Principio de funcionamiento.

El transformador eléctrico se utiliza para cambiar la tensión de la corriente alterna.

Puede ser un transformador elevador si aumenta la tensión o un transformador reductor si la reduce.

Se compone de un núcleo de material ferromagnético o conductor del campo magnético y unas bobinas enrolladas alrededor de este.

Transformador eléctrico

Su funcionamiento se basa en la interacción de los campos electromagnéticos. Al alimentar una bobina con una corriente alterna senoidal aparece un campo magnético variable que recorre el núcleo ferromagnético. Este campo magnético variable creará una tensión también variable en la segunda bobina.

A la bobina de la izquierda le llamaremos primario y la bobina de la derecha le llamaremos secundario.

Transformador eléctrico

Cálculo de tensiones.

La tensión aplicada en la bobina lógicamente se va a repartir proporcionalmente en todas las vueltas o espiras de la bobina.

De manera que la la tensión en cada espira «e», será la tensión aplicada dividida por el número de espiras.

Pero la tensión en cada espira enrollada en el núcleo es producida por el acoplamiento del campo magnético, y será la misma en cada espira independientemente de donde se encuentre la bobina, en el primario o en el secundario.

Esto nos permite calcular fácilmente las tensiones generadas en cada bobina.

Por ejemplo en la figura vemos que al aplicar una tensión de 200 voltios en una bobina de 20 espiras, la tensión en cada espira será de 10 voltios. En la segunda bobina de 10 espiras tendremos una tensión de 10 x 10 = 100 voltios.

Transformador eléctrico

Ecuaciones fundamentales.

El transformador es una máquina que al no tener partes móviles tiene muy pocas pérdidas. Entonces obtendremos la primera ecuación fundamental considerando que la potencia que entra es igual a la potencia que sale. U1xI1=U2XI2.

La segunda ecuación la obtendremos sabiendo que la tensión «e«, en una espira ya sea del primario o del secundario tiene el mismo valor. U1/N1=U2/N2. De esta expresión se obtiene la relación de transformación del transformador.Rt.

Transformador eléctrico

Comprobación de tensiones

Utiliza el tester virtual para medir las tensiones que aparecerán en cada una de las tomas de tensión.

Transformador 1

Comprobar tensiones en el secundario y valor de e.

Transformador 1

El autotransformador.

Un autotransformador consta de una sóla bobina. Alimentamos toda la bobina por un lado y podemos obtener diferentes tensiones pinchando a diferentes alturas de la bobina.

Se utiliza para arrancar motores de gran potencia. Partiendo de una tensión pequeña y aumentando progresivamente la tensión para evitar caídas de tensión en la línea de alimentación

Autotrafo

Autotrafo

El transformador trifásico.

Para construir un

Para construir un transformador trifásico acoplaremos tres transformadores monofásicos.

Los transformadores trifásico pueden conectarse en estrella o triángulo tanto en el primario.

Si queremos tener cable de neutro la conexión deberá ser en estrella.

En la imagen tenemos un transformador trifásico con conexión estrella en primario y secundario.

Transformador eléctrico trifásico

Características principales.

Las características principales de un transformador serán.

  • Trifásico o monofásico.
  • Potencia nominal aparente, expresada en VA (VoltiAmperios) o KVA (KilovoltiAmperios)
  • Relación de transformación. División entre la tensión del primario U1 y la tensión del secundario U2.
  • Frecuencia de trabajo. Por defecto 50 Hz.
  • En los transformadores trifásicos se indicará además el tipo de conexión, estrella o triángulo tanto del primario como del secundario. También el desfase entre las tensiones del primario y del secundario.
  • Según la tensión del secundario, tendremos B1 para receptores a 230 voltios, B2 para receptores a 400 voltios.

Práctica 1.

En el transformador de la figura, calcular las tensiones en los puntos marcados con un rectángulo azul y pinchar después para ver el resultado.

Transformador eléctrico trifásico

Práctica 2

Comprobar si el transformador es reversible. Alimentamos el secundario, y medimos la tensión en el primario.

Transformador eléctrico trifásico

Práctica 3

En el autotransformador de la figura, calcular las tensiones en los puntos marcados con un rectángulo azul y pinchar después para ver el resultado.

Práctica 4

El transformador trifásico de la figura tiene una relación de transformación de Rt:50. Medir las tensiones en los diferentes esquemas de conexión. Estrella-estrella, Estrella-triángulo, Triángul-Triánguo, Triángulo- estrella.

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