TECNOLOGO

. CONTEXTO TEÓRICO DE LA PRUEBA

El propósito de la prueba de pérdidas sin carga es medir las pérdidas sin carga a un voltaje específico y frecuencia específica. La determinación de las pérdidas sin carga debe estar basada en un voltaje de onda senoidal, a menos que una diferente forma de onda sea inherente en la operación del transformador.

Las pérdidas sin carga de un transformadorconsisten principalmente de las pérdidas en el hierro del núcleo, debido al campo magnético y son una función de la magnitud, frecuencia, de la máxima densidad de flujo, la temperatura y forma de la tensión aplicada.

Al energizar un transformador en vacío, es decir con el secundario en circuito abierto, el transformador no entrega energía, y por tanto, desde un punto de vista teórico e ideal, nodebería tampoco consumir energía, pues equivale a conectar una inductancia pura, en donde la corriente circulante estaría desfasada 90 grados con respecto al voltaje. De esta manera, la potencia real sería
P = VI cos 90o = 0

Sin embargo, la energización de un transformador en vacío, involucra un consumo de energía debido fundamentalmente a tres factores:
- Resistencia de los devanados
- Curvade histéresis del material del núcleo
- Conductibilidad eléctrica del núcleo

En términos generales, la curva de histéresis, que en los casos reales no es posible reducir su área a cero, produce una distorsión de la onda de corriente circulante por el devanado y un consumo de energía que se traduce en pérdidas.

Por su parte, en el núcleo del transformador se inducen pequeñas corrientesparásitas circulantes debidas al flujo variable (llamadas también de Hedí o de Foucault) que no es posible eliminar, dado que el acero del núcleo es conductor eléctrico, lo cual provoca calentamiento y, por consiguiente, pérdidas.

La resistencia de los devanados por los cuales circula corriente de vacío genera un consumo de potencia que debido a su magnitud es despreciable respecto a las pérdidaspor histéresis y corrientes parásitas.

El consumo de energía causado por estos tres factores se conoce con el nombre de pérdidas magnéticas, pérdidas de excitación o pérdidas en vacío. Su magnitud se puede reducir al mínimo utilizando núcleos de láminas muy delgadas, de materiales amorfos o de materiales tratados técnicamente para mejorar sus propiedades magnéticas.
La curva de histéresis, entérminos generales se representa en coordenadas H – B (excitación – densidad de campo), sin embargo, para un circuito magnético construido en el que se tienen valores definidos de números de vueltas de los devanados, longitud y sección transversal del núcleo, entonces a una escala adecuada podemos representar la curva de histéresis en


coordenadas corriente de excitación – flujo como se muestraen la Figura 1.

Se observa en la curva de histéresis que cuando la corriente de excitación es creciente, el flujo aumenta siguiendo la trayectoria hasta alcanzar cierto grado de saturación, mientras que cuando la corriente es decreciente el flujo disminuye siguiendo la trayectoria hasta la región simétrica a la anterior.

Este comportamiento del material del núcleo, como se dijoanteriormente, produce ciertos efectos sobre la corriente de magnetización, como son:

- Distorsión. En vista de que la onda de flujo debe ser senoidal, la onda de corriente es afectada por el fenómeno de saturación y por tanto su forma difiere de la senoidal, siendo afectada principalmente por una onda armónica de tercer orden, lo que se puede apreciar en la figura 1.

- Desplazamiento. La onda decorriente también sufre un ligero desplazamiento respecto a su posición ideal, de manera que su ángulo de fase con respecto al voltaje es menor que 90 grados, lo cual se puede apreciar también en la Figura 1, esto da lugar a que la potencia real

P = VI cos Ө

tenga un cierto valor, lo cual se conoce como pérdidas de histéresis.

Resumiendo, si la tensión aplicada al transformador en vacío...