機械変圧器変圧器の等価回路・損失・効率★★☆☆☆
変圧器の効率と負荷力率の関係
概要
変圧器の効率と負荷力率の関係を扱う。同じ皮相電力（kVA）負荷でも力率が下がると有効出力（有効電力）が減少する一方，鉄損・銅損は変わらないため効率が低下する。力率を変化させたときの効率の変化を計算する問題で頻出。
📖用語
鉄損：変圧器の鉄心内で生じる損失（ヒステリシス損＋渦電流損）。負荷の大小によらずほぼ一定。
銅損：変圧器の巻線（銅）の抵抗によるジュール熱損失。負荷電流の2乗に比例する（I2R）。
皮相電力：電圧と電流の実効値の積 S = V × I [VA]。有効電力と無効電力をベクトル合成したもの。
力率（cosφ）：皮相電力に対する有効電力の比。cosφ = PS で表される。負荷のインピーダンスの性質（抵抗・リアクタンス）で決まる。
変圧器の効率は負荷の有効電力（出力）と総損失の比です。力率が変わると出力は変わりますが，損失は同じ皮相電力であれば変わりません。
📐基本公式：変圧器の効率
η = PoutPout + Piron + PCu
Pout：有効出力電力，Piron：鉄損，PCu：銅損
全負荷時 PF = 1 の場合
Pout = Srated × 1（皮相電力 × 力率）
η1 = PoutPout + Ploss
→ Ploss = Pout × 1 − η1η1
全負荷時 PF = cosφ の場合（損失は同じ）
Pout' = Srated × cosφ（有効出力が力率分だけ減少）
損失は変わらない（同じ kVA 負荷）ので：
η2 = Srated × cosφSrated × cosφ + Ploss
力率が下がると出力が減るので効率は低下する。
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