Внешняя характеристика трансформатора
Внешняя характеристика трансформатора определяет зависимость напряжения вторичной обмотки U2 от тока вторичной обмотки I2 при постоянном коэффициенте мощности cos j2 = const и номинальном напряжении первичной обмотки U1. Часто для определения внешней характеристики пользуются относительными единицами (рис.11.6).
где
- ток нагрузки при номинальном токе первичной обмотки;
- коэффициент загрузки трансформатора,
а также
Так как 
, то
,
где 
определяется по (11.7).
Таким образом, ордината внешней характеристики определяется выражением:
(11.9)
где 
.
Выражение (11.9) показывает, что напряжение на выходе трансформатора зависит от его внутреннего сопротивления (RК, Xк), коэффициент мощности cos j2 и коэффициент загрузки, т.е. график представляет наклонную линию. Трансформаторы проектируют так, чтобы при номинальном токе вторичной обмотки снижение выходного напряжения не превышало 5¸ 10% от номинального.
4.Коэффициент полезного действия трансформатора
Коэффициент полезного действия (КПД) трансформатора определяется отношением активной мощности Р2 на выходе трансформатора к активной мощности Р1 на его входе
Мощные современные трансформаторы могут иметь КПД больше 99%. В таких случаях мощности Р2 и Р1 настолько близки, что не существует измерительных приборов, способных их отличить. Поэтому КПД определяют косвенным методом, основанном на прямом измерении мощности Р2 и мощности потерь DР.
Так как
,
то
(11.10)
Мощность потерь в трансформаторе равна сумме мощностей потерь в магнитопроводе - РС и и в проводах Рпр. Потери в магнитопроводе пропорциональны напряжению первичной обмотки U1. Обычно трансформаторы работают при номинальном напряжении первичной обмотки. Поэтому считают РС= const. Их определяют в опыте холостого хода.
Потери в проводах обмоток определяются токами обмоток, которые в свою очередь зависят от характера нагрузки. Так как нагрузка силовых трансформаторов часто изменяется, то и потери в проводах переменные. Найдем выражение, удобное для их учета.
Для этого вспомним, что ток холостого хода трансформатора пренебрежимо мал, в сравнении с номинальным. Поэтому будем полагать, что в рабочем режиме
Воспользовавшись понятием коэффициентом загрузки трансформатора, можем записать
Теперь выражение (3.27) можно записать в виде
(11.11)
где 
- мощность потерь в проводах обмоток при номинальных
токах, определяется в опыте короткого замыкания.
Мощность на выходе трансформатора определяется известным выражением
(11.12)
Так как 
, то и 
. Тогда, применяя коэффициент загрузки трансформатора,
перепишем (3.36) в виде
, (11.13)
где SH - номинальная полная мощность трансформатора.
Подставляя (11.11) и (11.13) в (11.10) получаем окончательное выражение для КПД
Выражение показывает, что КПД трансформатора зависит от значений коэффициента мощности нагрузки - cos j2 и от коэффициента загрузки - КЗ .
На практике максимум КПД достигается при средней нагрузке,
когда КЗ = 0,7¸ 0,5, а 