولیه 3 ولت وجود داشته باشد، یک ولت در سیم پیچ ثانویه وجود خواهد  داشت، که بصورت3 ولت به1 ولت است. سپس می‌توانیم ببینیم که اگر نسبت بین تعداد چرخش تغییر کند، ولتاژهای حاصل نیز باید با همان نسبت تغییر کنند و این درست است.

ترانسفورماتور ها کلا چیزی در مورد “نسبت ها” هستند. نسبت اولیه به ثانویه، نسبت ورودی به خروجی و نسبت چرخش هر ترانسفورماتور معین دقیقا با نسبت ولتاژ آن برابر خواهد شد. به عبارت دیگر برای  یک ترانسفورماتور: “نسبت چرخش‌ها = نسبت ولتاژ” است. تعداد واقعی چرخش سیم در هر سیم پیچ عموما مهم نیست، فقط نسبت چرخش مهم است و این رابطه نسبت  به این صورت است:

نسبت چرخش ترانسفورماتور

[latex] n=(frac{N_{p}}{N_{s}})=(frac{V_{p}}{V_{s}}) [/latex]

با فرض یک ترانسفورماتور ایده آل و زاویه های فاز: ΦP ≡ ΦS

توجه داشته باشید که ترتیب اعداد هنگام بیان مقدار نسبت چرخش ترانسفورماتور ها بسیار مهم است زیرا نسبت چرخش 1: 3 یک ارتباط بین ولتاژ خروجی و ترانسفورماتور متفاوت از نسبت چرخش 3: 1  را نشان می‌دهد.

مثال شماره 1 مبانی ترانسفورماتور

یک ترانسفورماتور ولتاژ در سیم پیچ اولیه خود دارای 1500 حلقه سیم و 500 حلقه سیم برای سیم پیچ ثانویه خود است. نسبت چرخش (TR) ترانسفورماتور چه خواهد بود.

[latex] T.R=(frac{N_{p}}{N_{s}})=(frac{1500}{500})=3:1 [/latex]

این نسبت 1: 3 (3 به 1) این معنی را می‌دهد که برای هر سیم پیچ ثانویه سه سیم پیچ اولیه وجود دارد. از آنجا که این نسبت از یک عدد بزرگتر در سمت چپ به یک عدد کوچکتر در سمت راست حرکت می‌کند، بنابراین ولتاژ اولیه همانطور که نشان داده می شود از نظر عددی پایین می رود.

مثال شماره 2 مبانی ترانسفورماتور

اگر ولتاژ 240 ولت 1rms به سیم پیچ اولیه همان ترانسفورماتورکه در بالا گفته شد اعمال شود، ولتاژ بار ثانویه حاصل چه خواهد شد.

[latex] T.R=3:1-OR(frac{3}{1})=(frac{V_{p}}{V_{s}})=(frac{240}{V_{s}}) [/latex]

ولتاژ ثانویه [latex] V_{s}=(frac{V_{p}}{3})=(frac{240}{3})=80V [/latex]

دوباره تائید میشود که ترانسفورماتور یک ترانسفورماتور”کاهنده” است بطورکه ولتاژ اولیه 240 ولت و ولتاژ ثانویه متناظر کمتر از 80 ولت است.

سپس هدف اصلی ترانسفورماتور تبدیل ولتاژ در نسبتهای فعلی است و می توانیم ببینیم که سیم پیچ اولیه مقدار مشخصی یا تعداد سیم پیچ های (سیم پیچ سیم) تنظیمی بر روی خود برای تنظیم ولتاژ ورودی دارد. اگر ولتاژ خروجی ثانویه به همان مقدار ولتاژ ورودی در سیم پیچ اولیه باشد، سپس همان تعداد سیم پیچ باید به هسته ثانویه پیچانده شود که در هسته اولیه وجود دارد و نسبت چرخش 1: 1 خواهد بود (1به1). به عبارت دیگر، هر چرخش سیم پیچ سیم در ثانویه معادل با یک سیم پیچ  سیم در اولیه است.

