Transformadores Ejercicios

TRANSFORMADORES
PROBLEMAS RESUELTOS EN CLASE
PROBLEMA 1

El transformador ideal de la figura tiene dos devanados con N1 = 300 espiras y N2 = 100
espiras. La longitud de la trayectoria magnética media es igual a 50 cm y la sección transversal
del núcleo magnético es igual a 10 cm2. La curva de imanación del material responde a la
siguiente expresión:
B=

1.8·10−2 ·H
1 + 10− 2 ·H

; B:Teslas, H: A-v/m

Al aplicar al primario una tensión v 1 = 150 cos 314t V se comprueba que las pérdidas en el
núcleo son 20 W. Determine:
a) Corriente de vacío I0 absorbida por el transformador.
b) Tensión secundaria V2.
c) Si el secundario alimenta una impedancia de carga ZL = 0.5∠60º Ω, determine la corriente
primaria que absorberá el transformador de la red.

PROBLEMA 2
Untransformador monofásico de 10 kVA, relación 500/100 V, tiene las siguientes impedancias
de los devanados:
Z1 = R1 + jX1 = 0.2 + j0.4 Ω
Z2 = R2 + jX2 = 0.008 + j0.016 Ω
Al alimentar el transformador por una tensión de 500 V que se toma como referencia de fases,
la corriente de vacío absorbida responde a la forma compleja: I0 = 0.2∠–70º A. Calcule:
a) Valores de E1, E2 y V2 cuando el transformadortrabaja en vacío.
b) Si el secundario lleva una corriente de la forma I2 = 100∠–30º A, calcule los nuevos valores
de E1, E2 y V2.

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PROBLEMA 3
Un transformador monofásico de 250 kVA, relación 15000/250 V, 50 Hz, ha dado los siguientes
resultados en unos ensayos:
VACÍO, datos medidos en el lado de B.T.: 250 V, 80 A, 4000 W.
CORTOCIRCUITO, datos medidos en el lado de A.T.: 600 V, corrientenominal, 5000 W.
Calcule:
a) Parámetros del circuito equivalente del transformador reducido al primario.
b) Corriente de cortocircuito de falta.

PROBLEMA 4
Un transformador monofásico de 10 kVA, relación 1000/100 V, tiene los siguientes parámetros
de tensiones relativas de cortocircuito:
εRcc = 6%
εXcc = 8%
En el secundario del transformador se conecta una impedancia de 2∠30º Ω.
a) Sila tensión secundaria se considera igual a 100 V, determine el valor de la tensión
primaria necesaria para que la tensión secundaria se mantenga constante al alimentar la
carga mencionada.
b) Si la tensión primaria se mantiene constante e igual a 1000 V, determine el valor de la
tensión que se obtendrá en el secundario al alimentar la carga.

PROBLEMA 5
Un transformador monofásico de 250kVA, relación 15000/250 V, 50 Hz, tiene unas pérdidas en
el hierro de 4000 W y unas pérdidas en el cobre a plena carga de 5000 W. Calcule:
a)
b)
c)
d)

Rendimiento a plena carga con factor de potencia 0.8.
Rendimiento a media carga con factor de potencia unidad.
Potencia de máximo rendimiento.
Rendimiento máximo para un factor de potencia 0.9.

PROBLEMA 6
Se conecta un transformadortrifásico reductor a una línea de 20 kV y absorbe 20 A. Si la
relación de espiras por fase es igual a 100, calcule la tensión compuesta y la corriente de línea
en el secundario del transformador para las siguientes conexiones:
a)
b)
c)
d)

Estrella-estrella.
Triángulo-triángulo.
Estrella-triángulo.
Triángulo-estrella.

NOTA: Se desprecian las pérdidas del transformador.

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PROBLEMA7

La figura muestra tres transformadores monofásicos de relación 1000/200 V cada uno y con
unas impedancias de primario y secundario respectivamente de valores:
Z1 = 0.75 + j1 Ω
Z2 = 0.03 + j0.04 Ω
Se consideran despreciables las ramas en paralelo de cada uno de los transformadores. Los
tres transformadores se unen entre sí formando sus primarios una conexión en triángulo y sussecundarios una conexión en estrella. El conjunto alimenta una carga equilibrada conectada en
estrella de 2∠45º Ω/fase. Si la tensión simple secundaria es igual a 200 V, la sucesión de fases
es RST y se toma como referencia de fases la tensión Van, determine las expresiones fasoriales
de:
a)
b)
c)
d)

Corrientes Ia, Ib e Ic.
Corrientes I1, I2 e I3.
Corrientes IR, IS e IT.
Tensiones VRS, VST y...