變壓器是一種利用電磁感應(yīng)原理工作的電氣設(shè)備，它的主要功能是轉(zhuǎn)換不同的電壓值。變壓器的工作原理基于法拉第的電磁感應(yīng)定律，可以用幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)來概述：
1. 電磁感應(yīng)定律：當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動或磁場通過導(dǎo)體時(shí)，會產(chǎn)生電動勢（即電壓），這就是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。同樣，當(dāng)通過導(dǎo)線的電流改變時(shí)，它會在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場，這個(gè)變化的磁場又可在附近的導(dǎo)體中產(chǎn)生電動勢。
2. 主要部件：變壓器主要由一個(gè)鐵芯（或鐵磁體材質(zhì)）和至少兩組線圈即初級線圈和次級線圈構(gòu)成。鐵芯用于提高磁場的強(qiáng)度并提供一個(gè)低阻抗的路徑，使得磁通更好地從一個(gè)線圈傳遞到另一個(gè)線圈。
3. 原理：當(dāng)交流電流通過初級線圈時(shí)，會產(chǎn)生一個(gè)隨時(shí)間變化的磁場。因?yàn)殍F芯的存在，這個(gè)變化的磁場會集中并通過鐵芯有效地傳遞到次級線圈。當(dāng)這個(gè)變化的磁場經(jīng)過次級線圈時(shí)，依照法拉第定律，在次級線圈中也會產(chǎn)生變化的電動勢，這導(dǎo)致在次級線圈中產(chǎn)生交流電流（如果有負(fù)載的話）。
4. 變壓比：變壓器的電壓轉(zhuǎn)換能力（稱為變壓比）取決于初級線圈和次級線圈中的匝數(shù)比。例如，如果次級線圈的匝數(shù)是初級線圈匝數(shù)的兩倍，那么初級電壓就會“提高"到兩倍的電壓（不考慮效率損耗）。公式上可以表示為：
\[ \frac{V_p}{V_s} = \frac{N_p}{N_s} \]
其中 \( V_p \) 和 \( V_s \) 分別代表初級和次級線圈的電壓，\( N_p \) 和 \( N_s \) 分別代表初級和次級線圈的匝數(shù)。
5. 能量守恒：理想情況下，變壓器在變壓過程中不會增加或減少能量。輸入功率（初級）應(yīng)等于輸出功率（次級），除去一些不可避免的損耗，如鐵損和銅損。
變壓器廣泛應(yīng)用于電力傳輸、電源適配器、音頻設(shè)備，以及高頻電路如開關(guān)電源和電子變壓器等。它們是電氣工程不可或缺的一部分。在不同的應(yīng)用中，變壓器的設(shè)計(jì)和材料選擇會有所不同，以滿足相應(yīng)的性能需求。