Transformator, indukcja wzajemna i samoindukcja

Gdy prąd w cewce się zmienia, zmienia się też jej pole magnetyczne. Powstające napięcie przeciwdziała tej zmianie — to samoindukcja. Dla cewki o stałej indukcyjności:

$$\mathcal E_L=-L\frac{\Delta I}{\Delta t}$$

$\mathcal E_L$ to średnia SEM samoindukcji, $L$ — indukcyjność cewki w henrach, a $\Delta I/\Delta t$ — zmiana prądu w czasie. Zmiana prądu w jednej cewce może też wywołać napięcie w drugiej; to indukcja wzajemna.

Transformator wykorzystuje indukcję wzajemną: prąd przemienny w uzwojeniu pierwotnym wytwarza zmienne pole, które indukuje napięcie w uzwojeniu wtórnym. Dla transformatora idealnego:

$$\frac{U_2}{U_1}=\frac{N_2}{N_1}$$

$U_1,U_2$ to napięcia, a $N_1,N_2$ — liczby zwojów uzwojeń pierwotnego i wtórnego. Więcej zwojów po stronie wtórnej oznacza większe napięcie. Transformator nie zmienia napięcia stałego po ustaleniu prądu, bo wtedy strumień przestaje się zmieniać.

Nie przewiduj SEM samoindukcji przy niezmiennym prądzie. Liczy się szybkość zmiany prądu, a znak wynika z reguły Lenza.