El Oro Negro

Practica 7

El transformador

Objetivo

Analizar experimentalmente las características básicas de operación del transformador real.

Teoría

El principio de operación del transformador es la ley de la inducción de Faraday, la cual para

una bobina de n vueltas, devanada sobre un núcleo por el cual circula un flujo magnético variable

con el tiempo Figura 1.

Figura 1

Establece que en tal bobina, se induce un voltaje dado por la expresión

(1)

La polaridad del voltaje inducido se establece con la ayuda de la ley de Lenz, según la cual la

inducción es tal que se opone a la variación del flujo

(2)

El esquema básico de un transformador monofásico se representa en la Figura 2.

Figura 2.

Con el interruptor S abierto, i1 (t) produce φ (t) el cual si el transformador es ideal (resistencia nula

de los devanados, permeabilidad magnética del núcleo muy grande) se confina en el núcleo y

atraviesa la bobina 2, e induce V2 (t), si se utiliza la ecuación (2), se tiene:

(3)

Con el interruptor S cerrado, circula i2, el flujo φ es producido por ambas corrientes; se utiliza el

hecho de que en el transformador ideal, la potencia que le es suministrada por la fuente es la

misma que él entrega a la carga ( ni disipa ni almacena energía), se puede establecer:

(4)

(5)

Para obtener un circuito equivalente los sentidos de arrollamiento que determinan las polaridades

de los voltajes inducidos se tienen en cuenta a través de las llamadas marcas de polaridad, que

indican terminales que tienen la misma polaridad relativa, para el esquema de la Figura 2. Se

tendría el circuito equivalente de la Figura 3.

Figura 3

La conservación de la potencia para el caso fasorial, usando la potencia aparente sería:

(5) S1 = V1 i1 = V2 i2 = S2

Si por ejemplo V1 es el lado de alto voltaje (transformador reductor) entonces I1 sería menor que

I2 en la misma relación que V2 sea menor que V1, esta propiedad se emplea en los sistemas de

potencia para elevar el voltaje de generación y transmitir a bajas corrientes disminuyendo las

pérdidas de energía en la línea.

En el transformador real los devanados tienen resistencia, la permeabilidad del núcleo es finita, lo

que implica que no todo el flujo circula por el núcleo sino que parte circula por el aire, además si el

núcleo es de material ferromagnético existen pérdidas de energía en el mismo; lo anterior se

refleja en el circuito equivalente, el cual consiste de un transformador ideal al cual se conectan

elementos pasivos que representan las imperfecciones indicadas, el circuito equivalente del

transformador real, se presenta en la figura 4.

Figura 4

Los parámetros del circuito equivalente se obtienen mediante dos pruebas llamadas de Los parámetros del circuito equivalente se obtienen mediante dos pruebas llamadas de Los parámetros del circuito equivalente se obtienen mediante dos pruebas llamadas de Los parámetros del circuito equivalente se obtienen mediante dos pruebas llamadas de Los parámetros del circuito equivalente se obtienen mediante dos pruebas llamadas de Los parámetros del circuito equivalente se obtienen mediante dos pruebas llamadas de Los parámetros del circuito equivalente se obtienen mediante dos pruebas llamadas de Los parámetros del circuito equivalente se obtienen mediante dos pruebas llamadas de Los parámetros del circuito equivalente se obtienen mediante dos pruebas llamadas de Los parámetros del circuito equivalente se obtienen mediante dos pruebas llamadas de Los parámetros del circuito equivalente se obtienen mediante dos pruebas llamadas de Los parámetros del circuito equivalente se obtienen mediante dos pruebas llamadas de Los parámetros del circuito equivalente se obtienen mediante dos pruebas llamadas de Los parámetros del circuito equivalente se obtienen mediante dos pruebas llamadas de Los parámetros del circuito equivalente se obtienen mediante dos pruebas llamadas de Los parámetros del circuito equivalente se obtienen mediante dos pruebas llamadas de Los parámetros del circuito equivalente se obtienen mediante dos pruebas llamadas de Los parámetros del circuito equivalente se obtienen mediante dos pruebas llamadas de Los parámetros del circuito equivalente se obtienen mediante dos pruebas llamadas de Los parámetros del circuito equivalente se obtienen mediante dos pruebas llamadas de Los parámetros del circuito equivalente se obtienen mediante dos pruebas llamadas de Los parámetros del circuito equivalente se obtienen mediante dos pruebas llamadas de Los parámetros del circuito equivalente se obtienen mediante dos pruebas llamadas de Los parámetros del circuito equivalente se obtienen mediante dos pruebas llamadas de Los parámetros del circuito equivalente se obtienen mediante dos pruebas llamadas de Los parámetros del circuito equivalente se obtienen mediante dos pruebas llamadas de Los parámetros del circuito equivalente se obtienen mediante dos pruebas llamadas de Los parámetros del circuito equivalente se obtienen mediante dos pruebas llamadas de Los parámetros del circuito equivalente se obtienen mediante dos pruebas llamadas de Los parámetros del circuito equivalente se obtienen mediante dos pruebas llamadas de Los parámetros del circuito equivalente se obtienen mediante dos pruebas llamadas de Los parámetros del circuito equivalente se obtienen mediante dos pruebas llamadas de Los parámetros del circuito equivalente

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