Teoría do transformador en funcionamento ba carga e sen carga

Discutimos a teoría do transformador ideal para unha mellor comprensión da teoría real do transformador. Agora iremos tratar os aspectos prácticos dun transformador de potencia eléctrica paso a paso e tentaremos elaborar o diagrama vectorial do transformador en cada etapa. Como disximos, nun transformador ideal non hai perdas no núcleo, é dicir, o núcleo está libre de perdas. Pero nun transformador práctico, hai perdas por histerese e correntes parasitas no núcleo.

Teoría do Transformador sen Carga

Sin Resistencia de Bobina nin Reactancia de Fuga

Consideremos un transformador eléctrico con só perdas no núcleo, o que significa que ten só perdas no núcleo pero non perdas de cobre nin reactancia de fuga. Cando se aplica unha fonte alternada ao primario, a fonte suministrará a corrente para magnetizar o núcleo do transformador.

Pero esta corrente non é a corrente de magnetización real; é un pouco maior que a corrente de magnetización real. A corrente total suministrada polo orixe ten dous componentes, un é a corrente de magnetización que se utiliza só para magnetizar o núcleo, e outro componente da corrente do orixe se consume para compensar as perdas no núcleo do transformador.

Debido a este componente de perda, a corrente do orixe nun transformador sen carga suministrada polo orixe non está exactamente a 90° de retardo respecto á tensión de alimentación, pero está atrasada nun ángulo θ menor que 90o. Se a corrente total suministrada polo orixe é Io, terá un componente en fase coa tensión de alimentación V1, e este componente de corrente Iw é o componente de perda no núcleo.

Este componente está en fase coa tensión de orixe porque está asociado con perdas activas ou de funcionamento no transformador. Outro componente da corrente do orixe se denota como Iμ.

Este componente produce o fluxo magnético alternante no núcleo, polo que é sin vátios; significa que é a parte reactiva da corrente de orixe do transformador. Polo tanto, Iμ estará en cuadratura con V1 e en fase co fluxo alternante Φ. Polo tanto, a corrente total primaria nun transformador na condición de sen carga pode representarse como:

Agora vexamos canto é simple explicar a teoría do transformador sen carga.

Teoría do Transformador con Carga

Sin Resistencia de Bobina nin Reactancia de Fuga

Agora examinaremos o comportamento do transformador mencionado anteriormente con carga, o que significa que a carga está conectada aos terminais secundarios. Consideremos un transformador con perdas no núcleo pero sen perdas de cobre nin reactancia de fuga. Cando se conecta unha carga á bobina secundaria, a corrente de carga comezará a fluir a través da carga así como da bobina secundaria.

Esta corrente de carga depende única e exclusivamente das características da carga e tamén da tensión secundaria do transformador. Esta corrente chámase corrente secundaria ou de carga, aquí denotada como I2. Como I2 está fluindo a través do secundario, prodúcese unha MMF (forza electromotriz) autoinduzida na bobina secundaria. Aquí é N2I2, onde, N2 é o número de espiras da bobina secundaria do transformador.

Esta MMF ou forza electromotriz na bobina secundaria produce o fluxo φ2. Este φ2 opónse ao fluxo principal de magnetización e debilita momentaneamente o fluxo principal e intenta reducir a autoinducida emf E1. Se E1 cae por debaixo da tensión de orixe V1, fluirá unha corrente extra do orixe á bobina primaria.

Esta corrente extra primaria I2′ produce un fluxo extra φ′ no núcleo que neutralizará o fluxo contrário secundario φ2. Polo tanto, o fluxo principal de magnetización do núcleo, Φ permanece inalterado independentemente da carga. Así, a corrente total que este transformador extrae do orixe pode dividirse en dous componentes.

O primeiro utilizado para magnetizar o núcleo e compensar as perdas no núcleo, é decir, Io. É o compoñente sen carga da corrente primaria. O segundo utilizado para compensar o fluxo contrário da bobina secundaria. Conócense como o compoñente de carga da corrente primaria. Polo tanto, a corrente primaria total sen carga I1 dun transformador eléctrico sen resistencia de bobina e reactancia de fuga pode representarse como segue

Onde θ2 é o ángulo entre a Tensión Secundaria e a Corrente Secundaria do transformador.
Agora avanzaremos un paso máis cara a un aspecto máis práctico do transformador.

Teoría do Transformador con Carga, con Bobina Resistiva pero Sin Reactancia de Fuga

Agora, consideremos a resistencia da bobina do transformador pero sen reactancia de fuga. Ata agora discutimos o transformador que ten bobinas ideais, isto é, bobinas sen resistencia e reactancia de fuga, pero agora consideraremos un transformador que ten resistencia interna na bobina pero sen reactancia de fuga. Como as bobinas son resistivas, haxa unha caída de tensión nas bobinas.

Proxectamos anteriormente que, a corrente primaria total do orixe con carga é I1. A caída de tensión na bobina primaria con resistencia, R1 é R