Un autotransformator are o singură înfășurare cu două borne de capăt și una sau mai multe borne în punctele intermediare. Este un transformator în care bobinele primare și secundare au o parte din spirele lor în comun. Porțiunea de înfășurare împărțită între primar și secundar poate fi, și este adesea, denumită „secțiune comună”. Porțiunea de înfășurare care nu este împărțită atât de primar cât și de secundar poate fi, și este adesea, denumită „secțiunea serie”. Tensiunea primară este aplicată pe două dintre terminale. Tensiunea secundară este preluată de la două borne, dintre care o bornă este de obicei comună cu o bornă de tensiune primară.
Din moment ce tensiunea pe spire este aceeași în ambele înfășurări, fiecare dezvoltă o tensiune proporțională cu numărul său de spire. Într-un autotransformator, o parte din curentul de ieșire circulă direct de la intrare la ieșire (prin secțiunea serie) și numai o parte este transferată prin inducție (prin secțiunea comună), ceea ce permite utilizarea unui miez mai mic, mai ușor și mai ieftin, precum și necesitatea unei singure înfășurări. Cu toate acestea, raportul de tensiune și curent al autotransformatoarelor poate fi formulat la fel ca în cazul altor transformatoare cu două înfășurări:
V 1 V 2 = N 1 N 2 = a {\displaystyle {\frac {V_{1}}{V_{2}}}={\frac {N_{1}}}{N_{2}}}=a}
(0<V2<V1)
Amperi-învârtiri furnizate de secțiunea serie a înfășurării:
F S = ( N 1 – N 2 ) I 1 = ( 1 – 1 a ) N 1 I 1 {\displaystyle F_{S}=(N_{1}-N_{2})I_{1}=\left(1-{\frac {1}{a}{a}}\right)N_{1}I_{1}}}
Amperi-învârtiri furnizate de secțiunea comună a înfășurării:
F C = N 2 ( I 2 – I 1 ) = N 1 a ( I 2 – I 1 ) {\displaystyle F_{C}=N_{2}(I_{2}-I_{1})={\frac {N_{1}}}{a}}(I_{2}-I_{1})}
Pentru echilibrul ampermetru-întors, FS = FC:
( 1 – 1 a ) N 1 I 1 = N 1 a ( I 2 – I 1 ) {\displaystyle \left(1-{\frac {1}{a}}}\right)N_{1}I_{1}={\frac {N_{1}}}{a}}(I_{2}-I_{1})}
De aceea:
I 1 I 2 = 1 a {\displaystyle {\frac {\frac {I_{1}}{I_{2}}}={\frac {1}{a}}}{\frac {1}{a}}
Un capăt al înfășurării este de obicei conectat în comun atât la sursa de tensiune, cât și la sarcina electrică. Celălalt capăt al sursei și al sarcinii sunt conectate la prize de-a lungul înfășurării. Diferite prize de pe înfășurare corespund unor tensiuni diferite, măsurate de la capătul comun. Într-un transformator coborâtor de tensiune, sursa este de obicei conectată de-a lungul întregii înfășurări, în timp ce sarcina este conectată printr-o priză pe doar o porțiune a înfășurării. Într-un transformator ridicător, dimpotrivă, sarcina este conectată de-a lungul întregii înfășurări, în timp ce sursa este conectată la o priză de-a lungul unei porțiuni din înfășurare. Pentru un transformator ridicător, indiciile din ecuațiile de mai sus sunt inversate unde, în această situație, N2 și V2 sunt mai mari decât N1 și V1, respectiv.
Ca și într-un transformator cu două înfășurări, raportul dintre tensiunile secundare și cele primare este egal cu raportul dintre numărul de spire ale înfășurării la care se conectează. De exemplu, dacă se conectează sarcina între mijlocul înfășurării și capătul terminalului comun al înfășurării autotransformatorului, rezultă că tensiunea de sarcină de ieșire va fi de 50% din tensiunea primară. În funcție de aplicație, acea porțiune a înfășurării folosită numai în porțiunea de tensiune mai mare (curent mai mic) poate fi înfășurată cu sârmă de un calibru mai mic, deși întreaga înfășurare este conectată direct.
Dacă una dintre prizele centrale este folosită pentru masă, atunci autotransformatorul poate fi folosit ca un balun pentru a converti o linie echilibrată (conectată la cele două prize terminale) într-o linie dezechilibrată (partea cu masa).
.