Коэффициент полезного действия трансформатора (к.п.д), как и в других мощных устройствах, является одним из важнейших параметров. КПД трансформатора определяется как отношение активной мощности переменного тока, потребляемой нагрузкой к активной мощности, потребляемой от электросети. Формула определения кпд записывается следующим образом:
(1)
где Pc — потери в сердечнике трансформатора (динамические и статические);
— потери в его обмотках;
— активное сопротивление всех обмоток трансформатора,
приведённое к вторичной цепи.
В реальных условиях трансформатор может работать не только в номинальном режиме. Для оценки степени его загрузки
по току используется коэффициент загрузки 
, где I2Н —
номинальный выходной ток трансформатора. Тогда ток вторичной обмотки можно записать следующим образом:
После подстановки этого выражения в формулу (1), выражение для вычисления кпд трансформатроы принимает следующий вид:
(5)
Потери в сердечнике трансформатора Pc не зависят от выходного тока I2, а значит и от коэффициента
загрузки β. Их можно назвать потерями холостого хода. Если исследовать выражение (5) на экстремум по β,
то КПД трансформатора будет иметь максимум
Рисунок 1 Зависимость КПД трансформатора от коэффициента загрузки β
Потери в обмотках согласно закону Ома пропорциональны квадрату тока и коэффициента загрузки. При постоянном потребляемом
токе, что обычно выполняется в маломощных силовых трансформаторах задаемся номинальным током нагрузки (β = 1). В
мощных трансформаторах, где ток нагрузки обычно изменяется во времени значение коэффициента загрузки выбирается
β ≈ βОПТ, что соответствует наименьшим потерям. Крутизна этой зависимости невысокая,
максимум выражен слабо и, поэтому, условие
Рисунок 2 Зависимость реализуемого КПД и коэффициента мощности χ от требуемой активной мощности трансформатора
Из графиков, приведенных на рисунке 2, видно, что с ростом выходной мощности растут и максимально достижимые энергетические показатели трансформатора.
