变压器中的损耗
实际变压器中可能发生以下功率损耗 −
铁损或磁芯损耗
铜损或 I2R 损耗
杂散损耗
介电损耗
在变压器中，这些功率损耗以热量的形式出现并导致两个主要问题 −
增加变压器的温度。
降低变压器的效率。
铁损或磁芯损耗
铁损发生在变压器的磁芯中，原因是交变磁通量通过铁心时，铁心损耗会减小。因此，铁心损耗也称为磁芯损耗。我们通常使用符号 ($\mathit{P_{i}}$) 来表示铁心损耗。铁心损耗包括磁滞损耗 ($\mathit{P_{h}}$) 和涡流损耗 ($\mathit{P_{e}}$)。因此，铁损由磁滞损耗和涡流损耗之和给出，即
$$\mathrm{\mathrm{铁损}\mathit{P_{i}}\:=\:\mathrm{磁滞损耗(\mathit{P_{h}})}\:+\:\mathrm{涡流损耗(\mathit{P_{e}})}}$$
磁滞损耗和涡流损耗（或铁损）通过对变压器进行开路测试来确定。
磁滞损耗和涡流损耗的经验公式如下通过，
$$\mathrm{\mathit{P_{h}}\:=\:\mathit{k_{h}f\:B_{m}^{x}}\:\cdot \cdot \cdot (1)}$$
$$\mathrm{\mathit{P_{e}}\:=\:\mathit{ke\:B_{m}^{\mathrm{2}}\:f^{\mathrm{2}}t^{\mathrm{2}}}\:\cdot \cdot \cdot (2)}$$
其中，
Bm的指数，即"x"称为斯坦梅茨常数。根据磁芯材料的特性，其值范围为 1.5 至 2.5。
kh 是一个比例常数，其值取决于磁芯材料的体积和质量。
ke 是一个比例常数，取决于磁芯材料的体积和电阻率。
f 是磁芯中交变磁通的频率。
Bm 是磁芯中的最大磁通密度。
t 是每个磁芯叠片的厚度。
因此，总铁损或磁芯损耗也可以写成因为，
$$\mathrm{\mathit{P_{i}}\:=\:\mathit{k_{h}f\:B_{m}^{x}}\:+\:\mathit{ke\:B_{m}^{\mathrm{2}}\:f^{\mathrm{2}}t^{\mathrm{2}}}\:\cdot \cdot \cdot (3)}$$
由于变压器的输入电压大约等于初级绕组中的感应电压，即
$$\mathrm{\mathit{V_{\mathrm{1}}}\:=\:\mathit{E_{\mathrm{1}}}\:=\:4.44\:\mathit{f\phi _{m}N_{\mathrm{1}}}}$$
$$\mathrm{\Rightarrow \mathit{V_{\mathrm{1}}}\:=\:4.44\:\mathit{f\:B_{m}AN_{\mathrm{1}}}}$$
其中，A 为变压器磁芯的横截面积，N1 为初级绕组的匝数，f 为电源频率。
$$\mathrm{ 因此 \mathit{B_{m}}\:=\:\frac{\mathit{V_{\mathrm{1}}}}{4.44\mathit{fAN_{\mathrm{1}}}}\:\cdot \cdot \cdot (4)}$$
因此，从方程 (1) 和 (4)，我们得到，
$$\mathrm{\mathit{P_{h}}\:=\:\mathit{k_{h}f}\left ( \frac{\mathit{V_{\mathrm{1}}}}{4.44\mathit{fAN_{\mathrm{1}}}} ight )^{x}}$$
$$\mathrm{\Rightarrow \mathit{P_{h}}\:=\:\mathit{k_{h}f}\left ( \frac{\mathrm{1}}{4.44\mathit{AN_{\mathrm{1}}}} ight )^{x}\cdot \left ( \frac{\mathit{V_{\mathrm{1}}}}{\mathit{f}} ight )^{x}}$$
$$\mathrm{\Rightarrow \mathit{P_{h}}\:=\:\mathit{k_{h}}\left ( \frac{\mathrm{1}}{4.44\mathit{AN_{\mathrm{1}}}} ight )^{x}\cdot \mathit{V_{\mathrm{1}}^{x}}\:\mathit{f^{(\mathrm{1}-x)}}\:\cdot \cdot \cdot (5)}$$
因此，公式 (5) 表明磁滞损耗取决于输入电压和电源频率。
同样，从公式 (2) 和 (4)，我们得到，
$$\mathrm{\mathit{P_{e}}\:=\:\mathit{k_{e}f^{\mathrm{2}}t^{\mathrm{2}}}\left ( \frac{\mathit{V_{\mathrm{1}}}}{4.44\mathit{fAN_{\mathrm{1}}}} ight )^{\mathrm{2}}}$$
$$\mathrm{\Rightarrow \mathit{P_{e}}\:=\:\mathit{k_{e}\left ( \frac{\mathit{V_{\mathrm{1}}}}{\mathrm{4.44}\mathit{AN_{\mathrm{1}}}} ight )^{\mathrm{2}}\mathit{t^{\mathrm{2}}}\:\cdot \cdot \cdot \mathrm{(6)}}}$$
