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8/18/2019 transformadores-monofasicos__21229___-1-

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El transformador El transformador es un dispositivo que convierte energía eléctrica de un cierto niveles un dispositivo que convierte energía eléctrica de un cierto nivelde voltaje, en energía eléctrica de otro nivel de voltaje, por medio de la acción de unde voltaje, en energía eléctrica de otro nivel de voltaje, por medio de la acción de uncampo magnético. Esta constituido por dos o más bobinas de alambre, aisladas entrecampo magnético. Esta constituido por dos o más bobinas de alambre, aisladas entresi eléctricamente por lo general y arrolladas alrededor de un mismo núcleo desi eléctricamente por lo general y arrolladas alrededor de un mismo núcleo dematerial ferromagnético.material ferromagnético.El arrollamiento que recibe la energía eléctrica se denomina arrollamiento deEl arrollamiento que recibe la energía eléctrica se denomina arrollamiento deentrada, con independencia si se trata del mayor (alta tensión o menor tensión (bajaentrada, con independencia si se trata del mayor (alta tensión o menor tensión (bajatensión.tensión.El arrollamiento del que se toma la energía eléctrica a la tensión transformada seEl arrollamiento del que se toma la energía eléctrica a la tensión transformada se

denomina arrollamiento de salida. En concordancia con ello, los lados deldenomina arrollamiento de salida. En concordancia con ello, los lados deltransformador se denominan lado de entrada y lado de salida.transformador se denominan lado de entrada y lado de salida.El arrollamiento de entrada y el de salida envuelven la misma columna del núcleo deEl arrollamiento de entrada y el de salida envuelven la misma columna del núcleo de!ierro. El núcleo se construye de !ierro por que tiene una gran permeabilidad, o sea,!ierro. El núcleo se construye de !ierro por que tiene una gran permeabilidad, o sea,conduce muy bien el flujo magnético.conduce muy bien el flujo magnético.En un transformador, el núcleo tiene dos misiones fundamentales"En un transformador, el núcleo tiene dos misiones fundamentales"#.#.$esde el punto de vista eléctrico %y esta es su misión principal% es la vía por que$esde el punto de vista eléctrico %y esta es su misión principal% es la vía por quediscurre el flujo magnético. & través de las partes de la culata conduce el flujodiscurre el flujo magnético. & través de las partes de la culata conduce el flujomagnético siguiendo un circuito prescrito, de una columna a otra.magnético siguiendo un circuito prescrito, de una columna a otra.'.'.$esde el punto de vista mecánico es el soporte de los arrollamientos que en él se$esde el punto de vista mecánico es el soporte de los arrollamientos que en él seapoyanapoyanara generar el flujo magnético, es decir, para magneti)ar el núcleo de !ierro !ay queara generar el flujo magnético, es decir, para magneti)ar el núcleo de !ierro !ay quegastar energía eléctrica. $ic!a energía eléctrica se toma del arrollamiento de entradagastar energía eléctrica. $ic!a energía eléctrica se toma del arrollamiento de entrada


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El transformador El transformador es un dispositivo que convierte energía eléctrica de unes un dispositivo que convierte energía eléctrica de uncierto nivel de voltaje, en energía eléctrica de otro nivel de voltaje, porcierto nivel de voltaje, en energía eléctrica de otro nivel de voltaje, pormedio de la acción de un campo magnético.medio de la acción de un campo magnético.

Esta constituido por dos o más bobinas de alambre, aisladas entre siEsta constituido por dos o más bobinas de alambre, aisladas entre si

eléctricamente por lo general y arrolladas alrededor de un mismoeléctricamente por lo general y arrolladas alrededor de un mismonúcleo de material ferromagnético.núcleo de material ferromagnético.

El arrollamiento que recibe la energía eléctrica se denomina arrollamientoEl arrollamiento que recibe la energía eléctrica se denomina arrollamientode entrada, con independencia si se trata del mayor (alta tensión ode entrada, con independencia si se trata del mayor (alta tensión omenor tensión (baja tensión.menor tensión (baja tensión.

