Вопрос про расчёт силового трансформатора.

Точный расчёт трансформатора необходим лишь в особых случаях: в попытке выиграть 5...10% кпд, высокие частоты ИИП, высокая мощность. Пожалуй, всё.

Если брать готовые типоразмеры железа сердечника, не учитывающие как повышение кпд, так и высокие рабочие частоты (100...1000 кГц), то немного можно пывысить кпд, намотав в случае понижающего тр-ра вторичную обмотку проводом большего сечения. Это следует из нахождения экстремума ф-ции F(R1, R2) с ограничением S1 + S2 = const.

Этот экстремум устанавливает, что R1 = R2. Соотношение очевидное, но толку от него в чистом виде мало: нужно учесть коэфф. заполнения медью окон тр-ра. Если бы для обеих обмоток он был одинаковым, то вторичной обмотке нужно было бы оставить больше половины площади сечения окна, поскольку, если её наматывать поверх первичной, то радиус намотки у неё больше и — как раз то, о чём Вы пишете — играло бы существенную роль.

Но! В случае понижающего тр-ра первичная обмотка наматывается проводом меньшего сечения, для которого коэфф. заполнения меньше — даже до 2 раз!

Таким образом, получается взаимная компенсация в борьбе за площадь: у обмоток есть соображения занять площадь больше 50% — у первичной это низкий коэфф. заполнения (теоретически возможный = пи/4 = 0,78), у вторичной — рост длины витка с ростом радиуса, сводящий на нет рост кпд (уменьшение потерь в меди).

Поэтому располагают обмотки рядом, а не поверх одна другой, и первичной дают площадь больше по отношению коэфф. заполнения.

Что до высоких частот, которыми никто ещё лет 40 назад не занимался, то точная оптимизация кпд показала, что геометрическая форма магнитопровода должна отличаться от принятой на низких частотах.

Тут и учёт скин-эффекта в меди, и особый режим в ферромагнетике сердечника. Вы, вероятно, заметили его удлиннёность в направлении оси обмоток — вот он результат. Но такой расчёт слишком сложен: нет конкретных первичных параметров (витков, диаметров, сечений), на основе которых можно получить вторичные (индуктивности, потокосцепления, частотные зависимости потерь) и по ним строить хар-ки.

Тема интересная, да и Вы ободряете: думающие люди уже начинают понимать, что почём — что расчёт тр-ра, приводимый с 30-х, весьма приблизителен: все переписывают друг у друга, увы!..

Хоть и говорят, что транс обратим, на деле не все так гладко, чем ближе к сердечнику тем меньше потери, и выше КПД, в силовых это значимый фактор, регулировка тока в сварочных так осуществлялась, разнос катушек дальше и ближе, частота много значит, высокочастотные имеют свой принцип в них первичная занимает больший объем в окне, а вторички находятся в средине

Теоретически да - растет магнитное рассеяние. Но на практике, у обычных трансов этот эффект очень мал и его часто просто не учитывают. Учитывают только в особых трансах, например звуковых.

Витков на вольт остаётся столько же, чем дальше, тем ток будет меньше. Трансформатор -это компактная штуковина, такими мелочами можно пренебречь.