Trafo caracteristicas

Máquinas Estáticas y Automatismos – 4º año – Grupo “A” y “B” 2011 – EEST Nº1
E.E.S.T. Nº1 - Capitán Sarmiento
Máquinas Eléctricas y
Automatismos
Profesor: Ernesto Poggi
Pablo Lescano
Ernesto Norberto Poggi - Pablo David Lescano
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Máquinas Estáticas y Automatismos – 4º año – Grupo “A” y “B” 2011 – EEST Nº1
Alumno: …
Principio de funcionamiento de los transformadores
Representación esquemática del transformador.
Si se aplica una fuerza electromotriz alterna en el devanado
primario, las variaciones de intensidad y sentido de la corriente
alterna crearán un campo magnético variable dependiendo de
la frecuencia de la corriente. Este campo magnético variable
originará, por inducción electromagnética, la aparición de una
fuerza electromotriz en los extremos del devanado secundario.
La relación entre la fuerza electromotriz inductora (Ep), la aplicada al devanado primario y la
fuerza electromotriz inducida (Es), la obtenida en el secundario, es directamente
proporcional al número de espiras de los devanados primario (Np) y secundario (Ns) .
La relación de transformación (m) del voltaje entre el bobinado primario y el secundario
depende del número de vueltas que tenga cada uno. Si el número de vueltas del secundario
es el triple del primario, en el secundario habrá el triple de tensión.
Esta particularidad se utiliza en la red de
transporte de energía eléctrica: al poder efectuar
el transporte a altas tensiones y pequeñas
intensidades, se disminuyen las pérdidas por
[efecto Joule] y se minimiza el costo de los
conductores.
Así, si el número de espiras (vueltas) del
secundario es 100 veces mayor que el del
primario, al aplicar una tensión alterna de 230
voltios en el primario, se obtienen 23.000 voltios
en el secundario (una relación 100 veces
superior, como lo es la relación de espiras). A la relación entre el número de vueltas o
espiras del primario y las del secundario se le llama relación de vueltas del transformador o
relación de transformación.
Ahora bien, como la potencia aplicada en el primario, en caso de un transformador ideal,
debe ser igual a la obtenida en el secundario, el producto de la fuerza electromotriz por la
intensidad (potencia) debe ser constante, con lo que en el caso del ejemplo, si la intensidad
circulante por el primario es de 10 amperios, la del secundario será de solo 0,1 amperios
(una centésima parte).
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Un transformador que tiene una potencia nominal de 500VA, está previsto para
una tensión primaria de 380V y una secundaria de 48V; tiene 750 espiras en el
primario.
Determine:
 Corriente primaria I1
 Corriente secundaria I2
 Número de espiras del secundario
La corriente del primario I1 es:
La corriente del secundario I2 es:
El Nº de espiras del secundario es:
Cada 1,973 espiras corresponde 1Volt., por lo tanto la cantidad de espiras para el
secundario es:
Corriente primaria I1 = 1,315A
Corriente secundaria I2 =10,416A
Número de espiras del secundario = 95e
Pérdidas en los Transformadores
Al referirnos a la relación entre tensiones y corrientes entre primario y secundario de un
transformador, expresamos que, prácticamente, la potencia del primario era igual a la del
secundario. Sin embargo, sucede que muchas veces un transformador, ya sea por mala
calidad del material empleado en su construcción, o por mala construcción misma, etc., no
entrega en su secundario, toda la potencia absorbida por el primario.
Desde luego, que existen transformadores casi perfectos, capaces de producir un
rendimiento de hasta un 98 %, especialmente en unidades grandes.
La porción de energía que es absorbida por el primario y no entregada al secundario, es
considerada como una pérdida.
El rendimiento de un transformador puede ser expresado en tanto por ciento y, en general, la
fórmula es la que sigue:
En la práctica se calcula un 10%
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Las pérdidas en los transformadores pueden dividirse en dos grupos:
a) pérdidas en el cobre;
b) pérdidas en el hierro.
Las pérdidas en el cobre son debidas a la resistencia óhmica presentada por el alambre,
pérdidas que se incrementan cuanto mayor es la corriente que los atraviesa.
Fig. 5 –
Pérdidas de potencia por corrientes de Foucault producidas en un núcleo magnético de una
sola pieza, (Fig. 5).
Las pérdidas en el hierro (núcleo) pueden subdividirse en dos partes:
 las pérdidas por histéresis magnética y,
 las pérdidas por corrientes de Foucault o corrientes parasitarias.
En el primer caso son debidas a que el núcleo del transformador se encuentra ubicado
dentro del campo magnético generado por el mismo y, en consecuencia, se imanta. Pero,
ocurre que la corriente aplicada al transformador es alternada y, por tanto, invierte
constantemente su polaridad, variando con la misma frecuencia el sentido del campo
magnético. Luego, las moléculas del material que forma el núcleo deben invertir en igual
forma su sentido de orientación, lo cual requiere energía, que es tomada de la fuente que
suministra la alimentación. Esto representa, por tanto, una pérdida.
Hay dos tipos de ciclos de histéresis de un material magnético:
 dinámico: se obtiene con tensión alterna y su área incluye las pérdidas por histéresis y
por corrientes inducidas de Foucault, y,
 estático: se obtiene con tensión continua variable y su área sólo incluye las pérdidas
por histéresis.
Para limitar las pérdidas por corrientes de Foucault en los transformadores, se suele
construir el núcleo con chapas aisladas eléctricamente entre sí, con lo que se limita la
posibilidad de circulación de corrientes inducidas al aumentar la resistencia eléctrica que
ofrece el núcleo a este tipo de corrientes (sin alterar las propiedades magnéticas).
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