Министерство образования и науки российской федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОЦИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» КУРСКИЙ ИНСТИТУТ СОЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

(ФИЛИАЛ) РГСУ

Инженерно-технический факультет

Кафедра информационных систем и информационного права

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

280200.62 «Защита окружающей среды»

по дисциплине: «Электротехника и электроника»

на тему

«Трансформаторы»

КУРСК 2011

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

Трансформаторы

Время выполнения – 2 часа

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

Ознакомление с принципом работы, характеристиками и методами исследования однофазных трансформаторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ:

1. Ознакомиться с приборами, аппаратами и оборудованием, используемыми при выполнении работы, и занести в отчет по лабораторной работе номинальные технические данные исследуемого трансформатора.

2. Изучить назначение и принцип работы однофазного трансформатора.

3. Изучить конструкцию и устройства однофазного трансформатора.

4. Объяснить принцип работы на примере однофазного трансформатора.

В ОТЧЕТЕ ПРЕДСТАВИТЬ:

1. Название работы

2. Цель работы .

3. Схему и устройство однофазного трансформатора.

4. Графики нагрузочных характеристик однофазного трансформатора.

5. Схемы холостого хода однофазного трансформатора.

6. Классификацию трансформаторов.

7. Материалы из которых изготавливают сердечник и обмотки трансформаторов.

8. Условное обозначение однофазного и трёхфазного трансформатора.

Трансформатор

1. Общие сведения

Трансформатор - статический (т. е. без движущихся частей) электромагнитный аппарат, предназначенный для преобразования переменного тока одного, напряжения в переменный ток другого напряжения той же частоты. По сути своей трансформатор – это две или более катушек индуктивности, расположенном в общем магнитном поле. Переменное магнитное поле. создаваемое переменным током, протекающим через одну из катушек (первичную обмотку), приводит к возбуждению переменного напряжения в остальных катушках (вторичных обмотках). Трансформатор состоит из стального сердечника или магнитопровода, который применяется для усиления индуктивной связи и снижения влияния вихревых токов, собранного из тонких листов электротехнической стали, так же как в катушках индуктивности с ферромагнитным сердечником, изолированных друг от друга с целью снижения потерь мощности на гистерезис (от греч. – отставание намагниченности тела от внешнего намагничивающего поля). Ферромагнитный сердечник изготавливается из специального материала – феррита. Феррит представляет собой прочную, схожую по свойствам с керамикой массу, состоящую из очень лёгкого порошка железа или его сплава, где каждая металлическая частичка изолирована от других. Ферритовый сердечник принято обозначать прерывистыми линиями.

Магнитопровод отсутствует лишь в воздушных трансформаторах, которые применяются при частотах примерно свыше 20 кГц , при которых магнитопровод всё равно не намагничивается из за значительного увеличения вихревых токов.

Обмотка трансформатора, присоединяется к источнику питания (сеть электроснабжения, генератор), называется первичной. Соответственно первичными именуются все величины, относящиеся к этой обмотке, - число витков, напряжение. ток и т. д. Буквенные обозначения их снабжаются индексом 1, например w₁, u₁, i₁ .Обмотка, к которой подключается приёмник (потребитель электроэнергии), и относящиеся к ней называются вторичными (индекс 2).

Различают однофазные (для цепей однофазного тока) и трёхфазные (для трёхфазных цепей) трансформаторы. У трёхфазного трансформатора первичной и вторичной обмоткой принято называть соответственно трёх фазных обмоток одного напряжения. На рисунке 1.а показаны основные условные графические обозначения однофазного (1, 2, 3) и трёхфазного (4, 5, 6)

трасформаторов.

На щитке трансформатора указываются его номинальные напряжения – высшее и низшее, в соответствии с чем следует различать обмотку высшего напряжения (ВН) и обмотку низшего напряжения (НН) трансформатора. Кроме того, на щитке должны быть указаны его номинальная полная мощность (В * А или кВ * А), токи (А) при номинальной полной мощности, частота, число фаз, схема соединения, режим работы (длительный и кратковременный) и способ охлаждения. В зависимости от способа охлаждения трансформаторы делят на сухие и масляные. В последнем случае выемная часть трансформатора погружается в стальной бак, заполненный маслом. На рис. 1.б. показан трансформатор трёхфазный масляный с трубчатым баком (в частичном разрезе), где 1 – магнитопровод; 2 – обмотка НН в разрезе; ниже неё и на среднем стержне магнитопровода неразрезанные катушки обмотки ВН – 3; 4 – выводы обмотки ВН; 5 – выводы обмотки НН; 6 – трубчатый бак для масляного охлаждения; 7 – кран для заполнения маслом; 8 – выхлопная труба для газов; 9 – газовое реле; 10 – расширитель для масла; 11 – кран для спуска масла.

