调整变比、额定容量和负载率，实时计算变压器效率。可视化铁损与铜损的分解及效率-负载钟形曲线，直观理解最优负载点。
最优负载率：
$$x^* = \sqrt{\frac{P_{\rm core}}{P_{\rm cu}}}$$变压器效率的核心计算公式，它考虑了负载率、额定功率以及铁损和铜损：
$$\eta = \frac{xP_r}{xP_r + P_{\rm core}+ x^2 P_{\rm cu}}$$其中，$\eta$ 是效率，$x$ 是负载率（比如0.5代表50%负载），$P_r$ 是额定容量（kVA）。$P_{\rm core}$ 是铁损（固定值），$P_{\rm cu}$ 是额定负载下的铜损。注意铜损项是 $x^2 P_{\rm cu}$，体现了它与负载平方成正比的关系。
通过对效率公式求导并令其为零，可以推导出使效率达到最高的最优负载率：
$$x^* = \sqrt{\frac{P_{\rm core}}{P_{\rm cu}}}$$$x^*$ 就是最优负载率。这个简洁的公式告诉我们，当变压器的铁损等于铜损（即 $P_{\rm core}= x^{*2}P_{\rm cu}$）时，效率达到峰值。这是变压器能效设计和运行调度的核心依据。
电力系统配电规划：在为一个小区或工厂选择变压器容量时，工程师会预估其典型负载曲线。利用最优负载率公式，可以选择一台在大多数时间运行在高效区的变压器，避免“大马拉小车”造成的长期铁损浪费。
工业厂房节能运行：对于拥有多台变压器的工厂，可以根据生产班次和负载变化，智能投切变压器。比如在夜班轻载时，停掉一部分变压器，让运行的变压器负载率接近最优值，从而提升全厂的综合能效。
数据中心供电设计：数据中心的服务器电源（PSU）内部也使用高频变压器。优化其铁芯材料和绕组设计，降低空载（铁损）和负载（铜损），并将高效负载区间与服务器典型工作负载匹配，是提升数据中心PUE（能效比）的关键环节。
新能源发电并网：在风力发电场或光伏电站的升压站中，变压器需要处理波动较大的功率输出。研究其在不同功率点下的效率特性，有助于优化整个发电系统的运行策略，减少“弃风弃光”期间的变压器空载损耗。
首先，需要明确“额定容量 ≠ 持续运行容量”。例如，额定容量100kVA的变压器若持续以80kVA运行，负载率即为80%。假设此时铁损为300W、满载铜损为1000W，则最优负载率约为55%。这意味着，将设备用到额定容量的极限并不一定最经济。在实际工程中，必须根据全年负载变化模式来选择容量。其次，需注意“铁损与铜损的数值会随频率和温度波动”。虽然模拟器中通常使用固定值，但实际铁损几乎与电源频率成正比，而铜损会因绕组温升而增加。例如，在60Hz地区与50Hz地区，即使使用相同铁芯，铁损也会相差20%。最后，“不应过度追求单一最高效率点”。实际运行中负载始终动态变化，关键是要实现在“运行时间最长的负载区间”内保持较高效率的设计。例如，对于办公楼宇的变压器，明智的做法是选择在白天平均负载率50%~70%范围内效率曲线较为平缓的型号。
本工具所涉及的“通过权衡损失来寻找最优点”的思路，是构成CAE核心的重要概念，可应用于众多领域。首先是电机设计：与变压器类似，电机也存在铁损（铁心损耗）和铜损（绕组损耗），其效率图谱随转速和扭矩变化。在电动汽车驱动电机中，在广阔运行区间内保持高效率直接关系到续航里程。其次是电力电子：开关电源与逆变器设计中，需要优化开关损耗（类似铁损的固定损耗）与导通损耗（类似铜损的负载相关损耗）的平衡。例如，提高开关频率可使元件小型化，但会带来开关损耗增加的权衡问题。再者，热流体分析（CFD）中同样存在泵与风机的性能曲线（扬程-流量曲线）与系统阻力曲线的交点即为最优运行点，这些都需要通过仿真进行前期评估。由此可见，对存在多重互斥损耗机制的系统进行优化，是机械、电气、热学等各类设计场景中的共性课题。
下一步可思考“负载率随时间变化时的综合效率”。工程实践中“全日效率”至关重要。例如：可计算夜间12小时负载率20%、白天12小时负载率70%运行条件下的日总损耗能量，进而比较变压器A（铁损大、铜损小）与B（铁损小、铜损大）的节能性。从数学角度，设负载率随时间变化函数为 $x(t)$，则时段T内的综合效率 $\eta_{total}$ 可通过下式评估： $$\eta_{total} = \frac{\int_0^T x(t) P_r , dt}{\int_0^T \left( x(t) P_r + P_{core} + x(t)^2 P_{cu} \right) , dt}$$ 理解该积分仅需高中阶段的微积分知识。若希望深入钻研，建议研究“感应电机等效电路”：变压器的T型等效电路由表征铁损的励磁导纳与表征铜损的一二次侧漏阻抗构成，由此可理解当前简化模型的推导过程。掌握这一原理后，便可进一步探究功率因数对效率的影响、谐波负载引起的附加损耗等更贴近实际的课题。