TP 1 Transformadores

Práctica de la laboratorio N°1
Transformadores
Docentes:
Marcelo Gun
Juan Agote
Daiana Romero
Alumnos:
María Portillo
Gaston Cuva
Leonel Antonucci
Introducción
En el siguiente informe se determinará el circuito equivalente de un

transformador monofásico, utilizando los datos obtenidos a partir de los ensayos
realizados al mismo. Luego se procederá a calcular tanto el rendimiento como la
regulación del transformador para diferentes cargas.
Instrumentos y materiales
• Transformador Monofásico Varitrans TMA2K

• Banco de Ensayos FeedBack
• 3 multímetros (1 Fluke)
• 1 pinza Amperimétrica (o Vatímetro)
• Puente Wheastone Yokohawa
• Cables de Conexión
• Resistencia por década
• Megóhmetro
• Termómetro
Datos de transformador monofásico Varitrans TMA2K:
S= 2 KVA
VI= 440 V
V2= 250 V
I1= 4,5 A
I2= 8 A
Corrientes nominales del primario y secundario a partir de la chapa de

datos:
I1N= S/V1 4,54545455 A

I2N= S/V2 8 A
Relación de transformación “m”:
m=V1/V2 440/250 m=1,76
Para la verificación de la aislación entre los bobinados y el chasis se utiliza un

Megóhmetro. Se espera que la resistencia mida en el orden del M ohm.
Resistencia de bobinados:
R1= 1,28 Ohm
R2= 0,58 Ohm
La resistencia de las bobinas se mide utilizando un multímetro FLUKE.
Polaridad de bobinados:
Teniendo en cuenta el siguiente esquema, se determina la polaridad:
V1 [V] V2 [V] V3 [V]

60,1 34,87 25,37
Para determinar la polaridad de los bobinados, se determina los puntos homólogos.

Se alimenta el transformador a una tensión reducida y se utiliza tres multímetros
como se visualiza en el esquema.
Ensayo de vacío:
En el esquema se visualiza teóricamente el ensayo de vacío, primario alimentado a
tensión nominal, secundario abierto (sin carga).
V1 [V] V2 [V] Io [mA] Po [w]

438 254 20,2 6
Para realizar la medición de la corriente de vacío, se conecta I1 en serie con la

fuente universal. Para medir la tensión del primario, se conecta V1 en paralelo.
Ensayo de Cortocircuito:
En el siguiente esquema se visualiza teóricamente el ensayo de cortocircuito en el
transformador; primario alimentado con corriente nominal (tensión reducida),
secundario en cortocircuito.
A1 [A] A2 [A] Vcc [V] Pcc [W]

4,46 7,77 30,9 135
En la tabla se visualizan las mediciones. La tensión en el primario es medida al

conectar V1 en paralelo. Para medir la corriente en el primario, se conecta I1 en
serie a la fuente universal.
Componentes del circuito equivalente del transformador:
Con los datos de las mediciones se procede a realizar los cálculos para hallar Rfe,
Xu, Rcc y Xcc.
Con los datos del ensayo de vacío:
𝑃𝑜 = 𝑉1𝑛. 𝐼𝑜. cos 𝜑𝑜 = 𝑃𝑓𝑒

𝑃𝑓𝑒 6𝑊
𝜑0 = cos −1 = cos −1
𝑉1𝑛. 𝐼𝑜 438𝑉. 20,2𝑚𝐴
𝜑0 = 47,3°
𝑉1𝑛 𝑉1𝑛 438𝑉

𝑅𝑓𝑒 = = =
𝐼𝑓𝑒 𝐼𝑜. cos 𝜑𝑜 20,2𝑚𝐴. cos 47,3°
Rfe = 31,9 k Ohm
𝑉1𝑛 𝑉1𝑛 438𝑉

𝑋𝑢 = = =
𝐼𝑢 𝐼𝑜. sin 𝜑𝑜 20,2𝑚𝐴. 𝑠𝑒𝑛 47,3°
Xu= 29,5 k Ohm
Con los datos del ensayo de cortocircuito:
𝑃𝑐𝑐 = 𝑉𝑐𝑐. 𝐼1𝑛. cos 𝜑𝑐𝑐 = 𝑃𝑐𝑢

