Circuito equivalente de un transformador
El diagrama de circuito equivalente de cualquier dispositivo puede ser extremadamente útil para predecir cómo se comportará el dispositivo bajo diferentes condiciones de operación. Esencialmente, es una representación basada en circuitos de las ecuaciones que describen el rendimiento del dispositivo.
El circuito equivalente simplificado de un transformador se construye representando todos los parámetros del transformador en el lado secundario o en el lado primario. El diagrama de circuito equivalente del transformador se presenta a continuación:
Consideremos el circuito equivalente de un transformador, con una relación de transformación K = E2/E1. La fuerza electromotriz inducida E1 es equivalente al voltaje aplicado primario V1 menos la caída de tensión primaria. Este voltaje genera la corriente sin carga I0 en el devanado primario del transformador. Dado que el valor de la corriente sin carga es extremadamente pequeño, a menudo se omite en muchos análisis. Por lo tanto, I1≈I1′. La corriente sin carga I0 se puede descomponer en dos componentes: la corriente de magnetización Im y la corriente de trabajo Iw.Estos dos componentes de la corriente sin carga son resultado de la corriente absorbida por una resistencia no inductiva R0 y una reactancia pura X0, a través de las cuales el voltaje es E1 (o equivalentemente, V1−caída de tensión primaria).
El voltaje terminal V2 a través de la carga es igual a la fuerza electromotriz inducida E2 en el devanado secundario menos la caída de tensión en el devanado secundario.
Circuito Equivalente con Todas las Cantidad Referidas al Lado Primario
En este escenario, para construir el circuito equivalente del transformador, todos los parámetros deben referirse al lado primario, como se muestra en la figura a continuación:
A continuación se presentan los valores de resistencia y reactancia
La resistencia secundaria referida al lado primario se da como:
La resistencia equivalente referida al lado primario se da como:
La reactancia secundaria referida al lado primario se da como:
La reactancia equivalente referida al lado primario se da como:
Circuito Equivalente con Todas las Cantidad Referidas al Lado Secundario
A continuación se presenta el diagrama de circuito equivalente del transformador cuando todos los parámetros se refieren al lado secundario.
A continuación se presentan los valores de resistencia y reactancia
La resistencia primaria referida al lado secundario se da como
La resistencia equivalente referida al lado secundario se da como
La reactancia primaria referida al lado secundario se da como
La reactancia equivalente referida al lado secundario se da como
Circuito Equivalente Simplificado del Transformador
Dado que la corriente sin carga I0 generalmente representa solo el 3 al 5% de la corriente nominal a plena carga, la rama paralela compuesta por la resistencia R0 y la reactancia X0 puede omitirse sin introducir errores significativos en el análisis del comportamiento del transformador bajo condiciones de carga.
Una mayor simplificación del circuito equivalente del transformador se logra al omitir esta rama paralela R0-X0 . El diagrama de circuito simplificado del transformador es el siguiente:
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