Turbina

Ensayo de
transformadores

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4.1 Transformador en vacío
Como hemos visto anteriormente, el transformador está basado en que la energía se puede transportar eficazmente
por inducción electromagnética desde una bobina a otra
por medio de un flujo variable, con un mismo circuito magnético y a la misma frecuencia.
La potencia nominal o aparente de un transformador es la
potencia máximaque puede proporcionar sin que se produzca un calentamiento en régimen de trabajo.
Debido a las pérdidas que se producen en los bobinados por
el efecto Joule y en el hierro por histéresis y por corrientes de
Foucault, el transformador deberá soportar todas las pérdidas
más la potencia nominal para la que ha sido proyectado.
Un transformador podrá entonces trabajar permanentemente y encondiciones nominales de potencia, tensión,
corriente y frecuencia, sin peligro de deterioro por sobrecalentamiento o de envejecimiento de conductores y aislantes.

En la práctica, en un transformador en vacío conectado a
una red eléctrica esto no es así. Las bobinas ofrecen una
determinada resistencia al paso de la corriente eléctrica,
provocando una caída de tensión que se deberá tener en
cuentaen ambos bobinados (R1 y R2).
Igualmente, el flujo magnético que se origina en el bobinado primario no se cierra en su totalidad con el secundario
a través del núcleo magnético, sino que una parte de este
flujo atraviesa el aislante y se cierra a través del aire.
Ambas bobinas no se enlazan por el mismo flujo, la pérdida de flujo magnético se traduce en la llamada inductancia de dispersión(Xd); por lo tanto, a la hora de
analizar las pérdidas del transformador se han de tener en
cuenta estas particularidades (véase la Figura 4.2).

Io

I2 = 0

Φ
R1

Xd1

R2
N2

e1

U1

N1

e2

U2

A. Definición
Se puede considerar un transformador ideal aquel en
el que no existe ningún tipo de pérdida, ni magnética ni
eléctrica.
La ausencia de pérdidas supone lainexistencia de resistencia e inductancia en los bobinados.

Φ

Io

Fig. 4.2. Esquema del transformador real en vacío.

B. Pérdidas en transformación
Ninguna máquina trabaja sin producir pérdidas de potencia, ya sea estática o dinámica; ahora bien, las pérdidas en
las máquinas estáticas son muy pequeñas, como le sucede
a los transformadores.
En un transformador se producen las siguientespérdidas:

U1

e1

N2

N2

e2

U2

• Pérdidas por corriente de Foucault (PF).
• Pérdidas por histéresis (PH).
• Pérdidas en el cobre del bobinado (Pcu).

Fig. 4.1. Transformador ideal en vacío.

Como podemos observar en la Figura 4.1, en el transformador ideal no hay dispersión de flujo magnético, por lo
que el flujo se cierra íntegramente sin ningún tipo de dificultad. Las tensionescambian de valor sin producirse ninguna
caída de tensión, puesto que no se producen resistencias en
los bobinados primario y secundario.

Las pérdidas por corriente de Foucault (PF) y por histéresis
(PH) son las llamadas pérdidas en el hierro (PFe).
Cuando un transformador está en vacío, la potencia que
medimos en un transformador con el circuito abierto se compone de la potencia perdida enel circuito magnético y la
perdida en el cobre de los bobinados.
Al ser nula la intensidad en el secundario (I2 = 0), no aparece en él pérdida de potencia; por otra parte, al ser muy
pequeña la intensidad del primario en vacío (I0) con res-

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pecto a la intensidad en carga I2n, las pérdidas que se originan en el cobre del bobinado primario resultan prácticamente insignificantes.Macizo

φ

U1

Φd1

Φd2

Corriente inducida de valor
elevado. Pérdidas WF altas

I

I2 = 0

I1

U2
Chapas apiladas

φ1

φ2

Fig. 4.3. Flujo principal y de dispersión de un transformador en vacío.

C. Pérdidas en el hierro (PFe)
Las pérdidas de potencia en el hierro (PFe) en un transformador en vacío se producen por las corrientes de Foucault
(PF) y por el fenómeno de...