变压器是电力系统中非常重要的设备，它基于电磁感应原理工作。变压器能够改变交流电的电压等级，从而在不同的用电场景下实现电力的有效传输和分配。要理解变压器的工作原理，需要了解几个关键概念和相关公式。

1. 基本原理

变压器主要由两个或多个通过铁芯相互耦合的线圈（绕组）组成。一个线圈称为初级绕组（原边），另一个线圈称为次级绕组（副边）。当交流电流流过初级绕组时，会在铁芯中产生变化的磁场。这个变化的磁场会穿过次级绕组，根据法拉第电磁感应定律，在次级绕组中就会产生电动势，从而输出电压。

2. 变压比公式

变压器的变压比与绕组的匝数成正比。具体来说，变压器的变压比（变比）可以用以下公式表示：

\[ \frac{V_1}{V_2} = \frac{N_1}{N_2} \]

其中：

- \( V_1 \) 是初级绕组的电压，

- \( V_2 \) 是次级绕组的电压，

- \( N_1 \) 是初级绕组的匝数，

- \( N_2 \) 是次级绕组的匝数。

这个公式表明，如果次级绕组的匝数多于初级绕组，则输出电压高于输入电压；反之则输出电压低于输入电压。

3. 功率守恒

在理想情况下，变压器不会消耗能量，即输入功率等于输出功率。因此有：

\[ P_{\text{in}} = P_{\text{out}} \]

或者更具体地：

\[ V_1I_1 = V_2I_2 \]

这里，\( I_1 \) 和 \( I_2 \) 分别代表初级绕组和次级绕组中的电流。这表明，虽然电压可以被升高或降低，但为了保持功率平衡，电流必须相应地减小或增大。

以上就是变压器的基本工作原理及其相关的公式。理解这些基本概念对于设计和维护电力系统至关重要。