Действующее значение эдс в одном витке:

Е = 4.44 f Ф_m . (3)

Отношение ЭДС первичной и вторичной обмоток или отношение их чисел витков называют коэффициентом трансформации

К = Е₁ / Е ₂ = W₁ / W₂. (4)

Номинальные величины трансформаторов:

1) линейные напряжения U_л , В;

2) полная мощность S_н , кВА;

3) линейные токи при номинальной мощности I_л , А;

4) частота f , Гц;

5) напряжение короткого замыкания U_к , % ;

6) коэффициент полезного действия  , % ;

кроме того, число фаз m, группа и схема соединения, режим работы, способ охлаждения и т.д.

Холостой ход трансформатора.

Под холостым ходом (ХХ) трансформатора понимают режим его работы при разомкнутой вторичной обмотке.

Рис.2.

Пусть к первичной обмотке при разомкнутой вторичной подведено напряжение U₁= U_1н. По первичной обмотке будет проходить ток ХХ I_, который составляет (2-7) % первичного номинального тока I_1н. Измерив ток ХХ I₀, мощность, потребляемую трансформатором P₀, можно найти значения величин параметров схемы замещения ХХ.

R₀ + R₁ = P₀ / I₀², Z₀ + Z₁ = U_1н / I₀ ,

( X₀ + X₁ )² = ( Z₀ + Z₁ )² - ( R₀ + R₁)², (5)

где R₀ , X₀ , Z₀  параметры ветви намагничивания.

Вследствие перемагничивания стали сердечника в нем возникают магнитные потери, т.е. потери на гистерезис и вихревые токи.

Можно исходить из того, что мощность, потребляемая трансформатором при ХХ, идет только на покрытие магнитных потерь P_магн., т.е. потерь в стали. Электрические потери при этом незначительны.

P_магн. = P₀ = I₀²*R₁ + I₀²*R₀ , I₀²*R₁  0 ,R₀ = P₀ / I₀² (6)

Аналогично считают, что X₀ + X₁  X₀ , т.к. X₀ определяется главным магнитным потоком, а X₁  потоком рассеяния. Тогда можно записать:

Z₀ = U_1н / I₀ , ( X₀ )² = (Z₀ )² – ( R₀ )² (7)

Во вторичной цепи при ХХ ток не протекает, поэтому напряжение на зажимах вторичной обмотки равно ее ЭДС. Следовательно, при ХХ отношение первичного и вторичного напряжений с достаточной точностью равно коэффициенту трансформации.

Короткое замыкание трансформатора.

Э то такой аварийный режим работы, при котором U₁=U_1н , а вторичная обмотка замыкается накоротко. В обмотках в подобных случаях возникают токи короткого замыкания, значительно превышающие номинальные. Для лабораторных исследований этот режим недопустим. Поэтому на первичную обмотку подают такое напряжение, чтобы в обмотках протекали токи, не превышающие номинальные. Напряжение, при котором в обмотке ток короткого замыкания равен номинальному, называется напряжением короткого замыкания. Оно не превышает (5-15) % от U_1н, поэтому можно пренебречь потерями в стали и током холостого хода и из схемы замещения исключить ветвь намагничивания.

Рис.3.

Измерив U_1к и P_1к, можно рассчитать параметры схемы замещения

Z _к = Z₁ + Z₂^ = U_1к / I_1н , R_к = R₁ + R₂^ = P_1к / I_1н²,

(X _к )² = (X₁ + X₂^)² = (Z_к )² – (R_к)² , (8)

где R₂^, X₂^, Z₂^  приведенные параметры вторичной обмотки, равные

R₂^ = R₂K² , X₂^ =X₂K² , Z₂^ =Z₂K² (9)

Разделить Z_К на Z₁ и Z₂^ – задача очень сложная, поэтому, полагая схему замещения симметричной, можно считать, что:

Z₁ + Z₂ ^ = Z_к / 2 (10)

Энергия, потребляемая трансформатором при коротком замыкании, идет в основном на покрытие потерь в обмотках, т.к

P_магн.  ( 5-15) % P_сн из-за пониженного напряжения.