Autotransfomadores


Autotransformador


Esquema de conexión de un autotransformador.
Un autotransformador es una máquina eléctrica, de construcción y características similares a las de un transformador, pero que a diferencia de éste, sólo posee un único devanado alrededor de un núcleo ferromagnético. Dicho devanado debe tener al menos tres puntos de conexión eléctrica; la fuente detensión y la carga seconectan a dos de las tomas, mientras que una toma (la del extremo del devanado) es una conexión común a ambos circuitos eléctricos (fuente y carga). Cada toma corresponde a una tensión diferente de la fuente (o de la carga, dependiendo del caso).
En un autotransformador, la porción común (llamada por ello "devanado común") del devanado único actúa como parte tanto del devanado "primario" como del"secundario". La porción restante del devanado recibe el nombre de "devanadoserie" y es la que proporciona la diferencia de tensión entre ambos circuitos, mediante la adición en serie (de allí su nombre) con la tensión del devanado común.
La transferencia de potencia entre dos circuitos conectados a unautotransformador ocurre a través de dos fenómenos: el acoplamiento magnético(como en untransformador común) y la conexión galvánica (a través de la toma común) entre los dos circuitos. Por esta razón, un autotransformador resulta en un aparato más compacto (y a menudo más económico) que un transformador de la misma potencia y tensiones nominales. De igual manera, un transformador incrementa su capacidad de transferir potencia al ser conectado como autotransformador.



Índice
1 Operación1.1 Teoría
1.2 Funcionamiento
1.3 Tipos de construcción
2 Aplicaciones
3 Limitaciones
4 Véase también
Operación
Teoría


Construcción de un autotransformador a partir de un transformador.
En un transformador, las definiciones de primario y secundario son:
: Tensión en el devanado primario
: Corriente en el devanado primario
: Tensión en el devanado secundario
: Corriente en eldevanado secundario
Al conectarlo como autotransformador, hay que redefinir primario y secundario como:
: Tensión en el primario (devanado serie + común)
: Tensión en el secundario (devanado común)
: Corriente en el primario (devanado serie + común)
: Corriente en el secundario (devanado común)

Comparando ambas posibilidades de conexión, se observa que se cumplen las siguientes relaciones:ix = i1 + i2
ih = i1

Pero:




Despreciando la rama en paralelo:




Con respecto a la potencia, para el transformador se cumple que:

o bien, despreciando las pérdidas,

La potencia al conectarlo como autotransformador es:

o bien, despreciando las pérdidas,

si se sustituyen los valores y se agrupa correctamente, se obtiene:

Por lo tanto, al conectar un transformadorcomo autotransformador, este aumenta su capacidad para transferir potencia en una proporción determinada por la relación de transformación de la conexión como transformador. La implicación directa de esta deducción matemática es que para transferir la misma cantidad de potencia entre dos circuitos, un autotransformador es de menor tamaño que un transformador equivalente.

Funcionamiento
Al igualque los transformadores, los autotransformadores funcionan basados en el principio de campos magnéticos variantes en el tiempo, por lo que tampoco pueden ser utilizados en circuitos de corriente continua. Para reducir al mínimo las pérdidas en el núcleo debidas a corrientes de Foucault y a la histéresis magnética, se suele utilizar acero eléctrico, laminado en finas chapas que luego se apilan ycompactan. Las láminas del núcleo así construido se orientan haciendo coincidir la dirección del flujo magnéticocon la dirección de laminación, donde la permeabilidad magnética es mayor.
La relación de transformación de un autotransformador es la relación entre el número de vueltas del devanado completo (serie + común) y el número de vueltas del devanado común. Por ejemplo, con una toma en la...