Autotransformador

J. Urrea, Estudiante Ingeniería Electrónica, L. J. Quiroga, Estudiante Ingeniería Electrónica.

Autotransformador (13 marzo 2012)


Resumen— En el presente artículo se describe inicialmente la sustentación teórica del principio de funcionamiento y el modelo eléctrico de los transformadores y autotransformadores.
A continuación se muestran las pruebas experimentales con los cualesse obtienen las diferentes potencias aparentes que se verán reflejadas en energía de trabajo y otro restante en energía que se convierte en calor determinando así una perdida, los datos obtenidos como la corriente de primario y secundario y el voltaje de secundario ayudan a observar el comportamiento del autotransformador y la importancia en la regulación de voltaje del mismo.


Palabrasclave— autotransformador elevador, autotransformador reductor, corriente, potencias, transformador, voltaje.
Introducción
E
n la actualidad los transformadores son utilizados en el campo domestico como en la industria, con ellos podemos cambiar la amplitud del voltaje, aumentándola para ser mas económica la transmisión y luego disminuyéndola para una operación más segura en los equipos.
Existendiferentes tipos de transformadores en los cuales se encuentra el autotransformador que es una bobina sobre un núcleo magnético, la acción del autotransformador es básicamente la misma que la del transformador normal de dos devanados. La potencia se transfiere del primario al secundario por medio del campo magnético variable, a su vez, regula la corriente del primario para establecer la condiciónrequerida de igualdad de potencia en el primario y secundario.

autotransformador
Un transformador está constituido por dos o más devanados de material conductor, aislados entre sí eléctricamente y por lo general enrollados alrededor de un mismo núcleo de material ferromagnético como se muestra en la Fig.1.
El transformador es un dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna de uncierto nivel de tensión, en energía alterna de otro nivel de tensión.

Fig. 1. Transformador.

La única conexión entre los devanados la constituye el flujo magnético común que se establece en el núcleo, este flujo magnético se analiza con la siguiente ecuación (1).

ɸ=B*da (1)

Donde ɸ es el flujo magnetico, B es la densidad del campo magnética y da es un fragmento del área.Siendo B y da vectores de la ecuación (1), se realiza el producto punto entre los vectores como se muestra en la ecuación (2).

ɸ=B*da*cosθ (2)

Donde θ es el ángulo entre los vectores anteriormente mencionados.
Si B lo tomamos como una constante entonces θ=0 y por lo tanto el flujo magnético se representa con la ecuación (3).ɸ=B*A (3)

Las partes del transformador están conformadas por:

a). Devanados: son cables de cobre con aislamiento conductivo o película de cubrimiento que se muestra en la Fig.2.

Fig. 2. Devanado o bobina que conforma un transformador.

b). Núcleo: estructura ferromagnetica que guía el flujo magnético y acopla los devanados y se muestra en Fig.3.Fig. 3. Núcleo de un transformador.

c). Cubierta: permite el flujo de aire o refrigerante como se muestra en la Fig.4.

Fig. 4. Cubierta de un transformador.

El Principio de funcionamiento de un transformador trabaja bajo lo ley de Faraday y ley de Ampere.

1). Un transformador ideal no tiene encuentra las pérdidas, tiene un devanado de entrada y un devanado de salida por lo cual lapotencia de alimentación va hacer igual a la potencia de salida como se muestra en la ecuación (4).

pout=palim (4)

2). Las relaciones entre los voltajes y corrientes del primario y secundario se establece mediante dos ecuaciones (5) y (6) respectivamente. La Fig.5. Muestra un transformador ideal.

Fig. 5. transformador ideal.

vp*ns =vs*np (5)...