К. п. д. трансформатора

К. п. д. трансформатора – это отношение полезной мощности к потребляемой: .

Полезная мощность нагрузки – это ее активная мощность, то есть скорость перевода электрической энергии в другие формы: .

Активная мощность, потребляемая трансформатором из сети, складывается из мощности нагрузки, мощности потерь в сердечнике и в обмотках: .

Потерями энергии в обмотках в опыте холостого хода можно пренебречь, так как ток первичной обмотки очень мал, а ток вторичной обмотки равен нулю. Поэтому мощность потерь энергии практически равна мощности потерь в сердечнике. Она примерно пропорциональна квадрату индукции магнитного поля в сердечнике: . Согласно уравнениям (1-1), магнитный поток определяется напряжениями трансформатора. Поскольку напряжения мало зависят от нагрузки, мощность потерь в сердечнике при номинальных напряжениях принимается постоянной и равной мощности потерь холостого хода .

Рис. 1.9.

В опыте короткого замыкания можно пренебречь потерями энергии в сердечнике, так как напряжение составляет всего несколько процентов от номинального, а потери в сердечнике приблизительно пропорциональны его квадрату. Поэтому мощность потерь энергии в опыте короткого замыкания примерно равна мощности потерь в обмотках при номинальном режиме. Потери в обмотках («в меди»), как и в любом резисторе, пропорциональны квадрату токов: .

Силовые трансформаторы конструируют так, чтобы максимум к. п. д. соответствовал наиболее вероятному значению (рис. 1.9).

Даже у маломощных трансформаторов в режимах, близких к номинальному, к. п. д. обычно больше 0,9, а у мощных он превышает 0,99.