Tecnologa Electrnica
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TRANSFORMADOR DE POTENCIA
Los transformadores de potencia se utilizan para obtener
distintos niveles de tensin y
corriente, necesarios para alimentar los diferentes circuitos
electrnicos, a partir de la tensin de red
(en la mayora de los casos 220 V, 50 Hz) Adems, se aprovecha la
caracterstica de aislacin
elctrica entre primario y secundario para aumentar la seguridad
de los equipos electrnicos.
Estos transformadores trabajan a un nivel de potencia
relativamente elevado, por lo tanto son
consideraciones primordiales de su diseo el rendimiento y la
sobre elevacin de temperatura T.
1. Rendimiento
Por definicin
12
1 1 1
1pr prP P PP
P P P
= = =
El transformador de potencia trabaja en
condiciones tales que sus reactancias son despreciables.
El circuito equivalente es el mostrado en la Figura
En transformadores de pequeo tamao, alrededor
de 100 VA y que operan a 50 Hz, las prdidas en el cobre
son de dos a cuatro veces ms grandes que las prdidas en
el hierro. Por lo tanto, si no se consideran las prdidas en
el hierro, se tendr:
( ) ( )2
22
1
C C
T C T C
I R RPP I R R R R
! = = =+ +
El rendimiento de este modo es generalmente un 10 % mayor que el
real, debido a que no se
tuvo en cuenta las prdidas en el hierro.
2. Regulacin
La regulacin es una de las caractersticas ms importantes de los
transformadores. Se define
como:
20 2 20
2 2
1V V VV V
= =
Donde V20 representa la tensin del secundario en vaco y V2 la
tensin del secundario con
carga nominal.
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'1
20 1 2 y CT C
V RV V VR R
= =+
1
1
1 1T C TC C C
T C
R RV RV R R RR R
+= = =
+
3. Rgimen de potencia de un transformador (producto de reas)
Si se analiza el valor de la potencia aparente del transformador
considerando:
1 1 11
4,44 CuTmx CusV B N Sf I SN= = =
reemplazando
1 1 1 11
4,44 4,44CuTmx mx CuTs
P V I B N Sf B SfsN = = =
Para la mayora de los transformadores, la frecuencia es
constante, mientras que la induccin
mxima Bmx y la densidad de corriente son parmetros del proyecto
de variacin limitada entre
0,8 Bmx 1,2 [Wb/m2]; = 1,5 a 3,5 A/mm2. Se puede considerar:
CuTP Ss Esta expresin es importante ya que muestra que el rgimen
de potencia para un
transformador, para valores de Bmx y , es proporcional al
producto de las reas del hierro y del
cobre.
4. Potencia y tamao de un transformador
La potencia, por ser proporcional al producto de reas, es
proporcional a la cuarta potencia de
la dimensin lineal. Puede considerarse entonces:
( ) ( )4 4/3longitud volumenP
Se comprueba por lo tanto que la potencia crece con el volumen
elevado a 4/3 o del peso
recordando que:
peso = (volumen)
