Одновременно с током, во вторичной обмотке трансформатора, возникает и увеличивается магнитный поток вторичной обмотки Ф₂. Своим изменением этот поток наводит ЭДС ΔΕ₂ во вторичной обмотке и ЭДС ΔΕ₁ в первичной обмотке трансформатора. Но т.к. первичная обмотка соединена с источником напряжения, ЭДС ΔE₁ не сможет уменьшить значения ЭДС E₁. Т.к. ЭДС ΔE₁ направлена в ту же сторону, что и ток, то она вызывает увеличение тока и, соответственно, магнитного потока в первичной обмотке. Дополнительный магнитный поток первичной обмотки ΔΦ₁ будет зеркальной копией магнитного потока вторичной обмотки Ф₂, и направлен ему навстречу. В течении времени τ, будет расти ток и соответствующий ему, магнитный поток Ф₂ во вторичной обмотке, также будет расти и дополнительный поток первичной обмотки ΔΦ₁. Естественно, будет расти и ток в первичной обмотке трансформатора. По истечении времени т, магнитный поток Ф₂ будет сохранять своѐ значение до окончания полупериода, при этом ЭДС ΔΕ₂ во вторичной обмотке, наводиться уже не будет. Не будет наводиться и ЭДС ΔE₁ в первичной обмотке, но магнитный поток ΔΦ₁ и, соответственно, добавочный ток ΔΙ₁, в первичной обмотке сохранятся. Пока в магнитопроводе присутствует магнитный поток вторичной обмотки Ф₂, в нѐм всегда будет присутствовать его зеркальная копия, дополнительный магнитный поток первичной обмотки ΔΦ₁. Самостоятельно поток ΔΦ₁ измениться не сможет. Если, по каким-либо причинам, магнитный поток ΔΦ₁ захочет изменить своѐ значение, в первичной обмотке мгновенно возникнет ЭДС ΔE₁, но уже за счѐт самоиндукции, и возвратит его в исходное состояние.

Следует отметить, что такой процесс, когда ЭДС ΔΕ₂ наводится не в течение всего периода, характерен только для трансформатора, питающегося от источника напряжения прямоугольной формы. В этом случае снижение напряжения на нагрузке происходит за счѐт явления, очень похожего на регулировку напряжения методом ШИМ (широтно-импульсной модуляции). При питании трансформатора от источника напряжения синусоидальной формы, когда производных по времени может быть сколь угодно много, ЭДС ΔΕ₂ будет представлять непрерывную функцию ΔE_m2Sin(ωt) в течение всего периода, следовательно и напряжение на нагрузке будет уменьшено, относительно ЭДС Е₂, тоже непрерывно в течении всего периода.

Итак, мы выяснили, что в магнитопроводе трансформатора, в режиме работы на нагрузку, находятся два магнитных потока, т.е. магнитный поток первичной обмотки Ф₁ и магнитный поток вторичной обмотки  Ф₂. Магнитный поток первичной обмотки трансформатора представляет собой сумму двух магнитных потоков: магнитного потока перемагничивания магнитопровода Ф₀ и добавочного магнитного потока  ΔΦ₁.

В этом моя версия несколько расходится с официальной теорией трансформатора, в которой утверждается, что магнитный поток вторичной обмотки Ф₂, компенсируется (нейтрализуется) дополнительным магнитным потоком первичной обмотки ΔΦ₁. Но один магнитный поток не может удалить другой магнитный поток, направленный ему навстречу, в природе такого не бывает. В подтверждение своих слов, я предлагаю очень простой пример. Возьмѐм два постоянных неодимовых магнита, и направим их на встречу друг другу одноимѐнными полюсами. Из-за взаимодействия встречных магнитных потоков, между магнитами возникнет отталкивающая сила, не заметить которую невозможно. Магнитные потоки при этом, никак не компенсируют (не уничтожат) друг друга. Продолжим дальше наш эксперимент. Положим наши магниты на ровную поверхность и начнѐм приближать один из магнитов к другому. Когда отталкивающая сила превысит силу трения, удерживающую второй магнит на месте, то второй магнит начнѐт двигаться вместе с первым магнитом. Таким образом, энергия, прикладываемая к одному магниту, посредством взаимодействия встречных магнитных потоков, передаѐтся и другому магниту. Об этом явлении знают даже дети.

