RE: Presentación

PRACTICA DE LABORATORIO 2

ENSAYOS EN UN TRANSFORMADOR

INTRODUCCION

El modelo del trasformador ideal da una indicación clara acerca de la manera en que el dispositivo transfiere energía de un circuito a otro, pero en situaciones prácticas es muy difícil que el modelo ideal sea útil ya que un transformador real involucra pérdidas de energía (caso muy diferente al que se presenta en el modelo ideal). Para dar una explicación precisa del mecanismo por el cual se pierde energía en un transformador real en necesario crear un circuito equivalente práctico construido a partir de dos ensayos fundamentales que se realizan al transformador real.

1. OBJETIVOS

• Obtener las características en vacío y en cortocircuito para un transformador.

• Determinar el circuito equivalente del transformador.

2. GENERALIDADES

2.1 ENSAYO DE CORTOCIRCUITO

Por medio de éste ensayo se simulan las condiciones de carga de un transformador. Consiste en cortocircuitar el devanado de baja tensión del transformador y hacer circular por éste la corriente nominal ( ). De acuerdo con la ecuación:

(Amperios-Vueltas) (Ec. 1)

Se observa que cuando circula la corriente nominal en el lado de baja circula por el lado de alta la corriente .

Las conexiones típicas de los instrumentos de medida se ilustran la figura 1, y las lecturas de los instrumentos se emplean para determinar el circuito equivalente referido al dado de alta del transformador.

Figura 1. Conexiones típicas para el ensayo de cortocircuito.

La impedancia equivalente se calcula mediante la relación:

(Ec. 2)

La resistencia equivalente , está dada por:

(Ec. 3)

Donde la indicación del vatímetro da las pérdidas en el cobre.

2.2 ENSAYO EN VACÍO

Mediante éste ensayo se determinan las pérdidas en el hierro del transformador, el ensayo consiste en aplicar la tensión nominal del lado de baja y medir la potencia disipada en dicho arrollamiento sin aplicar ninguna carga al devanado de alta, las conexiones típicas se ilustran la figura 2.

Figura 2. Conexiones típicas para el ensayo en vacío.

Las pérdidas en el núcleo se calculan por medio de la ecuación:

(Ec. 4)

Siendo, la resistencia del devanado de baja tensión.

2.3 CIRCUITOS EQUIVALENTES

Las perdidas que ocurren en los transformadores reales se explican en modelos, estos describen el comportamiento del transformador, los detalles principales que deben tenerse en cuenta para la construcción de tal modelo son:

• Pérdidas en el cobre. Son pérdidas debidas a las resistencias de las bobinas primaria y secundaria del transformador. Son proporcionales al cuadrado de la corriente que circula por dichas bobinas.

• Pérdidas por corrientes parásitas. Las pérdidas por corrientes parásitas son pérdidas por resistencia en el núcleo del transformador. Son proporcionales al cuadrado del voltaje aplicado al transformador.

• Pérdidas por histéresis. Las pérdidas por histéresis están asociadas con los reacomodamientos de los dominios magnéticos en el núcleo durante cada medio ciclo. Son una función compleja, no lineal, del voltaje aplicado al transformador.

• Flujo de dispersión. Los flujos y que salen del núcleo y pasan solamente a través de una de las bobinas de transformador son flujos de dispersión. Estos flujos escapados producen una autoinductancia en las bobinas primaria y secundaria y los efectos de esta inductancia deben tenerse en cuenta.

2.3.1 Circuito equivalente exacto de un transformador real. Es posible construir un circuito equivalente que tenga en cuenta todas las imperfecciones principales de los transformadores reales. Cada imperfección principal se considera a su turno y su efecto se incluye en el modelo del transformador.

El efecto más fácil de incluir en el modelo del transformador es el de las pérdidas en el cobre, estas son incorporadas en el modelo, poniendo una resistencia en el circuito primario del transformador y una resistencia en el circuito

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