Jaka jest największa strata w transformatorze?

Największą stratą w transformatorze są zazwyczaj straty w rdzeniu, zwane również stratami żelaza. Dzieje się tak na skutek zmiennego pola magnetycznego w rdzeniu transformatora, powodującego histerezę i straty w postaci prądów wirowych. Strata histerezy wynika z opóźnienia pomiędzy polem magnetycznym a namagnesowaniem materiału rdzenia, podczas gdy strata prądu wirowego wynika z prądów krążących indukowanych w rdzeniu. Straty te są nieodłącznie związane z właściwościami materiałowymi rdzenia i częstotliwością pracy.

Maksymalna strata w transformatorach to zwykle strata w miedzi, zwana także stratą uzwojenia. Straty miedzi powstają na skutek rezystancji uzwojeń, co powoduje wytwarzanie ciepła podczas przepływu przez nie prądu. Strata ta jest proporcjonalna do kwadratu prądu i rezystancji uzwojeń, co oznacza, że ​​znacznie wzrasta w warunkach większego obciążenia. W większości praktycznych transformatorów straty w miedzi zwykle przekraczają straty w rdzeniu w warunkach pełnego obciążenia.

Dwie główne straty w transformatorze to straty w rdzeniu (straty w żelazie) i straty w miedzi (straty w uzwojeniu). Jak już wspomniano, straty w rdzeniu występują w rdzeniu transformatora na skutek efektów magnetycznych, natomiast straty w miedzi mają miejsce w uzwojeniach na skutek oporu elektrycznego. Łącznie straty te decydują o sprawności transformatora, a wysiłki mające na celu ich minimalizację skupiają się na wyborze odpowiednich materiałów rdzenia i optymalizacji konstrukcji uzwojenia.

Cztery straty w transformatorach obejmują utratę rdzenia, utratę miedzi, straty błądzące i straty dielektryczne. Straty w rdzeniu składają się z histerezy i strat prądów wirowych w rdzeniu. Straty miedzi występują w uzwojeniach z powodu rezystancji. Straty błądzące wynikają z prądów indukujących strumień upływowy w częściach niemagnetycznych, takich jak zbiornik i inne elementy konstrukcyjne. Straty dielektryczne zachodzą w materiałach izolacyjnych na skutek zmiennego pola elektrycznego, które powoduje przepływ małych prądów w izolacji, co prowadzi do rozpraszania energii.

Całkowita strata transformatora jest sumą strat w rdzeniu, strat w miedzi, strat błądzących i strat dielektrycznych. Straty w rdzeniu i straty w miedzi są zazwyczaj najważniejszymi składnikami, przy czym straty błądzące i dielektryczne są stosunkowo mniejsze, ale nadal ważne dla dokładnych obliczeń wydajności. Całkowita strata wpływa na ogólną wydajność i wydajność transformatora, wpływając na takie czynniki, jak wytwarzanie ciepła, koszty operacyjne i niezawodność.