Ekvivalentni krug transformatora

Ekvivalentni dijagram strujne petlje bilo kojeg uređaja može biti izuzetno koristan za predviđanje ponašanja uređaja pod različitim radnim uvjetima. To je u suštini prikaz na temelju strujne petlje jednačina koje opisuju performanse uređaja.

Poženjani ekvivalentni dijagram transformatora konstruira se tako da se svi parametri transformatora predstave na sekundarnoj strani ili primarnoj strani. Ekvivalentni dijagram strujne petlje transformatora prikazan je u nastavku:

Neka se promatra ekvivalentna strujna petlja transformatora s omjerom transformacije K = E₂/E₁. Inducirana elektromotorna sila E₁ je ekvivalentna primarnom primjenjenom naponu V₁ minus pad napona na primarnoj strani. Taj napon dovodi do praznog toka I₀ u primarnom zavoju transformatora. Budući da je vrijednost praznog toka izuzetno mala, često se zanemaruje u mnogim analizama.Stoga,  I1≈I1′. Prazni tok I₀ može se dalje dekomponirati u dvije komponente: magnetizacijski tok I_m i radni tok I_w.Ove dvije komponente praznog toka su rezultat toka koji se uzima od neinduktivnog otpora R₀ i čistog reaktanca X₀, na kojem je napon E₁ (ili ekvivalentno, V1−pad napona na primarnoj strani).

Napon na završetku V₂ preko opterećenja jednak je induciranoj elektromotornoj sili E₂ u sekundarnom zavojevu minus pad napona u sekundarnom zavojevu.

Ekvivalentna strujna petlja s svim količinama referentiranim na primarnu stranu

U ovom scenariju, kako bi se konstruirala ekvivalentna strujna petlja transformatora, svi parametri trebaju biti referentirani na primarnu stranu, kao što je prikazano na sljedećoj slici:

Sljedeće su vrijednosti otpora i reaktanci:

Sekundarni otpor referentiran na primarnu stranu daje se kao:

Ekvivalentni otpor referentiran na primarnu stranu daje se kao:

Sekundarni reaktanc referentiran na primarnu stranu daje se kao:

Ekvivalentni reaktanc referentiran na primarnu stranu daje se kao:

Ekvivalentna strujna petlja s svim količinama referentiranim na sekundarnu stranu

Sljedeći je ekvivalentni dijagram strujne petlje transformatora kada su svi parametri referentirani na sekundarnu stranu.

Sljedeće su vrijednosti otpora i reaktanci:

Primarni otpor referentiran na sekundarnu stranu daje se kao

Ekvivalentni otpor referentiran na sekundarnu stranu daje se kao

Primarni reaktanc referentiran na sekundarnu stranu daje se kao

Ekvivalentni reaktanc referentiran na sekundarnu stranu daje se kao

Poženjanjena ekvivalentna strujna petlja transformatora

Budući da prazni tok I₀ obično čini samo 3 do 5% punog radnog toka, paralelna granica koja sastoji se od otpora R₀ i reaktanca X₀ može se izostaviti bez značajnih grešaka u analizi ponašanja transformatora pod opterećenim uvjetima.

Daljnja pojednostavljenja ekvivalentne strujne petlje transformatora postiže se zanemarivanjem ove paralelne grane R₀-X₀ . Poženjanjeni dijagram strujne petlje transformatora je sljedeći: