Circuit Equivalent d'un Transformador
El diagrama de circuit equivalent d'qualsevol dispositiu pot ser extremadament útil per preveure com es comportarà el dispositiu en diferents condicions d'operació. És essencialment una representació basada en circuits de les equacions que descriuen el rendiment del dispositiu.
El circuit equivalent simplificat d'un transformador es construeix representant tots els paràmetres del transformador al costat secundari o al costat primari. El diagrama de circuit equivalent del transformador es presenta a continuació:
Considerem el circuit equivalent d'un transformador, amb un rati de transformació K = E2/E1. La força electromotriu induïda E1 és equivalent a la tensió aplicada primària V1 menys la caiguda de tensió primària. Aquesta tensió produeix la corrent sense càrrega I0 en el voltatge primari del transformador. Com que el valor de la corrent sense càrrega és extremadament petit, sovint s'ignora en moltes anàlisis. Per tant, I1≈I1′. La corrent sense càrrega I0 es pot descompondre en dos components: la corrent de magnetització Im i la corrent de treball Iw.Aquests dos components de la corrent sense càrrega són el resultat de la corrent absorbida per una resistència no inductiva R0 i una reactància pura X0, a través de les quals la tensió és E1 (o equivalentment, V1−caiguda de tensió primària).
La tensió terminal V2 a través de la càrrega és igual a la força electromotriu induïda E2 en el voltatge secundari menys la caiguda de tensió en el voltatge secundari.
Circuit Equivalent amb Totes les Quantitats Referides al Costat Primari
En aquest escenari, per construir el circuit equivalent del transformador, tots els paràmetres han de referir-se al costat primari, com es mostra en la figura següent:
Les següents són els valors de resistència i reactància donats a continuació
La resistència secundària referida al costat primari es dóna com:
La resistència equivalent referida al costat primari es dóna com:
La reactància secundària referida al costat primari es dóna com:
La reactància equivalent referida al costat primari es dóna com:
Circuit Equivalent amb Totes les Quantitats Referides al Costat Secundari
El següent és el diagrama de circuit equivalent del transformador quan tots els paràmetres es referixen al costat secundari.
Les següents són els valors de resistència i reactància donats a continuació
La resistència primària referida al costat secundari es dóna com
La resistència equivalent referida al costat secundari es dóna com
La reactància primària referida al costat secundari es dóna com
La reactància equivalent referida al costat secundari es dóna com
Circuit Equivalent Simplificat del Transformador
Com que la corrent sense càrrega I0 sovint representa només entre el 3 i el 5% de la corrent nominal a càrrega completa, la branca paral·lela que consta de la resistència R0 i la reactància X0 pot ometre's sense introduir errors significatius en l'anàlisi del comportament del transformador sota condicions de càrrega.
Una més simplificació del circuit equivalent del transformador s'aconsegueix negligint aquesta branca paral·lela R0-X0 . El diagrama de circuit simplificat del transformador és el següent:
