El autotransformador es un transformador de bobinado único que funciona según el principio de la Ley de Faraday de inducción electromagnética. Se utiliza principalmente en el rango de baja tensión, para fines industriales, comerciales y de laboratorio. También conocido como variac, dimmer stat, etc. el autotransformador puede ser monofásico y trifásico. Debido al bobinado simple, los autotransformadores tienen menos pérdidas, son más eficientes y robustos. Al tomar golpecitos en el lado secundario, se puede obtener una amplia gama de voltaje. En algunas aplicaciones, también se conectan a convertidores para rectificar la tensión de CA de salida.
¿Qué es el Autotransformador?
El principio del autotransformador es el mismo que dos transformadores de bobinado. Funciona según el principio de la Ley de Faraday de Inducción electromagnética, según la cual siempre que hay un cambio relativo en el campo magnético y los conductores, se induce un campo electromagnético en los conductores. Considere un transformador de dos devanados que se muestra a continuación
Transformador
Cuando se aplica una tensión alterna al devanado primario, induce un campo electromagnético en el devanado primario debido a la naturaleza alterna del campo magnético creado debido al suministro de CA y a los conductores estáticos. De acuerdo con la Ley de Faraday de inducción electromagnética, debe haber un desplazamiento relativo entre el campo y los conductores, y en este caso, el campo es alterno y los conductores son constantes. Por lo que se induce un campo electromagnético en el devanado primario del transformador.
Los campos electromagnéticos inducidos en el bobinado primario crean un flujo alterno en el bobinado primario. El flujo enlaza el devanado secundario del transformador pasando a través del núcleo del transformador. Esto se denomina inducción mutua. Se induce un campo electromagnético en el devanado secundario. Y sobre la base del número de vueltas en el devanado secundario, se calcula la magnitud de los campos electromagnéticos inducidos secundarios.
Principio de funcionamiento del autotransformador
Ahora considere el diagrama de circuito del autotransformador que se muestra a continuación. En comparación con dos transformadores de bobinado como se muestra en la Figura 1, el autotransformador tiene un solo bobinado. Cuando se da un suministro alterno al circuito primario, debido a la Ley de Faraday de Inducción electromagnética, se induce un campo electromagnético en la parte primaria. Dado que el campo magnético se alterna en la naturaleza, y los conductores son estacionarios.
Autotransformador
El campo electromagnético inducido en primario produce un flujo, que se denomina flujo de bobinado primario. Este flujo enlaza el devanado secundario e induce un emf en el devanado secundario debido a la inducción mutua. Por lo tanto, los campos electromagnéticos se transfieren en el devanado secundario. Sobre la base de una serie de giros en el lado secundario, se determina la magnitud de los campos electromagnéticos inducidos.
Autotransformador de Trabajo
La fem de la ecuación de la fem inducida es dado como
E=4.44∅Nf
Esto puede ser generalizada para ambos bobinado primario de la fem y el bobinado secundario de los campos electromagnéticos. Si tomamos la relación obtenemos como
E1 /E2 = N1 / N2 =k
Se podría ver que la magnitud del campo electromagnético inducido es directamente proporcional a un número de giros. Si un número de giros es mayor en el lado secundario, se denomina autotransformador de refuerzo. Si varios giros son menores, se denomina autotransformador escalonado. También se observa que, en dos transformadores de bobinado, el flujo une el bobinado secundario a través del núcleo del transformador. No hay conexión eléctrica entre primaria y secundaria. Por esa razón, el transformador se denomina dispositivo aislado eléctricamente pero acoplado magnéticamente. Pero para un autotransformador, hay aislamiento eléctrico. Solo hay un sinuoso. Por esta razón, el autotransformador se llama dispositivo acoplado eléctrica y magnéticamente.
La naturaleza inducida por campos electromagnéticos como se muestra en la imagen anterior es un campo electromagnético inducida estáticamente. Si la fuente es alterna y los conductores son constantes, en ese caso, los campos electromagnéticos inducidos por la naturaleza son campos electromagnéticos inducidos estáticamente. Si los conductores giran y el campo magnético es constante, en ese caso, el campo electromagnético inducido es el campo electromagnético inducido dinámicamente. En el transformador y el autotransformador, los campos electromagnéticos inducidos son campos electromagnéticos inducidos estáticamente. En el caso de los generadores de corriente continua, los campos electromagnéticos inducidos son campos electromagnéticos inducidos dinámicamente. Para los campos electromagnéticos inducidos estáticamente, la dirección de las corrientes está dada por la Ley de Lenz. En el caso de emf dinámicamente, está dado por la Regla de la Mano Derecha de Fleming. Por lo tanto, en el autotransformador, la dirección de los campos electromagnéticos inducidos está dada por la Ley de Lenz.
