¿Qué limita el poder transferible a través de un transformador?

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Suponga que hay un transformador como en la imagen de arriba. El voltaje del lado primario aplicado \ $ E_1 \ $ es siempre AC. Diseñamos el transformador para que el flujo de magnetización \ $ \ Phi_m \ $ no sature el núcleo. Cualquier \ $ I_2 \ $ actual que será extraída por la carga en el lado secundario generará \ $ \ Phi_2 \ $ flujo en el núcleo del transformador y \ $ I_1 \ $ actual en el lado primario. Y esta \ $ I_1 \ $ current generará un \ $ \ Phi_1 \ $ flux, que será igual a \ $ \ Phi_2 \ $ en magnitud y fase, pero en direcciones opuestas. Por lo tanto, \ $ \ Phi_1 \ $ y \ $ \ Phi_2 \ $ se cancelarán mutuamente, y el flujo neto en el núcleo siempre será \ $ \ Phi_m \ $ como máximo.

(Esto es lo que sé sobre el principio de funcionamiento de los transformadores. Corríjame si cometí algún error).

¿Qué limita la corriente de carga práctica en un sistema como este? De acuerdo con lo explicado anteriormente, teóricamente podemos extraer una corriente infinita del lado secundario, porque \ $ \ Phi_1 \ $ y \ $ \ Phi_2 \ $ siempre se anularán entre sí y el núcleo nunca se saturará ni se calentará excesivamente. Entiendo que las pérdidas de cobre serán un factor limitante. Pero mi pregunta es más bien sobre el magnetismo del sistema. Por lo tanto, suponga que los cables son el conductor perfecto y que la fuente de CA es ideal.

¿Qué factor físico limita la potencia máxima transferible a través de un transformador como este?

    
pregunta hkBattousai

1 respuesta

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Hay otras cosas a considerar. Aquí está el circuito equivalente del transformador: -

Los componentes adicionales que deben considerarse son: -

  • Xp y Xs: estas son inductancias de fugas y no importa lo difícil que trates de hacer un transformador perfecto, habrá un flujo en el primario que simplemente no se acoplará a los cables en el secundario. Esto se describe como un inductor en serie con el devanado primario y un inductor en serie con el devanado secundario. Estos limitan la cantidad de corriente que puede tomarse de la secundaria y pueden compensarse aumentando el voltaje primario, PERO que corre el riesgo de causar mayores pérdidas de saturación.
  • Rc es la pérdida de hierro en las laminaciones: el núcleo es conductor y sin laminaciones, el núcleo actuaría como un giro corto, por lo que se usan laminaciones y esto reduce en gran medida las corrientes de Foucault que circulan en el núcleo, pero hay una pérdida de potencia debida para que el hierro no sea un conductor perfecto, esto calentará el núcleo y, cuanto mayor sea la tensión primaria (para acomodar Xp y X), mayor será el calor generado.

Veo lo anterior como factores limitantes para la transferencia de potencia.

    
respondido por el Andy aka

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