- Las pérdidas de cobre se aproximan por las pérdidas por cortocircuito ('en carga'), mientras que las pérdidas de hierro (núcleo) se aproximan por las pérdidas por circuito abierto ('sin carga').
Esto se puede explicar de la siguiente manera.
Considere el siguiente circuito equivalente de transformador (tomado de Wikipedia ):
Lapotencianominaldeltransformador,\$P_{n}=V_{1n}I_{1n}=V_{2n}I_{2n}\$,donde\$V_{1n}\$,\$I_{1n}\$sonelvoltajeprimarionominalylacorriente,respectivamente.\$V_{2n}\$,\$I_{2n}\$sonlatensiónsecundarianominalylacorriente,respectivamente.
Suponiendoquelaaltatensióneselladoprimarioylabajatensiónelsecundario(esdecir,\$E_{P}>E_{S}\$).
Larelacióndegiros\$(\frac{N_{P}}{N_{S}})\$essimplementelarelacióndealtovoltajeabajovoltajesincarga\$(\frac{E_{P}}{E_{S}})\$.
Lostérminos\$R_{P}\$y\$X_{P}\$representanlaresistenciayreactanciadelabobinaprimariarespectivamente.
El\$R_{S}^{'}=R_{S}(\frac{N_{P}}{N_{S}})^{2}\$y\$X_{S}^{'}=X_{S}(\frac{N_{P}}{N_{S}})^{2}\$términosrepresentanlaresistenciaylareactanciadelabobinasecundariarespectivamente,referidasalaprimaria(esdecir:sonmostradoenelladoprimariodeuntransformador'ideal'conrelacióndegiros\$N_{P}:N_{S}\$multiplicandoporunfactorde\$(\frac{N_{P}}{N_{S}})^{2}\$).
Lostérminos\$R_{C}\$y\$X_{M}\$representanlaspérdidastotalesdelnúcleo(corrientedeFoucaultcombinadaehistéresis)ylamagnetización,respectivamente.
Losparámetrosdelcircuitoequivalentesedeterminanapartirdeuna prueba de circuito abierto y una prueba del circuito corto .
Durante la prueba de circuito abierto , la tensión nominal se aplica al lado primario sin carga conectada al lado secundario. Se miden la corriente primaria, el voltaje y la potencia real en el primario. La corriente, \ $ I_ {OC} \ $ extraída en el primario durante la prueba de circuito abierto es una fracción (típicamente 1-6%) de la corriente primaria nominal \ $ I_ {1n} \ $, por lo que la caída de voltaje en La impedancia primaria es despreciable. La tensión nominal se aplica casi en su totalidad a través de la rama de excitación. La potencia real \ $ P_ {OC} \ $ medida durante la prueba de circuito abierto está, por lo tanto, muy cerca de las pérdidas del núcleo (\ $ I_ {C} ^ {2} R_ {C} \ $) del transformador, donde:
\ $ R_ {C} = \ frac {V_ {1n} ^ {2}} {P_ {OC}} \ $
Entonces, desde la admisión en circuito abierto:
\ $ Y_ {OC} = \ frac {I_ {OC}} {V_ {1n}} \ $
Obtenemos una estimación de la reactancia de magnetización:
\ $ X_ {M} = 1 / \ sqrt {\ mid Y_ {OC} \ mid ^ {2} - (1 / R_ {OC}) ^ {2}} \ $
Durante la prueba de cortocircuito , se conecta un enlace de cortocircuito al devanado secundario y se aplica un voltaje reducido al lado primario. Se aplica una tensión reducida, \ $ V_ {SC} \ $ al primario y se ajusta hasta que se extrae la corriente primaria nominal. El voltaje primario, la corriente y la potencia real \ $ P_ {SC} \ $ en el primario se miden. Dado que solo se aplica una fracción de la tensión nominal (generalmente 2-12%) al transformador, las pérdidas del núcleo son pequeñas en comparación con las pruebas de circuito abierto de pérdidas de cobre que son grandes, ya que se está extrayendo la corriente nominal de carga completa . La potencia real medida durante la prueba de cortocircuito, por lo tanto, representa las pérdidas de cobre (\ $ I ^ {2} R \ $) en el transformador.
\ $ R_ {eq} = \ frac {P_ {SC}} {I_ {1n} ^ {2}} \ $
La impedancia del transformador está dada por:
\ $ Z_ {eq} = \ frac {V_ {SC}} {I_ {1n}} \ $
y la reactancia total es:
\ $ X_ {eq} = \ sqrt {\ mid Z_ {eq} \ mid ^ {2} -R_ {eq} ^ {2}} \ $
Se pueden dividir en partes iguales entre primaria y secundaria referida (\ $ Z_ {P} = Z_ {S} ^ {'} \ $), para dar:
\ $ R_ {P} = R_ {S} (\ frac {N_ {P}} {N_ {S}}) ^ {2} = \ frac {R_ {eq}} {2} \ $
\ $ X_ {P} = R_ {S} (\ frac {N_ {P}} {N_ {S}}) ^ {2} = \ frac {X_ {eq}} {2} \ $
Para Pregunta 2 :
La tensión relativa de cortocircuito \ $ u_ {SC} \ $ es solo la fracción de la tensión primaria nominal requerida para proporcionar la corriente nominal durante la prueba de cortocircuito, generalmente 2-12%.
\ $ u_ {SC} [en \%] = \ frac {V_ {SC}} {V_ {1n}} \ veces 100 \% \ $
donde \ $ V_ {SC} \ $ es el voltaje aplicado durante la prueba de cortocircuito para obtener la corriente nominal a través del primario, \ $ V_ {1n} \ $ es el voltaje primario nominal (nominal).