Если первичное напряжение U трансформатора меньше вторичного U, то он работает в режиме повышающего трансформатора, в противном случае () – в режиме понижающего трансформатора.

Впервые с техническими целями трансформатор был применён П. Н. Яблочковым в 1876 г. для питания электрических свечей. но особо широко трансформаторы стали применяться после того, как М. О. Доливо – Добровольским была предложена трёхфазная система передачи электроэнергии и разработана конструкция первого трёхфазного трансформатора (1891 г.).

Рис. 1.б.

рабочий процесс однофазного трансформатора практически такой же, как и одной фазы трёхфазного трансформатора. Поэтому, чтобы облегчить изложение, сначала рассмотрим работу однофазного двухобмоточного трансформатора, а затем уже отметим особенности трёхфазных трансформаторов.

На сердечнике однофазного трансформатора (рис.1) в простейшем случае расположены две обмотки, выполненные из изолированного провода. К первичной обмотке подводится питающее напряжение U₂ . Со вторичной его обмотки снимается напряжение U₂ , которое подводится к потребителю электрической энергии.

Во многих случаях трансформатор имеет не одну, а две или несколько

вторичных обмоток, к каждой из которых подключается свой потребитель электроэнергии.

Переменный ток, проходя по виткам первичной обмотки трансформатора, возбуждает в сердечнике магнитопровода переменный магнитный поток Ф. Изменяясь во времени по синусоидальному закону Ф = Ф_m sin ωt, этот поток пронизывает витки как первичной, так и вторичной обмоток трансформатора. При этом в соответствии с законом электромагнитной индукции в обмотках будут наводиться ЭДС, мгновенные значения которых соответственно для первичной и вторичной обмоток можно записать в следующем виде:

E₁= w₁= E_m1 sin(ωt + π/2),

E₂= w₂= E_m2 sin(ωt + π/2),

где w₁ и w₂ - число витков первичной и вторичной обмоток трансформатора; Е_m1 и E_m2 — амплитудные значения ЭДС в первичной и вторичной обмотках.

Из полученных уравнений следует, что ЭДС E₁, так же как и ЭДС E₂ трансформатора, будут опережать магнитный поток на угол π/2.

Ток первичной обмотки трансформатора при отключенном потребителе электроэнергии является током холостого хода I₀. Пренебрегая влиянием насыщения, несинусоидальный намагничивающий ток можно заменить эквивалентным синусоидальным: I₀ = I_m0 sin(ωt + α).

Входящий в уравнение угол магнитных потерь α (угол сдвига по фазе между током и магнитным потоком трансформатора) обусловлен потерями мощности в магнитопроводе трансформатора.

Значение угла α для современных электротехнических сталей обычно невелико и составляет порядка 4...6°.

Напряжение, подводимое в режиме холостого хода к трансформатору, в соответствии со вторым законом Кирхгофа для первичной обмотки, так же как и для катушки индуктивности с магнитопроводом, может быть представлено как сумма: U₁= E₁ + R₁I₀ + jX₁I₀,

где R₁ — активное сопротивление первичной обмотки; Х₁ — индуктивное со- противление первичной обмотки, обусловленное потоками рассеяния.

Исходя из уравнения электрического равновесия, можно построить вектор- ную диаграмму трансформатора для режима холостого хода. При синусоидальном изменении магнитного потока и отсутствии насыщения магнитной системы действующие значения ЭДС, наводимых в первичной и вторичной обмотках трансформатора, определяются по формулам:

E₁ = 4,44w₁f₁Ф_m и Е₂ = 4,44w₂f₁Ф_m,

где f₁ — частота переменного тока; Ф_m — амплитудное значение магнитного потока трансформатора; w₁ и w₂ — число витков первичной и вторичной обмоток трансформатора. Отношение ЭДС первичной обмотки трансформатора к ЭДС вторичной его обмотки, равное отношению соответствующих чисел витков обмоток, называется коэффициентом трансформации трансформатора:

E₁/E₂= w₁/w₂ = n.