El arrollamiento del que se toma la energía eléctrica a la tensiónEl arrollamiento del que se toma la energía eléctrica a la tensióntransformada se denomina arrollamiento de salida. En concordanciatransformada se denomina arrollamiento de salida. En concordanciacon ello, los lados del transformador se denominan *+&*+- con ello, los lados del transformador se denominan *+&*+- /E012$&*+-/E012$&*+-


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El arrollamiento de entrada y el de salida envuelven la misma columna delEl arrollamiento de entrada y el de salida envuelven la misma columna delnúcleo de !ierro. El núcleo se construye de !ierro por que tiene una grannúcleo de !ierro. El núcleo se construye de !ierro por que tiene una granpermeabilidad, o sea, conduce muy bien el flujo magnético.permeabilidad, o sea, conduce muy bien el flujo magnético.

En un transformador, el núcleo tiene dos misiones fundamentales"En un transformador, el núcleo tiene dos misiones fundamentales"$esde el punto de vista eléctrico %y esta es su misión principal% es la vía$esde el punto de vista eléctrico %y esta es su misión principal% es la víapor que discurre el flujo magnético. & través de las partes de la culatapor que discurre el flujo magnético. & través de las partes de la culataconduce el flujo magnético siguiendo un circuito prescrito, de una columnaconduce el flujo magnético siguiendo un circuito prescrito, de una columnaa otra.a otra.$esde el punto de vista mecánico es el soporte de los arrollamientos que$esde el punto de vista mecánico es el soporte de los arrollamientos que

en él se apoyanen él se apoyanara generar el flujo magnético, es decir, para magneti)ar el núcleo deara generar el flujo magnético, es decir, para magneti)ar el núcleo de!ierro !ay que gastar energía eléctrica. $ic!a energía eléctrica se toma!ierro !ay que gastar energía eléctrica. $ic!a energía eléctrica se tomadel arrollamiento de entradadel arrollamiento de entrada


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ANALOGÍAANALOGÍA


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1n sistema trifásico se puede transformar empleando 3 transformadores monofásicos.3os circuitos magnéticos son completamente independientes, sin que se produ)ca reacción

o interferencia alguna entre los flujos respectivos.-tra posibilidad es la de utili)ar un solo transformador trifásico compuesto de un úniconúcleo magnético en el que se !an dispuesto tres columnas sobre las que sitúan losarrollamientos primario y secundario de cada una de las fases, constituyendo esto untransformador trifásico como vemos a continuación.


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/i la transformación se !ace mediante un transformador trifásico, con un núcleocomún, podemos ver que la columna central (fig. & está recorrida por un flujo Fque, en cada instante, es la suma de tres flujos sinusoidales, iguales ydesfasados #'45. El flujo F será pues siempre nulo. En consecuencia, se puedesuprimir la columna central (fig. 6. 0omo esta disposición (fig. b !ace difícil su

construcción, los transformadores se construyen con las tres columnas en unmismo plano (fig. 0. Esta disposición crea cierta asimetría en los flujos y por lotanto en las corrientes en vació. En carga la desigualdad de la corriente esinsignificante, y además se !ace más peque7a aumentando la sección de lasculatas con relación al núcleo central.


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En un transformador trifásico cada columna está formada por unEn un transformador trifásico cada columna está formada por untransformador monofásicotransformador monofásico, entonces toda la teoría e8plicada en la sección, entonces toda la teoría e8plicada en la secciónde losde los transformadores monofásicos es válida para los trifásicos,es válida para los trifásicos,teniendo en cuenta que las magnitudes que allí aparecen !ace referenciateniendo en cuenta que las magnitudes que allí aparecen !ace referenciaa!ora a los valores por fase.a!ora a los valores por fase.


