Transformadores

Electrotecnia

Autor: Fernando Bedate Boluda

TEMA 7 TRANSFORMADORES VII.1 Transformador monofásico VII.2 Transformador real I VII.3 Transformador real II VII.4 Transformador trifásico VII.5 Estructura del sistema eléctrico Cuestiones

1

Electrotecnia

Autor: Fernando Bedate Boluda

VII.1 TRANSFORMADOR MONOFÁSICO
Un transformador es una máquina eléctrica estática capaz de convertiruna corriente alterna en otra corriente alterna de diferente tensión e intensidad. Un transformador está compuesto por un núcleo de hierro con dos arrollamientos o devanados separados y aislados entre sí, denominados primario y secundario.

Al conectar el devanado primario a una corriente alterna monofásica, se establece un flujo magnético alterno dentro del núcleo. Este flujo atraviesa eldevanado secundario induciendo una fuerza electromotriz en el devanado secundario. A su vez, al circular corriente alterna en el secundario, se contrarresta el flujo magnético, induciendo sobre el primario una fuerza contraelectromotriz. Desde el punto de vista energético, un transformador convierte energía eléctrica en magnética en el primario, y en el secundario convierte energía magnética eneléctrica. El primario se comporta como un receptor y el secundario como un generador. Como el flujo circulando por el núcleo en único, las tensiones del primario y secundario (fuerza contraelectromotriz y electromotriz respectivamente) son proporcionales al número de vueltas da cada arrollamiento: V1 N 1 ∆φ ∆φ despejando obtenemos: V1 = − N 1 ⋅ V2 = − N 2 ⋅ = =m V2 N 2 ∆t ∆t donde V1 y V2 son lastensiones en el primario y secundario y N1 y N2 son el número de vueltas en el primario y secundario. A la relación entre el número de vueltas en el primario y el secundario la llamamos relación de transformación, y la representamos con la letra m. Si el transformador fuese ideal y no tuviese pérdidas, la potencia eléctrica consumida en el primario sería igual a la generada en el secundario, y puestoque el flujo magnético y las corrientes están en fase ϕ1 = ϕ 2 = ϕ (osea, que se mantiene el desfase): V1 N 1 I y por tanto: P1 = P2 ⇒ V1 ⋅ I 1 ⋅ cos ϕ = V2 ⋅ I 2 ⋅ cos ϕ = =m= 2 V2 N 2 I1 2

Electrotecnia

Autor: Fernando Bedate Boluda

De esta fórmula deducimos que si el transformador es reductor, es decir que reduce la tensión, la corriente aumenta, y si es elevador, la tensión aumenta yla corriente disminuye. Resumiendo, un transformador es una máquina que sirve para variar la tensión de una corriente alterna, variando también la intensidad, dejando la misma frecuencia y desfase. Hay que destacar que un transformador no sirve para corriente continua.

Ejercicio 1: Sea un transformador monofásico ideal, el bobinado primario tiene 35 espiras y el secundario 78 espiras. ¿Quérelación de transformación tiene el transformador? ¿Es un trafo elevador o reductor? ¿Si le aplicamos 230V de ca al primario, qué tensión aparece en el secundario? ¿Y si el secundario está consumiendo 0,75A, que corriente circula por el primario? ¿Qué factor de potencia tendrá el primario y si el secundario tiene un cosφ=0,8?

Un autotransformador es un transformador con una sola bobina intermedia,en el que el primario y el secundario tienen partes comunes. Al tener sólo una bobina son más baratos, ligeros y tienen mayor rendimiento. Sólo se utilizan cuando no hay mucha diferencia entre el primario y el secundario.

Existen los autotransformadores regulables, donde ajustando las espiras del secundario regulamos la relación de transformación y por tanto la tensión de salida. 3Electrotecnia

Autor: Fernando Bedate Boluda

EJERCICIOS VII.1: Transformador monofásico Alumno: Grupo:

1.- Un trasformador monofásico ideal convierte de 400V a 24V de corriente alterna. ¿Qué relación de transformación tiene el transformador? ¿Qué corriente habrá en el secundario si por el primario pasan 1,35A?

2.- Un transformador monofásico ideal tiene 2000 espiras en el arrollamiento...