На явлении взаимной индукции основано действие трансформаторов, которые применяются для повышения или понижения напряжения переменного электрического тока.
Трансформатор (Рис. 2) состоит из двух или нескольких соленоидальных обмоток, расположенных близко друг от друга и, чаще всего, закрепленных на общем ферромагнитном сердечнике. Концы первичной обмотки присоединены к источнику переменного тока, а концы вторичной обмотки включены в цепь потребителя электрической энергии.
Переменное магнитное поле тока 
, протекающего в первичной обмотке трансформатора, вызывает появление ЭДС взаимной индукции во вторичной обмотке. Магнитное поле первичной обмотки практически полностью локализовано в ферромагнитном сердечнике, играющем роль магнитной цепи. Поэтому применение в трансформаторе такого замкнутого сердечника, общего для обеих обмоток, позволяет резко увеличить магнитный поток взаимной индукции и взаимную индуктивность.
Определим статическую и динамическую взаимные индуктивности обмоток трансформатора.
Рис. 4
Пусть 
- магнитный поток в сердечнике. Тогда магнитный поток через 
витков вторичной обмотки равен
Следовательно, из формул (2) и (4) получим
. (5)
Статическая и динамическая индуктивности первичной обмотки трансформатора в режиме «холостого хода», соответствующего разомкнутому состоянию вторичной цепи 
,равны
. (6)
ЭДС самоиндукции в первичной обмотке можно выразить формулой
Найдем отношение абсолютных значений напряжений 
и 
на концах вторичной и первичной обмоток при холостом ходе, называемое коэффициентом трансформации.
При разомкнутой вторичной обмотке (холостой ход) 
. В этом случае напряжение на ее концах численно равно ЭДС взаимной индукции 
:
(7)
На концах первичной обмотки напряжение , как можно показать с помощью закона Ома, равно
(8)
где 
- ЭДС источника тока, 
- внутреннее сопротивление источника тока, подключенного к первичной обмотке трансформатора.
Сила тока в первичной обмотке согласно закону Ома для замкнутой цепи, определяется формулой
где 
- ЭДС самоиндукции в первичной обмотке, 
- сопротивление первичной обмотки.
Выражая и подставляя в (8), получаем
Как правило, для трансформаторов первый член в правой части пренебрежимо мал по сравнению со вторым. Поэтому приближенно можно считать, что
(9)
Зная и используя формулы (5),(6),(7),(9), найдем коэффициент трансформации:
. (10)
Схемы измерений
Рис . 3 Рис . 4
Задание к работе
1. Измерьте индуктивность системы двух намотанных друг на друга соленоидов при совпадающем (Рис. 3) и встречном (Рис. 4) направлении токов пользуясь любым из двух методов, описанных в лабораторной работе № 15.. Объясните полученные результаты.
2. . Подключите звуковой генератор к соленоиду 
, который будет играть роль первичной обмотки трансформатора, и подайте на него переменное напряжение некоторой частоты. При этом соленоид 
, намотанный на общий каркас с соленоидом , будет являться вторичной обмоткой.
3. . Измерьте с помощью осциллографа амплитудные значения напряжения на концах первичной и разомкнутой (режим холостого хода) вторичной обмоток. Вычислите коэффициент трансформации по формуле (10) как отношение измеренных напряжений. Проверьте, близко ли полученное значение коэффициента трансформации отношению количества витков в обмотках.
4. Проведите измерения коэффициента трансформации для трансформатора с ферромагнитным сердечником.
Контрольные вопросы
1. Как определить индуктивность системы двух близко расположенных соленоидов?
2. Почему индуктивность системы зависит от относительного направления токов в соленоидах?
3. Объясните, когда приходится пользоваться понятием динамической индуктивности?