También en dos transformadores de bobinado, la energía de primaria a secundaria se induce a través de la inducción, pero en el autotransformador, la energía se transfiere a través de la inducción y la conducción. Cabe señalar que, para la inducción de campos electromagnéticos en el lado primario, según la Ley de Faraday de inducción electromagnética, debe haber un cambio relativo entre el campo magnético y el conjunto de conductores. Por esta razón, obtenemos voltaje de CA en el lado primario, que es de naturaleza alterna. Si damos, CC, entonces el autotransformador o dos transformadores de bobinado no funcionarán, debido a la naturaleza constante del suministro. Por lo tanto, decimos que el transformador no funciona en CC. De hecho, debido a la baja resistencia del bobinado primario, cuando se proporciona suministro de CC, debido a las grandes corrientes, el bobinado se quemará.
Propiedades del Autotransformador
Las propiedades son
- El transformador automático es un dispositivo acoplado eléctrica y magnéticamente
- En Autotransformador, la potencia es constante
- En autotransformador, el flujo general es constante
- En autotransformador, la frecuencia es constante
- El voltaje y la corriente varían en función de un número de vueltas.
- El autotransformador también se llama dispositivo de cambio de fase
- Las pérdidas son menores en el autotransformador en comparación con dos transformadores de bobinado debido a un solo devanado
- La eficiencia del autotransformador es mayor en comparación con dos transformadores de bobinado
- Las pérdidas de hierro y cobre son menos en un autotransformador.
Construcción de transformador automático
Un transformador consiste básicamente en dos partes
- Conductores
- Núcleo
Los conductores en el autotransformador están hechos de cobre. Son de baja resistencia. Los conductores de cobre están aislados entre sí. El material utilizado para el aislamiento es papel impregnado, mica, etc. El aislamiento también ayuda a reducir las pérdidas por corrientes de foucault. El enrollado se enrolla alrededor del núcleo. Para un transformador de bobinado simple, el requisito de cobre es menor en comparación con dos transformadores de bobinado.
construcción de transformador automático
Para transferir el flujo de primario a secundario, se utiliza el núcleo. El núcleo está hecho de material magnético como acero al silicio, acero CRGO, etc. El acero CRGO es el material más eficiente para el núcleo, ya que tiene las menores pérdidas de histéresis. El núcleo de la función es transferir el flujo de una parte del devanado a otras partes.
Otras partes importantes como se muestra en la figura 3 son rodamientos, cepillos, placas de terminales, etc. Las piezas mostradas se utilizan para estadísticas de atenuación, utilizadas básicamente para fines de laboratorio.
Ventajas y desventajas del Autotransformador
Las ventajas son
- Las pérdidas en el Autotransformador son menos
- La eficiencia del autotransformador es más
- El requisito de cobre es menos
-
Las desventajas son
- Los autotransformadores no se pueden usar para altos voltajes. Dado que cualquier discontinuidad en el devanado primario daría lugar a un voltaje primario completo en el lado secundario, por lo tanto, no se puede usar para altos voltajes
- , el requisito de aislamiento es más. Dado que el autotransformador está acoplado tanto eléctrica como magnéticamente, el requisito de aislamiento es mayor.
- Debido al bobinado común, una conexión neutral es difícil.
Aplicaciones de Autotransformadores
las siguientes son Las aplicaciones de autotransformadores.
- Los autotransformadores se utilizan para arrancar motores de inducción
- Los autotransformadores se utilizan para la regulación de voltaje
- Los autotransformadores se utilizan para fines de laboratorio.
- Los autotransformadores se utilizan en muchas aplicaciones industriales, como fábricas de papel, fábricas, etc.
Preguntas frecuentes
1). Funciona el transformador automático en DC
No, el autotransformador no puede funcionar en DC
2). ¿El autotransformador tiene dos bobinados?
No, el autotransformador tiene un único devanado
3). ¿El autotransformador es un dispositivo aislado eléctricamente?
No, el autotransformador es un dispositivo acoplado eléctrica y magnéticamente.
4). ¿La eficiencia del autotransformador es superior a dos transformadores de bobinado?
La eficiencia del autotransformador es más de dos transformadores de bobinado
5). ¿Utilizamos autotransformadores para aplicaciones de alto voltaje?
No, los autotransformadores se utilizan para aplicaciones de baja tensión (420 V). Más allá de eso, se toman medidas especiales durante el diseño.
Por lo tanto, se trata de una visión general de los autotransformadores como trabajo, construcción, ventajas y desventajas. Utilizados principalmente para el arranque de motores de inducción y para fines de laboratorio, los autotransformadores tienen una eficiencia de hasta el 98%. Son resistentes para la aplicación, menos mantenimiento y más vida útil. He aquí una pregunta para usted, ¿por qué los autotransformadores no son adecuados para aplicaciones de alto voltaje?