¿Cómo funcionan los transformadores de corriente y los transformadores de voltaje?
1. Transformador de Corriente (CT)
Principio de Funcionamiento
El principio básico de un transformador de corriente (CT) es la inducción electromagnética. Convierte una corriente primaria grande en una corriente secundaria más pequeña a través de un núcleo de hierro cerrado, lo que lo hace adecuado para medición y protección.
Bobinado Primario: El bobinado primario generalmente tiene muy pocas vueltas, a veces solo una vuelta, y está conectado en serie directamente con el circuito que se mide.
Núcleo: El núcleo está cerrado para concentrar el campo magnético.
Bobinado Secundario: El bobinado secundario tiene muchas más vueltas y generalmente está conectado a instrumentos de medición o dispositivos de protección.
Relación Matemática
N1=I2⋅N2
Donde:
I1 es la corriente primaria
I2 es la corriente secundaria
N1 es el número de vueltas en el bobinado primario
N2 es el número de vueltas en el bobinado secundario
Características
Alta Precisión: Los CT proporcionan mediciones de corriente de alta precisión.
Aislamiento: Los CT aíslan el circuito de alta tensión de los instrumentos de medición, mejorando la seguridad.
Características de Saturación: Los CT pueden saturarse bajo condiciones de sobrecarga, lo que puede llevar a errores de medición.
2. Transformador de Tensión (PT) o Transformador de Voltaje (VT)
Principio de Funcionamiento
El principio básico de un transformador de tensión (PT) o transformador de voltaje (VT) también es la inducción electromagnética. Convierte una tensión primaria alta en una tensión secundaria más baja a través de un núcleo de hierro cerrado, lo que lo hace adecuado para medición y protección.
Bobinado Primario: El bobinado primario tiene muchas vueltas y está conectado en paralelo directamente con el circuito que se mide.
Núcleo: El núcleo está cerrado para concentrar el campo magnético.
Bobinado Secundario: El bobinado secundario tiene menos vueltas y generalmente está conectado a instrumentos de medición o dispositivos de protección.
Relación Matemática
V2/V1=N2/N1
Donde:
V1 es la tensión primaria
V2 es la tensión secundaria
N1 es el número de vueltas en el bobinado primario
N2 es el número de vueltas en el bobinado secundario
Características
Alta Precisión: Los PT proporcionan mediciones de tensión de alta precisión.
Aislamiento: Los PT aíslan el circuito de alta tensión de los instrumentos de medición, mejorando la seguridad.
Características de Carga: La precisión de los PT puede verse afectada por cambios en la carga secundaria, por lo que es importante seleccionar la carga adecuada.
Explicación Detallada
Transformador de Corriente (CT)
Estructura
Bobinado Primario: Generalmente una vuelta o pocas vueltas, conectado en serie directamente con el circuito que se mide.
Núcleo: Núcleo de hierro cerrado para concentrar el campo magnético.
Bobinado Secundario: Muchas vueltas, conectado a instrumentos de medición o dispositivos de protección.
Proceso de Funcionamiento
Cuando la corriente primaria fluye a través del bobinado primario, genera un campo magnético en el núcleo.
Este campo magnético induce una corriente en el bobinado secundario.
La corriente secundaria es proporcional a la corriente primaria, con la relación determinada por la relación de vueltas.
Aplicaciones
Medición: Se utiliza con amperímetros, vatímetros, etc., para medir la corriente.
Protección: Se utiliza con dispositivos de protección por relés, como protección contra sobrecorriente y protección diferencial.
Transformador de Tensión (PT)
Estructura
Bobinado Primario: Muchas vueltas, conectado en paralelo directamente con el circuito que se mide.
Núcleo: Núcleo de hierro cerrado para concentrar el campo magnético.
Bobinado Secundario: Menos vueltas, conectado a instrumentos de medición o dispositivos de protección.
Proceso de Funcionamiento
Cuando la tensión primaria se aplica al bobinado primario, genera un campo magnético en el núcleo.
Este campo magnético induce una tensión en el bobinado secundario.
La tensión secundaria es proporcional a la tensión primaria, con la relación determinada por la relación de vueltas.
Aplicaciones
Medición: Se utiliza con voltímetros, vatímetros, etc., para medir la tensión.
Protección: Se utiliza con dispositivos de protección por relés, como protección contra sobretensión y protección de tensión cero secuencia.
Precauciones
Coincidencia de Carga: La carga secundaria de los CT y PT debe coincidir con la carga nominal de los transformadores para garantizar la precisión de la medición.
Cortocircuito y Apertura de Circuito: El lado secundario de un CT no debe estar abierto, ya que puede producir altas tensiones; el lado secundario de un PT no debe estar cortocircuitado, ya que puede producir grandes corrientes.
Medidas de Protección: Se deben tomar medidas de protección apropiadas, como fusibles y protectores contra sobretensiones, al utilizar transformadores para prevenir sobrecargas y fallos.
Entender los principios de funcionamiento y los roles de los transformadores de corriente y los transformadores de tensión permite apreciar su importancia en los sistemas eléctricos. ¡Espero que esta información sea útil! Si tiene alguna pregunta específica o necesita una explicación adicional, no dude en preguntar.
