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Transformadores
Definición
1. Se denomina transformador a un dispositivo eléctrico que permite aumentar o
disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la
potencia.
Aplicaciones:
 Modificar la tensión para transportarla, cuando generamos la electricidad en las centrales
y tenemos que enviarla por la red eléctrica, aumentamos su tensión para reducir así las
perdidas por la ley de Joule.
 Para conectar los aparatos electrónicos a la electricidad ya que estos trabajan con otras
características, como corriente continua o bajas tensiones.
 Para aislar tensiones de la red, esto se utiliza en zonas donde se necesita estar aislado de
cualquier defecto de la red, como por ejemplo electro medicina.
Principio de funcionamiento de un transformador:
Un transformador se compone de dos arrollamientos aislados eléctricamente entre sí y devanados
sobre un mismo núcleo de hierro. Una corriente alterna que circule por uno de los arrollamientos
crea en el núcleo un campo magnético alterno. La mayor parte de este flujo atraviesa el otro
arrollamiento e induce en él una fuerza electromotriz (fem) alterna. La potencia es transmitida de
un arrollamiento a otro por medio del flujo magnético del núcleo. El arrollamiento al que se
suministra potencia se denomina primario y el que cede potencia secundario.
Constitución de un transformador
Básicamente, todos los transformadores están constituidos de la
misma manera, al margen de las bobinas o fases que sobre él se
enrollen y cómo se enrollen, o del tamaño que tengan, o de la forma
de su núcleo. Así pues, en un transformador encontraremos:



un núcleo magnético,
un arrollamiento primario o de entrada,
y un arrollamiento secundario o de salida.
De la misma manera y en función de la energía a transformar, el
transformador estará dotado de un sistema de refrigeración; bien
por convección, si intercambia el calor con el aire circundante, o bien
de un sistema de refrigeración líquido, si se hace necesario disipar
una mayor cantidad de calor.
Transformadores elevadores y transformadores reductores:
El comportamiento ante la tensión viene determinada por el número de espiras que tienen la
bobina del primario y la bobina del secundario.
6. Dibuje y explique que es el circuito eléctrico y magnético primario y secundario, de un
transformador
7. Explique la relación de transformación.
Es la relación que existe entre el embobinado primario y el secundario.
8. Cuál es la relación de espiras en transformadores reductores y elevadores.
En el reductor hay mayor cantidad de espiras en el primario que el en secundario y el elevador es
todo lo contrario.
9. Cuál es la relación de corrientes en transformadores reductores y elevadores.
La relación de transformación indica el aumento o decremento que sufre el valor de la tensión
de salida con respecto a la tensión de entrada, esto quiere decir, la relación entre la tensión de
salida y la de entrada.
La relación entre la fuerza electromotriz inductora (Ep), la aplicada al devanado primario y la
fuerza electromotriz inducida (Es), la obtenida en el secundario, es directamente proporcional
al número de espiras de los devanados primario (Np) y secundario (Ns) , según la ecuación:
10. Defina técnicamente Potencia aparente como se da esta en el primario y secundario de un
transformador.

Potencia nominal: es la potencia aparente máxima que puede
suministrar el bobinado secundario del transformador. Este valor se
mide en kilovoltioamperios (kVA).
11. Realice un esquema dibujado donde explique las pérdidas de
potencia en el núcleo y en el cobre que forman los bobinados del
transformador.
Pérdidas de potencia
Para analizar las pérdidas de potencia en un transformador es muy conveniente analizar al circuito magnético
y el circuito eléctrico por separado, puesto que cada uno de ellos presenta pérdidas por circunstancia
totalmente diferentes.
Pérdidas de potencia en el cobre (Pc)
Es la suma de las potencias pérdidas 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 pérdida en el cobre es proporcional al cuadrado de la
intensidades de corriente de carga y a la resistencia de los bobinados. Pcu = I1 2 x r1 + I22 x r2
Donde:
Pcu
=
Pérdidas
en
los
I1
=
Intensidad
en
I2
=
Intensidad
en
r1
=
Resistencia
r2 = Resistencia del bobinado secundario.
bobinados
el
el
del
del
bobinado
bobinado
bobinado
transformador.
primario.
secundario.
primario.
Otra forma de determinar las pérdidas en los bobinados de un transformador es mediante
la prueba de cortocircuito.
Para lograr ésto se alimenta el bobinado primario bajo un voltaje de valor tal, que estando cerrado
en cortocircuito el bobinado secundario, sean recorridos ambos bobinados por intensidades de
corriente iguales a sus valores nominales respectivos.
