変圧器(トランス）についてなぜ、ショートしないのかおしえてください。

最近中古で電動工具を購入したのですが、作業用照明がつきませんでした。
分解して調べてみると降圧トランスのようなものがついており、交流100Vを降圧し交流12Vの豆電球を点灯するような構造でした。調べた結果としては、交流12Vが出力されておらず豆電球が使いないことはわかりました。この回路で入力の100Vをつないだ時「なぜショートしないのか」ということが、気になっています。中学の時か忘れましたが、トランスの電圧についての計算等はできたのですが、実際にモノを見るといろいろなことがわかりませんでした。どなたか以下のことを教えてください。
　１．なぜショートしないのか
　２．2次側に負荷がなくても大丈夫なのか
　３．コイルの中心に鉄心がない場合は、どうなるのか（トランス機能なし）磁界のみ発生しショートしないのか
　
　私が、分解した構造を絵にしたものを参考までに添付します。

No.4 回答者： himagene 回答日時： 2021/02/23 17:11

＞１．なぜショートしないのか

交流だからです。
＞２．2次側に負荷がなくても大丈夫なのか
２次側に負荷がない場合は、１次側がコイル（インダクタンス）として働きます。２次側を短絡すると大電流が流れ多くの場合、電線が燃え上がったり溶けたりします。
＞３．コイルの中心に鉄心がない場合は、どうなるのか（トランス機能なし）磁界のみ発生しショートしないのか
鉄芯がなくでも、トランスとして機能します。磁束の損失を少なくするためにはトーラス状します。https://automationforum.co/air-core-transformers/

No.3 回答者： m-jiro 回答日時： 2021/02/22 22:32

二次側に負荷がなくても大丈夫です。

定格より軽い負荷では一次側に「励磁電流」という微弱な電流が流れるだけで何の問題も生じません。
どこかがショートすると大電流が流れますね。負荷のところでショートするとか、変圧器の内部で巻線がショートすると一次側には大電流が流れます。その大電流のために発熱して焼けます。火事になる恐れがあります。これを防ぐため民生用の変圧器の多くは一次側に温度ヒューズが巻き込んであります。どこかがショートして温度が上昇すると火事になる前に一次側を切ってしまうのです。
二次側に電圧が出ないとのことですが、テスターをお持ちなら抵抗計にして100Vのプラグの所で抵抗値を測ってください。無限大なら温度ヒューズの溶断を疑いましょう。なお温度ヒューズの交換や修理は不可能です。切れていたらあきらめるしかないです。

変圧器の鉄心ですが、低周波用の変圧器では必須です。磁気の通り道ができないので。無線周波のような高周波ではフェライト（主成分は鉄の粉）を使ったり空芯（鉄心を全く使わない）こともあります。

No.2 回答者： isoworld 回答日時： 2021/02/22 21:23

この変圧器（トランス）の一次側に間違いなく単相のAC100V（50Hzか60Hz）が加わっているとすると、二次側（AC12V）に出力がなければ、どこかで断線している可能性があります。

でも、使用しているうちにトランス内部で巻線が断線することは考えにくく、巻線の両端子部分でハンダが外れたり接触不良になっていることはありえます。

もしそうではなくて、内部で巻線が短絡状態になっているとすると、それでも二次側に少しくらいの出力があってもいいはずですし、場合によってはブ～ンと微かな唸り声がトランスから聞こえてきたり、時間をおくと熱を帯びてきたりします。

トランスに鉄心がないと（50Hzか60Hzの場合）、一次側と二次側がほとんど結合せず、二次側には出力がほとんど出てきませんし、一次側はインダクタンスがなくなって短絡に近い状態になり、一次側に大電流が流れます（ブレーカーが飛ぶかも）。
でも周波数が50Hzか60Hzよりもずっと高くなるにつれて一次側と二次側の結合はよくなり、最後は鉄心がいらなくなります。

参考までに、以前は飛行機に積んでいたトランスは鉄心を減らすために、飛行機内部では400Hzが使われていました。

No.1 回答者： kairou 回答日時： 2021/02/22 20:54

トランスは 2次側に負荷が無くても 構いません。

あなたの云う「ショート」の意味がよく分かりませんが、
図の状態では 電球が無くても 短絡（ショート）はしませんよね。

鉄芯が無くても 磁場は出来ますが、鉄芯があるのが普通です。
低圧トランスでは、巻き線が1つだけのトランスもあります。