بازده ترانسفورماتور

ترانسفورماتور مانند همه ماشین‌های الکتریکی دارای تلفات است. در مقاله تلفات ترانسفورماتور با انواع تلفات ترانسفورماتور و نحوه محاسبه آن‌ها آشنا شدیم. بازده یک دستگاه به نسبت توان خروجی به توان ورودی آن گویند. بازده ترانسفورماتور نسبت به سایر ماشین‌های الکتریکی بیشتر است چون قسمت تلفات مکانیکی ندارد. در کل بازده ترانسفورماتورها معمولاً بالای 90 درصد است.
محاسبه بازده ترانسفورماتور:

برای محاسبه مقدار بازده، کافی است مقدار توان خروجی را به مقدار توان ورودی تقسیم کرد. با ضرب این مقدار در عدد 100، بازده دستگاه به درصد مشخص می‌گردد.
\eta=\frac{P_{out}}{P_{in}}\times100

با توجه به انواع تلفات در ترانسفورماتور که در مقاله تلفات ترانسفورماتور عنوان شده است، می‌توان رابطه فوق را به صورت زیر نوشت:

\eta=\frac{P_{out}}{P_{out}+P_{c}+P_{h}+P_{e}}\times100

اگر فرض کنیم که ضریب توان باری که به خروجی ترانسفورماتور متصل است cosφ باشد، رابطه فوق را می‌توان به صورت زیر نوشت:
\eta=\frac{V_{2}I_{2}cos\varphi}{V_{2}I_{2}cos\varphi+P_{c}+P_{h}+P_{e}}\times100

در صورتی که نسبت بار خروجی به بار کامل x باشد، رابطه بازده را می‌توان این‌گونه نوشت:
\eta=\frac{xV_{2}I_{2}cos\varphi}{xV_{2}I_{2}cos\varphi+x^{2}I_{2}^{2}R_{es}+P_{h}+P_{e}}}\times100

که در این رابطه Res مقاومت معادل سیم پیچ های ترانسفورماتور از سمت ثانویه است.
بازده ماکزیمم ترانسفورماتور:

در این قسمت می‌خواهیم ببینیم که در چه مقداری از بار خروجی ترانسفورماتور بیشترین بازده را دارد. ولتاژ ثانویه ترانسفورماتور معمولاً مقدار ثابتی دارد. ولی جریان خروجی ترانسفورماتور به مقدار باری دارد که به خروجی آن متصل می‌گردد. بنابراین برای به دست آوردن مقدار بیشینه بازده ترانسفورماتور، از رابطه بازده نسب به جریان خروجی ترانسفورماتور مشتق گرفته و مقدار مشتق را برابر با صفر قرار می‌دهیم. در این صورت داریم:
\frac{d\eta}{dI_{2}}=0 \Rightarrow R_{{es}} I_{2}^{2}=P_{{h}}+P_{{e}}

یعنی بازده ترانسفورماتور زمانی بیشینه است که تلفات اهمی و تلفات هسته با هم برابر باشند. در نتیجه بازده ماکزیمم ترانسفورماتور را می‌توان از رابطه زیر محاسبه کرد:
\eta=\frac{V_{2}I_{2}cos\varphi}{V_{2}I_{2}cos\varphi+2P_{c}}\times100

شکل زیر نمایی از بازده در ترانسفورماتور را نشان می‌دهد: