Transformadores

Índice

1. Transformadores monofásicos. 2

1.1. Introducción. 2

1.2. Constitución y clasificación. 4

1.3. El transformador ideal. 6

1.4. El transformador real. 9

1.5. Circuitos equivalentes. 14

2. Transformadores monofásicos. Ensayos. 16

2.1. Tensión de cortocircuito. 16

2.2. Regulación de tensión. 16

2.3. Ensayo de vacío. 18

2.4. Ensayo de cortocircuito. 19

2.5. Rendimiento. 20

3. Transformadores trifásicos 21

3.1. Introducción. 21

3.2. Constitución. 23

3.3. Grupos de conexión. 23

3.4. Trabajo en paralelo. 24

3.5. Transformadores de protección, de medida y autotransformadores 26

4. Bibliografía 38

Transformadores

1. Transformadores monofásicos.

1.1. Introducción.

Es un dispositivo que se encarga de "transformar" la tensión de corriente alterna que tiene a la entrada en otra diferente a la salida.

Este dispositivo se compone de un núcleo de hierro sobre el cual se han arrollado varias espiras (vueltas) de alambre conductor. Este conjunto de vueltas se llaman bobinas y se denominarán: "primario" a la que recibe la tensión de entrada y "secundario" a aquella que dona la tensión transformada.

La bobina "primaria" recibe una tensión alterna que hará circular, por ella, una corriente alterna. Esta corriente inducirá un flujo magnético en el núcleo de hierro. Como el bobinado "secundario" está arrollado sobre el mismo núcleo de hierro, el flujo magnético circulará a través de las espiras de éste. Al haber un flujo magnético que atraviesa las espiras del "secundario" se generará por el alambre del secundario una tensión. Habría corriente si hubiera una carga (si el secundario estuviera conectado a una resistencia, por ejemplo). La razón de la transformación de tensión entre el bobinado "PRIMARIO" y el "SECUNDARIO" depende del número de vueltas que tenga cada uno.

La relación de transformación es de la forma

,

donde N , N son el número de espiras y T y T son las tensiones del primario y del secundario respectivamente.

Entonces:

Un transformador puede ser elevador o reductor, dependiendo del número de espiras de cada bobinado.

Si se supone que el transformador es ideal (la potencia que se le entrega es igual a la que se obtiene de él, se desprecian las perdidas por calor y otras), entonces:

Potencia de entrada (Pi) = Potencia de salida (Ps).

Pi = Ps

Si tenemos los datos de intensidad y tensión de un dispositivo, se puede averiguar su potencia usando la siguiente fórmula.

Potencia (P) = Tensión (V) x Intensidad (I)

P = V x I (W)

Aplicamos este concepto al transformador y deducimos que la única manera de mantener la misma potencia en los dos bobinados es que cuando la tensión se eleve la intensidad disminuya en la misma proporción y viceversa. Entonces:

Así, para conocer la corriente en el secundario cuando tengo la corriente Ip (intensidad en el primario), Np (espiras en el primario) y Ns (espiras en el secundario) se utiliza siguiente fórmula:

1.2. Constitución y clasificación.

Durante el transporte de la energía eléctrica se originan pérdidas que dependen de su intensidad. Para reducir estas pérdidas se utilizan tensiones elevadas, con las que, para la misma potencia, resultan menores intensidades. Por otra parte es necesario que en el lugar donde se aplica la energía eléctrica, la distribución se efectúe a tensiones más bajas y además se adapten las tensiones de distribución a los diversos casos de aplicación.

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