La potencia absorbida por el 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” es el resultado de la pérdidas en el núcleo (Ph) más las pérdidas en el cobre de los
bobinados (Pcu).
Pérdidas totales = Ph + Pcu
12.Explique el funcionamiento en vacío y con carga de un transformador.
Pérdidas de potencia en el hierro (Ph)
La potencia pérdida en el hierro del circuito magnético de untransformador puede ser medida
la prueba de vacío.
Se alimenta el transformador al 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 aparecen en el
pérdidas de potencia.Por consiguiente se puede afirmar que el total de la potencia absorbida por
un transformador funcionando al vacío bajo a voltajenominal, representa el valor de la potencia
pérdida en el hierro del circuito magnético.
Dichas pérdidas son causadas por el fenómeno de histéresis y por las corrientes de foucoult, las
cuales dependen del voltaje de la red, de la frecuencia y de la inductancia a que está sometido
el circuito magnético.
La potencia pérdida en el núcleo permanece constante, ya sea en vacío o con carga.
13.Cuáles son los sistemas de refrigeración utilizados en transformadores.
14.Mencione la designación para los bornes de los arrollamientos de alta y baja tensión.
Para transformadores trifásicos, mirados desde el lado de alta tensión y de derecha a izquierda:
Alta tensión H1, H2, H3
Baja tesion: X0, X1, X2, X3
Para transformadores monofásicos, con ambos bornes del bobinado de alta preovisto de
aisladores, mirados desde el lado de alta tensión y de derecha a izquierda.
Alta tensión H1, H2
Baja tensión X0, X1
15. Explique y dibuje la constitución del transformador trifásico.
Un transformador trifásico esta constituido por un nucleo de tres columnas, en las cuales van los
devanados primarios y secundario de cada una de las fases y estos pueden estar conectados.
16. Dibuje y explique el circuito magnético y eléctrico, primario y secundario de un transformador
trifásico
17. Dibuje las conexiones más utilizadas en el primario y secundario de los transformadores
trifásicos.
a) Triángulo – triángulo.
b) Estrella – estrella.
c) Triángulo – estrella.
) Estrella – triángulo.
e) Triángulo abierto.
f) Triángulo zig-zag.
g) Estrella zigzag.
18. Cuáles son las características que se deben tomar en cuenta para la formación de un banco
trifásico con transformadores monofásicos.
Se debe tomar en cuenta la aplicación en que se vaya a utilizar el transformador ya que según la
conexión que se realice, así van a variar los valores de voltaje y corriente que este proporción.
19. Sistemas trifásicos para cuatro conductores.
Este es un sistema que se da en la conexión de estrella ya que se deriva del punto común entre las
bobinas, una cuarta línea que es un neutro opcional.
20. Explique y dibuje la construcción y principio de funcionamiento de los transformadores para
medida de tensión.
22. Mencione las aplicaciones de los transformadores de medida.
Mediante el fenómeno de inducción electromagnética, determinar valores de voltaje e intensidad
de corriente eléctrica de un circuito sin necesidad de abrirlo. Además, aísla el circuito de medida,
protegiéndolos y permitiendo una mayor no.
23. Defina técnicamente que es un autotransformador.
Consta de una sola bobina y una derivación central, en la que el devanado primario y e secundario
no se encuentran aislados entre si. Estos pueden ser elevadores o reductores.
24. Explique el principio de funcionamiento.
25. Realice un cuadro comparativo entre el autotransformador y el transformador.
26. Cuáles son los inconvenientes de los autotransformadores.
Una falla en el aislamiento de los devanados de una autotransformador puede producir daños
severos. Estos no filtran el contenido armonico de las corrientes.
Las ventajas de ahorro de material tienen limitaciones físicas ya que después de una cierta
relación de vueltas, es mas conveniente el uso de un transformador convencional.
27. Explique el funcionamiento de los Autotransformadores monofásicos, reductores y elevadores.
Solo depende de su manera de conexión y de entre putos se encuentra el voltaje de entrada.
28. Explique el funcionamiento de los Autotransformadores trifásicos reductores y elevadores.
El comportamiento del banco es análogo, en muchos aspectos, al de un banco de tres
transformadores de dos circuitos conectados en estrella-estrella.
29. Explique el funcionamiento de Los Autotransformadores trifásicos para el arranque de
motores.
Se utiliza el autotransfomador para bajar la tensión de entrada de motor durante un pqueño
periodo de yiempo, después de que el motor empieza a trabajar, se conecta a su tensión nominal.