變壓器是一種靜止電器，它通過線圈間的電磁感應，將一種電壓等級的交流電能轉換成同頻率的另一種電壓等級的交流電能。確切地說，它具有變壓、變流、變換阻抗和隔離電路的作用。變壓器（Transformer）是利用電磁感應的原理來改變交流電壓的裝置，主要構件是初級線圈、次級線圈和鐵芯（磁芯）。主要功能有：電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離、穩壓（磁飽和變壓器）等。按用途可以分為：電力變壓器和特殊變壓器（電爐變、整流變、工頻試驗變壓器、調壓器、礦用變、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、沖擊變壓器、儀用變壓器、電子變壓器、電抗器、互感器等）。
變壓器的發展歷史：
法拉第在1831年8月29日發明了一個“電感環”，稱為“法拉第感應線圈”，實際上是世界上第一只變壓器雛形。但法拉第只是用它來示范電磁感應原理，并沒有考慮過它可以有實際的用途。
1881年，路森·戈拉爾（Lucien Gaulard）和約翰·狄克遜·吉布斯（John Dixon Gibbs）在倫敦展示一種稱為“二次手發電機”的設備，然后把這項技術賣給了美國西屋公司， 這可能是第一個實用的電力變壓器，但并不是最早的變壓器。1884年，路森·戈拉爾和約翰·狄克遜·吉布斯在采用電力照明的意大利都靈市展示了他們的設備。早期變壓器采用直線型鐵心，后來被更有效的環形鐵心取代。
西屋公司的工程師威廉·史坦雷從喬治·威斯汀豪斯、路森·戈拉爾與約翰·狄克遜·吉布斯買來變壓器專利以后，在1885年制造了第一臺實用的變壓器。后來變壓器的鐵心由E型的鐵片疊合而成，并于1886年開始商業運用。變壓器變壓原理首先由法拉第發現，但是直到十九世紀80年代才開始實際應用。在發電場應該輸出直流電和交流電的競爭中，交流電能夠使用變壓器是其優勢之一。變壓器可以將電能轉換成高電壓低電流形式，然后再轉換回去，因此大大減小了電能在輸送過程中的損失，使得電能的經濟輸送距離達到更遠。如此一來，發電廠就可以建在遠離用電的地方。世界大多數電力經過一系列的變壓最終才到達用戶那里的。
變壓器的基本結構：
變壓器的基本結構分為四個部分：
①鐵心—變壓器的磁路；
?、诶@組—變壓器的電路；
?、劢^緣結構；
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（1）鐵心
鐵心由鐵心柱和鐵軛兩部分組成。變壓器的主磁路，為了提高導磁性能和減少鐵損，用厚為0.35-0.5mm、表面涂有絕緣漆的熱軋或冷軋硅鋼片疊成。
變壓器的鐵心中，每片硅鋼片為拼接片。在疊片時，采用疊接式，即將上下兩層疊片的接縫錯開，可縮小接縫間隙，以減小勵磁電流。如下圖所示。
當采用冷軋硅鋼片時，應用斜切鋼片的疊裝方法，可提高導磁系數，降低損耗。
疊裝好的鐵心其鐵軛用槽鋼（或焊接夾件）及螺桿固定。鐵心柱則用環氧無緯玻璃絲粘帶綁扎。
鐵心柱的截面在小型變壓器中采用方形。在容量較大的變壓器中，采用階梯形截面。
鐵軛的截面有矩形及階梯形的，其截面一般比鐵心柱截面大（5~10）%，以減小空載電流和空載損耗。
?。?）繞組
繞組是變壓器的電路，一般用絕緣銅線或鋁線（扁線或圓線）繞制而成。
下圖所示有兩組：一個繞組與電源相連，稱為一次繞組（或原繞組），這一側稱為一次側（或原邊）；另一個繞組與負載相連，稱為二次繞組（或副繞組），這一側稱為二次側（或副邊）。
對于三相變壓器，根據兩組繞組的相對位置，繞組可分為同心式和交疊式兩種，如以下兩圖所示。
同心式繞組
交迭式繞組
