Transformadores
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Electrotecnia Tema 7: Transformadores
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TEMA 7
TRANSFORMADORES
VII.1 Transformador monofásico
VII.2 Transformador real I
VII.3 Transformador real II
VII.4 Transformador trifásico
VII.5 Estructura del sistema eléctrico
Cuestiones
Electrotecnia Tema 7: Transformadores
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VII.1 TRANSFORMADOR MONOFÁSICO
Un transformador es una máquina eléctrica estática capaz de convertir una
corriente alterna en otra corriente alterna de diferente tensión e intensidad.
Un transformador está compuesto por un núcleo de hierro con dos arrollamientos
o devanados separados y aislados entre sí, denominados primario y secundario.
Al conectar el devanado primario a una corriente alterna monofásica, se establece
un flujo magnético alterno dentro del núcleo. Este flujo atraviesa el devanado secundario
induciendo una fuerza electromotriz en el devanado secundario. A su vez, al circular
corriente alterna en el secundario, se contrarresta el flujo magnético, induciendo sobre el
primario una fuerza contraelectromotriz.
Desde el punto de vista energético, un transformador convierte energía eléctrica
en magnética en el primario, y en el secundario convierte energía magnética en eléctrica.
El primario se comporta como un receptor y el secundario como un generador.
Como el flujo circulando por el núcleo en único, las tensiones del primario y
secundario (fuerza contraelectromotriz y electromotriz respectivamente) son
proporcionales al número de vueltas da cada arrollamiento:
t
V N
D
D
= − ×
f
1 1
t
V N
D
D
= − ×
f
2 2 despejando obtenemos: m
N
N
V
V
= =
2
1
2
1
donde V1 y V2 son las tensiones en el primario y secundario y N1 y N2 son el número de
vueltas en el primario y secundario.
A la relación entre el número de vueltas en el primario y el secundario la
llamamos relación de transformación, y la representamos con la letra m.
Si el transformador fuese ideal y no tuviese pérdidas, la potencia eléctrica
consumida en el primario sería igual a la generada en el secundario, y puesto que el flujo
magnético y las corrientes están en fasej1 =j2 =j (osea, que se mantiene el desfase):
cosj cosj 1 2 1 × 1 × = 2 × 2 × P = P V I V I y por tanto:
1
2
2
1
2
1
I
I
m
N
N
V
V
= = =
Electrotecnia Tema 7: Transformadores
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De esta fórmula deducimos que si el transformador es reductor, es decir que
reduce la tensión, la corriente aumenta, y si es elevador, la tensión aumenta y la corriente
disminuye.
Resumiendo, un transformador es una máquina que sirve para variar la tensión de
una corriente alterna, variando también la intensidad, dejando la misma frecuencia y
desfase. Hay que destacar que un transformador no sirve para corriente continua.
Ejercicio 1: Sea un transformador monofásico ideal, el bobinado primario tiene
35 espiras y el secundario 78 espiras. ¿Qué relación de transformación tiene
el transformador? ¿Es un trafo elevador o reductor? ¿Si le aplicamos 230V de
ca al primario, qué tensión aparece en el secundario? ¿Y si el secundario está
consumiendo 0,75A, que corriente circula por el primario? ¿Qué factor de
potencia tendrá el primario y si el secundario tiene un cos+=0,8?
Un autotransformador es un transformador con una sola bobina intermedia, en
el que el primario y el secundario tienen partes comunes. Al tener sólo una bobina son
más baratos, ligeros y tienen mayor rendimiento. Sólo se utilizan cuando no hay mucha
diferencia entre el primario y el secundario.
Existen los autotransformadores regulables, donde ajustando las espiras del
secundario regulamos la relación de transformación
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