La perte la plus importante dans un transformateur est généralement la perte dans le noyau, également appelée perte dans le fer. Cela se produit en raison du champ magnétique alternatif dans le noyau du transformateur, provoquant une hystérésis et des pertes par courants de Foucault. La perte par hystérésis résulte du décalage entre le champ magnétique et la magnétisation du matériau du noyau, tandis que la perte par courants de Foucault est due aux courants de circulation induits dans le noyau. Ces pertes sont inhérentes aux propriétés matérielles du noyau et à la fréquence de fonctionnement.
La perte maximale dans les transformateurs est généralement la perte de cuivre, également appelée perte d’enroulement. La perte de cuivre se produit en raison de la résistance des enroulements, ce qui provoque la génération de chaleur lorsque le courant les traverse. Cette perte est proportionnelle au carré du courant et à la résistance des enroulements, ce qui signifie qu’elle augmente considérablement avec des conditions de charge plus élevées. Dans la plupart des transformateurs pratiques, la perte de cuivre a tendance à dépasser la perte de noyau dans des conditions de pleine charge.
Les deux principales pertes dans un transformateur sont la perte dans le noyau (perte dans le fer) et la perte dans le cuivre (perte dans l’enroulement). La perte de noyau, comme mentionné, se produit dans le noyau du transformateur en raison des effets magnétiques, tandis que la perte de cuivre se produit dans les enroulements en raison de la résistance électrique. Ensemble, ces pertes déterminent l’efficacité du transformateur, les efforts pour les minimiser étant axés sur la sélection des matériaux de base appropriés et l’optimisation de la conception des enroulements.
Les quatre pertes dans les transformateurs comprennent la perte de noyau, la perte de cuivre, la perte parasite et la perte diélectrique. La perte du cœur consiste en des pertes par hystérésis et par courants de Foucault dans le cœur. La perte de cuivre se produit dans les enroulements en raison de la résistance. Les pertes parasites proviennent de flux de fuite induisant des courants dans les pièces non magnétiques telles que le réservoir et d’autres composants structurels. Une perte diélectrique se produit dans les matériaux isolants en raison du champ électrique alternatif provoquant la circulation de petits courants dans l’isolant, entraînant une dissipation d’énergie.
La perte totale d’un transformateur est la somme des pertes dans le noyau, des pertes en cuivre, des pertes parasites et des pertes diélectriques. La perte dans le noyau et la perte en cuivre sont généralement les composants les plus importants, les pertes parasites et diélectriques étant relativement plus faibles mais néanmoins importantes pour des calculs d’efficacité précis. La perte totale affecte l’efficacité et les performances globales du transformateur, influençant des facteurs tels que la production de chaleur, les coûts d’exploitation et la fiabilité.