اگر ولتاژ ثانویه خروجی از ولتاژ ورودی بیشتر یا بالاتر باشد (ترانسفورماتور افزاینده)، سپس باید چرخش بیشتری در ثانویه وجود داشته باشد که نسبت 1: N (1 به N) را می‌دهد، بطوریکه N نشان دهنده تعداد نسبت چرخش است. به همین ترتیب ، اگر نیاز باشد که ولتاژ ثانویه پایین تر یا کمتر از اولیه باشد، (ترانسفورمر کاهنده)، باید تعداد سیم پیچ های ثانویه کمتر باشد و نسبت چرخش آن N:1 باشد (N به 1).

رفتار ترانسفورماتور

دیدیم که تعداد سیم پیچ های سیم پیچ ثانویه در مقایسه با سیم پیچ اولیه، نسبت چرخش، بر میزان ولتاژ موجود در سیم پیچ ثانویه تأثیر می‌گذارد. اما اگر این دو سیم پیچ  از نظرالکتریکی از یکدیگر جدا باشند، این ولتاژ ثانویه چگونه تولید خواهد شد؟

قبلاً گفتیم که یک ترانسفورماتور اساساً از دو سیم پیچ در اطراف یک هسته آهنی نرم مشترک تشکیل شده است. هنگامی که یک ولتاژ متناوب (VP) بر روی سیم پیچ اولیه اعمال می شود، جریان درون سیم پیچ جریان می‌یابد که به نوبه خود در اطراف خود توسط این شارش جریان و طبق قانون القا الکترومغناطیسی فارادی، یک میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند. قدرت میدان مغناطیسی ایجاد شده  با شارش جریان از صفر به حداکثر مقدار خود که به صورت dΦ/dt داده می شود، افزایش می‌یابد.

وقتی که خطوط مغناطیسی نیرو تنظیم شده توسط این الکترومغناطیس به بیرون از سیم پیچ گسترش می‌یابد، هسته آهنی نرم مسیری را تشکیل داده و شار مغناطیسی را متمرکز می‌کند. این شار مغناطیسی چرخش های هر دو سیم پیچ را که تحت تأثیر منبع AC، در جهت های مخالف افزایش و کاهش می یابند، به‌هم متصل می‌کند.

اگرچه، قدرت میدان مغناطیسی القا شده در هسته آهنی نرم بستگی به میزان جریان و تعداد چرخش سیم پیچ دارد. هنگامی که جریان کاهش می یابد ، قدرت میدان مغناطیسی کاهش می یابد.

هنگامی که خطوط مغناطیسی شار در اطراف هسته جریان می یابند، آنها از حلقه های سیم پیچ ثانویه عبور می‌کنند و باعث القا یک ولتاژ به سیم پیچ ثانویه می‌شوند. مقدار ولتاژ القایی بصورت N × dΦ / dt (قانون فارادی) تعیین خواهد شد، بطوری که N تعداد چرخش سیم پیچ ها است. همچنین این ولتاژ القایی دارای همان فرکانس ولتاژ سیم پیچ اولیه است.

سپس می توانیم ببینیم که در هر چرخش سیم پیچ ولتاژ یکسانی القا شده است زیرا شار مغناطیسی یکسان، چرخش های هر دو سیم پیچ را به هم پیوند می دهد. در نتیجه، ولتاژ کلی القا شده در هر سیم پیچ مستقیما با تعداد چرخش های آن سیم پیچ متناسب است. اما، در صورت زیاد بودن تلفات مغناطیسی هسته، دامنه اوج ولتاژ خروجی موجود در سیم پیچ ثانویه کاهش خواهد یافت.

اگر بخواهیم سیم پیچ اولیه یک میدان مغناطیسی قوی تری برای غلبه بر تلفات مغناطیسی هسته تولید کند، می توانیم جریان بیشتری را در سیم پیچ جاری کنیم، یا همان شارش جریان را حفظ کنیم و در عوض تعداد چرخش های سیم پیچ (NP) را افزایش دهیم. محصول چرخش زمانی آمپر “چرخش -آمپر” نام دارد که نیروی مغناطیسی سیم پیچ را تعیین می کند.

