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Auto transformadores.
Analizar la operacion de los autotransformadores
Considere un transformador como lo muestra la figura 1:

Figura 1. Esquema ilustrativo de un transformador

Cuando un transformador está en operación tiene un límite de temperatura (Tmax) que se presenta cuando esta circulando una corriente I1 = I nominal.

De manera análoga también tiene un límite en la densidad deflujo (Bmax) que se presenta cuando se le aplica una tensión V1 = V nominal.

Por lo tanto la máxima potencia que puede suministrar el transformador (Pmax) es la misma potencia nominal. De donde,

PNOM = V2NOM x I2NOM = V1NOM x I1NOM

Las relaciones fundamentales para este transformador son:

Ahora se desea alimentar la misma carga, desde la misma tensión V1 a la misma tensión V2, pero pormedio de un autotransformador, la conexión será la que se ilustra en la figura siguiente. En esa figura los valores de I1 e I2 son los mismos que en la figura 1, de modo que el transformador cumple con el mismo propósito, sólo que está conectado de manera diferente.

Figura 2. Esquema ilustrativo de un transformador conectado como autotransformador.

Al hacer una comparación entre losprimarios del transformador original y del autotransformador se puede concluir:

a) Según la Figura 1, la potencia nominal del transformador a adquirir es:

Ptraf-figura1= V1*I1=V2*I2

b) Según la Figura 2, la potencia nominal del transformador a adquirir es:

Ptraf-figura2=(V1-V2)*I1=V2*(I1-I2)

Y se cumple que:

Esta expresión muestra las ventajas que tiene el autotransformador.

Unautotransformador no necesariamente tiene que estar constituido de una única bobina, puede llevar dos, tres o más bobinas, todo dependerá de la clase de autotransformador de que se trate.
Los autotransformadores por sus características técnicas se usan, principalmente, cuando se desea transformar una tensión y la relación de vueltas entre la bobina primaria y la bobina secundaria es casi 1. Perotambién se suelen emplear para los arranques de motores y para regular las líneas de transmisión.
La transferencia de potencia entre dos circuitos conectados a un autotransformador ocurre a través de dos fenómenos: el acoplamiento magnético (como en un transformador común) y la conexión galvánica (a través de la toma común) entre los dos circuitos. Por esta razón, un autotransformador resulta enun 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
Los autotransformadores se utilizan a menudo en sistemas eléctricos de potencia, para interconectar circuitos que funcionan a tensiones diferentes, pero en unarelación cercana a 2:1 (por ejemplo, 400 kV / 230 kV ó 138 kV / 66 kV). En la industria, se utilizan para conectar maquinaria fabricada para tensiones nominales diferentes a la de la fuente de alimentación (por ejemplo, motores de 480 V conectados a una alimentación de 600 V). Se utilizan también para conectar aparatos, electrodomésticos y cargas menores en cualquiera de las dos alimentaciones máscomunes a nivel mundial (100-130 V a 200-250 V).
En sistemas de distribución rural, donde las distancias son largas, se pueden utilizar autotransformadores especiales con relaciones alrededor de 1:1, aprovechando la multiplicidad de tomas para variar la tensión de alimentación y así compensar las apreciables caídas de tensión en los extremos de la línea.
Se utilizan autotransformadores tambiéncomo método de arranque suave para motores de inducción tipo jaula de ardilla, los cuales se caracterizan por demandar una alta corriente durante el arranque. Si se alimenta el motor conectándolo a la toma menor de un autotransformador, la tensión reducida de la alimentación resultará en una menor corriente de arranque y por lo tanto en condiciones más seguras de operación, tanto para el motor...