Transformadores de poder. Disposiciones teóricas. Principio de operación. Esquema, descripción

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transformador Es un dispositivo eléctrico en el que se transfiere voltaje de un devanado a otro mediante inducción electromagnética.

Consiste en un núcleo de hierro cerrado, sobre el que se colocan dos (a veces más) bobinas con devanados de alambre. Uno de los devanados, llamado devanado primario, está conectado a una fuente de voltaje alterno. El segundo devanado, al que está conectada la "carga", es decir, instrumentos y dispositivos que consumen electricidad, se llama secundario.

Acción de transformador Basado en el fenómeno de la inducción electromagnética. Cuando la corriente alterna pasa a través del devanado primario, aparece un flujo magnético alterno en el núcleo de hierro, que excita una fem inducida en cada devanado.

Valor instantáneo de la fem de inducción ε en cualquier vuelta del devanado primario o secundario según la ley de Faraday está determinada por la fórmula

si que

donde - amplitud de la FEM en una vuelta.

En el devanado primario que tiene n₁ vueltas, fem inducida total es igual

En el devanado secundario, la fem total es igual donde n₂ es el número de vueltas de este devanado.

Se sigue que

(1)

Suma de voltaje u₁, aplicado al devanado primario, y EMF debe ser igual a la caída de tensión en el devanado primario:

donde R₁- resistencia activa del devanado, ai₁ es la corriente en ella.

Esta ecuación se deriva directamente de la ecuación general. Generalmente la resistencia activa del devanado es pequeña y el término i₁R₁ puede ser descuidado. Es por eso

(2)

Cuando el devanado secundario del transformador está abierto, no fluye corriente por él y la relación se mantiene

(3)

Dado que los valores instantáneos de la EMF e₁ y mi₂ cambio de fase, entonces su relación en la fórmula (1) se puede reemplazar por la relación de los valores efectivos de E₁ y mi₂ de estos EMF o, teniendo en cuenta las igualdades (2) y (3), la relación de los valores de tensión efectiva U₁ y tú₂:

(4)

Valor k llamado relación de transformación. Si k>1 entonces el transformador es encapotadoEn k< 1 - levantamiento.

Cuando el circuito del devanado secundario está cerrado, la corriente fluye por él. Entonces la relación

ya no se satisface exactamente y, en consecuencia, la relación entre U₁ y tú₂ se vuelve más complejo que en la ecuación (4).

Según la ley de conservación de la energía, la potencia en el circuito primario debe ser igual a la potencia en el circuito secundario:

(5)

donde y yo₁, he₂- corriente del edificio actual en los devanados primario y secundario. Resulta que

(6)

conclusión. De la fórmula se deduce que al aumentar el voltaje varias veces con la ayuda de un transformador, reducimos la corriente en la misma cantidad y viceversa.

Debido a las inevitables pérdidas de energía por la liberación de calor en los devanados y el núcleo de hierro, las ecuaciones (5) y (6) se satisfacen aproximadamente. Sin embargo, en los potentes transformadores modernos, las pérdidas totales no superan el 2-3%.

Autor: Koryakin-Chernyak S.L.

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