بنابراین فرض می‌کنیم ترانسفورماتوری با یک چرخش در اولیه و فقط یک چرخش در ثانویه داریم. اگر یک ولت بر روی یک چرخش سیم پیچ در اولیه اعمال شود، با فرض هیچ اتلافی، جریان کافی باید شارش یابد و شار مغناطیسی کافی باید تولید شود تا در یک چرخش ثانویه یک ولت ایجاد شود. یعنی هر سیم پیچ از همان تعداد ولت در هر چرخش حمایت می‌کند.

از آنجا که شار مغناطیسی بصورت سینوسی تغییر می‌کند، Φ = Φmax ×sinωt، سپس رابطه اصلی بین emf القایی ، (E) در N چرخش از سیم پیچ بصورت زیر بیان می‌شود:

emf = تعداد حلقه × نسبت تغییرات شار

[latex] E=N(frac{dPhi }{dt}) [/latex]

[latex] E=Ntimes omega times times phi _{max}times cos(omega t) [/latex]

[latex] E_{max}=Nomega Phi _{max} [/latex]

[latex] E_{rms}=(frac{Nomega }{sqrt{2}})times Phi _{max}=(frac{2Pi }{sqrt{2}})times ftimes Ntimes Phi _{max}[/latex]

[latex] E_{rms}=4.44fNPhi _{max} [/latex]

بطوریکه:

f – فرکانس شار در هرتز ، =ω / 2π است

Ν – تعداد سیم پیچ سیم است.

Φ – مقدار شار در وبرز است

این به صورت رابطه ترانسفورماتور EMF معروف است. برای emfسیم پیچ اولیه N، تعداد چرخش سم پیچ اولیه خواهد بود (NP)، برای emf  سیم پیچ ثانویهN تعداد چرخش سیم پیچ ثانویه (NS) خواهد بود.

همچنین توجه داشته باشید که از آنجا که ترانسفورماتور ها برای عملکرد صحیح به شار مغناطیسی متناوب نیاز دارند، از این رو نمی توان از ترانسفورماتور ها برای تبدیل یا تأمین ولتاژ یا جریان DC استفاده کرد، زیرا میدان مغناطیسی برای القای ولتاژ در سیم پیچ ثانویه باید تغییر کند. به عبارت دیگر ، ترانسفورماتور ها در ولتاژهای DC حالت پایدار کار نمی‌کنند، فقط ولتاژهای متناوب یا پالس کننده اعمال می‌شوند.

اگر سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور ها به منبع DC متصل شده باشد، راکتانس القایی سیم پیچ صفر خواهد بود زیرا DC هیچ فرکانس ندارد، بنابراین امپدانس موثر سیم پیچ بسیار کم و تنها برابر با مقاومت مس استفاده شده  خواهد بود. بنابراین سیم پیچ جریان بسیار بالایی را از منبع DC خواهد کشید و باعث گرم شدن بیش از حد آن و در نهایت سوختن آن می شود، زیرا همانطور که می دانیم I = V / R است.

مثال شماره 3 مبانی ترانسفورماتور

یک ترانسفورماتور تک فاز دارای 480 سیم پیچ اولیه و 90 سیم پیچ در سیم پیچ ثانویه است. بیشینه مقدار چگالی شار مغناطیسی 1/1 تسلا است بطوری که ولتاژ 220 ولت  و فرکانس 50 هرتز به سیم پیچ اولیه اعمال شده است.محاسبه کنید:

1_ماکزیمم شار در هسته

[latex] E_{rms}=(frac{Nomega }{sqrt{2}})times Phi _{max} [/latex]

[latex] Phi _{max}=(frac{E_{rms}}{Nomega })times sqrt{2}=(frac{2200}{480times 2Pi times 50})times sqrt{2} [/latex]

[latex] Phi _{max}=0.0206Wb [/latex]

2 – سطح مقطع هسته

[latex] Phi _{max}=beta times A [/latex]

[latex] A=(frac{Phi _{max}}{beta })=(frac{0.0206}{1.1})=0.0187m^{2} [/latex]

