A maior perda em um transformador é normalmente a perda de cobre, também conhecida como perda I²R. Esse tipo de perda ocorre devido à resistência dos enrolamentos do transformador ao fluxo de corrente elétrica. Quando a corrente passa pelos enrolamentos, a resistência provoca aquecimento proporcional ao quadrado da corrente (I²) multiplicado pela resistência (R). As perdas no cobre são responsáveis por uma parcela significativa das perdas totais em um transformador, particularmente sob condições de plena carga, onde o fluxo de corrente é mais alto.
A perda máxima em transformadores é frequentemente a perda do núcleo, que inclui tanto a perda por histerese quanto a perda por correntes parasitas. A perda de histerese ocorre porque os materiais magnéticos no núcleo do transformador (normalmente aço silício) sofrem uma perda de energia à medida que magnetizam e desmagnetizam repetidamente em resposta à corrente alternada. A perda por correntes parasitas, por outro lado, resulta de correntes induzidas no material do núcleo devido à mudança do campo magnético. Juntas, estas perdas no núcleo podem ser substanciais, especialmente em grandes transformadores que operam em frequências mais altas.
Os transformadores experimentam quatro tipos principais de perdas: perda de cobre (perda I²R), perda de núcleo (incluindo histerese e perdas por correntes parasitas), perda de carga parasita e perda dielétrica. A perda de cobre ocorre nos enrolamentos devido à resistência elétrica. As perdas do núcleo referem-se à energia dissipada no material do núcleo devido à histerese e correntes parasitas. A perda de carga parasita inclui perdas em elementos estruturais, fluxos de vazamento e vibrações mecânicas. A perda dielétrica envolve dissipação de energia nos materiais isolantes usados no transformador.
A perda total de um transformador abrange todas as perdas mencionadas: perda de cobre, perda de núcleo (histerese e correntes parasitas), perda de carga parasita e perda dielétrica. Estas perdas reduzem colectivamente a eficiência do transformador, uma vez que parte da energia eléctrica de entrada é convertida em calor em vez de ser transferida para a carga como energia eléctrica útil. Minimizar estas perdas é crucial para melhorar a eficiência e a fiabilidade das operações dos transformadores, especialmente em aplicações onde a conservação de energia e a rentabilidade são fundamentais.
Normalmente, há seis perdas consideradas na operação do transformador: perda de cobre (I²R), perda de núcleo (histerese e correntes parasitas), perda de carga parasita, perda dielétrica, perda de carga e perda sem carga. A perda de carga refere-se às perdas de carga de cobre e parasitas que ocorrem sob condições de carga, enquanto a perda sem carga compreende perdas de carga principal e parasita quando o transformador está ocioso, mas energizado. Essas perdas contribuem para a ineficiência geral dos transformadores e são gerenciadas por meio da otimização do projeto, seleção de materiais e estratégias operacionais para melhorar o desempenho e a confiabilidade.