funcionamiento del transforador

FUNCIONAMIENTO DEL TRANSFORMADOR ELÉCTRICO
Trabajo en vacío del transformador
El régimen, cuando el devanado secundario del transformador está abierto y a los bornes del devanado
primario se proporciona tensión alterna, se denomina marcha en vacío o trabajo en vacío del
transformador.
El flujo magnético excitado por el devanado primario induce en el secundario una fem, cuya magnitud esigual a:
E2 = 44,4_f ω2 φm ;
el mismo flujo magnético induce en el devanado primario una fema
E1= 44,4 f ω1 φm ,
la cual equilibra sin pérdidas la tensión aplicada Ui en el transformador.
La pequeña corriente que consume el devanado primario del transformador durante la marcha en vacío se
denomina corriente de marcha en vacío. La magnitud de esta corriente constituye generalmente de 3,5
a 10%de la corriente para la carga nominal del transformador.
Tracemos el diagrama vectorial de tensiones de trabajo en vacío de un transformador monofásico sin
pérdidas (ideal) (fig. 200). La corriente de magnetización Ip crea un flujo magnético φm que está en fase
con la corriente Ip.
El flujo magnético φm induce en el devanado primario la f,e,m.a E1, y en el secundario, la f,e,m.i E2.Recordemos que toda f,e,m, inducida por .un flujo magnético que varia en forma sinusoidal, se retrasa 90°
del flujo.
Por eso trazamos los vectores E1 y E2 formando un ángulo de 90° con el flujo φm en
sentido contrario a la rotación de los vectores.
La f,e.m. E1 inducida en el devanado primario está equilibrada por la tensión de la red U1.
f,e,m. E1 y la tensión U1 son iguales y contrarias una aotra,

La

En el diagrama vectorial se ve que la corriente Ip, que consume el transformador
durante el trabajo en vacío, se atrasa 90° de la tensión de la red U1.
En un transformador real es necesario tener en cuenta las pérdidas y la dispersión
del flujo magnético. Las pérdidas tendrán lugar en el acero y en el cobre. Las
pérdidas en el acero: las de histéresis y de corrientes parásitas quesurgen en un
núcleo de acero; las pérdidas e1éctricas en el cobre del transformador son para el
calentamiento de sus devanados por la corriente. El transformador se diferencia
de otras máquinas y aparatos por el sistema magnético cerrado y ausencia de piezas
giratorias.
Por eso sus pérdidas son pequeñas.
El rendimiento de los
transformadores de alias potencias alcanza el 99% y más.
Lacorriente de la marcha en vacío Io del transformador tiene dos componentes
(fig. 201):
1) la activa Ia = Io cos ϕ0 debida a las pérdidas en el acero. Esta
componente es muy reducida, ya que son pequeñas las pérdidas en vacío; 2) la

reactiva Ir = Io sen ϕ0 denominada corriente de magnetización que crea el flujo magnético φm y coincide
con éste en fase.
Debido a la magnitud reducida de lacomponente activa Io cos ϕ0 , la corriente de
magnetización es casi igual a toda la corriente en vacío I0 . Por eso Io es casi completamente reactiva.

La gran diferencia entre las tensiones de los devanados primario y secundario de los transformadores
dificulta el trazado de sus diagramas vectoriales. Por lo tanto, al estudiar los transformadores el
devanado secundario se reduce al número deespiras del devanado primario.
La conversión consiste en suponer que el número de espiras ω0 del devanado secundario es igual al número de espiras ω1 del
primario.
En este caso cambian la f.e.m., la corriente y la resistencia del devanado secundario.
La
reducción de las magnitudes del devanado secundario al número de espiras del primario no debe variar la
potencia y los ángulos dedesfasamiento en el transformador.
Las magnitudes reducidas del devanado secundario se designan mediante primas, por ejemplo, E’2, I’2, R’2,
etc.
Para obtener E’2 hay que cambiar E2 proporcionalmente a la relación de transformación k =
k=

ω1
. Por consiguiente
ω2

'
E2 =

ω1
× E 2 = k × E 2 = E1
ω2

La corriente secundaria reducida I´2 se determina de la condición de que, después de la...