Если E₁ < E₂, то трансформатор является повышающим; при Е₁ > E₂ он будет понижающим.

В отличие от режима холостого хода, возникаемого в процессе эксплуатации трансформатора при отключении нагрузки, при его исследовании появляется необходимость проведения опыта холостого хода трансформатора. Этот опыт проводится в целях определения коэффициента трансформации n, магнитного потока Ф_m , а также потерь мощности Р_{м ном} в сердечнике магнитопровода трансформатора при номинальном режиме.

При опыте холостого хода к первичной обмотке трансформатора подводится напряжение, равное номинальному его значению U_{1 ном}. Вторичная обмотка трансформатора при этом разомкнута, так как в цепи ее отсутствует нагрузка. В результате этого ток во вторичной обмотке оказывается равным нулю (I₀ = 0), в то время как в цепи первичной обмотки трансформатора будет ток холостого хода I₀, значение которого обычно невелико и составляет порядка 4—10% от номинального значения тока в первичной обмотке I_1ном. С увеличением номинальной мощности трансформатора относительное значение тока холостого хода снижается.

Воспользовавшись вторым законом Кирхгофа для первичной и вторичной цепи трансформатора в режиме холостого хода, можно получить следующие уравнения электрического равновесия: E₁= U₁+I₀Z₁; E₂=U₂.

Пренебрегая влиянием падения напряжения на первичной обмотке трансформатора I₀Z₁, равного произведению тока холостого хода на сопротивление первичной обмотки Z₁ = ввиду его небольшого значения по сравнению с Е₁, коэффициент трансформации приближенно можно определить по показаниям приборов при опыте холостого хода как отношение первичного напряжения ко вторичному напряжению: n= E₁/E₂≈ U₁/U₂.При этом U₁≈ E₁= 4,44 f₁w₁Ф_m.

Полученное выражение дает возможность вычислить магнитный поток Ф _m , а также магнитную индукцию В _m , если известно сечение сердечника магнитопровода s _c , так как В _m = Ф_m /s_c.

Активная мощность, потребляемая трансформатором в режиме холостого хода P₀, затрачивается на потери мощности в магнитопроводе и электрические потери мощности в первичной обмотке: Ро = Рм + Рэ₁.

Так как активное сопротивление первичной обмотки R₁, так же как и ток холостого хода I₀ трансформатора, обычно незначительно, электрические потери в этой обмотке оказываются небольшими и ими можно пренебречь. В результате этого можно принять, что мощность, потребляемая трансформатором в опыте холостого хода и измеряемая ваттметром, расходуется на потери в магнитопроводе, обусловленные гистерезисом и вихревыми токами: Ро ≈ Рм. При нагрузке трансформатора ко вторичной его обмотке подключается потребитель электрической энергии.

Ток во вторичной обмотке нагруженного трансформатора согласно закону Ома определяется выражением I₂ = U₂ /Z_H ,где Z_H = — полное сопротивление потребителя.

В соответствии со вторым законом Кирхгофа для первичной и вторичной обмоток нагруженного трансформатора можно записать соответственно следующие уравнения электрического равновесия: U₁= (R₁+jX₁) I₁+E₁;

U₂ = (R₂+jX₂) I₂+E₂; где I₁ – ток первичной обмотки нагруженного трансформатора; R₂ — активное сопротивление вторичной обмотки; Х₂ — индуктивное сопротивление вторичной обмотки, обусловленное потоками рассеяния.

Так как падение напряжения на первичной обмотке трансформатора I₁Z₁ =I₁ в пределах до номинального тока нагрузки обычно мало по сравнению с ЭДС Е₁ , можно приближенно считать, что U₁ ≈ Е₁ = 4,44w₁f₁Ф_m .

Из этого следует, что при неизменном напряжении питающей сети U₁ = const при нагрузке трансформатора ЭДС Е₁ можно считать неизменной (Е₁ = const). Так как ЭДС наводится результирующим магнитным потоком, то, следовательно, этот поток должен также оставаться практически постоянным в пределах от холостого хода до номинальной нагрузки трансформатора, т. е.

Ф_m = const.