3- emf  القایی ثانویه

[latex] T.R=(frac{N_{p}}{N_{s}})=(frac{V_{p}}{V_{s}}) [/latex]

[latex] V_{s}=(frac{V_{p}times N_{s}}{N_{p}})=(frac{2200times 90}{480})=412.5V [/latex]

توان ترانسفورماتور

یکی دیگر از پارامترهای مبانی ترانسفورماتور، نرخ توان آن است. نرخ توان ترانسفورماتور با ضرب ساده جریان با ولتاژ برای بدست آوردن نرخ در ولت -آمپر  (VA) بدست می‌آید. ترانسفورماتور های تک فاز کوچک ممکن است فقط در ولت-آمپر‌ها رتبه بندی شوند، اما ترانسفورماتور های قدرتی بسیار بزرگتر در واحدهای کیلو ولت-آمپر (kVA) که در آن 1 کیلو ولت-آمپر برابر است با 1000 آمپر ولت ، و واحد های مگا ولت-آمپر (MVA) که در آن آمپر 1 مگا ولت برابر با 1 میلیون ولت آمپر است بیان می‌شوند.

در یک ترانسفورماتور ایده آل (نادیده گرفتن هرگونه تلفات)، توان موجود در سیم پیچ ثانویه برابر با همان توان در سیم پیچ اولیه خواهد بود، آنها قطعاتی با وات ثابت هستند و توان را تغییر نمی‌دهند و تنها نسبت ولتاژ به جریان تغیی می‌یابد. بنابراین، در یک ترانسفورماتور ایده آل ، ضریب توان برابر با یک (یکپارچگی)است، زیراکه ولتاژ  V ضرب شده در جریان I، ثابت خواهند ماند.

به همین دلیل است که انرژی الکتریکی در یک سطح ولتاژ / جریان در اولیه در همان فرکانس، با همان ولتاژ / جریان در سمت ثانویه به توان الکتریکی “تبدیل” شده است. اگرچه ترانسفورماتور می توانند ولتاژ را بالا (یا پایین) ببرد، اما نمی تواند توان را افزایش دهد. بنابراین، هنگامی که یک ترانسفورماتور یک ولتاژ را بالا می برد، جریان را کاهش می دهد و برعکس، به طوری که همیشه توان خروجی در مقدار برابر با توان ورودی است. سپس می توان گفت که توان اولیه برابر با ثانویه  (PP = PS) است.

توان (اولیه)=توان (ثانویه)

[latex] P_{prime}=P_{secound}=V_{p}I_{p}cosTheta _{p}=V_{s}I_{s}cosTheta _{s} [/latex]

بطوریکه: [latex] Theta _{p} [/latex] زاویه فاز اولیه و [latex] Theta _{s} [/latex] زاویه فاز ثانویه است.

توجه داشته باشید که از آنجایی که از افت توان متناسب با مربع جریان انتقال یافته است، یعنی: RI2 ، افزایش ولتاژ، بیایید بگوییم که با دو برابر شدن (2×) ولتاژ، جریان با همان مقدار کاهش می‌یابد (2 ÷) در حالتی که همان مقدار از توان را به بار انتقال می‌دهد و در  نتیجه تلفات را با ضریب 4 کاهش می‌دهد. اگر مقدار ولتاژ با ضریب 10 افزایش یابد‌، جریان با همان ضریب کاهش می یابد و باعث کاهش تلفات کلی با ضریب 100 می ‌شود.

مبانی ترانسفورماتور- بازده

یک ترانسفورماتور برای انتقال انرژی به هیچ قسمت متحرک نیازی ندارد. این بدان معناست که هیچ گونه اصطکاک و یا تلفات سیم پیچی در ارتباط با سایر ماشین های الکتریکی وجود ندارد. با این حال، ترانسفورماتور ها از انواع دیگر تلفات به نام های “تلفات مس” و “تلفات آهن” رنج می برند، اما به طور کلی این موارد بسیار ناچیز هستند.

