Autotransformadores

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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 del núcleo. Dicho devanado debe tener al menos tres puntos de conexión eléctrica, llamados tomas. La fuente de tensión y la carga se conectan a dos de las tomas, mientras que una toma (ladel extremo del devanado) es una conexión común a ambos circuitos eléctricos (fuente y carga). Cada toma corresponde a un voltaje 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 elnombre de "devanado serie" y es la que proporciona la diferencia de voltaje entre ambos circuitos, mediante la adición en serie (de allí su nombre) con el voltaje del devanado común.
En algunas ocasiones es recomendable cambiar los niveles de voltaje en una mínima cantidad.

Por ejemplo puede ser necesario incrementar un voltaje de 110 a 120v o de 13.2 a 13.8 kv. Estos pequeños aumentos puedenser necesarios por caídas de voltaje que suelen ocurrir en los sistemas de potencia, a mucha distancia de los generadores. En tales circunstancias sería un desperdicio y sumamente costoso usar un transformador convencional con dos bobinados completos, cada uno con tensión nominal de mas o menos el mismo voltaje. En lugar de esto se suele utilizar un transformador especial llamadoautotransformador.
La figura siguiente nos muestra un esquema del autotransformador. Consta de un bobinado de extremos A y D, al cual se le ha hecho una derivación en el punto intermedio B. Por ahora llamaremos primario a la sección completa A D y secundario a la porción B D, pero en la práctica puede ser a la inversa, cuando se desea elevar la tensión primaria.

En el autotransformador elevador , la primerabobina se ilustra conectada en forma aditiva a la segunad bobina. Ahora, la relación entre los voltajes de la primera y la segunda bobina se establece por la relación de vueltas del transformador. Sin embargo, el voltaje a la salida de todo el transformador es la suma de los voltajes de la primera y la segunda bobina. Aquí la primera bobina se denomina común, por que su voltaje aparece en ambosnlados del transformador. La bobina mas pequeña se denomina bobina serie, porque está conectada en serie con la bobina común.

En el transformador reductor el voltaje de alimentación es la suma de los voltajes en las bobinas series y común, mientras que el voltaje de salida es solamente el voltaje en la bobina común.
Puesto que las bobinas del transformador están físicamente conectadas, para elautotransformador se usa una terminología diferente de la que se utiliza para otro tipos de transformadores.
El primario del autotransformador (el lado que recibe la corriente) puede ser cualquiera de sus lados, dependiendo de si el autotransformador actúa como reductor o como elevador.

ECUACIONES

Construcción de un autotransformador a partir de un transformador.
En un transformador, lasdefiniciones de primario y secundario son:

* : Tensión en el devanado primario
* : Corriente en el devanado primario
* : Tensión en el devanado secundario
* : Corriente en el devanado secundario

Al conectarlo como autotransformador, hay que redefinir primario y secundario como:

* : Voltaje en el primario (devanado serie + común)
* : Voltaje en el secundario (devanadocomún)
* : 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:

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...
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