因此，从公式 (6)，我们可以得出结论：变压器中的涡流损耗与输入电压的平方成正比，与电源频率无关。
因此，总磁芯损耗也可以写成，
$$\mathrm{\mathit{P_{i}}\:=\:\mathit{k_{h}\left ( \frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4.44}\mathit{AN_{\mathrm{1}}}} ight )^{\mathrm{2}}\cdot \mathit{V_{\mathrm{1}}^{\mathit{x}}f^{(\mathrm{1-x})}}\:+\:\mathit{k_{e}}\left ( \frac{V_{\mathrm{1}}}{\mathrm{4.44}\mathit{AN_{\mathrm{1}}}} ight )^{\mathrm{2}}\mathit{t^{\mathrm{2}}}\:\cdot \cdot \cdot \left ( \mathrm{7} ight )}}$$
在实践中，变压器连接到恒定频率和恒定电压的电源，因此，f 和 Bm 都是常数。因此，铁芯或铁损在所有负载下实际上都保持不变。
我们可以通过使用高硅含量的钢来构造变压器的铁芯来减少磁滞损耗，而通过使用薄层压铁芯而不是实心铁芯可以最大限度地减少涡流损耗。对变压器进行开路测试以确定铁损或铁芯损耗。
铜损或I2R损耗
由于欧姆电阻，变压器中一次绕组和二次绕组中都会发生功率损耗，称为铜损或I2R损耗。我们通常用PC表示铜损。因此，变压器中的总铜损是初级绕组的功率损耗和次级绕组的功率损耗之和，即
$$\mathrm{\mathit{P_{c}}\:=\:\mathrm{Copper\:loss\:in\:primary\:+\:Copper\:loss\:in\:secondary}}$$
$$\mathrm{\Rightarrow \mathit{P_{c}}\:=\:\mathit{I_{\mathrm{1}}^{\mathrm{2}}}\mathit{R_{\mathrm{1}}}\:+\:\mathit{I_{\mathrm{2}}^{\mathrm{2}}}\mathit{R_{\mathrm{2}}}\:\cdot \cdot \cdot （8）$$
因为，
$$\mathrm{\mathit{I_{\mathrm{1}}}\mathit{N_{\mathrm{1}}}\:=\:\mathit{I_{\mathrm{2}}}\mathit{N_{\mathrm{2}}}$$
$$\mathrm{\Rightarrow \mathit{I_{\mathrm{1}}}\:=\:\left ( \frac{\mathit{N_{\mathrm{2}}}}{\mathit{N_{\mathrm{1}}}} ight )\mathit{I_{\mathrm{2}}}\:\cdot \cdot \cdot (9)}$$
$$\mathrm{ 因此 \mathit{P_{c}}\:=\:\left [ \left ( \frac{\mathit{N_{\mathrm{2}}}}{\mathit{N_{\mathrm{1}}}} ight )I_{\mathrm{2}} ight ]^{\mathrm{2}}\:\mathit{R_{\mathrm{1}}}\:+\:\mathit{I_{\mathrm{2}}^{\mathrm{2}}}\mathit{R_{\mathrm{2}}}\:=\:\left [ \left ( \frac{\mathit{N_{\mathrm{2}}}}{\mathit{N_{\mathrm{1}}}} ight )^{\mathrm{2}}\mathit{R_{\mathrm{1}}}\:+\:\mathit{R_{\mathrm{2}}} ight ]\mathit{I_{\mathrm{2}}^{\mathrm{2}}}\:\cdot \cdot \cdot (10)}$$
从公式 (10) 可清楚看出，变压器中的铜损随时间变化为负载电流的平方。因此，铜损也称为"可变损耗"，因为在实际中，变压器承受可变负载，因此具有可变负载电流。
我们对变压器进行"短路测试"以确定其铜损值。在实际变压器中，铜损约占变压器总功率损耗的 90%。
杂散损耗
在实际变压器中，总磁通量的一小部分沿着空气路径流动，该磁通量称为漏磁通。该漏磁通在变压器的导电或金属部件（如油箱）中产生涡流。这些涡流导致功率损耗，这称为杂散损耗。
介电损耗
功率损耗发生在绝缘材料（如油、变压器的固体绝缘等）中，称为介电损耗。介电损耗只在高压变压器中才显著。
虽然在实践中，杂散损耗和介电损耗非常小，是恒定的，可以忽略不计。
从上面的讨论中，我们发现变压器有一些损耗是恒定的，还有一些是可变的。因此，我们可以将变压器中的损耗分为两类，即恒定损耗和可变损耗。
因此，变压器中的总损耗是恒定损耗和可变损耗的总和，即
变压器中的总损耗 = 恒定损耗 + 可变损耗
