Francisco Topón Preparatorio 04

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

CP- CONVERSIÓN ELECTROMAGNÉTICA DE ENERGÍA
TRABAJO PREPARATORIO
Nombre: Francisco Topón Caiza
Curso: GR-4
Fecha: 11-01-2021
PRÁCTICA 04
1. Tema:
Pruebas en transformadores monofásicos
2. Objetivos:
2.1. Determinar los parámetros eléctricos de un transformador monofásico de
laboratorio mediante la realización de pruebas de circuito abierto y cortocircuito.
2.2. Practicar e identificar el procedimiento necesario para realizar las pruebas en los
transformadores.
3. Trabajo preparatorio:
3.1. Grafique el circuito equivalente de un transformador monofásico real (no
considere simplificaciones) y explique cada uno de sus parámetros.
La corriente de magnetización 𝑖𝑚 es una corriente proporcional (en la región no saturada)

al voltaje aplicado al núcleo y que retrasa el voltaje aplicado por 90°, en tal forma que
puede modelarla una reactancia 𝑋𝑀 conectada a través de la fuente de voltaje primario. La
corriente de pérdidas en el núcleo 𝑖ℎ+𝑒 es una corriente proporcional al voltaje aplicado al
núcleo, que está en fase con el voltaje aplicado, de tal manera que puede modelarse por
medio de una resistencia 𝑅𝐶 conectada a través de la fuente de voltaje primario.
(Recordemos que estas dos corrientes son, realmente, no lineales, así que la inductancia
𝑋𝑀 y la resistencia 𝑅𝐶 son, a lo sumo, aproximaciones de los efectos de excitación reales.)
en la figura 3 se muestra el circuito equivalente resultante. Nótese que los elementos que
forman la rama de excitación están dentro de la resistencia primaria 𝑅𝑃 y la inductancia
primaria 𝐿𝑃 . Esto se da porque el voltaje efectivamente aplicado al núcleo es realmente
igual al voltaje de entrada, menos la caída de tensión interna de la bobina.
Fig. 1 Circuito equivalente de transformador monofásico real.
Los modelos de transformadores de las figuras anteriores, a menudo, son más complejos
de lo necesario con el objeto de lograr buenos resultados en aplicaciones prácticas de
ingeniería. Una de las principales quejas sobre ellos es que la rama de excitación de los
modelos añade otro nodo al circuito que se esté analizando, haciendo la solución del
circuito más compleja de lo necesario. La rama de excitación tiene muy poca corriente en
comparación con la corriente de carga de los transformadores. De hecho, es tan pequeña
que bajo circunstancias normales causa una caída completamente desechable de voltaje
en RP y XP.
Fig. 2 Circuitos reducidos sencillos.
3.2. Consulte el procedimiento para realizar las pruebas de circuito abierto y

cortocircuito en transformadores monofásicos. Dibuje los esquemas de
conexión para cada tipo de prueba e indique la disposición de los equipos de
medición según el estándar IEEE C57.12.90.
Se aplica a cada devanado un voltaje de corriente continua de valor bajo, se aplica la ley de Ohm
y se obtiene la resistencia efectiva en C.C. La prueba de cortocircuito nos permite conocer las
pérdidas del cobre de cada devanado. Las pérdidas en el cobre o en los bobinados del
transformador, se deben a la disipación desaporque se producen en los devanados. Estas
pérdidas son proporcionales a las resistencias de cada bobinado, y a través de la corriente que
circula en ellos:
Método:
Las pérdidas en el cobre se pueden calcular por las siguientes formulas: -
Las perdidas totales en el cobre sera entonces las siguientes:
Fig. 3 Método de prueba corto circuito.
Método de circuito abierto:
Las pérdidas de potencia, en vatios, en el núcleo de un transformador se pueden determinar

