Impedància del transformador
Definició de reactància per fuga
En un transformador, no tot el flux enllaça amb els voltants primari i secundari. Part del flux enllaça només amb un voltant, anomenat flux de fuga. Aquest flux de fuga provoca una reactància pròpia al voltant afectat.
Aquesta reactància pròpia també s'anomena reactància de fuga. Quan es combina amb la resistència del transformador, forma l'impedància. Aquesta impedància provoca caigudes de tensió tant en el voltant primari com en el secundari.
Resistència del transformador
Els voltants primari i secundari d'un transformador de potència elèctrica solen estar fets de cobre, que és un bon conductor d'electricitat, però no un superconductor. Els superconductors no estan disponibles de manera pràctica. Per tant, aquests voltants tenen una certa resistència, coneguda col·lectivament com la resistència del transformador.
Impedància del transformador
Com hem dit, tant el voltant primari com el secundari tindran resistència i reactància de fuga. Aquesta resistència i reactància estaran en combinació, formant l'impedància del transformador. Si R1 i R2 i X1 i X2 són la resistència primària i secundària i la reactància de fuga del transformador respectivament, llavors Z1 i Z2, l'impedància dels voltants primari i secundari, seran respectivament,
L'impedància del transformador joca un paper vital durant l'operació en paral·lel del transformador
Flux de fuga en el transformador
En un transformador ideal, tot el flux enllaçaria amb els voltants primari i secundari. No obstant això, en realitat, no tot el flux enllaça amb ambdós voltants. La major part del flux passa a través del nucli del transformador, però part del flux enllaça només amb un voltant. Això s'anomena flux de fuga, que passa a través de l'aïllament del voltant i l'oli del transformador en lloc del nucli.
El flux de fuga provoca reactància de fuga en els voltants primari i secundari, coneguda com fuga magnètica.
Les caigudes de tensió en els voltants ocorren degut a l'impedància del transformador. L'impedància és la combinació de la resistència i la reactància de fuga del transformador. Si apliquem una tensió V1 al voltant primari del transformador, hi haurà un component I1X1 per equilibrar la f.e.m. induïda pròpia deguda a la reactància de fuga primària. (Aquí, X1 és la reactància de fuga primària). Ara, si també considerem la caiguda de tensió deguda a la resistència primària del transformador, llavors l'equació de tensió del transformador es pot escriure fàcilment com,
De manera similar, per la reactància de fuga secundària, l'equació de tensió del costat secundari és,
En la figura superior, es mostren els voltants primari i secundari en braços separats, i aquesta disposició podria resultar en un gran flux de fuga en el transformador perquè hi ha molt espai per a la fuga.
La fuga en els voltants primari i secundari es podria eliminar si els voltants poguessin ocupar el mateix espai. Això, naturalment, és físicament impossible, però, col·locant el secundari i el primari de manera còncrega, es pot solucionar el problema en gran mesura.
