Sprawność transformatora określa, jaka część mocy pobranej z sieci zostaje oddana do odbiornika po stronie wtórnej. Wyraża się ją wzorem:
[
\eta = \frac{P_2}{P_1} \cdot 100\%
]
gdzie: P₂ to moc oddawana przez uzwojenie wtórne, a P₁ to moc pobierana przez uzwojenie pierwotne.
Od czego zależy sprawność?
W transformatorze występują głównie dwa rodzaje strat:
- straty w uzwojeniach – wynikają z rezystancji drutu nawojowego i przepływu prądu; opisuje je zależność (P = I^2R),
- straty w rdzeniu – związane z przemagnesowywaniem rdzenia i prądami wirowymi.
Jeżeli uzwojenie pierwotne zostanie wykonane drutem o większym przekroju, jego rezystancja maleje, ponieważ:
[
R = \rho \frac{l}{S}
]
Większy przekrój S oznacza mniejszą rezystancję R. Mniejsza rezystancja powoduje mniejsze straty cieplne w uzwojeniu, a więc transformator mniej się nagrzewa i pracuje sprawniej.
Ważne w pytaniach egzaminacyjnych
Jeżeli liczba zwojów uzwojenia pierwotnego pozostaje taka sama, a uzwojenie wtórne nie jest zmieniane, to przekładnia napięciowa transformatora się nie zmienia. Oznacza to, że napięcie wtórne w idealnym ujęciu pozostaje takie samo.
Zmiana przekroju drutu wpływa przede wszystkim na:
- rezystancję uzwojenia,
- straty mocy w miedzi,
- nagrzewanie transformatora,
- sprawność transformatora.
Dlatego zastosowanie drutu nawojowego o podwójnym przekroju przy tej samej liczbie zwojów prowadzi do zwiększenia sprawności transformatora, a nie do zmiany napięcia wtórnego.