در بحث اصول اولیه ترانسفورماتورهای دو سیم پیچ، فرض بر این است که سیم پیچ ترانسفورماتور از یک سیم پیچ اولیه و یک سیم پیچ ثانویه تشکیل شده است که از یکدیگر جدا شده اند. هر سیم پیچ ترانسفورماتور استوانه ای و متحدالمرکز با ستون هسته آهنی سیم پیچ تنظیم شده است که یک مدار مغناطیسی با مقدار مقاومت مغناطیسی پایین تر برای شار مغناطیسی اصلی فراهم می کند. مدار مغناطیسی هسته آهنی باید بسته شود و سیم پیچ را نیز احاطه کند. اندازه دو سیم پیچ متحدالمرکز علاوه بر تعیین اندازه کلی ترانسفورماتور، اندازه پنجره هسته آهنی را نیز تعیین می کند و در نتیجه اندازه هسته آهنی را تعیین می کند. اندازه هسته آهنی، میزان تلفات هسته آهنی را برای یک نوار فولادی الکتریکی و چگالی شار مغناطیسی مشخص می‌کند. طراحان باید آرایش سیم‌پیچ را تا حد امکان فشرده کنند و عواملی که مانع از فشردگی سازه سیم‌پیچ می‌شود، گذرگاه‌های روغن خنک‌کننده و فضای عایق مورد نیاز، و همچنین استفاده از مقاطع سیم{7}} با بزرگترین اندازه ممکن برای کاهش تلفات بار است.
تلفات بار ترانسفورماتور، تلفات ناشی از جریان بار است که با توان دوم جریان بار تغییر می کند. تلفات بار تولید شده در ترانسفورماتورها را می توان به سه بخش نسبت داد: تلفات مقاومت. تلفات جریان گردابی که در سیم پیچ ایجاد می شود، زمانی که شار مغناطیسی نشتی متناوب از سیم سیم پیچ عبور می کند. به اصطلاح تلفات سرگردان ناشی از شار مغناطیسی متناوب سرگردان مربوط به بار داخل اجزایی مانند سربها، گیره ها و مخازن سوخت.
در شرایط فعلی همچنان تلفات جزئی در سیم پیچ است که بیشترین تأثیر را بر تلفات بار کل دارد. همانطور که از نام آن پیداست، تولید افت مقاومت بر این اساس است که باید در سیم پیچ مقاومت وجود داشته باشد، بنابراین این بخش از تلفات را نمی توان به طور کامل حذف کرد. با این حال، طراحان ترانسفورماتور می توانند راه هایی برای کاهش افت مقاومت بیابند. در این روش ها تا حد امکان از پیچ های سیم پیچی کمتری استفاده می شود. سطح مقطع هر پیچ سیم را افزایش دهید. از موادی با مقاومت الکتریکی کمتر استفاده کنید که عموماً به مس با رسانایی بالاتر اشاره دارد.
استفاده از حداقل تعداد چرخش های سیم پیچ به این معنی است که باید از یک هسته آهنی استفاده شود که بتواند بالاترین شار مغناطیسی کل ممکن را ایجاد کند، که شامل دو جنبه است: انتخاب بزرگترین مقطع ممکن هسته آهنی-و انتخاب بالاترین مقدار چگالی شار مغناطیسی هسته آهن ممکن است. نتیجه انجام این کار به ناچار افزایش اندازه هسته آهنی (از جمله گیره ها) و در نتیجه افزایش وزن و کاهش هسته آهن است. کاهش تلفات بار منجر به افزایش تلفات هسته آهن می شود و بالعکس. البته افزایش اندازه هسته آهنی، مخرج در بیان درصد راکتانس را نیز افزایش می دهد. برای جبران آن و حفظ مقدار امپدانس بدون تغییر، لازم است ارتفاع محوری سیم پیچ کاهش یابد و در عین حال تعداد دور سیم پیچ کاهش یابد (که می تواند تلفات بار را کاهش دهد). کاهش ارتفاع محوری سیم پیچ به معنای کاهش ارتفاع ستون هسته آهنی است که تا حدودی افزایش وزن هسته آهنی ناشی از افزایش اندازه هسته آهنی را جبران می کند. به این ترتیب، با توجه به جبران متقابل یک یا دو تغییر اندازه سازه، تغییر در تلفات ترانسفورماتور چندان قابل توجه نخواهد بود. بنابراین، اندازه سازه بهینه را می توان بر اساس عوامل دیگری مانند نسبت تلفات بار به عدم تلفات بار یا محدودیت ارتفاع حمل و نقل (که ارتباط نزدیکی با اندازه ارتفاع هسته آهنی دارد) انتخاب کرد.
