Perdidas en el hierro de un trasformador
Tengo una duda sobre el funcionamiento de los transformadores.
Sea un transformador monofásico con una relación de tensiones 400/200. Y del ensayo de vacío a la tensión nominal nos da una potencia en el vacío de por ejemplo, 1000 W. Entonces, al hacerse el ensayo de vacío a la tensión nominal, las perdidas en el hierro coinciden con las perdidas en el vacío. Por otro lado, el ensayo de cortocircuito está hecho con la corriente nominal, entonces las perdidas en el cobre son las mismas que las perdidas en cortocircuito. Hasta aquí bien.
Ahora bien, si al transformador anterior se quiere que la tensión secundaria sea de 200 V cuando alimenta una determinada carga con una corriente diferente a la nominal y con un factor de potencia determinado y nos sale que por ejemplo, que la tensión aplicada en el primario sale 405V. Entonces para el calculo del rendimiento de lo dicho anteriormente se debe tener en cuenta las nuevas perdidas en el hierro y en el cobre. Pues para el hierro, la relación de tensión aplicada y la nominal ha variado, y para el cobre ya que la corriente aplicada no es la nominal.
Es decir, el rendimiento del transformador según lo anterior sería:
Rendimiento= P2/ (P2 + Pfe + Pcobre)
Siendo Pfe= (V1aplicada/V1nominal)^2 * Pvacio, que en nuestro caso ejemplo seria (405V/400)^2 * Po.
y Pcobre = Rcc * I2^2 (referido al primario)
Es esto cierto, ¿o las perdidas en el hierro son siempre constantes y no afecta para nada que la tensión aplicada al primario debido a la carga en el secundario varíe de 400 a 405 V?
Sea un transformador monofásico con una relación de tensiones 400/200. Y del ensayo de vacío a la tensión nominal nos da una potencia en el vacío de por ejemplo, 1000 W. Entonces, al hacerse el ensayo de vacío a la tensión nominal, las perdidas en el hierro coinciden con las perdidas en el vacío. Por otro lado, el ensayo de cortocircuito está hecho con la corriente nominal, entonces las perdidas en el cobre son las mismas que las perdidas en cortocircuito. Hasta aquí bien.
Ahora bien, si al transformador anterior se quiere que la tensión secundaria sea de 200 V cuando alimenta una determinada carga con una corriente diferente a la nominal y con un factor de potencia determinado y nos sale que por ejemplo, que la tensión aplicada en el primario sale 405V. Entonces para el calculo del rendimiento de lo dicho anteriormente se debe tener en cuenta las nuevas perdidas en el hierro y en el cobre. Pues para el hierro, la relación de tensión aplicada y la nominal ha variado, y para el cobre ya que la corriente aplicada no es la nominal.
Es decir, el rendimiento del transformador según lo anterior sería:
Rendimiento= P2/ (P2 + Pfe + Pcobre)
Siendo Pfe= (V1aplicada/V1nominal)^2 * Pvacio, que en nuestro caso ejemplo seria (405V/400)^2 * Po.
y Pcobre = Rcc * I2^2 (referido al primario)
Es esto cierto, ¿o las perdidas en el hierro son siempre constantes y no afecta para nada que la tensión aplicada al primario debido a la carga en el secundario varíe de 400 a 405 V?
2 Respuestas
Respuesta de jorellana
1
Las pérdidas del hierro es correcto como las has expresado en la fórmula Pfe, sin embargo en la práctica se pueden considerar constantes ya que las variaciones en el voltaje de excitación no son significativas como para que ese ajuste (V1aplicada/V1nominal)^2 haga variar mucho el valor de las pérdidas en el hierro.
Como te repito, en la práctica se asume que son constantes con un buen margen de aproximación, no así para las pérdidas en el cobre, las cuales sí deben ser calculadas dependiendo de la corriente circulando por los devanados del transformador.
Como te repito, en la práctica se asume que son constantes con un buen margen de aproximación, no así para las pérdidas en el cobre, las cuales sí deben ser calculadas dependiendo de la corriente circulando por los devanados del transformador.
Respuesta de bichop640
1
La verdad que esta materia ya casi 8 años que no la veía, pero voy a hacer memoria, con un buen amigo de esos tiempo "El Chapman"
La corriente de magnetización y perdidas no son lineales:
La de magnetización si se sobrepasa en valor nominal se puede saturar, provocando componentes armónicas. Y si no es suficiente el transformador no producirá flujo en su núcleo.
La corriente de perdida no es lineal por efectos de la histéresis.
Es por eso que las componentes de un trafo no serian constantes y no se realizan a valores distintos de voltaje y corriente nominales.
Más información puedes obtenerla en el libro, yo lo tengo digitalizado por si lo requieres.
La corriente de magnetización y perdidas no son lineales:
La de magnetización si se sobrepasa en valor nominal se puede saturar, provocando componentes armónicas. Y si no es suficiente el transformador no producirá flujo en su núcleo.
La corriente de perdida no es lineal por efectos de la histéresis.
Es por eso que las componentes de un trafo no serian constantes y no se realizan a valores distintos de voltaje y corriente nominales.
Más información puedes obtenerla en el libro, yo lo tengo digitalizado por si lo requieres.