Schématiquement, un transformateur se compose de deux enroulements conducteurs dont une partie des flux magnétiques engendrés sont communs :
Dans le cas qui nous intéresse, un noyau en matériaux
à forte perméabilité magnétique sert de support commun à ces
enroulements et assure la canalisation du flux magnétique.
La loi de faraday permet d'écrire les tensions aux bornes du premier
et du deuxième enroulement en fonction des flux 
et 
traversant respectivement ces derniers :
Dans les formules précédentes, 
et 
désignent les
résistances respectives des enroulements 1 et 2. Dans les
applications, l'enroulement servant d'entrée sera appelé primaire
du transformateur, celui de sortie étant le secondaire (cette
dénomination étant liée à l'application: un transformateur
monophasé pouvant indifféremment être attaqué par un
quelconque de ses enroulements). Nous admettrons dans la suite que le
primaire est désigné par l'indice 1 et le secondaire par l'indice
2. Dans le système d'équations précédent, il est possible de
décomposer les flux et selon qu'ils sont produits
par les tubes de champ communs aux deux enroulements ou propres à chacun.
Ceci conduit à l'écriture suivante:
avec 
et 
nombres de spires des enroulements, 
partie commune et 
, 
flux propres dits encore
flux de fuite.
Le système d'équation devient :
Le flux de fuite est engendré uniquement par le courant
primaire 
, et l'on peut lui associer une inductance 
de
telle sorte que 
(en toute rigueur, il peut
exister, du fait de la non linéarité du noyau de fer, un couplage
de avec 
, mais en raison de la très grande
perméabilité du noyau, la réluctance des tubes de champ se
réduit pratiquement à celle correspondant à leur trajet hors du
fer, ce qui justifie l'approximation précédente). De même, on
posera : 
. Les inductances et 
sont
les inductances de fuite du transformateur.
En l'absence de courant secondaire (circuit ouvert), il circule un
courant 
dans l'enroulement primaire, appelé courant magnétisant.
En posant 
il vient :
ou encore de façon équivalente, avec 
:
En d'autre termes, on peut remplacer un transformateur réel par un
transformateur parfait (sans flux de fuite ni résistances) sur
lequel sont reliés (au primaire dans la première forme
et au secondaire dans la deuxième) des résistances et inductances
parasites. Pour un transformateur parfait, on a 
, la quantité 
étant le rapport de
transformation. De même, pour un transformateur à noyau de fer,
sera négligeable devant les autres courants en charge et on
pourra prendre 
. Ces deux relations combinées
montre que le transformateur (parfait!) chargé par une impédance
Z au primaire présente une impédance 
au
secondaire. En utilisant cette dernière remarque, il est possible de
proposer trois schèmas équivalents pour un transformateur
imparfait :
On remarquera également que la présence des inductances de fuite aussi bien au primaire qu'au secondaire tendra à limiter la réponse aux fréquences élevées, alors que la perméabilité finie du noyau la limitera aux fréquences basses.