Исследование работы трансформатора при нагрузке удобно проводить на основе векторных диаграмм, построенных для приведенного трансформатора, заменяющего реальный трансформатор, у которого параметры вторичной обмотки приведены к напряжению и числу витков первичной обмотки. В соответствии с этим приведенный трансформатор должен иметь коэффициент трансформации, равный единице (n = 1).

В процессе определения параметров вторичной обмотки приведенного трансформатора все параметры первичной его обмотки остаются неизменными. При замене реального трансформатора приведенным трансформатором активные, реактивные и полные мощности, а также коэффициент мощности вторичной обмотки трансформатора должны оставаться постоянными.

Значение вторичной приведенной ЭДС Е'₂ можно найти из выражения для коэффициента трансформации: Е₁ = nE₂ = Е’₂. Аналогично можно записать выражение и для вторичного приведенного напряжения трансформатора: U’₂= nU₂.

Значение приведенного вторичного тока I’₂ можно получить из соотношения, записанного из условия сохранения постоянства мощности вторичной обмотки трансформатора: E₂I₂ = E’₂I’₂ .

С учетом этого, а также того, что E’₂ = nE₂, получаем выражение для приведенного вторичного тока: I’₂ = I₂/n.

Приведенное активное сопротивление вторичной обмотки трансформатора R’₂ можно определить исходя из условия постоянства электрических потерь во вторичной обмотке трансформатора в процессе приведения параметров I²₂R₂ = (I’₂ ) ² R’₂ .

С учетом выражения для тока I’₂ получим выражение для приведенного активного сопротивления вторичной обмотки R’₂ = n²R ₂.

Аналогично, исходя из неизменности реактивной и полной мощности вторичной обмотки трансформатора, можно получить выражения для приведенного реактивного индуктивного и приведенного полного сопротивлений вторичной обмотки трансформатора: Х’₂ = n ²X _{2 ,} Z’₂ = n ²Z ₂ и нагрузки: Z’_H = n ² Z _H .

При этом, так же как и для катушки индуктивности с магнитопроводом, ЭДС Е₁, равную Е’₂ , можно заменить векторной суммой активного и реактивного индуктивного падений напряжения в соответствии с уравнением Ε₁= R₀I₀+jX₀I₀ , где Х₀ — индуктивное сопротивление, обусловленное основным потоком Ф трансформатора; R₀ — активное сопротивление, обусловленное магнитными потерями мощности в магнитопроводе трансформатора, т. е. некоторое условное активное сопротивление, в котором выделяется мощность R₀I²₀ равная магнитным потерям мощности в магнитопроводе. С учетом полученных уравнений для U’₁ и Ё₂ , используя приведенные параметры вторичной обмотки трансформатора, запишем уравнение электрического равновесия для вторичной обмотки U’₂ = Ё₂ - (R'₂ + jX'₂ ) I’₂ . Принимая во внимание, что I₁= I₀+I’₂ , можно составить схему замещения трансформатора, имеющую вид, представленный на рис. 2, а, и построить векторную диаграмму (рис. 2, б).

Опыт короткого замыкания трансформатора проводится в процессе исследований трансформатора для определения электрических потерь мощности в проводах обмоток и параметров упрощенной схемы замещения трансформатора. Этот опыт проводится при замкнутой накоротко вторичной обмотке трансформатора. При этом напряжение на вторичной обмотке равно нулю (U₂ = 0).

Замыкание вторичной обмотки трансформатора накоротко в процессе эксплуатации приводит к тому, что при номинальном напряжении, подводимом к первичной обмотке, в обмотках трансформатора возникают весьма значительные токи, которые могут привести к выходу его из строя.

При проведении опыта короткого замыкания трансформатора, в отличие от опасного режима короткого замыкания, возникающего в аварийных условиях самопроизвольно, к первичной обмотке трансформатора подводится такое напряжение U_{1 k} , при котором в обмотках возникают токи, равные соответствующим номинальным их значениям I₁= I_{1 ном} , I₂= I_{2 ном}.

