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顯示了初級和次級線圈; 電源連接到初級，隔離輸出取自次級。線圈在物理上彼此分離并且與核心分開。Michael Faraday在他的電磁學實驗中首次使用了早期的變壓器。法拉第發現，帶有電流的導線會在導線周圍產生磁場，當兩根單獨的導線纏繞在軟鐵環上時，一個電流會感應出一個磁場，而變化的磁通又會引起電壓。其他。現在稱為互感，法拉第被認為發現通過改變磁通量在電路中感應出電動勢。
因為法拉第正在使用直流電壓，所以當磁通量發生變化時，他只看到電池初連接或斷開電路時電磁感應的影響。當AC電源連接到初級時，變化的電流產生變化的磁場，磁通量在磁芯中實現，并且反過來引起次級電壓，在兩個線圈之間沒有電通路。由兩個線圈之間的磁通量變化提供的電感耦合允許跨變壓器的通信。由變壓器感應的磁場取決于繞組的匝數/單位長度，磁芯的介電常數和電流大小。 個商業上可行的變壓器是William Stanley在19世紀80年代為George Westinghouse工作而發明的。雖然任何由兩個獨立線圈和沒有接地屏蔽組成的變壓器提供隔離，但術語隔離變壓器適用于專為提供電氣隔離而設計的變壓器; 其主要目的是將交流電源與電路，設備和設備隔離開來。隔離變壓器的設計考慮了可能耦合初級和次級繞組的任何事物。它們通常在初級和次級線圈之間具有特殊的絕緣，并且被指定為承受繞組之間的高電壓。由于電源線/瞬態電壓噪聲可通過線圈的電容和電阻路徑耦合，因此隔離變壓器具有額外的功能，可降低共模噪聲（在以地為參考的**和中性線上），橫向模式噪聲（在**和中性線之間發生）和電磁噪聲。直流信號被變壓器阻擋，以及接地回路引起的干擾。對于敏感設備（計算機或測量儀器），包括靜電屏蔽以減少繞組之間的任何電容。
變壓器的優化設計是目前國內變壓器制造行業所面臨的重點問題。變壓器的優化設計可以從兩個方面進行；①控制降低變壓器制造的初始制造成本；②對變壓器的繞組、空載損耗、負載損耗等各項性能進行優化設計。空載損耗是變壓器的一個重要性能指標，是指變壓器一次繞組施加額定頻率額定電壓時，二次繞組空載所消耗的功率。主要包括三部分內容：一次繞組所產生的銅耗、變壓器鐵芯的勵磁損耗和渦流損耗。因為空載電流值比較小，一般情況下占額定電流值的5％左右，可以忽略不計，所以在理論情況下變壓器空載損耗數值等同于鐵芯損耗數值。
變壓器的優化設計首先要考慮電磁優化設計，指在滿足原有約束條件的基礎上， 尋找 設計變量使得制造變壓器所需的經濟指標小。電磁優化設計的兩個關鍵因素是磁通密度和電流密度，這兩個因素直接影響到變壓器的電磁力大小和材料消耗的多少； 當磁通密度較大時，則需要的匝數較少，也就是需要的銅消耗量較少，這也從根本上控制減少了變壓器制造的初始經濟成本。目前國內的變壓器空載損耗數值和負載損耗數值的確定一般是通過空載、短路試驗在離線狀態下測量得出的，這種方法浪費了大量的人力和財力，而且使供電中斷。對變壓器進行優化設計應實現對空載損耗和短路損耗數值實行在線測量，這樣既可滿足數值確定的要求，還能減少測量成本的投入。
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