Preguntas De Transformadores.docx

UNIVERSIDAD TECNICA DE COTOPAXI

Nombre: Edison Catota. Curso: 4 “B” Eléctrica. PREGUNTAS Y TEMAS DE ANALISIS.

1. ¿La relación de vueltas en un transformador es igual a la relación de voltaje a través de un transformador? ¿Por qué?

Con un acoplamiento unitario entre el primario y el secundario, el voltaje inducido en cada vuelta del secundario es igual al voltaje inducido en cada vuelta del primario. Por tanto, la relación de voltajes se encuentra en la misma proporción que la relación de vueltas. Cuando el secundario tiene un mayor número de vueltas que el primario, el voltaje en aquel es mayor que en el primario y, por consiguiente, el transformador aumenta el voltaje. Cuando el secundario tiene un número menor de vueltas que el primario, el transformador reduce el voltaje. Sin importar cuál sea el caso. La relación siempre se da en términos del voltaje en el primario, el cual puede aumentarse o reducirse en el devanado secundario. Se relacionan mediante la fórmula: 𝑎=

𝑉1 𝑁1 = 𝑉2 𝑁2

2. ¿Por qué la corriente de magnetización impone un límite superior al voltaje aplicado al núcleo de un transformador?

Porque una vez que el pico del flujo alcanza el punto de saturación en el núcleo, un pequeño incremento en el flujo pico requiere un incremento muy grande en la corriente de magnetización. Al aplicar una corriente de magnetización al primario con el secundario abierto, esta corriente es la necesaria para producir un flujo en el núcleo, como el material del núcleo tiene una máxima capacidad para soportar líneas de flujo, y como sabemos que la relación de flujo con respecto al tiempo nos da voltaje, al hallar el límite de flujo hallamos el límite de voltaje.

UNIVERSIDAD TECNICA DE COTOPAXI 3. ¿Qué componentes conforman la corriente de excitación de un transformador? ¿Cómo se simulan en el circuito equivalente del transformador? 

La corriente de magnetización 𝑖𝑚 , requerida para producir el flujo en el núcleo del transformador, y la corriente de pérdidas en el núcleo 𝑖ℎ+𝑒 , requerida por el fenómeno de histéresis y por las corrientes parásitas. la corriente de magnetización es proporcional (en su región no saturada) al voltaje aplicado al núcleo y atrasa el voltaje aplicado en 90º, por tanto puede modelarse como una reactancia 𝑥𝑚 conectada a través de la fuente de voltaje primario.



La corriente de pérdidas en el núcleo es proporcional al voltaje aplicado al núcleo que está en fase con el voltaje aplicado, tal que puede ser modelado por una resistencia 𝑅𝑐 conectada a través de la fuente de voltaje primario.

4. ¿Qué es el flujo disperso en un transformador? ¿Por qué es simulado como un inductor en el circuito equivalente de un transformador? Los flujos 𝜑𝐼𝑃 y 𝜑𝐼𝑆 que escapan del núcleo y pasan únicamente a través de uno de los devanados del transformador son flujos dispersos, es decir, son las líneas de flujo que no logran pasar por la superficie del núcleo y se pierden en el espacio. Se simulan como inductor porque esta fuga de flujos produce una auto inductancia en la bobina primaria y secundaria.

5. Haga una lista y describa los tipos de pérdidas que se presentan en un transformador.

 Por el cobre debido al calentamiento resistivo en los devanados primario y secundario.

 Por flujos dispersos que pasan únicamente a través de uno de los devanados

UNIVERSIDAD TECNICA DE COTOPAXI  Por corrientes Parásitas debido al calentamiento resistivo en el núcleo del transformador.

 Por histéresis que se originan por los reordenamientos de los dominios magnéticos en el núcleo durante cada semiciclo.

6. ¿Por qué el factor de potencia de la carga afecta la regulación de voltaje del transformador?