Для этого достаточно к первичной обмотке трансформатора подвести напряжение U₁, сниженное (в зависимости от типа и мощности трансформатора) в 10—20 раз по сравнению с соответствующим номинальным значением напряжения U_{1 ном}. Так как при опыте короткого замыкания напряжение, подводимое к первичной обмотке, мало и равно U_{1 k} ≈ E_{1 k} =4,44w₁f₁Ф_m, то магнитный поток трансформатора Ф_m , а следовательно, и магнитная индукция В_m трансформатора будут также малы. Это означает, что магнитные потери мощности в магнитопроводе Р _М , которые, как известно, пропорциональны квадрату магнитной индукции B²_m , при опыте короткого замыкания ничтожно малы и ими можно пренебречь, т. е. P_m= 0.

Таким образом, можно считать, что при опыте короткого замыкания вся мощность Р к , потребляемая трансформатором, идет на нагрев обмоток трансформатора, т. е. равна электрическим потерям Р э в проводах обмоток при номинальной нагрузке:

Рк = Рэ + Рм ≈ R₁I₁²_ном+R’₂I²_{2 ном}= I²_{1 ном}(R₁+R’₂) = I²_{1 ном}R_k , где I_{1 ном} и I_{2 ном} — номинальные значения токов соответственно в первичной и вторичной обмотках трансформатора, так как опыт короткого замыкания проводится при номинальном значении тока.

Поэтому с учетом того, что Р м = 0, мощность Р к = Р э ном, т. е. равна электрическим потерям мощности в обмотках трансформатора при номинальной нагрузке I_{1 ном}= I’_{2 ном} .

В соответствии с изложенным, измерив напряжение, ток и активную мощность при опыте короткого замыкания (Z’_Η = 0), можно определить параметры упрощенной схемы замещения трансформатора при коротком замыкании: Z_К = U_1К / I_{1 ном}, R_K = R₁+R’₂ = P_K / I²_{1 ном,}

X_K = X₁+X’₂ = , где R_{K ,} X_K и Z_K — соответственно активное, реактивное индуктивное и полное сопротивления короткого замыкания трансформатора.

К нагрузочным характеристикам трансформатора относятся зависимости вторичного напряжения U₂ , коэффициента мощности cos φ ₁ и коэффициента полезного действия η от тока нагрузки I₂ потребителя электроэнергии при

соs φ₂ = const.

Характер этих зависимостей представлен на рис. Зависимость U₂(I₂) напряжения на зажимах вторичной обмотки от тока нагрузки является внешней характеристикой трансформатора.

Рис.3 Рис.4

Вторичная обмотка трансформатора по отношению к потребителю электроэнергии является источником, поэтому направление тока во вторичной обмотке совпадает с направлением ЭДС Е₂ в этой обмотке. На основании второго закона Кирхгофа для вторичной цепи трансформатора можно составить уравнение электрического равновесия для этой цепи, записав которое относительно напряжения вторичной обмотки получим уравнение для внешней характеристики трансформатора в векторной форме:

U₂ = E₂ – Z₂ I₂ = E₂ -(R₂ + jX₂ ) I₂ .

Из полученного выражения следует, что изменение тока нагрузки трансформатора приводит к изменению напряжения на зажимах его вторичной обмотки. Это происходит не только за счет увеличения падения напряжения на вторичной обмотке, т. е. увеличения произведения Z₂I₂, но также и за счет уменьшения ЭДС Е₂ в реальных условиях вследствие некоторого уменьшения магнитного потока при увеличении тока нагрузки трансформатора. Внешняя характеристика трансформатора при различных характерах нагрузки и cosφ₂ = const имеет вид, представленный на рис. Из векторной диаграммы нагруженного трансформатора можно установить, что падение напряжения на его вторичной обмотке тем больше, чем больше угол сдвига по фазе между ЭДС E₂ и током нагрузки I₂ .

Таким образом, чем больше выражен индуктивный характер нагрузки трансформатора, тем значительнее уменьшается напряжение на его вторичной обмотке с ростом тока нагрузки (кривая 3, рис. 12.5). Можно показать, что при чисто активной нагрузке внешняя характеристика трансформатора будет более жесткой (кривая 2, рис. 3). При емкостном характере нагрузки с увеличением тока нагрузки происходит возрастание напряжения на зажимах вторичной обмотки трансформатора (кривая 1, рис. 3).

На рис. 4 представлена внешняя характеристика трансформатора при активно-индуктивном характере нагрузки. Характер изменения коэффициента мощности относительно питающей сети, т. е. cosφ₁(I₂) (рис. 4), объясняется следующим образом.

