Коэффициент полезного действия трансформатора можно определить в соответствии с формулой:
Коэффициент полезного действия современных трансформаторов, особенно повышенной мощности, весьма высок, достигает значений 0,95 - 0,996, и процентная разница величин Р2 и Р1 сравнима с погрешностью измерительных приборов, используемых для измерения мощностей Р2, Р1 и мощностей потерь. Поэтому определение КПД трансформатора рекомендуется проводить расчетным путем, пользуясь паспортными данными трансформатора.
Рассмотрим каждую из составляющих мощности Р1 в отдельности:
P1=P2+PЭЛ+PM
Активная мощность нагрузки на вторичной стороне может быть определена по формуле:
Подставляя полученные выражения для составляющих мощностей трансформатора в исходную формулу для КПД, окончательно получим:
Выведенное уравнение определяет зависимость КПД трансформатора от коэффициента нагрузки. При отсутствии нагрузки ( ) КПД также равен нулю, так как в режиме холостого хода сохраняются неизменными лишь потери в сердечнике. При очень большой нагрузке ( ) КПД стремится к нулю, так как потери в обмотках растут пропорционально квадратам токов. Следовательно, функция имеет максимум, который нетрудно определить, решив уравнение:
|
|
откуда
КПД трансформатора достигает максимального значения, когда
Ркном = Роном,
т.е. когда постоянные потери в стали (Ро ном = const) становятся равными переменным потерям в меди
Рэл = Ркном.