根據繞組和鐵心的相對位置，變壓器有殼式結構和心式結構兩種，如以下兩圖所示。
（3）其它結構部件
如下圖所示，油浸式電力變壓器的結構中還包括油箱、絕緣套管、儲油柜、安全氣道等。
變壓器的分類：
1、按相數分：
?。?）單相變壓器：用于單相負荷和三相變壓器組。
?。?）三相變壓器：用于三相系統的升、降電壓。
2、按冷卻方式分：
（1）干式變壓器：依靠空氣對流進行自然冷卻或增加風機冷卻，多用于高層建筑、高速收費站點用電及局部照明、電子線路等小容量變壓器。
?。?）油浸式變壓器：依靠油作冷卻介質、如油浸自冷、油浸風冷、油浸水冷、強迫油循環等。
3、按用途分：
（1）電力變壓器：用于輸配電系統的升、降電壓。
?。?）儀用變壓器：如電壓互感器、電流互感器、用于測量儀表和繼電保護裝置。
?。?）特種變壓器：如電爐變壓器、整流變壓器、調整變壓器、電容式變壓器、移相變壓器等。
4、按繞組形式分：
?。?）雙繞組變壓器：用于連接電力系統中的兩個電壓等級。
（2）三繞組變壓器：一般用于電力系統區域變電站中，連接三個電壓等級。
?。?）自耦變電器：用于連接不同電壓的電力系統。也可做為普通的升壓或降后變壓器用。
5、按鐵芯形式分：
?。?）芯式變壓器：用于高壓的電力變壓器。
?。?）非晶合金變壓器：非晶合金鐵芯變壓器是用新型導磁材料，空載電流下降約80%，是節能效果較理想的配電變壓器，特別適用于農村電網和發展中地區等負載率較低地方。
?。?）殼式變壓器：用于大電流的特殊變壓器，如電爐變壓器、電焊變壓器；或用于電子儀器及電視、收音機等的電源變壓器。
變壓器的工作原理：
變壓器的主要部件是一個鐵心和套在鐵心上的兩個繞組。兩繞組只有磁耦合沒電聯系。在一次繞組中加上交變電壓，產生交鏈一、二次繞組的交變磁通，在兩繞組中分別感應電動勢e1、e2。根據電磁感應定律可寫出電動勢的瞬時方程式：
鐵心的作用是加強兩個線圈間的磁耦合。為了減少鐵內渦流和磁滯損耗，鐵心由涂漆的硅鋼片疊壓而成;兩個線圈之間沒有電的聯系，線圈由絕緣銅線（或鋁線）繞成。一個線圈接交流電源稱為初級線圈（或原線圈），另一個線圈接用電器稱為次級線圈（或副線圈）。實際的變壓器是很復雜的，不可避免地存在銅損（線圈電阻發熱）、鐵損（鐵心發熱）和漏磁（經空氣閉合的磁感應線）等，為了簡化討論這里只介紹理想變壓器。理想變壓器成立的條件是：忽略漏磁通，忽略原、副線圈的電阻，忽略鐵心的損耗，忽略空載電流（副線圈開路原線圈線圈中的電流）。例如電力變壓器在滿載運行時（副線圈輸出額定功率）即接近理想變壓器情況。
變壓器是利用電磁感應原理制成的靜止用電器。當變壓器的原線圈接在交流電源上時，鐵心中便產生交變磁通，交變磁通用φ表示。原、副線圈中的φ是相同的，φ也是簡諧函數，表為φ=φmsinωt。由法拉第電磁感應定律可知，原、副線圈中的感應電動勢為e1=-N1dφ/dt、e2=-N2dφ/dt。式中N1、N2為原、副線圈的匝數。由圖可知U1=-e1，U2=e2（原線圈物理量用下角標1表示，副線圈物理量用下角標2表示），其復有效值為U1=-E1=jN1ωΦ、U2=E2=-jN2ωΦ，令k=N1/N2，稱變壓器的變比。由上式可得U1/ U2=-N1/N2=-k，即變壓器原、副線圈電壓有效值之比，等于其匝數比而且原、副線圈電壓的位相差為π。
進而得出：U1/U2=N1/N2
在空載電流可以忽略的情況下，有
I1/ I2=-N2/N1
即原、副線圈電流有效值大小與其匝數成反比，且相位差π。
進而可得I1/ I2=N2/N1理想變壓器原、副線圈的功率相等P1=P2。
說明理想變壓器本身無功率損耗。實際變壓器總存在損耗，其效率為η=P2/P1。電力變壓器的效率很高，可達90%以上。