TRANSFORMADOR / CIRCUITOS MAGNITCAMENTE ACOPLADOS

TRANSFORMADOR / CIRCUITOS MAGNITCAMENTE ACOPLADOS

El transformador es un dispositivo que permite modificar potencia eléctrica de corriente alterna con un determinado valor de tensión y corriente en otra potencia de casi el mismo valor, pero, generalmente con distintos valores de tensión y corriente. Es una máquina estática de bajas pérdidas y tiene un uso muy extendido en los sistemas eléctricos de transmisión y distribución de energía eléctrica Cuando se requiere transportar energía eléctrica, desde los centros de generación (Centrales eléctricas) a los centros de consumo, se eleva la tensión (desde unos 15 kV hasta 132, 220 o 500 kV) y se efectúa la transmisión mediante líneas aéreas o subterráneas con menor corriente, ya que la potencia en ambos lados del trasformador es prácticamente igual, lo cual reduce las pérdidas de transmisión (R*I2 ).

Transformador monofásico

Básicamente está formado por un núcleo compuesto de láminas de hierro y dos bobinados, a los cuales denominaremos primario y secundario. El bobinado primario con “N1” espiras es aquel por el cual ingresa la energía y el secundario con “N2” espiras es aquel por el cual se suministra dicha energía.

[pic 1]

Transformador monofásico del tipo de núcleo

[pic 2]

Transformador monofásico del tipo acorazado

Cuando se analiza un transformador ideal, vamos a suponer las siguientes características:

• Las bobinas primaria y secundaria no tienen resistencia óhmica.

• Todo el flujo magnético se encuentra en el núcleo de láminas de acero.

• El núcleo no tiene reluctancia.

• El núcleo no tiene pérdidas por corrientes parásitas ni por histéresis.

[pic 3]

El transformador de la figura tiene Np vueltas en la bobina primaria y NS vueltas en la bobina secundaria, la relación entre voltaje se encuentra en función de estos valores:

[pic 4]

Al igual que la relación de corrientes:

[pic 5]

Estas ecuaciones describen la relación entre las magnitudes y ángulos de los voltajes y corrientes en los lados primarios y secundarios del transformador.

Al visualizar el circuito del transformador anterior (b) vemos la convención de puntos, los puntos aparecen en el extremo de cada devanado e indican la polaridad del voltaje y la corriente en el transformador, de lo cual podemos decir:

1. Si el voltaje primario es positivo en el extremo de la bobina marcado con el punto, respecto al extremo que no lo tiene, al igual que el voltaje secundario (positivo en el extremo marcado con el punto)
2. Si la corriente primaria del transformador fluye hacia adentro del devanado primario por el extremo marcado con el punto, la corriente secundaria fluirá hacia afuera del devanado secundario por el extremo marcado con el punto.

La potencia en un transformador esta dada por:

[pic 6]

[pic 7]

[pic 8]

La impedancia de un dispositivo esta dada por la relación entre el fasor de voltaje y el fasor de corriente:

[pic 9][pic 10][pic 11]

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[pic 13]

Análisis de Circuito con Transformador

Si un circuito tiene un transformador ideal, la forma más fácil de analizar sus voltajes y corrientes es reemplazar la porción del circuito con el transformador a su equivalente, una vez reemplazado el nuevo circuito (sin el transformador presente) puede ser resuelto. En la porción del circuito que no se reemplazó los resultados obtenidos serán los valores correctos de voltaje y corriente del circuito original, luego con las relaciones de voltajes y corrientes en base al número de vueltas se pueden determinar los valores en el otro lado del transformador.

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