Evaluación Práctica de Transformadores Eléctricos: Ensayos y Parámetros Fundamentales

A continuación, se presenta la corrección y estructuración del documento de evaluación sobre transformadores eléctricos, optimizado para claridad y consulta.

1. Preguntas y Respuestas Corregidas

1. El ensayo en vacío: Se realiza dejando abierto el circuito primario del transformador, mientras se alimenta el circuito secundario a su tensión nominal. (0.5 p.)

   B. Falso

2. ¿Qué aparatos elegirías para averiguar la relación de transformación de un transformador de la forma más sencilla y rápida y cómo se conectan? (0.5 p.)

   Dos voltímetros: uno conectado al primario y el otro conectado al secundario.

3. Dibuja el esquema mínimo para averiguar la tensión de cortocircuito de un transformador, indicando sus elementos. (0.5 p.)

   *(Se requiere un esquema gráfico para esta respuesta, que debe incluir: fuente de tensión variable, voltímetro en serie con el primario, amperímetro en serie con el primario, y el secundario en cortocircuito).*

4. El rendimiento máximo de un transformador se obtiene cuando las pérdidas en el cobre son iguales a:

   Las pérdidas en el hierro.

5. El rendimiento en los grandes transformadores se realiza por el método indirecto. (0.5 p.)

   a) Verdadero

6. ¿Cómo se llama la operación de medida de la resistencia de aislamiento de un transformador? ¿Qué tres nombres tiene el aparato con el que se realiza? (0.5 p.)

   Operación: Medición de la resistencia de aislamiento.

   Aparato: Megger, Megaohmetro o Medidor de aislamiento.

7. En el ensayo en vacío usamos el puente de Wheatstone, ¿para qué sirve y qué elementos lo forman? (0.5 p.)

   • Función: Para hallar la resistencia de los devanados, que es muy pequeña. Mide resistencias en frío con mucha precisión.
   • Elementos: Galvanómetro, resistencias ajustables, multiplicador, resistencia desconocida, pulsador, interruptor y baterías.

8. ¿Qué elemento conectamos en el ensayo en cortocircuito para poder usar el Vatímetro? ¿Qué función desempeña? (0.5 p.)

   Elemento: Transformador de intensidad (TI).

   Función: Reduce los valores de corriente según su relación (ejemplo: 10/5, reduciendo a la mitad).

9. En el puente de Wheatstone ¿qué parte dijimos que era R3? (0.5 p.)

   Son las resistencias de ajuste (conmutadores de factor $\times 1000, \times 100, \times 10, \times 1$).

10. El rendimiento de un transformador nos indica:

    c) La relación entre la potencia cedida por el secundario y la potencia absorbida.

11. Los transformadores con baño de aceite son de uso: (0.5 p.)

    a) Industrial o de gran potencia.

12. ¿Qué nombres tenía el equipo que usamos para realizar el ensayo de rigidez dieléctrica del aceite? ¿Qué tipo de aceite usamos en el ensayo? (0.5 p.)

    Equipo: Ensayador de aceite o chispómetro.

    Aceite: Aceite mineral.

13. Explica cómo se realizará la refrigeración de un transformador, según su tipo. (1.0 p.)

    Dado que son máquinas estáticas, la refrigeración debe hacerse por la intervención de elementos externos a la propia máquina. Se distinguen los siguientes tipos:

    Refrigeración en Transformadores Secos

    • Se refrigeran por la circulación natural del aire, en contacto con su estructura.
    • En algunos casos, esta refrigeración es forzada por ventiladores.
    • Suelen aplicarse para pequeñas potencias.

    Refrigeración en Transformadores de Baño en Aceite o Similar

    • Tanto el circuito magnético como los circuitos eléctricos están sumergidos en el refrigerante (aceite).
    • Los componentes ceden el calor al aceite, el cual, a su vez, lo cede al exterior a través de las aletas de los radiadores de refrigeración.
    • A veces se ayuda a la disipación con ventiladores.
    • Se emplean en grandes potencias.

14. El ensayo de cortocircuito se realiza para conocer tres parámetros, ¿cuáles? (0.5 p.)

    1. Averiguar las pérdidas en el cobre de los dos bobinados del transformador.
    2. Averiguar el valor de la tensión de cortocircuito ($V_{cc}$).
    3. Averiguar la intensidad máxima de cortocircuito.

15. El instrumento de medida de la imagen muestra un valor. Teniendo en cuenta que la bobina amperimétrica se encuentra conectada a 5 A y la voltimétrica a 25 V, siendo el fondo de escala 250 W, ¿qué valor podemos leer? Justifica tu respuesta. (0.5 p.)

    Cálculo de la Potencia Nominal del Instrumento ($P_{fondo}$):

    $$P_{fondo} = V_{volt} \times I_{amp} = 25 \text{ V} \times 5 \text{ A} = 125 \text{ W}$$

    *(Nota: El documento original indica 5x25V = 125w, lo cual es correcto si se interpreta como la potencia nominal del instrumento en esa configuración).*

    Factor de Escala ($F_e$):

    $$F_e = \frac{\text{Fondo de Escala Nominal}}{\text{Potencia Calculada}} = \frac{250 \text{ W}}{125 \text{ W}} = 2$$

    Lectura Obtenida:

    Si la lectura marcada en la escala graduada (que no se proporciona, pero se infiere del cálculo posterior) fuera 40 unidades, la potencia real sería:

    $$\text{Lectura Real} = \text{Lectura en Escala} \times F_e$$

    El documento indica: $\text{lectura } 40\text{w}/2 = 20\text{W}$. Esto sugiere que la lectura marcada en la escala era 40 y se debe dividir por el factor 2 (o multiplicar por $1/2$). Si el factor de escala es 2, la lectura real es la lectura marcada dividida por 2, o la lectura marcada multiplicada por $1/2$. Si la lectura marcada es 40, el resultado es $\mathbf{20 \text{ W}}$.

16. Cuando usamos el puente de Wheatstone, ¿cómo sabemos que hemos conseguido la $R_x$? (0.5 p.)

    Cuando el galvanómetro marca CERO, o se dice que el puente está equilibrado.

17. La tensión de cortocircuito en un transformador: (0.5 p.)

    c) Es la tensión que aplicamos al primario, para que por él circule la intensidad nominal estando el secundario en cortocircuito.

18. En el ensayo de rigidez dieléctrica ¿quiénes son B y B°? (0.5 p.)

    Son las pletinas metálicas sumergidas en aceite y dónde se produce la chispa de ruptura.

19. El ensayo de rigidez dieléctrica tiene como objeto: (0.5 p.)

    C. Detectar fallos de aislamiento o defectos del material.