پیامد افزایش سطح مقطع-سیم سیم پیچ، افزایش تلفات جریان گردابی در سیم پیچ است (علاوه بر این، می تواند باعث افزایش اندازه پنجره هسته آهنی شود و در نتیجه به طور کلی اندازه هسته آهنی افزایش یابد). دلیل افت جریان گردابی به دلیل عبور شار نشتی از سیم های سیم پیچ است. شار نشتی که از سیم سیم پیچ عبور می کند ولتاژ القایی ایجاد می کند و جریان حاصل متعامد با جریان بار و شار نشتی است. هرچه سطح مقطع سیم سیم پیچ بزرگتر باشد، امپدانس آن نسبت به جریان های گردابی کمتر می شود و در نتیجه جریان های گردابی بزرگ تری ایجاد می شود. تنها راه افزایش امپدانس جریان گردابی بدون کاهش سطح مقطع{6}}هر پیچ سیم پیچ این است که هر دور سیم را به رشته های سیم کوچکتر تقسیم کرده و آنها را از یکدیگر عایق بندی کنید، در حالی که آنها را در امتداد ارتفاع سیم پیچ قرار دهید. موضوع جابجایی سیم های سیم پیچ در بخش سازه سیم پیچ در زیر مورد بحث قرار خواهد گرفت. اگرچه کارگران سیم‌پیچ ترجیح می‌دهند از سیم‌های مقطعی کوچکتر-برای سیم پیچ استفاده کنند (زیرا سیم‌های مقطعی کوچکتر{10}}روی قالب‌های سیم پیچ می‌شوند)، به طور کلی، هرچه سیم‌های سیم‌پیچ موازی بیشتری وجود داشته باشد، هزینه ساخت بالاتر است. بنابراین، سازندگان ترانسفورماتور معمولا امیدوارند که تعداد سیم های سیم پیچ موازی را در سطح قابل قبولی از تلفات جریان گردابی محدود کنند. علاوه بر این، افزایش تعداد سیم های سیم پیچ موازی همراه با عایق بین رشته ای منجر به کاهش چرخه کاری سیم پیچ می شود که عامل دیگری است که نیاز به کاهش تعداد سیم های سیم پیچ موازی دارد.
همانطور که در بالا ذکر شد، جریان های گردابی در سیم های سیم پیچ ناشی از شار نشتی است، بنابراین کاهش شار نشتی می تواند مقدار جریان های گردابی را کاهش دهد. بدیهی است که تلفات جریان گردابی در سیم پیچ ترانسفورماتورهای با امپدانس کمتر از سیم پیچ ترانسفورماتورهای با امپدانس بالاتر کمتر است. مقدار امپدانس مغناطیسی نشتی کم با ارتفاع محوری سیم پیچ بزرگتر مطابقت دارد. به این معنا که سیم‌پیچ‌های نازک و بلند شار نشتی کمتری نسبت به سیم‌پیچ‌های کوتاه و ضخیم دارند، بنابراین سیم‌پیچ‌های اولی تمایل به جریان‌های گردابی کوچک‌تری دارند. موضوع واضح دیگر این است که اکثریت شار نشتی در سیم پیچ نازک بالا، شار نشتی محوری است. همچنین می توان ثابت کرد که در مواردی که بیشتر شار نشتی شار محوری است، کاهش اندازه سیم سیم پیچ در جهت شعاعی عمود بر میدان مغناطیسی نشتی می تواند به هدف کاهش جریان های گردابی دست یابد. برای سازه های سیم پیچ کوتاه و ضخیم، شار نشتی یک جزء شعاعی قابل توجهی خواهد داشت، به ویژه در ناحیه نزدیک به انتهای سیم پیچ. بنابراین سیم سیم پیچ نیز باید در جهت محوری به رشته های بیشتر و کوچکتر تقسیم شود (از نظر تئوری این فقط در انتهای سیم پیچ ضروری است، اما به طور کلی تغییر تعداد سیم ها در وسط سیم پیچ کار آسانی نیست). روش دیگر کنترل جریان های گردابی سیم پیچ، استفاده از محافظ مغناطیسی برای تصحیح جهت شار نشتی است، تا اطمینان حاصل شود که آنها از مجموعه دیسک عبور نمی کنند. حتی در جایی که شار نشتی از سیم پیچ عبور می کند، شار نشتی باید عمدتاً از اجزای محوری تشکیل شود. این اقدامات فقط برای استفاده در ترانسفورماتورهای امپدانس بالا با ظرفیت های بیشتر مقرون به صرفه است.
در این مورد، جریان گردابی سیم‌پیچ موضوع مهمی است. سازندگان ترانسفورماتور در عمل دریافته اند که محدود کردن تلفات جریان گردابی به حدود 25 درصد تلفات مقاومت اقتصادی ترین رویکرد است. با این حال، سطح پیچیدگی سازه مورد نیاز برای دستیابی به اهداف فوق بسته به موقعیت متفاوت است. برای ترانسفورماتورهایی با امپدانس پایین تر، تلفات جریان گردابی را می توان به میزان قابل توجهی به کمتر از 25 درصد تلفات مقاومت کاهش داد، بدون نیاز به اقدامات خاص دیگر.