Аналогичное явление происходит и в магнитопроводе трансформатора. Благодаря взаимодействию встречных магнитных потоков, происходит передача МДС из первичной обмотки во вторичную обмотку трансформатора. Напомню, МДС - это Магнитодвижущая Сила, которая равна произведению силы тока в обмотке, на число еѐ витков. Мне кажется, что создатели теории трансформатора пытались идти таким путѐм, но их поставил в тупик ещѐ один «фокус» трансформатора, о котором мы узнаем чуть позже.

Итак, мы выяснили, что магнитный поток Ф₂ жѐстко связан с величиной тока I_m2 во вторичной обмотке трансформатора, поэтому, определив параметры этого магнитного потока, мы сможем найти и значение тока. Геометрические размеры магнитного потока Ф₂ будут такими же, как и у магнитного потока перемагничивания трансформатора, т.к. эти потоки находятся в одном и том же магнитопроводе. А для определения индукции магнитного потока Ф₂ необходимо найти значение ЭДС ΔΕ₂ . Для того чтобы определиться с ЭДС ΔΕ₂, нужно вторичную обмотку подключить к ЭДС Е₂, тогда ЭДС ΔΕ₂ будет равна ЭДС Е₂, т.е. включить трансформатор в режим короткого замыкания.

Теперь определим индукцию магнитного потока вторичной обмотки:

Как видим в режиме короткого замыкания, индукция магнитного потока вторичной обмотки равна индукции магнитного потока перемагничивания магнитопровода, т.е. холостого хода. Напряжѐнность магнитного потока вторичной обмотки будет равна:

А в режиме короткого замыкания:

Вот мы и подошли к тому моменту, который, как мне кажется, ставил в тупик создателей теории трансформатора.

Весь «фокус» в том, что в одинаковых встречных магнитных потоках ни какое вещество не намагничивается, в том числе и ферромагнетики. Домены, находящиеся в ферромагнетиках, каждый из магнитных потоков пытается повернуть в свою сторону с одинаковым усилием. Одновременно повернуться в обе стороны, домены не могут, это естественно, поэтому они остаются в произвольном состоянии.

В подтверждение этого явления можно провести следующий эксперимент. Возьмѐм два электромагнита постоянного тока с ферромагнитными сердечниками. Направим электромагниты на встречу друг другу одноимѐнными полюсами. Из-за взаимодействия встречных магнитных потоков, между электромагнитами возникнет отталкивающая сила. Это очень похоже на наш предыдущий эксперимент с постоянными магнитами, но есть очень существенное отличие. Попробуем соединить электромагниты друг с другом. Вначале отталкивающая сила будет возрастать, при приближении электромагнитов друг к другу, но после того, как только их сердечники соединяться, отталкивающая сила резко уменьшится. И если магнитные потоки электромагнитов различные по величине, то

электромагниты после соединения прилипнут друг к другу. Более наглядного примера трудно придумать, но я думаю, что и этого будет достаточно.

Продолжим наш анализ. Теперь мы знаем, что ЭДС Е₂, во вторичной обмотке, возбуждается магнитным потоком Ф₀ и её значение можно найти по формуле:

Ток во вторичной обмотке поддерживается магнитным потоком Ф₂ и его значение, в режиме короткого замыкания мы тоже можем определить по формуле:

Теперь мы можем найти амплитудное значение полной мощности трансформатора во вторичной обмотке:

Как видим, эта формула очень похожа на формулу (3) и обладает теми же свойствами. Используя её, можно найти:

ток короткого замыкания

выходное сопротивление

(Здесь  - индуктивность вторичной обмотки, для тока нагрузки, о которой упоминалось выше).

Возможность перехода к расчѐту магнитной цепи, для потоков Ф₂ и ΔФ₂.

Нужно отметить один момент. Расчет магнитной цепи, для реальных кольцевых или тороидальных трансформаторов, в этом случае, производить необходимо. Т.к. площадь охватываемая витком вторичной обмотки трансформатора, больше, чем площадь поперечного сечения его магнитопровода, в связи с чем, индукция магнитного потока Ф₂, будет несколько меньше индукции магнитного потока перемагничивания магнитопровода Ф₀, в режиме короткого замыкания.

И самое главное, теперь, зная характеристики магнитопровода и источника питания, мы можем построить нагрузочную характеристику будущего трансформатора! Эта характеристика поможет нам получить напряжение непосредственно на нагрузке, при любом еѐ значении...