Nov 162015
 

Transformador con cargas resistiva, capacitiva e inductiva

Las características de funcionamiento de los transformadores cambian según el tipo de carga que tenga conectada en el bobinado secundario. Esta carga puede ser de origen resistivo, capacitivo o inductivo. Tomando en consideración que la fuerza electromotriz (E2) que se induce en el secundario, está determinada por la suma vectorial del voltaje de utilización (v) más la caída de voltaje interna (ec) producida por los propios bobinados, la cual es de origen inductiva y constante con cualquier tipo de carga.

Dicha caída, tiene un desfase con respecto a la intensidad (corriente) que varía de acuerdo a las características ohmicas de los bobinados.

Transformador con carga resistiva

Al aplicarle carga resistiva al transformador, la intensidad (corriente) de la carga se encuentra en fase con el voltaje de utilización (v), al circular corriente por los bobinados se produce la caída interna (ec) que esta adelantada en un ángulo “x” con respecto a la intensidad (corriente).

Al representar gráficamente los vectores de estas magnitudes se obtiene:

Representación vectorial de las magnitudes en un transformador con carga resistiva - Electrónica Unicrom

Se puede ver en el diagrama anterior que la corriente y el voltaje están en fase como corresponde a una carga resistiva. Para realizar el cálculo de la representación vectorial, se toma como ejemplo: E2 = 240V, ec = 10V, con un ángulo de desfase de 60º

Ejemplo de cálculo de la representación vectorial en un transformador con carga resistiva - Electrónica Unicrom

Transformador con carga capacitiva

Cuando se aplica carga capacitiva a un transformador, la corriente (I) en la carga se adelanta 90º con respecto al voltaje. Esto quiere decir que la corriente se desfasa hacia adelante 90º con respecto al voltaje de utilización (V).

Tomando en cuenta este desfase, se obtiene la caída interna (ec) del transformador (caída de voltaje). De esta manera la ecuación que da de la siguiente manera: 

Diagrama de fasores en un transformador con carga capacitiva - Electrónica Unicrom

Ejemplo de cálculo de ángulos para un transformador con carga capacitiva - Electrónica Unicrom

Transformador con carga inductiva

Cuando a un transformador eléctrico se le aplica una carga inductiva, la corriente (intensidad) en la carga se desfasa (se atrasa) con respecto al voltaje de utilización. El ángulo de la corriente respecto al voltaje de utilización varía de acuerdo a las características del bobinado de la carga.

Como la caída de voltaje interno y la caída de voltaje en la carga tienen el mismo origen, se puede asumir que los desfases son similares, por esta razón tienen la misma dirección. Partiendo de los datos del ejemplo anterior (Ver: transformador con carga resistiva y transformador con carga capacitica) tenemos: V = 230V. E2 – ec = 240 – 10 = 230V

Gráfico de vectores en un transformador con carga inductiva - Electrónica Unicrom

De los cálculos anteriores se obtiene que de acuerdo al tipo de carga que se le conecte al transformador, así será el valor del voltaje de utilización, partiendo de un valor dado de fuerza electromotriz.

Entonces:

  • con Carga resistiva: E2 = 240V, ec = 10V, V = 234.84 V
  • con Carga capacitiva: E2 = 240V, ec = 10V, V = 248.60 V (Con carga capacitiva el valor del voltaje de utilización se incrementa debido a la potencia reactiva que tiene el capacitor.)
  • con Carga inductiva: E2 = 240V, ec = 10V, V = 230.00V

Tut_transformador_carga_resistiva.asp  Tut_transformador_carga_capacitiva.asp  tut_transformador_carga_inductiva.asp

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