𝑃𝑐𝑢 135𝑊
𝜑𝑐𝑐 = cos −1 = cos −1
𝑉𝑐𝑐. 𝐼1𝑛 30,9𝑉. 4,46𝐴
𝜑𝑐𝑐 = 11,60°
𝑉𝑐𝑐. 𝑐𝑜𝑠𝜑𝑐𝑐 30,9𝑉. 𝑐𝑜𝑠11,60°

𝑅𝑐𝑐 = =
𝐼1𝑛 4,46𝐴
Rcc = 6,8 Ohm
𝑉𝑐𝑐. 𝑠𝑒𝑛𝜑𝑐𝑐 30,9𝑉. 𝑠𝑒𝑛11,60°

𝑋𝑐𝑐 = =
𝐼1𝑛 4,46𝐴
Xcc= 1,4 Ohm
Con los datos calculados, se determinan las tensiones relativas de cortocircuito Ecc,
Ercc y Excc:
𝑉𝑐𝑐 30,9𝑉
𝐸𝑐𝑐 = . 100% = . 100%
𝑉1𝑛 440
Ecc = 7,0%
𝑅𝑐𝑐. 𝐼1𝑛 6,8 𝑜ℎ𝑚 .4,46𝐴

𝐸𝑟𝑐𝑐 = . 100% = . 100%
𝑉1𝑛 440 𝑉
Ercc = 6,9%
𝑋𝑐𝑐. 𝐼1𝑛 1,40 𝑜ℎ𝑚 .4,46𝐴

𝐸𝑥𝑐𝑐 = = . 100%
𝑉1𝑛 440𝑉
Excc = 1,4%
Ensayo con carga:
En el esquema se visualiza la conexión de los instrumentos en el ensayo de carga:
En este ensayo de carga del transformador, se alimenta el transformador por

devanado primario y se conecta una carga en el secundario.
A1 [A] V1 [V] W1 [W] W2 [W] V2 [W] A2 [A]

1,78 431 759 720 244 2,95
𝑊2 720𝑊
fdpc = cos 𝜑𝑐 = = =1
𝑉2. 𝐼2 244𝑉. 2,95𝐴
𝑊2 720
Rendimiento con la carga = nc = 𝑊1 = 759
.100 = 94,8%
𝑉2𝑛−𝑉′2 250−244
𝐸𝑐 = = . 100% = 2,4%
𝑉2𝑛 250
C FDP V2 [V]
0,5 0,8 250
Fdp=0,8 𝜑 = 36,87° sin 𝜑 = 0,6
𝑬𝒄 = 𝑪 (𝑬𝒓𝒄𝒄 . 𝒄𝒐𝒔𝝋𝟐 + 𝑬𝒙𝒄𝒄 . 𝒔𝒆𝒏𝝋𝟐) = 𝟎, 𝟓. (𝟔, 𝟖𝟗. 𝟎, 𝟖 + 𝟏, 𝟒𝟐. 𝟎, 𝟔)

Ec = 3,2%
𝐶.𝑆𝑛.𝑐𝑜𝑠𝜑
Rendimiento: 𝑛= . 100% =
𝐶.𝑆𝑛.𝑐𝑜𝑠𝜑+𝐶 2 𝑃𝑐𝑢+𝑃𝑓𝑒
0,5.2𝑘𝑉𝐴.0,8
. 100%
[(0,5.2𝑘𝑉𝐴.0,8)+(0,52.135𝑊)+6]
n = 95,3%
C FDP V2 [V]
1 0,9 250
Fdp=0,8 𝜑 = 36,87° sin 𝜑 = 0,6
𝑬𝒄 = 𝑪 (𝑬𝒓𝒄𝒄 . 𝒄𝒐𝒔𝝋𝟐 + 𝑬𝒙𝒄𝒄 . 𝒔𝒆𝒏𝝋𝟐) = 𝟏. (𝟔, 𝟖𝟗. 𝟎, 𝟗 + 𝟏, 𝟒𝟐. 𝟎, 𝟒𝟒)