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ara relacionar las tensiones y las corrientes primarias con las secundarias,ara relacionar las tensiones y las corrientes primarias con las secundarias,no basta en los sistemas trifásicos con la relación de transformación, sino queno basta en los sistemas trifásicos con la relación de transformación, sino quese debe indicar los desfases relativos entre las tensiones de una misma fasese debe indicar los desfases relativos entre las tensiones de una misma faseentre el lado de &lta 9ensión y el de 6aja 9ensión. 1na manera de establecerentre el lado de &lta 9ensión y el de 6aja 9ensión. 1na manera de establecerestos desfases consiste en construir los diagramas fasoriales de tensiones yestos desfases consiste en construir los diagramas fasoriales de tensiones ycorrientes, conociendo" la cone8ión en baja y alta tensión (estrella, triángulo ocorrientes, conociendo" la cone8ión en baja y alta tensión (estrella, triángulo o)ig%)ag, las polaridades de los enrollados en un mismo circuito magnético o)ig%)ag, las polaridades de los enrollados en un mismo circuito magnético ofase, y las designaciones de los bornesfase, y las designaciones de los bornes


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3os tres arrollamientos,3os tres arrollamientos, tanto del primario como del secundariotanto del primario como del secundario, se pueden, se puedenconectar de diversas formas, siendo las siguientes algunas de las másconectar de diversas formas, siendo las siguientes algunas de las másfrecuentes"frecuentes"

ConexionesConexiones en Triángulo (!en Triángulo (!ConexionesConexiones en Estrella ("!en Estrella ("!

Formas de Conexi#nFormas de Conexi#n


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3a tensión :an tiene un valor de"3a tensión :an tiene un valor de"


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9odos los arrollamientos montados sobre una misma columna abra)an en9odos los arrollamientos montados sobre una misma columna abra)an encada instante el mismo flujo común ; y con el fin de precisar el sentido de lascada instante el mismo flujo común ; y con el fin de precisar el sentido de lasf.e.m. suponemos que el sentido de arrollamiento de las bobinas primarias yf.e.m. suponemos que el sentido de arrollamiento de las bobinas primarias ysecundarias es el mismo.secundarias es el mismo./i designamos con la misma letra los terminales !omólogos en cuanto a/i designamos con la misma letra los terminales !omólogos en cuanto apolaridad instantánea de dos cualesquiera de estos arrollamientos montadospolaridad instantánea de dos cualesquiera de estos arrollamientos montadossobre la misma columna, los vectores representativos de las f.e.m.sobre la misma columna, los vectores representativos de las f.e.m.respectivos se presentaran como se indica a continuación.respectivos se presentaran como se indica a continuación.$ependiendo del tipo de cone8ión, las tensiones simples del primario y del$ependiendo del tipo de cone8ión, las tensiones simples del primario y delsecundario pueden no estar en fase, cosa que siempre ocurre en lossecundario pueden no estar en fase, cosa que siempre ocurre en los

transformadores monofásicos.transformadores monofásicos.ara indicar el desfase e8istente entre las tensiones simples, se suele utili)arara indicar el desfase e8istente entre las tensiones simples, se suele utili)arel llamado índice !orario (ángulo formado por la aguja grande y la peque7a deel llamado índice !orario (ángulo formado por la aguja grande y la peque7a deun reloj cuando marca una !ora e8acta, e8presado en múltiplos de


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Conexi#nConexi#n 'elaci#n de transformaci#n'elaci#n de transformaci#n

:; ? 9ensión fase primarioB :;/ ? tensión fase secundarioB :3 ?:; ? 9ensión fase primarioB :;/ ? tensión fase secundarioB :3 ?

9ensión línea primarioB :3/ ? tensión línea secundario9ensión línea primarioB :3/ ? tensión línea secundario

:; > :;/ ? m:; > :;/ ? m

:3 > :3/ ?:3 > :3/ ?

(C< @ :; > (C< @ :;/ ? m(C< @ :; > (C< @ :;/ ? m

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:3 > :3/ ?:3 > :3/ ?(C< @ :; > (C< @ :;/ ? m(C< @ :; > (C< @ :;/ ? m


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VFP

/ VFS

= m

VLP

/ VLS

= VFP

/ (√3 *

VFS)

VLP

/ VLS

= m /√3

El gráfico siguiente demuestra la justificación del índice !orario para estacone8ión $##

T l d ) di * iT l d ) di * i


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Tala de )ndices *orariosTala de )ndices *orarios


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En la figura siguiente vemos la curva del rendimiento deun transformador con diferentes cargas y cos fi.

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