transformador real

2.5 TRANSFORMADOR REAL
Desde el comienzo del tema venimos considerando al transformador como una máquina ideal, carente de pérdidas de energía, pero nada más lejos de la realidad. Esas pérdidas, aunque pequeñas, se producen en forma de calor. Hasta ahora hemos supuesto:
Que los conductores de las bobinas carecen de resistencia, pero lo cierto es que poseen esa resistencia que como ya sabemosdepende de la resistividad del material, de su longitud y de su sección.
Que no se producen efectos de dispersión de flujo magnético y eso no es cierto. Ni la permeabilidad del núcleo es infinita ni la del medio circundante (aire o aceite normalmente) es nula, por lo que siempre existirá un flujo de fugas en cada bobina que no circulará por el núcleo.
Que en el material magnético utilizado en elnúcleo no se producían efectos de histéresis, ni corrientes de Foucault y eso tampoco es cierto, pues siempre que se aplique un flujo al núcleo habrá pérdidas en el hierro.
Así pues, tenemos que considerar estas pérdidas y ver qué efectos producen, para que así nuestro transformador se aproxime lo más posible a la realidad. Para ello, primero analizaremos nuestro transformador funcionando envacío:
Los conductores no son ideales, por lo que tienen resistencia eléctrica. Podemos suponer que las bobinas sigan siendo ideales y para ello su valor resistivo estará concentrado fuera de la bobina en serie, tal como indica la imagen.



Si ahora consideramos las pérdidas de flujo, tendremos que el flujo que afecta a la bobina del primario Φ1 estará formado por una parte que es común a ambasbobinas Φ y otra parte que es propia de cada bobina y que se debe a la dispersión Φ1d , es decir:

Teniendo en cuenta la ley de inducción, es como si el bobinado tuvieran una parte que abraza al núcleo y otra al aire y en función del número de espiras y de su distribución geométrica, las autoinducciones serán mayores o menores y al igual que en el caso de la resistencia de las bobinas, estasautoinducciones se pueden representar como reactancias tal y como indica la imagen.


Por último, nos queda considerar las pérdidas en el hierro. En un transformador, al igual que en cualquier máquina eléctrica, al producirse un flujo variable, el material del núcleo se ve sometido a cambios continuos de imantación, que provoca rozamientos a nivel molecular y por lo tanto un calentamiento. Deigual manera, aunque el núcleo del transformador está constituido por láminas para minimizar las corrientes de Foucault que se manifiestan sobre todo cuando la sección es considerable, es cierto que estas corrientes cerradas sobre si mismas se presentarán y eso provocará también pérdidas en el hierro.
Cuando estudiamos al comienzo del tema el transformador ideal, dijimos que la corriente producida enla bobina del primario se encontraba desfasada π/2 con respecto a la tensión, por lo que la potencia consumida en esta bobina sería:

Como cosφ=cosπ/2=0; entonces P1=0
Pero acabamos de ver que la realidad no es esa. Cuando el transformador está en vacío, los efectos de magnetización del núcleo provocan un calentamiento del mismo, calor que resulta de la energía eléctrica absorbida por elprimario y que en la práctica se traducen en que esa corriente de magnetización no se encuentra desfasada φ=π/2, sino un ángulo φ0≠90º.

2.6 REGULACION DE TENSION Y EFICIENCIA
Todos los circuitos electrónicos requieren una o más fuentes de tensión estable de continua. Las fuentes de alimentación sencillas construidas con un transformador, un rectificador y un filtro (fuentes de alimentación noreguladas) no proporcionan una calidad suficiente porque sus tensiones de salida cambian con la corriente que circula por la carga y con la tensión de la línea, y además presentan una cantidad significativa de rizado a la frecuencia de la red. Por ello, no son generalmente adecuadas para la mayoría de las aplicaciones. En la figura se presenta el diagrama de bloques típico de una fuente de...