Le perdite del nucleo si verificano in un trasformatore principalmente per due motivi: perdita di isteresi e perdita di correnti parassite. La perdita di isteresi si verifica perché il materiale del nucleo (tipicamente costituito da acciaio al silicio) subisce ripetuti cicli di magnetizzazione e smagnetizzazione mentre la corrente alternata scorre attraverso gli avvolgimenti del trasformatore. Ogni ciclo provoca la dissipazione dell’energia sotto forma di calore a causa delle proprietà magnetiche intrinseche del materiale del nucleo, con conseguenti perdite per isteresi. La perdita di correnti parassite, invece, si verifica a causa della formazione di correnti circolanti (correnti parassite) all’interno del materiale del nucleo stesso. Queste correnti inducono un riscaldamento resistivo, contribuendo ad ulteriori perdite di energia.
Le due cause di perdita di potenza nel nucleo di un trasformatore sono la perdita di isteresi e la perdita di correnti parassite. La perdita di isteresi si verifica perché il materiale del nucleo mostra un ritardo nella magnetizzazione quando sottoposto a campi magnetici alternati. Questo ritardo si traduce in una dissipazione di energia sotto forma di calore durante ciascun ciclo magnetico. La perdita di correnti parassite, d’altro canto, deriva dalla circolazione di correnti all’interno del materiale del nucleo indotta dal campo magnetico variabile. Queste correnti incontrano resistenza nel materiale del nucleo, portando ad un’ulteriore dissipazione di energia sotto forma di calore.
Le perdite del nucleo in un trasformatore sono chiamate perdite costanti perché rimangono relativamente costanti indipendentemente dal carico sul trasformatore. Queste perdite dipendono principalmente dalle proprietà magnetiche del materiale del nucleo e dalla frequenza operativa. Al contrario, le perdite nel rame (o perdite negli avvolgimenti) variano con la corrente di carico che scorre attraverso gli avvolgimenti del trasformatore. Le perdite nel rame derivano dalla resistenza dei conduttori di rame utilizzati negli avvolgimenti e aumentano all’aumentare della corrente di carico. Questa distinzione tra perdite costanti del nucleo e perdite variabili nel rame è essenziale nella progettazione del trasformatore e nei calcoli dell’efficienza.
La perdita del nucleo e la perdita del rame sono due tipi distinti di perdite in un trasformatore. La perdita del nucleo si riferisce specificamente all’energia dissipata come calore all’interno del nucleo del trasformatore a causa dell’isteresi e delle correnti parassite. È una perdita intrinseca che si verifica continuamente durante il funzionamento del trasformatore, indipendentemente dalle condizioni di carico. La perdita di rame, nota anche come perdita di avvolgimento o perdita I²R, si riferisce all’energia dissipata sotto forma di calore negli avvolgimenti del trasformatore a causa della resistenza dei conduttori di rame. Le perdite nel rame variano con il quadrato della corrente di carico e contribuiscono alla riduzione dell’efficienza complessiva del trasformatore.
La perdita del nucleo in un trasformatore si riferisce alla potenza che viene dissipata come calore all’interno del nucleo del trasformatore a causa dell’isteresi e delle perdite di correnti parassite. La perdita di isteresi si verifica perché il materiale del nucleo subisce inversioni magnetiche mentre la corrente alternata scorre attraverso gli avvolgimenti, con conseguente dissipazione di energia. La perdita di correnti parassite deriva dalle correnti circolanti indotte all’interno del materiale del nucleo dal cambiamento del campo magnetico. Insieme, queste perdite rappresentano l’energia che non viene trasferita al carico ma invece convertita in calore all’interno del nucleo del trasformatore, influenzandone l’efficienza e le prestazioni complessive.