¿Alguna vez te has preguntado cuál es la diferencia entre un transformador ideal y uno real o práctico? El mundo de la electricidad y la electrónica nos presenta constantemente distintos elementos para mejorar y optimizar la transferencia de energía. En este artículo te revelaremos las claves para entender las particularidades de estos dos tipos de transformadores. ¡Prepárate para adentrarte en el apasionante mundo de la transformación de la energía!
Un transformador ideal es un modelo imaginario o hipotético de un transformador que tiene cero pérdidas de energía. mientras que un transformador práctico tiene pérdida de energía y tiene una eficiencia inferior al 100%.
Un transformador transfiere la potencia del lado primario al lado secundario aumentando o disminuyendo el voltaje. La potencia en los lados primario y secundario del transformador permanece casi constante, ignorando las pérdidas en el transformador. El transformador no altera la frecuencia.
¿Qué es un Transformador Ideal?
Cuando ingresamos potencia a una máquina y obtenemos la potencia exacta en su salida, podemos decir que la máquina es 100% eficiente. En un transformador ideal, suponemos que la potencia de entrada es igual a la potencia de salida después de la transferencia de energía. Sin embargo, es casi imposible tener esta condición en el transformador, incluso en ninguna máquina eléctrica o mecánica. En un escenario real, las pérdidas en forma de pérdida de calor siempre tienen lugar en la máquina. Y, por lo tanto, el 100 % de eficiencia es el mito. práctica. Por lo tanto, podemos decir que un transformador ideal es hipotético y no se puede realizar en la práctica.
Un transformador convierte la energía eléctrica en energía magnética y la energía magnética se convierte nuevamente en energía eléctrica de acuerdo con la ley de inducción electromagnética de Faraday. La energía magnética en el transformador es el flujo que fluye en el núcleo magnético del transformador.
Una condición ideal de conversión de energía eléctrica en energía magnética en el primario y conversión de energía magnética en energía eléctrica en el secundario del transformador depende de la cantidad de enlace de flujo en ambos devanados. Para un transformador ideal, todo el flujo producido en el primario debe vincularse al devanado primario y secundario sin fugas del núcleo magnético.
Por lo tanto, todo el flujo generado por el devanado primario debe estar vinculado tanto al devanado primario como al secundario. Podemos lograr esta condición solo si no hay fugas de flujo en el núcleo. Esta es una condición ideal. Pero, es imposible lograr esta condición. En un transformador, una cierta cantidad de flujo se filtra a través del núcleo del transformador. y causar pérdida por histéresis. El flujo de fuga también introduce una reactancia de fuga en un transformador práctico. En un transformador ideal, consideramos la reactancia de fuga cero.
El devanado primario y secundario de un transformador está hecho de cobre o aluminio. El conductor de cobre y aluminio tiene una resistencia finita y provoca pérdidas de cobre (I2R) cuando el devanado secundario está conectado a la carga. Podemos obtener una pérdida de cobre cero solo cuando ambos devanados tienen resistencia cero de ambos devanados es cero. Sin embargo, es imposible tener resistencia cero del conductor de cobre o aluminio. Esta es una condición puramente imaginaria. Por lo tanto, un transformador ideal tiene cero pérdidas de cobre.
El componente de pérdida del núcleo de la corriente es cero en un transformador ideal, por lo tanto, el flujo magnético y la corriente de excitación o magnetización están en fase. Esta condición se puede lograr solo si la curva de magnetización o BH es lineal.
¿Qué es un transformador práctico?
Un transformador práctico tiene un componente de pérdida en el núcleo y, por lo tanto, la corriente de excitación y el flujo magnético no están en fase. La corriente de magnetización adelanta al flujo magnético en un ángulo “α” llamado ángulo histérico. Un transformador práctico tiene una curva BH no lineal y se vuelve plano con el aumento de la corriente de magnetización.
Del diagrama fasorial anterior, está claro que el transformador práctico tiene:
- Pérdida de núcleo
- Pérdida de cobre
- Corriente excitante que no está en fase con el flujo magnético.
Un resumen de la principal diferencia entre un transformador ideal y práctico.
- Un transformador ideal tiene cero pérdidas de cobre y hierro, por otro lado, un transformador práctico tiene un núcleo finito y pérdidas de cobre.
- Un transformador ideal es 100 % eficiente. La eficiencia de un transformador ideal es del 100%. Un transformador práctico tiene menos del 100 % de eficiencia. La eficiencia del transformador práctico depende de la carga y el factor de potencia.
- No hay caída de resistencia óhmica (IR) en un transformador ideal. Por tanto, su regulación de tensión es del 0 %. Un transformador práctico tiene una regulación de voltaje de más del 0%.
- En un transformador ideal, el flujo generado en el primario se vincula completamente al devanado primario y secundario y no hay fugas de flujo. El flujo de fuga siempre existe en un transformador práctico.
- Un transformador ideal es hipotético e imaginario y no se puede realizar en la práctica.
Diferencias clave entre el transformador ideal y el transformador práctico
Las diferencias clave entre un transformador ideal y un transformador práctico son las siguientes.
| Base de diferencia | Transformador ideal | Transformador práctico |
|---|---|---|
| Definición | Un transformador ideal es un modelo hipotético y no tiene pérdida de energía. | Un transformador práctico es un transformador real y tiene pérdida de energía. |
| Pérdidas de núcleo | Tiene cero pérdidas sin carga(Histéresis y pérdidas por corrientes de Foucault) | tiene cero pérdidas sin carga finitas(Histéresis y pérdidas por corrientes de Foucault) |
| Pérdidas de cobre | Cero | Pérdida finita de cobre |
| Eficiencia | 100 % | < 100 % |
| Dependencia de la eficiencia | La eficiencia no depende de ningún parámetro. Siempre es 100%. | La eficiencia de un transformador práctico depende de; 1. factor de potencia 2. Carga en el transformador. |
| Resistencia al viento | Cero | Valor finito |
| caída de infrarrojos | Cero porque la resistencia es cero. | Caída óhmica finita debido a la resistencia del devanado. |
| Naturaleza de las bobinas de bobinado | Puramente inductivo | El devanado tiene cierta resistencia. |
| Fuga de flujo magnético | cero | El transformador práctico tiene un flujo de fuga finito. |
| Permeabilidad del núcleo | Infinito | Tiene permeabilidad finita. |
| Existencia | Imaginario | Real |
| Aplicaciones | Para fines de análisis | Se utiliza como transformador elevador y reductor. |
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