La teoría de un transformador de voltaje es como una teoría de un transformador reductor de propósito general. El primario de este transformador está conectado entre fase y tierra. Al igual que el transformador utilizado para reducir el voltaje, el transformador potencial, es decir, el PT, tiene vueltas más bajas en su secundario.
Cuando se aplica voltaje del sistema al devanado primario de un transformador de voltaje, se produce un voltaje secundario correspondiente en los terminales secundarios.
El voltaje secundario del PT es generalmente de 110 V. En un transformador de potencial o transformador de voltaje ideal, cuando la carga nominal se conecta a través del secundario; la relación entre los voltajes primario y secundario del transformador es igual a la relación de vueltas y, además, los dos voltajes terminales están en fase precisa uno opuesto al otro. Pero en un transformador real, debe haber un error en la relación de voltaje así como en el ángulo de fase entre los voltajes primario y secundario.
Los errores en los transformadores de tensión, cruciales para comprender su función, se pueden ilustrar eficazmente mediante diagramas fasoriales.