Fundamentos del Funcionamiento y Ensayos en Transformadores Eléctricos

Relación de transformación en vacío

Diremos que el transformador funciona en vacío cuando no hay ningún receptor conectado a su circuito secundario. Por el secundario no circulará una corriente, mientras que por el primario circula una corriente de vacío (I₀), que será la encargada de establecer el flujo magnético.

Cuando se somete el devanado primario a una corriente variable, se induce un flujo magnético (Φ) que varía en función de la corriente.

El transformador real en carga

Si no existe carga (receptor) en el secundario del transformador, se dice que el transformador trabaja en vacío. La corriente que recorre el secundario es nula, mientras que el primario es recorrido por una corriente de vacío (I₀).

Tipos de carga en el secundario

• Transformador con carga óhmica pura: En este caso, no existe desfase entre la corriente (I₂) que recorre la carga y la tensión (V₂).
• Transformador con carga óhmico-inductiva: La corriente está retrasada con respecto a la tensión. Los motores, lámparas de descarga y muchos otros receptores provocan este efecto.
• Transformador con carga óhmico-capacitiva: En este caso, la corriente que atraviesa el secundario (I₂) está adelantada con respecto a la tensión (V₂).

Tipos de pérdidas en el transformador

Pérdidas en el hierro (P_Fe)

Un transformador en funcionamiento normal presenta unas pérdidas en las chapas que lo constituyen; estas pérdidas se manifiestan en forma de calor, lo cual es perjudicial para el correcto funcionamiento del equipo.

Ensayo en vacío (P_Fe - Pérdidas en el hierro)

Para realizar este tipo de ensayo, se conecta el primario del transformador a la tensión nominal y el secundario se deja abierto. Se conectan un amperímetro (A₁), dos voltímetros (V₁ y V₂) y un vatímetro (W₁) al transformador.

Ensayo en cortocircuito (P_Cu - Pérdidas en el cobre)

Utilizando el ensayo en cortocircuito calcularemos las pérdidas en los devanados del transformador. Para ello, se cortocircuitan los terminales del secundario mediante un amperímetro (A₂) de escala adecuada al ensayo. En el primario, lo conectaremos a una fuente de tensión variable, junto con un voltímetro (V_CC), un vatímetro (W_Cu) y un amperímetro (A₁).