تلفات مس، که همچنین با تلفات RI2 شناخته می‌شود، توان الکتریکی است که در اثر گردش جریان ها در اطراف سیم پیچ های مسی ترانسفورماتور، بصورت گرما از دست می رود، از این رو تلفات مس نام دارد. تلفات مس بیانگر بزرگترین افت در عملکرد ترانسفورماتور است. وات واقعی توان از دست رفته می‌تواند با مربع آمپرها و ضرب شدن در مقاومت در اهم سیم پیچ (RI2)  برای هر سیم پیچ تعیین کرد.

تلفات آهن ، که به عنوان هیسترزیس نیز شناخته می شود، عقب ماندن مولکول های مغناطیسی در هسته در پاسخ به شار مغناطیسی متناوب، است. این وضعیت عقب ماندن (یا خارج از فاز) ناشی از این حقیقت است که برای معکوس کردن مولکول های مغناطیسی نیاز به توان است؛ آنها تا زمانی که شار به اندازه کافی نیرو برای معکوس کردن آنها به دست نیاورده باشد، معکوس نمی‌شوند.

وارونگی آنها منجر به اصطکاک می شود و اصطکاک گرما را در هسته ایجاد می‌کند که این نوعی از افت توان است. هیسترزیس درون ترانسفورماتور می‌تواند با ساخت هسته از آلیاژهای فلزی ویژه کاهش یابد.

شدت اتلاف نیرو در ترانسفورماتور، راندمان آن را تعیین می‌کند. راندمان ترانسفورماتور در افت توان (وات) بین سیم پیچ های اولیه (ورودی) و ثانویه (خروجی) منعکس می‌شود. سپس  راندمان حاصل ترانسفورماتور برابر است با نسبت توان خروجی سیم پیچ ثانویه، PS به توان ورودی سیم پیچ اولیه، PP و به همین دلیل زیاد است.

ترانسفورماتور ایده آل بصورت100٪ ،کارآمد است زیرا تمام انرژی دریافت شده را انتقال می‌دهد. از طرف دیگر ترانسفورماتور های واقعی بصورت 100٪ ، کارآمد و در بار کامل نیستند، راندمان یک ترانسفورماتور بین 94٪ تا 96٪ است که بسیار خوب است. برای ترانسفورماتوری که با ولتاژ و فرکانس ثابت با ظرفیت بسیار بالا کار می‌کند، راندمان ممکن است به بزرگی 98٪ باشد. راندمان η ترانسفورماتور به شرح زیر است:

راندمان ترانسفورماتور

راندمان ترانسفورماتور، 100% × (توان خروجی/توان ورودی)  η=

100%× (توان ورودی/ توان ورودی- تلفات)=

100%× (توان ورودی/تلفات)-1=

بطوریکه: ورودی، خروجی و تلفات همه در واحدهای توان بیان شده اند.

به طور کلی زمانی که با ترانسفورماتور ها سرو کار داریم، وات اولیه “ولت-آمپر” VA گفته می شود تا آنها را از وات ثانویه متمایز کند. سپس رابطه راندمان در بالا بصورت زیر تغییر می‌یابد:

راندمان ترانسفورماتور، (VA اولیه(ورودی)/وات ثانویه(خروجی))  η=

گاهی اوقات به خاطر سپردن رابطه بین ورودی، خروجی و راندمان ترانسفورماتور با استفاده از تصاویر ساده تر است. در اینجا سه مقدار VA ، W و η در یک مثلث قرار داده شده است که توان را در وات در بالا با ولت آمپر و راندمان را در پایین قرار داده است. این چیدمان موقعیت واقعی هر مقدار در روابط راندمان را نشان می دهد.

مثلث راندمان ترانسفورماتور

مثلث راندمان ترانسفورماتور

و انتقال مقادیر مثلث فوق، ترکیبهایی از همان مقادیر را به ما می دهد:

سپس برای یافتن وات(خروجی)= × VAراندمان. یا برای یافتنVA (ورودی)= راندمان/W. یا برای یافتن راندمان بازده=W/VA و غیره را انجام می‌دهیم.

