Transformátor je elektrické zařízení používané ke změně napětí střídavého proudu, což umožňuje efektivní přenos elektrické energie na dlouhé vzdálenosti. Základním principem jeho fungování je elektromagnetická indukce, kterou popsal Michael Faraday v 19. století. Transformátor se skládá ze dvou nebo více cívek, nazývaných vinutí, které jsou navinuty kolem společného jádra z feromagnetického materiálu. Primární vinutí je připojeno ke zdroji střídavého proudu, což vytváří střídavé magnetické pole v jádře. Toto pole indukuje napětí v sekundárním vinutí, které je připojeno k zátěži. Poměr počtu závitů v primárním a sekundárním vinutí určuje transformaci napětí; pokud má sekundární vinutí více závitů než primární, transformátor zvyšuje napětí (je to tzv. transformátor zvyšující), a naopak, pokud má sekundární vinutí méně závitů, napětí se snižuje (transformátor snižující).
Transformátory jsou klíčové pro moderní elektrické sítě, protože umožňují přenos elektrické energie při vysokém napětí a nízkém proudu, což snižuje ztráty způsobené odporem v vedení. V elektrické přenosové soustavě se používají velké výkonové transformátory k přenosu elektřiny z elektráren na dlouhé vzdálenosti, a menší distribuční transformátory k přizpůsobení napětí pro domácnosti a podniky. Například elektřina se často vyrábí při napětí kolem 20 kV, ale pro dálkový přenos se zvýší na 110 kV nebo více, a nakonec se sníží na 230 V pro koncové uživatele. Kromě vysokonapěťových aplikací najdeme transformátory i v běžných spotřebičích, kde zajišťují bezpečné napájení různých komponentů.
Technologický pokrok a výzkum vedly k vývoji různých typů transformátorů, včetně toroidních, které mají kruhové jádro a nabízí výhody jako nižší elektromagnetické rušení a vyšší efektivitu. Dalším moderním trendem je použití materiálů s nižšími ztrátami, jako jsou amorfní kovy, které přispívají ke snížení ztrát při magnetizaci jádra. Navíc se zkoumají nové metody chlazení, aby se zvýšila kapacita a spolehlivost transformátorů. V kontextu obnovitelné energie a decentralizovaných energetických systémů hrají transformátory rovněž významnou roli při integraci různých zdrojů energie do sítě, což podporuje přechod na udržitelnější energetické systémy. Celkově transformátory zůstávají nepostradatelnou součástí elektrické infrastruktury díky své schopnosti efektivně řídit a distribuovat elektrickou energii.
PhDr. Pavel Bartoš, LL.M., DBA (Evropská akademie vzdělávání / European Academy of education)