Fundamento:

Un transformador viene determinado por su circuito equivalente en el cual a través de la asociación de bobinas y resistencias podemos llegar a simular lo que ocurre en el mismo. El circuito equivalente o modelo real de un transformador está compuesto por la impedancia del devanado primario que representa el conductor del devanado. Este a su vez está conectado en paralelo con una rama de magnetización que representas las perdidas en el circuito magnético (el encargado de la inducción magnética) y una impedancia que representa el conductor del devanado secundario.

ENSAYO EN CORTOCIRCUITO

En el ensayo en cortocircuito un devanado del transformador, generalmente el del lado de baja tensión, se cortocircuita. En el otro extremo se aplica una tensión inferior a la nominal, tal que haga pasar por el devanado en cortocircuito la corriente nominal del devanado conectado a la fuente de alimentación.

La tensión que se aplica al devanado correspondiente, (que debe ser el de baja tensión si es un trafo de MT o AT), es del orden del 2 al 15 por ciento de la tensión nominal del transformador. Los porcentajes inferiores corresponden a los transformadores de mayor potencia. Dicha tensión recibe el nombre de tensión de cortocircuito, siendo un valor característico del transformador de tensión proporcionado por el fabricante y que se expresa en porcentaje respecto a la tensión nominal.

Equipos y/o instrumentos a utilizar:

Procedimiento:

Armar el circuito de la figura siguiente:

- Asegúrese el autotransformador este en tensión cero. En seguida cerrar el interruptor S1 y alimentar el transformador en ensayo por el lado de alta tensión (220 V), graduar el autotransformador con tensión reducida de tal modo que el amperímetro A2 registre 1.2 de la intensidad nominal.

Regulamos el autotransformador de tal forma que las corrientes que se generen en alta y baja se aproximen a las nominales.

Datos del transformador: Re = 1.5Ω Rs = 1 Ω

220V/115V Pn = 1KVA entonces In1 = 4.5 A y In2 = 8.7 A

Cuadro de datos

V A1 A2 W Hz cosφ S24.7 4.42 8.7 88 60.2 0.8 107.120 3.5 6.9 56 60.2 0.81 68.7515 2.65 5.3 33 60.2 0.83 4010 1.82 3.4 17 60.2 0.89 19.305 0.78 1.65 4 60.2 1 3.66

Hallando los valores de los parámetros del siguiente circuito equivalente exacto del transformador para condiciones nominales:

El parámetro a: a = 220/115 = 1.91

Para: Ve=Vcc=24.7V ,∈1=A1=4.42 A , P=88w

→Zeq=Vcc¿1

=24.74.42

=5.59Ω→Req= Pcu

(¿1)2= 88

(4.42)2=4.5Ω

→Xeq=√Zeq2−Req2=3.31Ω

R1= Req2

=4.52

=2.25→R1=2 .25Ω

R2= Req2a2

.= 4.57.29

=0.62→R2=0.62Ω

X 1= Xeq2

=3.312

=1.65Ω→X1=1.65Ω

X 2= Xeq2a2

= 3.312(3.64 )

=0.45Ω→X 2=0.45Ω

Para: Ve=Vcc=20V ,∈1=A 1=3.5 A ,P=56w

→Zeq=Vcc¿1

= 203.5

=5.71Ω→Req= Pcu

(¿1)2= 56

(3.5)2=4.57Ω

→Xeq=√Zeq2−Req2=3.42Ω

R1= Req2

=4.572

=2.28→R1=2.28Ω

R2= Req2a2

= 4.572(3.64)

=0.63→R2=0.63Ω

X 1= Xeq2

=3.422

=1.71Ω→X 1=1.71Ω

X 2= Xeq2a2

= 3.422(3.64 )

=0.46Ω→X 2=0.46Ω

Para: Ve=Vcc=15V ,∈1=A 1=2.65 A ,P=33w

→Zeq=Vcc¿1

= 152.65

=5.66Ω→Req= Pcu

(¿1)2= 33

(2.65)2=4.69Ω

→Xeq=√Zeq2−Req2=3.17Ω

R1= Req2

=4.692

=2.35→R1=2.35Ω

R2= Req2a2

= 4.692(3.64)

=0.64→R2=0.64Ω

X 1= Xeq2

=3.172

=1.59Ω→X 1=1.59Ω

X 2= Xeq2a2

= 3.172(3.64 )

=0.43Ω→X 2=0.43Ω

Para: Ve=Vcc=10V ,∈1=A 1=1.82 A ,P=17w

→Zeq=Vcc¿1

= 101.82

=5.49Ω→Req= Pcu

(¿1)2= 17

(1.82)2=5.13Ω

→Xeq=√Zeq2−Req2=1.94Ω

R1= Req2

=5.132

=2.56→R1=2.56Ω

R2= Req2a2

= 5.132(3.64)

=0.69→R2=0.69Ω

X 1= Xeq2

=1.942

=0.97Ω→X1=0.97Ω

X 2= Xeq2a2

= 1.942(3.64 )

=0.27Ω→X 2=0.27Ω

Para: Ve=Vcc=5V ,∈1=A 1=0.78 A , P=4w

→Zeq=Vcc¿1

= 50.78

=6.41Ω→Req= Pcu

(¿1)2= 4

(0.78)2=6.57Ω

→Xeq=√Zeq2−Req2=1.44Ω

R1= Req2

=6.572

=3.28→R1=3.28Ω

R2= Req2a2

= 6.572(3.64)

=0.90→R2=0.90Ω

X 1= Xeq2

=1.442

=0.72Ω→X 1=0.72Ω

X 2= Xeq2a2

= 1.442(3.64 )

=0.2Ω→X 2=0.2Ω

Cuestionario:

1. Cuadro de valores tomados en las experiencias efectuadas.

2. Del ensayo de c.c. graficar a partir de las lecturas de potencia consumida Pcc (w) la tensión de impedancia Vcc (V) y el factor de potencia de corto circuito cos(Фcc) (%), como funciones de la corriente de corto circuito Icc (amperios).

3. Dar conclusiones de la experiencia.

Observaciones y/o conclusiones:

En la prueba de corto circuito se observó que se alimentaba por el lado de alta tensión al transformador; esto se hace generalmente para poder así necesitar poca corriente nominal para la prueba ya que por el lado de baja tensión se necesitaría más corriente nominal (a veces más). Entonces se concluye que la prueba de corto circuito es recomendable hacerlo por el lado de alta tensión para así tener una fuente de menor amperaje.

Podemos apreciar que nuestro transformador en corto circuito presenta un factor de potencia muy cercano a 1. Lo que nos dice que el efecto resistivo es mayor que el reactivo.