خلاصه مبانی ترانسفورماتور

سپس برای خلاصه کردن آموزش مبانی ترانسفورماتور: ترانسفورماتور با استفاده از یک میدان مغناطیسی، سطح ولتاژ (یا سطح جریان) را در سیم پیچ ورودی خود به مقدار دیگری در سیم پیچ خروجی خود تغییر می‌دهد. ترانسفورماتور از دو سیم پیچ جدا شده از نظر الکتریکی تشکیل شده است و بر اساس “القای متقابل” قانون فارادی عمل می‌کند، که در آن یک EMF در سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور ها توسط شار مغناطیسی ایجاد شده توسط شارش ولتاژها و جریانها در سیم پیچ اولیه ایجاد می شود.

هر دو سیم پیچ اولیه و ثانویه سیم پیچ در اطراف یک هسته مشترک آهنی نرم ساخته شده از ورقه های تکی برای کاهش جریان گردابی و تلفات توان، پیچانده می شوند. سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور به منبع تغذیه AC متصل شده است که باید ماهیت سینوسی داشته باشد، در حالی که سیم پیچ ثانویه توان الکتریکی را در بار تغذیه می‌کند. ترانسفورماتور می تواند به صورت معكوس با منبع تغذیه متصل به سیم پیچ ثانویه، به شرط آنكه نرخ ولتاژ و جریان مشاهده شود، بکار رود.

می توانیم ترانسفورماتور را به صورت دیاگرام بلوکی به صورت زیر نمایش دهیم:

نمایش پایه ترانسفورماتور

نمایش پایه ترانسفورماتور

نسبت سیم پیچ های اولیه و ثانویه ترانسفورماتور ها نسبت به یکدیگر، یک ترانسفورماتور ولتاژ افزاینده یا ترانسفورماتور ولتاژ کاهنده با نسبت بین تعداد چرخش های سیم پیچ اولیه به تعداد چرخش های ثانویه که نسبت “چرخش” “یا” نسبت ترانسفورماتور ” نامیده می‌شود، تولید می‌کند.

اگر این نسبت کمتر از یک باشد n <1 آنگاه NS از NP بزرگتر است و ترانسفورماتور به عنوان ترانسفورماتور افزاینده طبقه بندی می‌شود، و اگر این نسبت از یک بیشتر باشد، n> 1 ، یعنی NP از NS  بزرگتر است، ترانسفورماتور به عنوان ترانسفورماتور کاهنده طبقه بندی می‌شود. توجه داشته باشید که ترانسفورماتور تک مرحله ای کاهنده نیز می تواند به عنوان یک ترانسفورماتور افزاینده به سادگی با معکوس کردن اتصالات خود و با قراردادن سیم پیچ ولتاژ پایین آن به عنوان اولیه، و بالعکس مورد استفاده قرار گیرد تا زمانی که ترانسفورماتور در نرخ طراحی VA اصلی خود کار کند.

اگر نسبت چرخش برابر با یک باشد، یعنی n = 1 ، هر دو سیم پیچ اولیه و ثانویه دارای تعداد یکسان از سیم پیچ ها هستند، بنابراین ولتاژ ها و جریان ها برای سیم پیچ های اولیه و ثانویه یکسان خواهد بود.

این نوع ترانسفورماتور 1: 1 به عنوان ترانسفورماتور ایزولاسیون طبقه بندی می‌شود زیرا سیم پیچ های اولیه و ثانویه ترانسفورماتور تعداد یکسانی از ولت در هر چرخش دارند.  سپس راندمان ترانسفورماتور، نسبت توان انتقال یافته به بار به توانی که آن از منبع جدب می‌کند است. در ترانسفورماتور ایده آل هیچ تلفاتی نداریم درنتیجه تلفات توان هم نداریم و

POUT = PIN.

در آموزش بعدی برای کار با مبانی ترانسفورماتور، به ساخت فیزیکی یک ترانسفورماتور خواهیم پرداخت و انواع مختلف هسته های مغناطیسی و ورقه های مورد استفاده برای پشتیبانی از سیم پیچ های اولیه و فرعی را خواهیم دید.

Root Mean Square1 .1