ГЛАВА XVI
ВТРАТИ Й КОЕФІЦІЄНТ КОРИСНОЇ ДІЇ ТРАНСФОРМАТОРА
Втрати енергії в трансформаторі при навантаженні мають місце в сталі його сердечника й обмотках. Так як при постійній величині ефективного значення живильної первинної напруги амплітуда магнітного поля в сердечнику трансформатора практично залишається незмінної при різних навантаженнях, то магнітні втрати в цьому сердечнику, обумовлені рівнянням (13.7), приймаються незалежними від навантаження й рівними втратам Р0 при холостому ході трансформатора, тобто вважають (Вт)
Втрати в обмотках трансформатора при номінальному навантаженні приймають рівними втратам у них при досліді короткого замикання, обумовленими рівнянням (15.3). Тоді, вважаючи що І1К ≈ І'2, можна написати:
або
де β = І2/І2н — коефіцієнт навантаження трансформатора; Рк — потужність втрат в обмотках при номінальних струмах у них з досліду короткого замикання, Вт.
Під коефіцієнтом корисної дії (к.к.д.) трансформатора розуміється наступне відношення:
або для однофазного трансформатора з урахуванням рівнянь (16.1) і (16.3)
при цьому Р1 = Р2 + P0 + β2Рк (Вт) і потужність, що віддається трансформатором (Вт)
У рівнянні (16.4) з метою простоти при визначенні к.к.д. трансформатора не враховують невеликі постійні втрати І2омr1 у первинній обмотці від струму, що намагнічує.
К.к.д. трансформатора, як і електричної машини, із збільшеннм відносного навантаження β спочатку зростає, досягаючи при певнім значенні β максимуму, а потім зменшується при подальшому збільшенні навантаження (рис. 16.1). Величину навантаження, при якій к.к.д, трансформатора стає найбільшим, визначають із умови dη/dβ = 0. Взявши похідну від рівняння (16.4), одержимо
Таким чином к.к.д. трансформатора виходить найбільшим за умови, коли змінні втрати в обмотках дорівнюють постійним втратам холостого ходу. Однак більш точна умова
де β0п — оптимальне навантаження трансформатора; І0м— його намагнічуючий струм, А.
