Resistencia y Reactancia de Fuga o Impedancia del Transformador

Reactancia de fuga del transformador

No todo el flujo en el transformador podrá enlazarse con los devanados primario y secundario. Una pequeña porción del flujo se enlazará con uno de los devanados pero no con ambos. Esta porción de flujo se llama flujo de fuga. Debido a este flujo de fuga en el transformador, habrá una autoreactancia en el devanado concernido.

Esta autoreactancia del transformador también se conoce como reactancia de fuga del transformador. Esta autoreactancia asociada con la resistencia del transformador es impedancia. Debido a esta impedancia del transformador, habrá caídas de tensión tanto en el devanado primario como en el secundario.

Resistencia del transformador

Generalmente, tanto el devanado primario como el secundario de un transformador de potencia eléctrica están hechos de cobre. El cobre es un muy buen conductor de corriente, pero no es un superconductor. En realidad, el superconductor y la superconductividad son conceptuales, no están disponibles en la práctica. Por lo tanto, ambos devanados tendrán cierta resistencia. Esta resistencia interna de ambos devanados primarios y secundarios se conoce colectivamente como resistencia del transformador.

Impedancia del transformador

Como dijimos, tanto el devanado primario como el secundario tendrán resistencia y reactancia de fuga. Estas resistencias y reactancias estarán en combinación, que no es más que la impedancia del transformador. Si R1 y R2 y X1 y X2 son la resistencia y la reactancia de fuga del transformador respectivamente, entonces Z1 y Z2 son la impedancia de los devanados primario y secundario respectivamente,

La impedancia del transformador juega un papel vital durante la operación en paralelo del transformador.

Flujo de fuga en el transformador

En un transformador ideal, todo el flujo se enlazará con los devanados primario y secundario, pero en la realidad, es imposible enlazar todo el flujo en el transformador con ambos devanados. Aunque la mayor parte del flujo se enlazará con ambos devanados a través del núcleo del transformador, aún habrá una pequeña cantidad de flujo que se enlazará con uno de los devanados pero no con ambos. Este flujo se llama flujo de fuga, que pasará a través del aislamiento del devanado y el aceite aislante del transformador en lugar de pasar a través del núcleo. Debido a este flujo de fuga en el transformador, tanto el devanado primario como el secundario tienen reactancia de fuga. La reactancia del transformador no es más que la reactancia de fuga del transformador. Este fenómeno en el transformador se conoce como fuga magnética.

Las caídas de tensión en los devanados ocurren debido a la impedancia del transformador. La impedancia es la combinación de la resistencia y la reactancia de fuga del transformador. Si aplicamos una tensión V1 a través del primario del transformador, habrá un componente I1X1 para equilibrar la f.e.m. inducida en el primario debido a la reactancia de fuga primaria. (Aquí, X1 es la reactancia de fuga primaria). Ahora, si también consideramos la caída de tensión debido a la resistencia primaria del transformador, entonces la ecuación de tensión de un transformador se puede escribir fácilmente como,

De manera similar, para la reactancia de fuga secundaria, la ecuación de tensión del lado secundario es,

En la figura anterior, se muestran los devanados primario y secundario en brazos separados, y esta disposición podría resultar en un gran flujo de fuga en el transformador porque hay mucho espacio para la fuga. La fuga en los devanados primario y secundario podría eliminarse si los devanados pudieran ocupar el mismo espacio. Esto, por supuesto, es físicamente imposible, pero, al colocar el secundario y el primario de manera concéntrica, se puede resolver el problema en gran medida.

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