Afecta a la regulación de voltaje del transformador porque la carga consume un voltaje, existiendo también un desfasamiento entre la corriente y el voltaje. Por esta razón cuando tenemos cargas:

 En atraso nuestra regulación de voltaje será mayor a cero.  Con un factor de potencia igual a 1 la regulación de voltaje seguirá siendo mayor a cero pero será mucho más pequeño que en el caso anterior.

 En adelanto el voltaje secundario puede ser mayor que el voltaje secundario por lo tanto obtendremos una regulación de voltaje negativo (Efecto Ferranti). 7. ¿Por qué la prueba de corto circuito muestra básicamente las pérdidas 𝒊𝟐 𝑹 y no las pérdidas en la excitación del transformador?

Porque la corriente que fluye por la rama de excitación es despreciable, ya que al cortocircuitar la salida (bobinado secundario), el voltaje de entrada (bobinado primario) es muy pequeño, entonces se mide el voltaje, la corriente y la potencia de entrada.

8. ¿Por qué la prueba de circuito abierto muestra básicamente las pérdidas de la excitación y no las de 𝒊𝟐 𝑹?

Muestra esencialmente sólo las pérdidas de excitación porque por el devanado secundario no circula corriente. Esta prueba permite obtener el valor de las

UNIVERSIDAD TECNICA DE COTOPAXI llamadas pérdidas en vacío o pérdidas en el núcleo. En ésta prueba el devanado que se alimenta es de bajo voltaje y así resulta más conveniente la medición 9. ¿Cómo elimina el sistema por unidad el problema de los diferentes niveles de voltaje en un sistema de potencia? Los grandes sistemas eléctricos de potencia, debido a los valores significativos de energía que manejan, obligan al uso de cantidades que poseen valores cuantitativos elevados en potencias de diez (MWatt, MVA, Kohm, KAmp, Etc.), que deben ser manejados a través de los cálculos, y sendas cantidades de potencias de diez son poco prácticas en el cálculo, con la idea de reducir el tamaño de las cifras que se crea el sistema por unidad. Cuando se emplean valores en por unidad, se simplifica la resolución de problemas, entre otras cosas, porque ello permite eliminar las razones de transformación (cuando existen transformadores) y efectuar comparaciones en forma mucho más sencilla. Las conversiones necesarias se realizan automáticamente por el método en sí, sin que el usuario deba preocuparse por la transformación de las impedancias. En el sistema base por unidad, cualquier unidad puede expresarse mediante. 𝐶𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑝𝑜𝑟 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑 =

𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑟𝑒𝑎𝑙 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑏𝑎𝑠𝑒

En un sistema monofásico las relaciones son:

𝑃𝑏𝑎𝑠𝑒 , 𝑄𝑏𝑎𝑠𝑒 , 𝑆𝑏𝑎𝑠𝑒 = 𝑉𝑏𝑎𝑠𝑒 , 𝐼𝑏𝑎𝑠𝑒 𝑍𝑏𝑎𝑠𝑒 =

𝑉𝑏𝑎𝑠𝑒 𝐼𝑏𝑎𝑠𝑒

𝑌𝑏𝑎𝑠𝑒 =

𝐼𝑏𝑎𝑠𝑒 𝑉𝑏𝑎𝑠𝑒

𝑍𝑏𝑎𝑠𝑒 =

(𝑉𝑏𝑎𝑠𝑒 )2 𝑆𝑏𝑎𝑠𝑒

10. ¿Por qué los autotransformadores pueden manejar más potencia que los transformadores convencionales del mismo tamaño?

Una razón podría ser porque el transformador convencional para sacar la sección del transformador influye tanto la potencia que se va a utilizar como la potencia perdida en el núcleo por el mero hecho de que este induciendo voltaje, en cambio

UNIVERSIDAD TECNICA DE COTOPAXI en el auto transformador para calcular la sección del transformador solo influye la potencia que se va a utilizar, esto quiere decir que la efectividad del transformador se incrementa.