Les valeurs efficaces des tensions et courants statoriques sont notées `U` et `I`, le déphasage entre la tension et le courant pour un enroulement statorique est noté `phi`, la résistance de chaque enroulement du stator est notée `r`.

Le moment du couple utile sur l'arbre et la vitesse de rotation sont notés respectivement `C_"u"` et `Omega`.

Détermination directe du rendement

Pour les deux fonctionnements :

• Un voltmètre et un ampèremètre permettent de mesurer les valeurs efficaces des tensions et courants pour le stator, un wattmètre mesure la puissance électrique au stator.
• Un capteur de couple et un capteur de vitesse sont installés sur l'arbre.

Les mesures précédentes permettent de déterminer les puissances électriques et la puissance mécanique et de calculer le rendement.

Détermination utilisant la méthode des pertes séparées

Un essai à vide, un essai en continu et un essai rotor bloqué sont réalisés.

• Essai à vide

  Aucune charge mécanique n'est placée sur l'arbre, les enroulements statoriques sont alimentés par un système triphasé équilibré de tensions de fréquence et valeur efficace nominales.

  Un voltmètre mesure la valeur efficace d'une tension statorique, un ampèremètre mesure l'intensité efficace d'un courant statorique, un wattmètre mesure la puissance électrique au stator.

  Le wattmètre indique la puissance à vide `P_"vide"` qui est égale aux pertes à vide si les pertes par effet Joule sont négligées .

• Essai en continu

  Il est fait entre deux bornes du stator comme pour la machine synchrone. Cet essai permet de déterminer la résistance d'un enroulement statorique et d'en déduire les pertes par effet Joule au stator notées `P_"js"`.

• Essai rotor bloqué

  Une charge mécanique l'empêchant de tourner est placée sur l'arbre, les enroulements statoriques sont alimentés par un système triphasé équilibré de tensions de fréquence nominale et de valeur efficace réduite afin que les courants statoriques atteignent leurs valeurs nominales.

  Un voltmètre mesure la valeur efficace d'une tension statorique, un ampèremètre mesure l'intensité efficace d'un courant statorique, un wattmètre mesure la puissance électrique au stator.

  Le wattmètre indique la puissance en court-circuit `P_"cc"` qui est égale aux pertes par effet Joule si les pertes dans le fer sont négligées.

  La puissance `P_"cc"` est importante devant `P_"js"`, l'approximation `P_"jr" = P_"cc"` avec `P_"jr"` représentant les pertes par effet Joule au rotor.

Le rendement peut alors être déterminé :

Expression approchée du rendement

La puissance transmise au rotor, notée `P_"tr"`, est égale à la puissance absorbée diminuée des pertes par effet Joule au stator et des pertes dans le fer.

Cette puissance est convertie en énergie thermique correspondant aux pertes par effet Joule au rotor, `P_"jr"`, et en énergie mécanique transmise à l'arbre.

On montre que les puissances `P_"jr"` et `P_"tr"` sont reliées par `P_"jr" = g cdot P_"tr"` avec `g` le glissement .

Pour les machines de puissances élevées, il est possible de négliger toutes les pertes autres que les pertes par effet Joule au rotor, dans ce cas la puissance absorbée est confondue avec la puissance transmise au rotor d'où `P_"a" = P_"tr"`. La puissance utile est égale à la puissance absorbée diminuée des seules pertes par effet Joule au rotor : `P_"u" = P_"tr" - P_"jr"`.

Puisque `P_"jr" = g cdot P_"tr"`, la relation précédente devient `P_"u" = P_"tr" - g cdot P_"tr" = (1-g) cdot P_"tr"` et le rendement s’écrit `eta = {(1-g) cdot P_"tr"}/P_"tr" = 1-g`

Le rendement d'une machine asynchrone diminue si le glissement augmente.