Trafo on elektrimasin, mille seade on ette nähtud ühe vahelduvvoolu väärtuse teisendamiseks teiseks. Trafod töötavad vahelduvvoolul. Need masinad on saanud kõige laiema leviku, kuna elektrit tuleb edastada pikkade vahemaade tagant pingega, mis on palju kõrgem kui energiatööstuses või kodus kasutamiseks vajalik. Seega võimaldab trafo kasutamine vähendada elektri kadusid selle edastamisel ja tõsta protsessi kvaliteeti. Selle masina üks olulisemaid omadusi on trafo efektiivsus, see tähendab efektiivsus. Teine oluline omadus on teisendussuhe, mille määrab sisendpinge ja väljundpinge suhe.
Trafo on tavaliselt staatiline seade. Tavaline trafo (ja neid on mitut tüüpi) koosneb südamikust, mis on kokku pandud ferromagnetilistest plaatidest, samuti sekundaar- ja primaarmähistest, mis asuvad südamiku vastas. Nagu juba mainitud, on trafode põhitüüpe: astmeline (väljundpinge on suurem kui sisend) jaalandamine (väljundis on pinge väiksem kui sisendis). Seadme töö üheks oluliseks tingimuseks on üks pingesagedus.
Trafo efektiivsuse määramiseks kasutame järgmist tähistust:
- P1 – trafo tarbitav elektrienergia,
- P2 – väljundvõimsus,
- PL on võimsuskadu.
Sel juhul on energia jäävuse seadus järgmine: P1=P2+ PL. Neid tähistusi kasutades on lihtne tuletada trafo efektiivsuse valem. Tõhususe valem näeb välja selline: n=P2/ P1=(P1- PL)/ P1=1- PL/ P1. Nagu näete, saab seda esitada mitmes versioonis. Viimasest valemist on näha, et trafo kasutegur ei saa olla suurem kui 1 (st sajaprotsendist suuremat efektiivsust on võimatu saavutada). See on arusaadav.
Trafo efektiivsuse õige arvutamine on keerulisem probleem, kui esmapilgul võib tunduda. Vooluahelate ja trafo või teatud tüüpi trafode seeria üldise disaini kavandamisel ja väljatöötamisel puutuvad projekteerimisinsenerid sageli kokku teatud probleemidega. Näiteks trafo maksumuse vähendamiseks on vaja minimeerida materjalide tarbimist. Kuid teisest küljest tuleb seadme töökindlamaks muutmiseks suurendada nende materjalide tarbimist.
Just nendel vastuolulistel põhjustel muudetakse trafo kasutegur tavaliselt standardiks, normaliseerides sellega kaod. Koefitsiendi väärtuse määramiselTrafo kasutegur peab arvestama materjalikulu, elektri- ja ülekandeliinide maksumusega ehk arvestama paljude majanduslike teguritega. Trafo kasutegur võib sõltuv alt koormusest erineda ja seda tegurit tuleb ka selle seadme projekteerimisel arvesse võtta.