fácilmente, leyendo la entrada en vatios por medio de un vatímetro cuando el secundario ha
quedado abierto. La prueba de vacío nos permite obtener las pérdidas en el núcleo del
transformador. Estas pérdidas pueden ser:
Las pérdidas por corrientes parásitas se deben a que el flujo alterno, además de inducir una
F.E.M en los devanados del transformador, induce también en el núcleo de acero una F.E.M,
la que produce una circulación de pequeñas corrientes que actúan cobre una superficie del
núcleo y producen calentamiento del mismo. Si el núcleo fuese de acero macizo, las corrientes
de Foucault producidas originarían perdidas intolerables.
Medición:
Se puede calcular las pérdidas, midiendo la potencia, calculada por medio de un voltímetro y
un amperímetro:
Fig. 4. Método de circuito abierto.
3.3. Indique la metodología de cálculo necesaria para obtener los parámetros

eléctricos del circuito equivalente de un transformador.
Fig. 5. Circuito transformador real.
La obtención del circuito equivalente del transformador se inicia reduciendo ambos devanados al
mismo número de espiras. En el transformador real se tiene:
En el transformador equivalente se tiene que al ser:
Además, para que este nuevo transformador sea equivalente al original las potencias activa y
reactiva y, en consecuencia la potencia aparente, deben conservarse.
Como el secundario del transformador equivalente debe consumir la misma potencia aparente que
el secundario del transformador real se tiene:
de donde se puede obtener la relación entre la corriente real del secundario del transformador y la
corriente reducida del secundario del transformador:
Luego la relación entre la resistencia real y la reducida será:
3.4. Consulte qué métodos existen para determinar la resistencia de los

bobinados de un transformador.
Método de caída de tensión:
Consiste en medir el voltaje entre el devanado y sabiendo la corriente podemos aplicar ley de
ohm:
Fig. 6. Método de caída de tensión.
Método de voltímetro amperímetro:

Funciona haciendo fluir una corriente cc en el devanado, midiendo simultaneamente valores
establecidos de voltaje y corriente, realizando ley de ohm.
Fig. 7 Método Voltímetro amperímetro.
3.5. Bibliografía:
[1] «Circuito equivalente del transformador,» 5 diciembre 2014. [En línea]. Available:
http://ingenieriaelectricafravedsa.blogspot.com/2014/12/circuito-equivalente-
transformador.html.
[2] «Perdidas de potencia y eficiencia en los transformadores monofásicos,» Perdidas de
potencia y eficiencia en los transformadores monofásicos, [En línea]. Available:
https://www.monografias.com/trabajos82/perdidas-transformador-monofasico/perdidas-
transformador-monofasico2.shtml.
[3] «PRUEBAS ELÉCTRICAS PARA TRANSFORMADORES,» PRUEBAS ELÉCTRICAS
PARA TRANSFORMADORES, 6 enero 2013. [En línea]. Available:
https://es.scribd.com/doc/119177065/PRUEBAS-ELECTRICAS-PARA-
TRANSFORMADORES.

Francisco Topón Preparatorio 04

Cargado por

Copyright:

Formatos disponibles

Francisco Topón Preparatorio 04

Cargado por

Información del documento

Descripción original:

Derechos de autor

Formatos disponibles

Compartir este documento

Compartir o incrustar documentos

Opciones para compartir

¿Le pareció útil este documento?

¿Este contenido es inapropiado?

Copyright:

Formatos disponibles

Francisco Topón Preparatorio 04

Cargado por

Copyright:

Formatos disponibles

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

La corriente de magnetización 𝑖𝑚 es una corriente proporcional (en la región no saturada)

Fig. 1 Circuito equivalente de transformador monofásico real.

Fig. 2 Circuitos reducidos sencillos.

3.2. Consulte el procedimiento para realizar las pruebas de circuito abierto y

Las perdidas totales en el cobre sera entonces las siguientes:

Fig. 3 Método de prueba corto circuito.

Método de circuito abierto:

Las pérdidas de potencia, en vatios, en el núcleo de un transformador se pueden determinar

Fig. 4. Método de circuito abierto.

3.3. Indique la metodología de cálculo necesaria para obtener los parámetros

Fig. 5. Circuito transformador real.

En el transformador equivalente se tiene que al ser:

Luego la relación entre la resistencia real y la reducida será:

3.4. Consulte qué métodos existen para determinar la resistencia de los

Fig. 6. Método de caída de tensión.

Método de voltímetro amperímetro:

Fig. 7 Método Voltímetro amperímetro.

También podría gustarte