При переключении тумблером SA1 установки в режим исследования короткого замыкания можно снять зависимость потерь мощности в меди от подводимого к трансформатору напряжения.

При этом зажимы вторичной обмотки исследуемого трансформатора замкнуты накоротко, а первичная цепь подключена к сети через развязывающий трансформатор, чем обеспечивается возможность плавного изменения подводимого напряжения, начиная от нуля. Опыт короткого замыкания имеет целью определить потери в меди трансформатора при номинальных токах в первичной и вторичной обмотках. Для этого подводимое к первичной обмотке трансформатора напряжение увеличивается до тех пор, пока амперметр А1, включенный в первичную цепь трансформатора, не покажет номинальное значение тока I_н1 (при токе I_н1 ток I₂ будет также почти равен своему номинальному значению I_н2).

В связи с тем, что при коротком замыкании во вторичной цепи протекает ток короткого замыкания большой величины, запрещается превышать значение номинального тока вторичной обмотки I_н2 = 4 А, контролируемого амперметром А2.

Напряжение, которое должно быть приложено к первичной обмотке трансформатора, чтобы получить при замкнутой накоротко вторичной обмотке номинальный ток в первичной обмотке, получило название напряжения короткого замыкания U_кз. Под величиной напряжения короткого замыкания в процентах понимается отношение напряжения короткого замыкания к номинальному напряжению первичной обмотки:

. (4.27)

Напряжение короткого замыкания, равное согласно упрощенной схеме замещения (рис. 4.5)

, (4.28)

составляет у трансформаторов величину от 5 до 12 %, причем меньшая цифра относится к трансформаторам малой мощности, а большая – к мощным трансформаторам более высоких напряжений.

Полные потери в трансформаторе в опыте короткого замыкания могут быть представлены в следующем виде:

. (4.29)

В виду незначительной величины напряжения короткого замыкания потери в стали (зависящие от квадрата, подводимого к трансформатору напряжения) в опыте короткого замыкания незначительны, в то время как потери в меди имеют свою нормальную соответствующую полной нагрузке величину. Поэтому в опыте короткого замыкания потерями в стали можно пренебречь и принять мощность потребляемую первичной обмоткой трансформатора за величину потерь в меди трансформатора.

Если в опыте короткого замыкания постепенно повышать напряжение, подводимое к трансформатору, получая при этом ряд промежуточных значений токов в обмотках трансформатора, то можно опытным путем снять кривую зависимости потерь в меди от тока, которая имеет квадратичный характер, как видно на рис. 4.8.

Рис. 4.8. Зависимость потерь мощности в меди

от подводимого к трансформатору напряжения

Данные о потерях, полученные из опытов холостого хода и короткого замыкания, позволяют судить о КПД трансформатора

, (4.30)

и падении напряжения в трансформаторе без необходимости испытывать трансформатор под нагрузкой. Кроме того, из этих данных могут быть получены параметры схемы замещения трансформатора:

; (4.31)

; (4.32)

; (4.33)

; (4.34)

; (4.35)

. (4.36)