開放回路試験がコア損失を示すのに対し短絡試験が銅損失を示すのはなぜですか

開回路試験と短絡試験は、トランスフォーマーの試験においてコア損失と銅損を個別に決定するために使用される二つの基本的な方法です。

開回路試験（無負荷試験）

開回路試験では、通常一方の巻線に定格電圧を適用し、もう一方の巻線を開けたままにします。この設定は主に以下の理由によりコア損失を測定するために使用されます：

コア損失は主にヒステリシス損失と渦電流損失で構成され、これらはトランスフォーマーのコアで発生します。交流電圧が一次巻線に適用されると、コアが磁化され、交流磁界が生成されます。この過程で発生するヒステリシス損失と渦電流損失は、入力電力の測定によって数量化できます。

開回路試験では、二次巻線が開いているため、巻線を通る電流はほとんどありませんので、銅損は無視できるほど小さくなります。つまり、測定された入力電力はほぼ完全にコア損失を反映しています。

短絡試験

短絡試験では、飽和を避けるために十分に低い電圧を一方の巻線に適用し、もう一方の巻線を短絡します。この試験は主に以下の理由により銅損を測定するために使用されます：

銅損は主に巻線の抵抗によるI²R損失によって引き起こされます。短絡試験中、二次巻線が短絡されているため、一次巻線に大きな電流（定格電流に近い）が流れ、これにより大きな銅損が発生します。

適用される電圧が低いため、コアは飽和に達せず、コア損失は比較的小さく無視できる程度となります。したがって、これらの条件下では、測定された入力電力は主に銅損を反映しています。

これらの二つの試験方法を使用することで、コア損失と銅損を効果的に分離して独立して評価することができます。これは設計最適化、故障診断、および効率的なトランスフォーマー運転の確保に重要です。