Ec = 6,8%
Rendimiento:
𝐶. 𝑆𝑛. 𝑐𝑜𝑠𝜑
𝑛= . 100%
𝐶. 𝑆𝑛. 𝑐𝑜𝑠𝜑 + 𝐶 2𝑃𝑐𝑢 + 𝑃𝑓𝑒
1.2𝑘𝑉𝐴. 0,9
= . 100%
[(1.2𝑘𝑉𝐴. 0,9) + (12 . 135𝑊 ) + 6]
n = 92,7%
Se observa que los valores de rendimiento son óptimos, inclusive teniendo en

cuenta los datos experimentales con la carga.
Circuito equivalente:
En el siguiente esquema se puede visualizar el circuito equivalente, teniendo en

cuenta que R1=Rcc/2 y X1=Xcc/2
Conclusiones:
En el desarrollo de este trabajo práctico hemos podido interpretar los ensayos

realizados en un transformador: de vacío, cortocircuito y con una carga.
Específicamente se pudo estudiar cómo se realizan las mediciones en cada ensayo.
A partir de las mediciones y estudio de conexiones, se pudo calcular los valores del
circuito equivalente de este transformador real. También, con diferentes cargas, se
puso en práctica el estudio de la regulación y rendimiento del transformador, a partir
de los cálculos y fórmulas estudiadas en clase.
Finalmente, llegando a valores deseados, esta práctica nos ayudó a analizar cómo
se comporta un transformador real.

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Práctica de la laboratorio N°1

En el siguiente informe se determinará el circuito equivalente de un

• Transformador Monofásico Varitrans TMA2K

Datos de transformador monofásico Varitrans TMA2K:

Corrientes nominales del primario y secundario a partir de la chapa de

I1N= S/V1 4,54545455 A

m=V1/V2 440/250 m=1,76

Para la verificación de la aislación entre los bobinados y el chasis se utiliza un

La resistencia de las bobinas se mide utilizando un multímetro FLUKE.

V1 [V] V2 [V] V3 [V]

Para determinar la polaridad de los bobinados, se determina los puntos homólogos.

V1 [V] V2 [V] Io [mA] Po [w]

Para realizar la medición de la corriente de vacío, se conecta I1 en serie con la

A1 [A] A2 [A] Vcc [V] Pcc [W]

En la tabla se visualizan las mediciones. La tensión en el primario es medida al

Con los datos del ensayo de vacío:

𝑃𝑜 = 𝑉1𝑛. 𝐼𝑜. cos 𝜑𝑜 = 𝑃𝑓𝑒

𝑉1𝑛 𝑉1𝑛 438𝑉

𝑉1𝑛 𝑉1𝑛 438𝑉

Con los datos del ensayo de cortocircuito:

𝑃𝑐𝑐 = 𝑉𝑐𝑐. 𝐼1𝑛. cos 𝜑𝑐𝑐 = 𝑃𝑐𝑢

𝑉𝑐𝑐. 𝑐𝑜𝑠𝜑𝑐𝑐 30,9𝑉. 𝑐𝑜𝑠11,60°

𝑉𝑐𝑐. 𝑠𝑒𝑛𝜑𝑐𝑐 30,9𝑉. 𝑠𝑒𝑛11,60°

𝑅𝑐𝑐. 𝐼1𝑛 6,8 𝑜ℎ𝑚 .4,46𝐴

𝑋𝑐𝑐. 𝐼1𝑛 1,40 𝑜ℎ𝑚 .4,46𝐴

Ensayo con carga:

En el esquema se visualiza la conexión de los instrumentos en el ensayo de carga:

En este ensayo de carga del transformador, se alimenta el transformador por

A1 [A] V1 [V] W1 [W] W2 [W] V2 [W] A2 [A]

Fdp=0,8 𝜑 = 36,87° sin 𝜑 = 0,6

𝑬𝒄 = 𝑪 (𝑬𝒓𝒄𝒄 . 𝒄𝒐𝒔𝝋𝟐 + 𝑬𝒙𝒄𝒄 . 𝒔𝒆𝒏𝝋𝟐) = 𝟎, 𝟓. (𝟔, 𝟖𝟗. 𝟎, 𝟖 + 𝟏, 𝟒𝟐. 𝟎, 𝟔)

Fdp=0,8 𝜑 = 36,87° sin 𝜑 = 0,6

𝑬𝒄 = 𝑪 (𝑬𝒓𝒄𝒄 . 𝒄𝒐𝒔𝝋𝟐 + 𝑬𝒙𝒄𝒄 . 𝒔𝒆𝒏𝝋𝟐) = 𝟏. (𝟔, 𝟖𝟗. 𝟎, 𝟗 + 𝟏, 𝟒𝟐. 𝟎, 𝟒𝟒)

Se observa que los valores de rendimiento son óptimos, inclusive teniendo en

En el siguiente esquema se puede visualizar el circuito equivalente, teniendo en

En el desarrollo de este trabajo práctico hemos podido interpretar los ensayos

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