¿Qué es la rama de magnetización?

Una rama en paralelo: la corriente que hace falta para el flujo en el núcleo y la potencia de histéresis y de corrientes de Foucault. Sigue ahí aunque el secundario esté abierto (vacío).

¿Por qué baja el voltaje del secundario bajo carga?

La corriente de carga pasa por la resistencia de los devanados y por la reactancia de dispersión. En aproximación, la caída se estima con el término I(R cos φ + X sin φ) para un factor de potencia atrasado.

¿Por qué crece la corriente del primario cuando se carga el secundario?

La corriente de carga se refleja al primario a través de la relación de transformación. La fuente entrega la potencia de salida más las pérdidas; la rama en paralelo añade la corriente de magnetización.

¿Puede un transformador trabajar en corriente continua?

No. Hace falta un flujo que cambie para inducir fem en el secundario (ley de Faraday). Un voltaje constante, pasado el transitorio, no cambia el flujo: la fem del secundario es cero.

Transformador

Circuito equivalente: relación de transformación, rama de magnetización, dispersión, pérdidas en el cobre y en el hierro, variación del voltaje y eficiencia frente a la carga.

El circuito equivalente está referido al secundario. La regulación usa la fórmula aproximada habitual para cosφ atrasado; la saturación, los armónicos, el calentamiento, la corriente de irrupción y los ensayos detallados de cortocircuito no entran en este modelo de libro.

Sobre el modelo

El transformador: el flujo alterno en el núcleo acopla el primario y el secundario. En el caso ideal E₂/E₁ = N₂/N₁. El circuito equivalente añade la rama de magnetización R_c ∥ jX_m (corriente en vacío y pérdidas en el hierro) y la serie R_eq + jX_eq (resistencia de los devanados y dispersión), referidas al secundario. Se mira la caída de voltaje a un cos φ dado, las pérdidas en el cobre y en el hierro, la eficiencia frente a la carga. La saturación, los armónicos y la corriente de irrupción no entran en el modelo.

Para quién: Facultad: máquinas eléctricas, sistemas de potencia, ensayos de transformadores.

Conceptos clave

transformador
relación de transformación
rama de magnetización
reactancia de dispersión
regulación de voltaje
pérdidas en el cobre
pérdidas en el hierro
eficiencia

Cómo funciona

El circuito equivalente añade a la razón ideal E₂/E₁ = N₂/N₁ dos no idealidades: la rama en paralelo R_c ∥ jX_m (pérdidas en el hierro y corriente de magnetización) y la serie R_eq + jX_eq (resistencia de los devanados y reactancia de dispersión). La caída de voltaje bajo carga, en por unidad, ≈ I(R cos φ + X sin φ); la eficiencia η = P_sal / (P_sal + I²R_eq + P_Fe).

Fórmulas principales

E2/E1 = N2/N1, Zbase = E2²/Srated, Req/Xeq a partir de la impedancia porcentual

reg ≈ Ipu(Rpu cosφ + Xpu sinφ), η = Pout/(Pout + I²Req + Pcore)

Preguntas frecuentes

¿Qué es la rama de magnetización?: Una rama en paralelo: la corriente que hace falta para el flujo en el núcleo y la potencia de histéresis y de corrientes de Foucault. Sigue ahí aunque el secundario esté abierto (vacío).
¿Por qué baja el voltaje del secundario bajo carga?: La corriente de carga pasa por la resistencia de los devanados y por la reactancia de dispersión. En aproximación, la caída se estima con el término I(R cos φ + X sin φ) para un factor de potencia atrasado.
¿Por qué crece la corriente del primario cuando se carga el secundario?: La corriente de carga se refleja al primario a través de la relación de transformación. La fuente entrega la potencia de salida más las pérdidas; la rama en paralelo añade la corriente de magnetización.
¿Puede un transformador trabajar en corriente continua?: No. Hace falta un flujo que cambie para inducir fem en el secundario (ley de Faraday). Un voltaje constante, pasado el transitorio, no cambia el flujo: la fem del secundario es cero.

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