TRABAJO PREPARATORIO. o PRACTICA N 4
EL AUTOTRANSFORMADOR Pablo Escobar GR5 1) Defina lo que es un autotransformador y en que se distingue de un transformador de dos devanados.
El autotransformador es un transformador especial formado por un devanado continuo, que se utiliza a la vez como primario y secundario, por lo que las tensiones de alimentación y salida no van aisladas entre sí. A diferencia del transformador de dos devanados, un autotransformador transfiere energía entre los dos circuitos, en parte por acoplamiento magnético y en parte por conexión eléctrica directa. En la izquierda, se ilustra un transformador de dos devanados con N 1 y N 2 número de vueltas en los devanados primario y secundario, respectivamente. Es posible obtener el mismo efecto de transformación sobre los voltajes, corrientes e impedancias cuando estos devanados se conectan como se muestra en la derecha. En el circuito derecho el devanado bc es común en ambos circuitos, el primario y el secundario. A este tipo de transformador se le denomina autotransformador. autotransformador. Una diferencia importante entre el transformador de dos devanados y el autotransformador es que los devanados de dicho transformador se encuentran aislados eléctricamente, mientras que los devanados del autotransformador se conectan juntos directamente. directamente. El voltaje que emite un autotransformador esta dado por Vo
Aplicando las las relaciones de de voltajes con los los devanados devanados se tiene
Entonces,
Un autotransformador autotransformador se caracteriza por su mejor eficiencia, eficiencia, su tamaño es menor al de transformadores comunes y además tiene menor costo en fabricación 2) ¿En que condiciones se puede usar un transformador estándar de dos devanados como autotransformador?
Teóricamente un autotransformador esta definido como un transformador que solo tiene un devanado. Asimismo, un transformador de devanados múltiples puede ser
considerado como un autotransformador, si todos sus devanados son conectados en serie, en condición aditiva, sustractiva. 3) ¿Cómo se construye un autotransformador (VARIAC)?.
Existen autotransformadores con varias tomas en el secundario y por lo tanto, con varias relaciones de transformación. De la misma manera que los transformadores, los autotransformadores también pueden equiparse con cambiadores de toma automáticos y utilizarlos en sistemas de transmisión y distribución para regular la tensión de la red eléctrica. Con la incorporación de varias tomas, es posible obtener más de un valor para la tensión del secundario e incluso es posible obtener tensiones ligeramente mayores a los de la fuente -para ello, el devanado debe construirse para que su tensión nominal sea ligeramente mayor que el del lado fijo o primario-. También existen autotransformadores en los que la toma secundaria se logra a través de una escobilla deslizante, permitiendo una gama continua de tensiones secundarias que van desde cero hasta la tensión de la fuente. El autotransformador llamado VARIAC, tiene una escobilla de carbón unida a un eje rotatorio, que hace contacto con las espiras expuestas del devanado del transformador. 4) Si dispone de un transformador y de un autotransformador de las mismas características, señalar cual tiene mayor rendimiento, justifique su respuesta.
Se observa que el transformador necesita N1 espiras en el primario y N2 espiras en el secundario; en cambio, el autotransformador sólo emplea N1, espiras; en una parte de ellas, N1-N2, circula la corriente I1, mientras que por la otra, que es una derivación que recoge N2 espiras, circula una corriente I2-I1 en el sentido indicado. El peso en cobre en cada uno de los casos es proporcional al número de espiras y a la corriente que las recorre (Se debe tener en cuenta que, fijando una densidad de corriente J, la sección de los conductores es proporcional a la intensidad que circula por ellos, ya que J = I/S.) Teniendo en cuenta además que se verifica:
la relación entre el peso de cobre como autotransformador Ga y como transformador Gt, será:
lo que indica un ahorro en material para el autotransformador frente al transformador. Por ejemplo, si V1/V2 = 2, se obtiene una economía en el cobre de un 50 por 100. La reducción en el número de espiras total permite también emplear circuitos magnéticos con menos «ventana», lo que supone un menor peso en hierro. El autotransformador tiene en consecuencia menos pérdidas en el cobre y en el hierro, lo que mejora el rendimiento y la caída de tensión frente al transformador. Bibliografía
FELIPE CÓRCOLES LÓPEZ 1996 Transformadores Departamentd'Enginyeria Elèctrica E.T.S.E.I. Barcelona Máquinas Eléctricas, Jesús Fraile Mora, Capítulo 3, Transformadores http://es.wikipedia.org/wiki/Transformador
