Når elektrisk energi skal sendes over store afstande, bliver spørgsmålet, hvad er bedste:

• at anvende lille spændingsforskel og stor strømstyrke,
• eller at anvende stor spændingsforskel og lille strømstyrke.

Anvender man lille spændingsforskel og storstrømstyrke skal modstanden i ledningerne ud til forbrugerne være lille, men lille modstand kræver en tyk ledning, og det er dyrt. Anvender man omvendt stor spændingsforskel og lille strømstyrke, kan man nøjes med en billigere og dermed tyndere ledning (større modstand). Men denne løsning medbringer et energitab også er mindre.

En transformator er et apparat, der kan sætte en vekselspænding op eller ned.

En transformator består af to spole, med forskelligt vindingstal, og en jernkerne.

Lige så mange gange vindingstallet på sekundærspolen er større end vindingstallet på primærspolen, ligeså mange gange er sekundærspændingen (U_s) større end primærspændingen (U_p),

Med denne regel kan man fx. beregne sekundærspændingen (U_s) på en transformator, når man kender primærspændingen (U_p) og spolens vindingstal.

Selvom man ikke aftager strøm fra sekundærspole, går der en ganske lille strøm i primærspolen. Denne strøm kaldes transformatorens tomgangsstrøm.

Jo mere strøm der aftages transformatoren, jo mere strøm tilføres.

Transformatorligningen:

U_p ^. I_p = U_s ^. I_s

U = spændingsforskellen, målt i volt (V).

I = strømstyrken, målt i ampere (A).

P = U ^. I

Indsætter man enheder i effektligningen får man:

W = V ^. A

Effekt betyder energiforbrug pr. sekund.

1 W = 1 J/s eller 1 J = 1 W ^. s

I virkeligheden viser det sig, at den optagne effekt (P_p), altid er større end den afgivne effekt (P_p). Effekttabets størrelse afhænger bl.a. af, hvordan transformatoren er lavet. En af de mest iøjnefaldende ting er den måde, hvorpå jernkernen er konstrueret. Jernkerne er ikke af massivt jern, som man umiddelbart skulle tro, men består af mange tynde jernplader (transformatorblik), der er nittet sammen. Man siger at jernkernen er lamelleret. Desuden er der mellem jernplade et tyndt lag lak, så de indbyrdes elektrisk er isolerede fra hinanden. Effekttabet i en god transformator er 1-2% af den tilførte effekt, mens dem man anvender i fysiklokalet let kan komme op på 25%.

De fleste transformatorer anvendes til at sætte nettets spænding (220 V) op eller ned. Derfor er de altid indkapslede, og man ser dem sjældent. Elektrosvejsning foregår også ved hjælp af en transformator. Sekundærspolen på transformatoren kortsluttes med et søm. Efter kort tid vil sømmet brænde over, idet strømmen i sekundærkredsen er meget stor.

Når elevværkerne leverer effekt det ved en meget høj spænding, fx 150000 V. Derved opnås en forholdsvis lav strømstyrke i ledningerne, og det giver dels et mindre effekttab dels mulighed for at benytte tyndere og dermed billigere ledninger.

Ohms lov kombineret med effektformlen fortæller, at hvis en modstand af størrelsen R ohm gennemløbes af en strømstyrken på I ampere, afsættes effekten R ^. I² i modstanden.

Formlen er:

P = R ^. I ^. I = R ^. I²

Med denne formel kan man udregne effekttabet.

Men vil man kende den nyttige effekt (dvs. effekten hos forbrugeren), skal man trække effekttabet i ledningerne fra strømkildens effekt:

Nyttige effekt = U ^. I - R ^. I²

Fra el-værkets generatorer skal den elektriske energi ud til forbrugerne. Det kan ske gennem luftledninger på master eller kabler i jorden. Ved lave spændinger overføres el-energien normalt gennem kabler i jorden, mens det ved høje spændinger normalt sker igennem luftledninger. Jo højre spændingen er, jo mere af den elektriske energi når frem til forbrugerne, fordi varmetabet i ledningerne bliver mindre, jo højre man gør spændingen. Derfor kan transport af store mængder el-energi kun ske ved meget høj spænding, i Danmark er den højeste spænding i en ledning 400000 volt. Høje master bruges pga. af hensyn til sikkerheden.