КПД трансформатора

Трансформатор — чемпион экономичности среди электрических машин: силовые экземпляры отдают до $99\%$ полученной мощности. КПД считается по простой дроби: $\eta =\frac{P_2}{P_2+P_{\text{ст}}+P_{\text{м}}}$, где $P_2$ — полезная мощность во вторичной обмотке, а вычитают трансформатор два вида потерь. В стали — вихревые токи и перемагничивание сердечника: они зависят только от напряжения и живут даже на холостом ходу. В меди — нагрев обмоток током: растут с квадратом нагрузки.

Пример: понижающий трансформатор отдаёт $P_2=950$ Вт, на нагрев стали уходит $20$ Вт, на нагрев меди — $30$ Вт. КПД равен $950/1000=0,95$ — пять процентов потерь, из которых треть платится даже с выключенной нагрузкой. Поэтому мощные трансформаторы никогда не отключают «на ночь»: постоянные потери в стали копеечны, а вот пусковые режимы бьют по сети. Максимум КПД наступает, когда переменные потери в меди сравняются с постоянными в стали — это проверяют опытами холостого хода и короткого замыкания. Устройство и режимы — в уроке про трансформаторы, а почему работает передача переменным током — в материале синусоидальный ток.