Transformador Ideal

TRANSFORMADOR IDEAL

Los transformadores ideales son formas idealizadas de los transformadores reales, son elementos de circuito, como también los son las resistencias, inductancias y capacitancias que son formas idealizadas de los elementos reales resistores, inductores y capacitores.

Estos transformadores ideales aparecen en los modelos circuitales, o circuitos equivalentes, de los transformadores reales y de otras máquinas eléctricas.

Los transformadores ideales pueden ser monofásicos, trifásicos, multicircuito o especiales, pero todos tienen en común las siguientes propiedades:

a) r = 0 Arrollamientos sin resistencia.

b) PFe = 0 Núcleo sin pérdidas.

c) µFe = ∞ Permeabilidad relativa del núcleo infinita.

d) C = 0 Capacidades parásitas nulas.

Un transformador ideal monofásico se acostumbra a representar esquemáticamente como un circuito acoplado

Los puntos colocados en un extremo de cada arrollamiento indican los denominados “bornes homólogos”, que se emplean en el estudio de los circuitos acoplados

Como es habitual, a las magnitudes y parámetros del primario, lado por donde entra la energía, se las designan con el subíndice 1, y a las del secundario, lado por donde sale la energía, con el subíndice 2. En el esquema de la figura 1, N1 y N2 son los números de espiras del primario y del secundario respectivamente.

Por ejemplo al no tener resistencia los arrollamientos, en estos no se producen caídas de tensión y las fuerzas electromotrices resultan iguales a las tensiones en los bornes. El valor eficaz de estas fuerzas electromotrices, obtenido por aplicación de la ley de Faraday, es:

Donde:

E Fuerza electromotriz inducida [V].

f Frecuencia con que pulsa el flujo [Hz].

N Número de espiras del arrollamiento.

Φmáx Valor máximo del flujo alterno [Wb]. Dividiendo miembro a miembro las ecuaciones (1) se obtiene la denominada “relación de transformación a”:

Esta relación a es el único parámetro necesario para definir al transformador ideal. En su defecto se podrían usar los números de espiras N1 y N2. Si la relación de transformación es mayor que 1, el transformador reduce la tensión y por ese motivo se lo denomina reductor; y, por el contrario, si la relación es menor que 1, se lo denomina elevador. Cuando la relación de transformación es igual a 1 el transformador no modifica la tensión y se lo denomina separador ya que sirve para aislar eléctricamente un circuito del otro, lo que puede ser necesario en casos particulares. Otra consecuencia de la ausencia de resistencia en los bobinados, es que en los mismos no se producirán pérdidas por efecto Joule, también denominadas “pérdidas en el cobre PCu”. Como además, por definición, no hay pérdidas en núcleo, también denominadas “pérdidas

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