¿Qué causa las pérdidas de potencia en un transformador?
Como en todas las máquinas eléctricas, hay pérdidas de potencia en un transformador. Por tratarse de una máquina estática, no existen pérdidas de potencia de origen mecánico y estas se reducen a las pérdidas del hierro del circuito magnético y las del cobre de los bobinados.
Pérdidas de potencia en el hierro (Ph)
La prueba en vacío en un transformador
La potencia perdida en el hierro del circuito magnético de un transformador puede ser medida con la prueba en vacío. Se alimenta el transformador en vacío; la potencia absorbida en ese momento corresponde exactamente a las pérdidas en el hierro. En efecto, por ser nula la intensidad de corriente en el bobinado secundario, no aparece en la pérdida de potencia.
Por consiguiente, se puede afirmar que el total de la potencia absorbida por un transformador funcionando en vacío bajo un voltaje nominal representa el valor de la potencia perdida en el hierro del circuito magnético.
Dichas pérdidas son causadas por el fenómeno de histéresis y por las corrientes de Foucault, las cuales dependen del voltaje de la red, de la frecuencia y de la inductancia a que está sometido el circuito magnético. La potencia perdida en el núcleo permanece constante, ya sea en vacío o con carga.
Pérdidas de potencia en el cobre (Pc)
Es la suma de las potencias perdidas en los bobinados de un transformador, funcionando bajo carga nominal. El valor de esta potencia depende de la intensidad de corriente tanto en el bobinado primario como en el secundario, la cual varía mucho desde el funcionamiento en vacío a plena carga.
La variación del valor de la potencia perdida en el cobre es proporcional al cuadrado de la intensidad de corriente de carga y a la resistencia de los bobinados. Pcu = I12 x r1 + I22 x r2, donde:
- Pcu = Pérdidas en los bobinados del transformador.
- I1 = Intensidad en el bobinado primario.
- I2 = Intensidad en el bobinado secundario.
- r1 = Resistencia del bobinado primario.
- r2 = Resistencia del bobinado secundario.
La prueba de cortocircuito en un transformador
Otra forma de determinar las pérdidas en los bobinados de un transformador es mediante la prueba de cortocircuito. Para lograr esto, se alimenta el bobinado primario bajo un voltaje de valor tal que, estando cerrado en cortocircuito el bobinado secundario, recorridos ambos bobinados por intensidades de corriente iguales a sus valores nominales respectivos.
La potencia absorbida por el transformador o las pérdidas de potencia de un transformador en estas condiciones corresponde exactamente a las pérdidas totales en el cobre del conjunto de los dos bobinados.
En efecto, las pérdidas de potencia “totales” son el resultado de las pérdidas en el núcleo (Ph) más las pérdidas en el cobre de los bobinados (Pcu).
Pérdidas de potencia en un transformador:
Pérdida de potencia en el hierro (Ph) + Pérdida de potencia en el cobre (Pcu)
Pérdidas totales = Ph + Pcu
