¿Por qué debería ser muy grande la reactancia de magnetización de un transformador ideal, es decir, acercarse al infinito? ¿Qué sentido práctico implica esto?
¿Por qué debería ser muy grande la reactancia de magnetización de un transformador ideal, es decir, acercarse al infinito? ¿Qué sentido práctico implica esto?
La reactancia de magnetización es lo que se ve al mirar el primario del transformador cuando el devanado secundario está en circuito abierto. Entonces, esto significa que sin una carga en el secundario, se ve una alta impedancia al mirar el primario. La reactancia de magnetización aparece en paralelo a la impedancia transformada de la carga que va a colocar a través de la secundaria, por lo que desea que sea grande.
Suponga que ha conectado un transformador primario a una fuente de voltaje de CA. No hay carga conectada en secundaria.
En este escenario, lo ideal sería que no se consumiera energía de la fuente. Sin embargo, con una inductancia magnetizante finita este no es el caso. Según la ley de hoy en día, cuando se aplica un voltaje a través de una bobina, se establece un flujo finito en el núcleo. El establecimiento del flujo requiere energía en un material no ideal y eso se manifiesta en forma de una corriente que fluye desde la fuente.
En resumen, en el mundo no ideal, la corriente que fluye desde la fuente tiene dos componentes, uno que fluye hacia la carga y el otro fluye para establecer el flujo en el núcleo. El componente anterior se captura en el modelo de circuito del transformador como una inductancia magnetizante, aunque es una inductancia no lineal que depende de las propiedades del material.
Un transformador Ideal tiene solo una propiedad, la relación de giros.
Todas las demás propiedades son ideales, es decir, cero o infinito.
Sin pérdidas resistivas o de núcleo, sin corriente de magnetización, sin inductancia de fuga, capaz de mantener un flujo de núcleo arbitrario.
Cuando llegamos a modelar un transformador ideal con SPICE, entonces la forma en que comunicamos la relación de giros al programa es como la relación de la inductancia primaria a secundaria, por lo que necesitamos poner cifras finitas en ellos. Si son muy grandes, entonces la corriente de magnetización será muy pequeña, lo que generalmente se hace para una primera aproximación.
Cuando llegamos a hacer un transformador a partir de materiales reales, todos estos ideales deben ceder a lo que es práctico y lo que podemos pagar. Las cosas que eran cero en el transformador ideal, las hacemos tan bajas como podemos permitirnos, las cosas que eran infinitas las hacemos tan altas como podemos permitirnos.
Además de la plata (demasiado costosa para el uso general) y el superconductor (demasiado difícil para el uso general), el cobre tiene la resistencia más baja de todos los conductores, por lo que estamos atados a usar eso y aceptar las pérdidas de resistencia que obtengamos .
Dependiendo de la frecuencia, utilizamos ferritas o hierro cuidadosamente diseñados, para una alta permeabilidad, bajas pérdidas por histéresis y bajas pérdidas por corrientes de Foucault.
Por lo general, queremos que la corriente de magnetización sea pequeña, pero no es necesario que sea muy pequeña. Está en cuadratura con la corriente de carga, por lo que incluso si es tan alto como el 20% de la corriente de carga completa, el aumento del calentamiento cuando el transformador está en plena carga suele ser despreciable. Cuando un transformador está diseñado para funcionar con una carga liviana durante mucho tiempo, vale la pena reducirlo aún más para mejorar la eficiencia.
La saturación del núcleo limitará el voltaje máximo que podemos usar y la sección transversal de cobre la corriente máxima.
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