Transformadores Monofásicos

Transformadores Monofásicos

1. Principios de funcionamiento

   • Cuando por un conductor se hace pasar una corriente eléctrica, se forma alrededor del mismo un campo magnético. Esta relación entre la electricidad y el magnetismo se llama electromagnetismo o efecto magnético de la corriente. Cuanto mayor sea la corriente eléctrica circulante más intensa será el campo magnético producido. Si cerca del conductor con corriente se colocase un segundo alambre, el campo magnético variable atravesará al alambre y producirá un voltaje entre los extremos de éste. Si los extremos del alambre se conectan para formar un circuito cerrado, el voltaje ocasionará que una corriente circule a través del circuito

2. Características de construcción

   • Los transformadores se fabrican en un amplio rango de potencia, dependiendo de la aplicación, que va desde algunos Watts para pequeños transformadores monofásicos de aplicación en electrónica, hasta potencias del orden de los 100 o más MVA
     • Nucle
       • permite que se transfiera una gran cantidad de energía del devanado primario al secundario. A fin de que la magnitud de las pérdidas magnéticas (por histéresis) sea mínima, se utiliza hierro dulce con un elevado tanto por ciento de silicio.
     • Los devanados
       • El otro elemento importante son los bobinados (primario y secundario). Para su construcción, primeramente se aislará la zona donde vayan a colocarse, ya que aunque estos bobinados se realizan con hilo de cobre esmaltado y por tanto aislado, un contacto accidental de estos hilos con el núcleo supondría un cortocircuito peligroso para el transformador. Los bobinados de todos los tipos de transformadores se realizan con hilo de cobre esmaltado, con objeto de conseguir un adecuado aislamiento eléctrico entre las espiras contiguas del arrollamiento. Generalmente se devanan el primario y los secundarios apilados unos sobre otros, aunque conservando la independencia entre devanados. Algunos transformadores de potencia tienen más de un devanado secundario. Cada uno de estos devanados está eléctricamente aislado de las demás.
     • Accesorios:
       • Aunque las partes esenciales de un transformador son el núcleo y los enrollados, existen una gran cantidad de accesorios cuyas características dependen principalmente de la potencia y de los niveles de voltaje del transformador. Entre estos accesorios pueden mencionarse elementos de sujeción del núcleo, carcaza del transformador, terminales de enrollados, sistema de refrigeración, protecciones, etc.

3. Resistencia de aislamiento

   • La medición de la resistencia de aislamiento sirve para tener una idea del estado en que se encuentran los aislamientos, y con base en esto, decidir si están en condiciones de soportar los esfuerzos dieléctricos que se originan al aplicar tensiones de prueba de trabajo. La medida consiste en verificar el total aislamiento de los circuitos eléctricos del transformador entre sí, y entre éstos y las partes metálicas del transformador. Un aislamiento defectuoso no detectado por el comprobador de continuidad puede provocar cortocircuito en el transformador y generar mayores problemas en el funcionamiento, además de poner en peligro a las personas que estén cerca de éstos. Para ello se utiliza un aparato de medida llamado «medidor de aislamiento» o megóhmetro.

4. Valores nominales de un transformador

   • Valor que el fabricante del equipo asegura que la magnitud puede mantener permanentemente a lo largo de toda la vida útil del equipo
     • Voltaje nominal del bobinado (Vn)
       • Es el voltaje asignado al bobinado para ser aplicado en forma permanente entre sus terminales de línea.
     • Potencia nominal (Sn)
       • Es la potencia aparente expresada en VA que determina la corriente nominal que circula por cada bobinado cuando este, está bajo su voltaje nominal Sn = Vn.In
     • Corriente nominal(In)
       • Es la corriente por los terminales del transformador correspondiente a dividir la potencia nominal entre el voltaje nominal: In = Sn/Vn.
     • Relación de voltajes nominales
       • Es el cociente entre el voltaje nominal del bobinado de mayor tensión nominal (usualmente tomado como primario), dividido entre el voltaje nominal del bobinado de menor tensión nominal.
     • Frecuencia nominal(f)
       • Frecuencia para la cual ha sido diseñado el transformador.
     • Grupo de conexión.
       • Establece la forma como están conectados los diferentes bobinados que lo componen y las correspondientes polaridades de cada uno de sus bornes. Esta definición es muy importante para transformadores trifásicos.
     • Chapa o placa característica de un transformador
       • se trata de un transformador monofásico de dos bobinados, uno de los cuales tiene una tensión nominal de 6300 Voltios y el otro de 220 Voltios, que está diseñado para operar bajo una excitación de 60 Hz.

5. Circuito equivalente

   • F.e.m.s. y tensiones
   • Corrientes
   • Impedancias

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