Generalità

Un trasformatore monofase consiste essenzialmente di due induttori, detti avvolgimenti primario e secondario, che sono dotati di elevato accoppiamento mutuo, generalmente assicurato da un circuito magnetico ad elevata permeabilità, detto nucleo ferromagnetico. 
In particolare questo è sempre presente nei trasformatori di potenza; esistono tuttavia anche trasformatori con circuito magnetico in aria, nei quali l'accoppiamento tra gli avvolgimenti è assicurato dalla loro disposizione geometrica, essi vengono prevalentemente impiegati in dispositivo elettronici di segnale.

Nucleo ferromagnetico

I nuclei ferromagnetici sono lamellati per evitare la circolazione di elevate correnti parassite. 
Si usano lamierini a bassa cifra di perdita, di spessore generalmente compreso tra 0,3 mm e 0,5 mm, che vengono tagliati e impaccati per ottenere le sezioni utili desiderate nei diversi tratti. Le forme più usate sono:

I tratti di nucleo ferromagnetico, formanti gli avvolgimenti sono detti colonne; i tratti di raccordo sono detti gioghi.
Per ragioni costruttive il nucleo presenta quasi sempre un certo numero di giunti che, costituendo dei traferri, sono di minimo spessore per minimizzare la riluttanza del circuito magnetico. Pertanto tali traferri possono essere non solo di tipo affacciato (Figura 3-a) ma anche di tipo intercalato (Figura 3-b o Figura 3-c). 
Il primo tipo risulta costruttivamente più semplice degli altri, ma questi presentano traferri di minore spessore equivalente e quindi danno luogo a valori inferiori di riluttanza.

Fig. 3

Le colonne hanno sezione rettangolare, quadrata o a gradini, in numero più o meno elevato (Figura 4). 
Quest'ultima soluzione, più costosa, consente una migliore utilizzazione dello spazio disponibile entro gli avvolgimenti e un migliore ancoraggio di questi, per sopportarne le forze elettrodinamiche. La sezione dei gioghi è generalmente rettangolare oppure uguale a quella delle colonne. 1 lamierini sono tra loro fortemente pressati mediante pressapacchi o bulloni passanti, opportunamente isolati per non causare contatti elettrici tra i diversi lamierini.

Fig. 4

Avvolgimenti

Gli avvolgimenti sono di rame o alluminio, a ragione della loro elevata conducibilità; essi sono realizzati in bobine formate da più spire; le bobine primarie e secondarie sono montate coassialmente tra loro su una o più colonne. Le disposizioni più comuni delle bobine sono:

	disposizione concentrica, nella quale le bobine costituenti l'avvolgimento primario e secondario hanno diametri diversi (Figura 5). Questa disposizione è preferita nei trasformatori per tensioni elevate, dato che permette un migliore isolamento dell'avvolgimento di alta tensione (a.t.), che viene posto esternamente a quello di bassa tensione (b. t.), interponendo tra i due e verso il nucleo tubi in materiale isolante a elevata rigidità dielettrica.	Fig. 5
	disposizione alternata, nella quale le bobine costituenti il primario e quelle costituenti il secondario hanno uguale diametro e sono montate intercalate l'una all'altra (Figura 6).  Questa disposizione, preferita per tensioni non molto elevate, consente una costruzione modulare delle bobine che costituiscono gli avvolgimenti.	Fig.6

Le bobine sono isolate tra loro e rispetto ad ogni altra parte del trasformatore, in ragione delle tensioni che vi si possono presentare in condizioni di normale funzionamento ed anche in condizione di guasto.

Raffreddamento

Il trasformatore dissipa potenza sia nel nucleo ferromagnetico, a causa dell'isteresi e delle correnti parassite, che negli avvolgimenti, per effetto Joule.
Per evitare che il conseguente sovrariscaldamento porti al danneggiamento degli isolamenti, il calore prodotto deve essere smaltito; a tale fine tra gli avvolgimenti (e per grossi trasformatori anche entro il nucleo) sono presenti opportuni canali per il passaggio di fluidi refrigeranti.

Per i trasformatori di piccola potenza il fluido refrigerante è in genere aria in ventilazione naturale o forzata (trasformatori in aria).
I trasformatori di grande potenza vengono immersi in olio minerale (trasformatori in olio), che presenta al tempo stesso ottime proprietà termiche e dielettriche; si favorisce così anche l'isolamento elettrico. A tal fine il trasformatore viene collocato entro un cassone pieno d'olio, attraverso le cui pareti viene smaltito il calore asportato. 
Il cassone può essere:

• a pareti lisce, per potenze nominali modeste;
• a pareti alettate o dotate di tubi di raffreddamento, per potenze comprese tra 10 kVA e 100 kVA;
• con radiatori esterni raffreddati a convezione naturale, per potenze comprese tra 50 kVA e 500 kVA;
• con scambiatori di calore esterni raffreddati a convezione forzata, ad aria o ad acqua per potenze superiori a 500 kVA.

Sono sempre più diffusi, specialmente in installazioni per interni, trasformatori incapsulati con isolamento solido in resina, che non richiedono olio minerale e pertanto non comportano rischi d'incendio. Di norma si impiegano resine epossidiche, caricate con quarzo, a ragione delle loro proprietà dielettriche, termiche e meccaniche. 
I trasformatori di questo tipo presentano anche il vantaggio di richiedere poca manutenzione.

Dati di targa

I principali parametri che caratterizzano il funzionamento di un trasformatore vengono chiamati dati di targa perché sono riportati in una "targa" applicata al trasformatore stesso.
Essa tipicamente comprende:

costruttore, numero di matricola e anno di fabbricazione; marchi di conformità normativa (quali il marchio europeo CEE), i principali valori nominali (Pn, Uln, U2n, fn, ucc%, cosjcc ) tipo di raffreddamento (indicato con sigle quali ONAN = Olio Naturale Aria Naturale), tipo di servizio, peso.