Потери и КПД
В отличие от других типов электрических машин трансформаторы нормируются не по активной а по полной мощности. Это связано с тем, что габариты трансформаторов в основном определяются номинальным напряжением и номинальным током. Ток определяет сечение проводов обмоток, а напряжение – размеры магнитопровода. Поэтому паспортной величиной трансформатора является номинальная полная мощность ![]()
Уравнение баланса активной мощности в трансформаторе можно записать в виде
, где
активные мощности соответственно – потребляемая из сети, отдаваемая в нагрузку, мощность потерь в первичной обмотке, мощность потерь во вторичной обмотке и мощность потерь в магнитопроводе.
Мощность потерь в магнитопроводе
зависит от величины основного магнитного, а т.к. при постоянном напряжении сети поток также постоянен, то эти потери не зависят от нагрузки и обычно составляют 1-2% номинальной мощности.
Потери в обмотках определяются током нагрузки. В первом приближении
, поэтому мощность потерь в обмотках можно определить как
. Следовательно, при номинальной нагрузке трансформатора мощность потерь в обмотках равна мощности, потребляемой трансформатором в опыте короткого замыкания.
Преобразование энергии в трансформаторе можно представить графически в виде энергетической диаграммы.
Коэффициент полезного действия трансформатора определяется отношением мощности отдаваемой в нагрузку к потребляемой активной мощности
. КПД трансформатора зависит от нагрузки и достигает максимума при коэффициенте нагрузки
около 0,5-0,7. Типичная зависимость
приведена на рисунке.