Холостой ход однофазного трансформатора

Если при разомкнутом рубильнике P₂ (рис. 9-6) подать на первичную обмотку 2 номинальное напряжение U₁ то будет режим, называемый холостым ходом трансформатора.
Под влиянием первичного напряжения U₁ в обмотке AX проходит переменный ток холостого хода I_Х, не превышающий 4—10% номинального тока. Этот ток можно считать состоящим из реактивной составляющей I_P.X, поддерживающей магнитный поток Ф_м, и активной I_A.X, пропорциональной потерям в трансформаторе при холостом ходе:

Так как ток холостого хода по сравнению с номинальным очень мал, то потерями мощности в первичной обмотке на ее нагревание I_X²r₁ пренебрегают, считая мощность мощностью потерь в стали P_СТ.
Магнитный поток трансформатора создается м. д. с. I_P.X w₁ но так как
I_A.X < 0,1 I_X, то за м. д. с. трансформатора можно принять I_X w₁= F_X
На векторной диаграмме для режима холостого хода (рис. 9-7) в произвольном направлении отложен ток холостого хода I_X, а в фазе с ним максимальное значение пульсирующего
потока Ф_м.
Этим потоком в первичной и вторичной обмотках наводятся э. д. с.

которая является противо-э. д. с, действующей в первичной обмотке, и

которая устанавливает напряжение на зажимах вторичной обмотки.
Эти э. д. с. отстают от потока на угол 90°. Поток рассеяния первичной обмотки Ф_1p, находящийся в фазе с током I_X, наводит в ней э. д. с. рассеяния, отстающую от тока на угол 90°:

Как было показано ранее

где x₁ — индуктивное сопротивление первичной обмотки, обусловленное потоком рассеяния этой обмотки.
Падение напряжения I_X x₁ в первичной обмотке при холостом ходе меньше 0,5%U₁  и им можно пренебречь. Тогда по второму закону Кирхгофа мгновенные значения напряжения и э. д. с, равные между собой, сдвинуты по фазе на 180°, т. е.

Так как

то

Значит, действующие значения напряжения и э. д. с.

равны и находятся в противофазе (рис. 9-7), если величиной Е_1p пренебречь.
Ток I₂ и падение напряжения во вторичной обмотке равны нулю, поэтому мгновенные значения u₂ и e₂ равны и, следовательно,

Отношение чисел витков обмоток или э. д. с. называют коэффициентом трансформации трансформатора:

Этот коэффициент обычно определяют отношением напряжений при холостом ходе, пренебрегая падением напряжения в обмотках: