Fiind o componentă esențială a sistemelor de alimentare, transformatoarele-immerse în ulei îndeplinesc funcții precum conversia tensiunii, conversia curentului și conversia impedanței. Principiul lor de funcționare se bazează pe legea inducției electromagnetice, realizând transmisia și conversia eficientă a energiei electrice printr-o serie de procese fizice.
Un transformator-imersat în ulei constă în principal dintr-un miez de fier, înfășurări și ulei izolator. Miezul de fier este de obicei realizat din foi de oțel laminate cu silicon cu permeabilitate magnetică ridicată. Funcția sa este de a oferi o cale de-reluctanță scăzută pentru câmpul magnetic alternativ, reducând histerezisul și pierderile de curent turbionar. Înfășurările sunt împărțite în înfășurări de înaltă-tensiune și de joasă-tensiune, fiecare înfășurată în jurul miezului de fier și făcută dintr-un fir bine-izolat. Uleiul izolator nu numai că oferă izolație, ci și disipează căldura generată în timpul funcționării transformatorului prin transferarea acesteia pe pereții rezervorului de ulei prin convecție.
Atunci când curentul alternativ curge în înfășurarea primară a transformatorului (partea de -tensiune înaltă sau de -tensiune joasă), curentul alternativ din fir generează un câmp magnetic alternativ în miezul de fier. Conform legii lui Faraday a inducției electromagnetice, acest câmp magnetic în schimbare induce o forță electromotoare în înfășurarea secundară adiacentă. Mai exact, dacă numărul de spire în înfășurarea primară este N₁, numărul de spire în înfășurarea secundară este N₂, tensiunea primară este U₁ și tensiunea secundară este U₂, atunci relația de transformare a tensiunii a transformatorului satisface ecuația U₁/U₂=N₁/N₁. Când N₁ > N₂, transformatorul este un transformator cobor-; în caz contrar, este un transformator-în sus. Curentul este invers proporțional cu numărul de spire, adică I₁/I₂=N₂/N₁, asigurând un echilibru apropiat între puterea de intrare și cea de ieșire (ignorând pierderile).
Uleiul izolator joacă mai multe roluri în funcționarea transformatorului. În primul rând, umple golurile dintre înfășurări și miez, sporind izolarea electrică. În al doilea rând, datorită capacității sale mari de căldură, uleiul transferă căldura generată de miez și înfășurări către radiatorul prin convecție naturală sau circulație forțată, menținând temperatura echipamentului într-un interval de siguranță. Mai mult, structura imersată în ulei-izolează eficient aerul, încetinind îmbătrânirea materialului izolator.
Transformatoarele imersate în ulei-realizează o conversie flexibilă a tensiunii prin inducție electromagnetică. Eficiența și fiabilitatea lor depind de designul circuitului magnetic al miezului, de raportul de spire al înfășurării și de proprietățile de disipare a căldurii și de izolare ale uleiului izolator. Acest principiu face din transformatoare o componentă de bază indispensabilă a rețelelor moderne de energie, susținând transmiterea stabilă a energiei electrice de la generarea de energie la consum.