В режиме холостого хода трансформатора, при отсутствии нагрузки во вторичной цепи, трансформатор потребляет активную мощность, равную мощности холостого хода: Ро = U_{1 ном} I₀ cosφ₀.

Так как мощность, ток и напряжение в режиме холостого хода не равны нулю, то не может быть равным нулю и cosφ₀ = cosφ₁ при I₂ = 0.

Таким образом, зависимость cosφ₁(I₂) выходит не из начала координат, а из точки с ординатой, равной cosφ₀.

С увеличением нагрузки эта зависимость сначала довольно резко возрастает, достигает максимального своего значения при некотором значении тока I₂, а затем несколько уменьшается при дальнейшем увеличении тока нагрузки, что можно видеть из векторной диаграммы нагруженного трансформатора, так как с увеличением тока нагрузки I₂ одновременно происходит увеличение и тока первичной обмотки трансформатора I₁. Так как коэффициент мощности потребителя cosφ₂ = const, то наряду с увеличением вектора тока I₁ происходит его смещение в сторону вектора U₁. Угол φ₁ при этом уменьшается, a cosφ₁ соответственно увеличивается.

Однако возрастание cosφ₁ происходит только до определенного предела, равного cosφ_{1max ,}так как дальнейшее увеличение I₂ , а следовательно Р₂ и I₁, приводит к значительному возрастанию вектора реактивного падения напряжения на первичной обмотке . При этом возрастание угла φ₁ за счет увеличения вектора jX₁I₁ не может быть скомпенсировано уменьшением этого угла за счет увеличения тока I₁ так как cosφ₂ = const, ток I₁ , только в пределе может совпадать с линией вектора тока I₂ , занимающего жестко фиксированное положение на векторной диаграмме относительно вектора ЭДС E₁ = E’₂ . В результате этого при дальнейшем увеличении тока нагрузки происходит уменьшение коэффициента мощности cosφ₁.

Несколько другой характер имеет зависимость коэффициента полезного действия в функции тока нагрузки η(I₂) (см. рис. 4). Коэффициент полезного действия трансформатора, как известно, представляет собой отношение полезной мощности к мощности, потребляемой им из сети¹:

η = ==,где Р_M — потери в магнитопроводе трансформатора (находят из опыта холостого хода); Р э — электрические потери в обмотках

(1Формула приведена без учета влияния изменения U₂. При учете его в формулу вводится отношение у = U₂/U_2НОМ ). трансформатора (определяют при номинальной нагрузке из опыта короткого замыкания); β = I₂/I_2НОМ —отношение тока нагрузки к номинальному его значению; cosφ₂ = P₂/U₂I₂— коэффициент мощности потребителя электроэнергии, γ = =.

При отсутствии нагрузки, когда мощность не потребляется, коэффициент полезного действия оказывается равным нулю, поэтому зависимость η(I₂) будет выходить из начала координат.

Из формулы для КПД видно, что при малых значениях нагрузки, когда электрическими потерями мощности Р э в обмотках трансформатора вследствие небольшого значения тока нагрузки можно пренебречь и когда потери мощности в магнитопроводе Р_M и оказываются соизмеримыми с полезной мощностью Р₂ , значение КПД трансформатора оказывается небольшим. С увеличением тока нагрузки КПД трансформатора растет.

Потери мощности в магнитопроводе трансформатора не зависят от нагрузки, в то время как с увеличением нагрузки электрические потери мощности в обмотках трансформатора растут пропорционально квадрату тока.

С учетом этого анализ приведенной формулы показывает, что КПД трансформатора имеет наибольшее значение при равенстве электрических потерь мощности в обмотках и потерь мощности в магнитопроводе трансформатора (Р э = Рм).

При дальнейшем возрастании нагрузки трансформатора потерями в магнитопроводе можно пренебречь вследствие их относительно небольшого значения по сравнению с довольно большими электрическими потерями мощности в обмотках трансформатора. Анализ показывает, что при этих условиях КПД трансформатора с увеличением тока нагрузки сверх номинального, хотя и незначительно, будет снижаться, что видно из рис. 4.

КПД современных трансформаторов весьма высок. С увеличением номинальной мощности трансформатора КПД растет, причем для мощных трансформаторов он достигает значений порядка 98—99%.