Zasada działania transformatora strukturalnego opiera się na prawie indukcji elektromagnetycznej. Osiąga transformację napięcia, prądu i impedancji poprzez specyficzną kombinację żelaznego rdzenia i uzwojeń. Jego rdzeniem jest przekazywanie energii pomiędzy uzwojeniem pierwotnym i wtórnym za pomocą przemiennego strumienia magnetycznego.
1. Podstawowa zasada działania: elektromagnetyzm generuje elektromagnetyzm
Kiedy do uzwojenia pierwotnego transformatora przyłożone jest napięcie przemienne, w żelaznym rdzeniu generowany jest przemienny strumień magnetyczny. To zmieniające się pole magnetyczne przechodzi przez zamknięty żelazny rdzeń i łączy się z uzwojeniem wtórnym. Zgodnie z prawem indukcji elektromagnetycznej Faradaya w uzwojeniu wtórnym indukowana jest siła elektromotoryczna. Jeśli obciążenie jest podłączone do strony wtórnej, powstaje prąd realizujący transfer energii elektrycznej.
2. Transformacja impedancji i izolacja elektryczna
Oprócz funkcji transformacyjnej transformator strukturalny posiada również:
Transformacja impedancji: Dostosowując współczynnik zwojów, impedancja obciążenia jest „odbijana” z powrotem na stronę pierwotną, co zapewnia dopasowanie zasilania i obciążenia oraz poprawę wydajności transmisji. Na przykład transformatory są używane we wzmacniaczach lampowych do napędzania głośników o niskiej-impedancji.
Izolacja galwaniczna: Nie ma bezpośredniego połączenia elektrycznego pomiędzy uzwojeniem pierwotnym i wtórnym, a jedynie sprzężenie pola magnetycznego, które zwiększa bezpieczeństwo i jest często stosowane w sprzęcie medycznym i przemysłowych systemach sterowania.
