Perché il test a circuito aperto fornisce le perdite di ferro mentre il test a cortocircuito fornisce le perdite di rame?

I test di circuito aperto e i test di cortocircuito sono due metodi fondamentali utilizzati nella prova dei trasformatori per determinare separatamente le perdite del nucleo e le perdite di rame.

Test a Circuito Aperto (Test a Vuoto)

In un test a circuito aperto, solitamente si applica una tensione nominale a un avvolgimento mentre l'altro avvolgimento è lasciato aperto. Questa configurazione viene utilizzata principalmente per misurare le perdite del nucleo per i seguenti motivi:

Le perdite del nucleo consistono principalmente in perdite di isteresi e perdite per correnti vorticosità, che si verificano nel nucleo del trasformatore. Quando una tensione alternata viene applicata all'avvolgimento primario, magnetizza il nucleo, generando un campo magnetico alternato. Le perdite di isteresi e per correnti vorticosità prodotte durante questo processo possono essere quantificate misurando la potenza d'ingresso.

Nel test a circuito aperto, poiché l'avvolgimento secondario è aperto, non c'è praticamente corrente che scorre attraverso gli avvolgimenti, quindi le perdite di rame possono essere trascurate. Ciò significa che la potenza d'ingresso misurata riflette quasi interamente le perdite del nucleo.

Test di Cortocircuito

In un test di cortocircuito, si applica una tensione sufficientemente bassa a un avvolgimento per evitare la saturazione, mentre l'altro avvolgimento è cortocircuitato. Questo test viene utilizzato principalmente per misurare le perdite di rame per i seguenti motivi:

Le perdite di rame sono principalmente dovute alle perdite I²R causate dalla resistenza degli avvolgimenti. Durante il test di cortocircuito, poiché l'avvolgimento secondario è cortocircuitato, scorre una corrente significativa (vicina alla corrente nominale) attraverso l'avvolgimento primario, risultando in perdite di rame sostanziali.

Poiché la tensione applicata è bassa, il nucleo non raggiunge la saturazione, quindi le perdite del nucleo sono relativamente piccole e possono essere trascurate. Pertanto, in queste condizioni, la potenza d'ingresso misurata riflette principalmente le perdite di rame.

Utilizzando questi due metodi di prova, le perdite del nucleo e le perdite di rame possono essere separate ed valutate indipendentemente. Questo è cruciale per l'ottimizzazione del progetto, la diagnosi dei guasti e la garanzia di un funzionamento efficiente del trasformatore.