Pérdidas en el transformador
Como el transformador eléctrico es un dispositivo estático, la pérdida mecánica en el transformador normalmente no entra en la imagen. Generalmente consideramos que sólo la electricidad pérdidas en el transformador. La pérdida en cualquier máquina se define a grandes rasgos como la diferencia entre la potencia de entrada y la potencia de salida. Cuando la potencia de entrada se suministra al primario de transformadoruna parte de esa energía se utiliza para compensar pérdidas de núcleo en el transformador es decir. Pérdida de histéresis en el transformador y Pérdida de corrientes de Foucault en el transformador y alguna porción de la energía de entrada se pierde a medida que yo2R y se disipa en forma de calor en los bobinados primarios y secundarios, porque estos bobinados tienen algunas resistencia en ellos. La primera se llama pérdida de núcleo o pérdida de hierro en el transformador y lo último se conoce como pérdida óhmica o pérdida de cobre en el transformador. Otra pérdida ocurre en el transformador, conocida como Pérdida de la Vía Láctea, debido a que los flujos de la Vía Láctea se unen a la estructura mecánica y a los conductores de las bobinas.
Pérdida de cobre en el transformador
La pérdida de cobre es I2Pérdida de R, en el lado primario es I12R1 y en el lado secundario es yo22R2 pérdida, donde yo1 y yo2 son primarias y secundarias actual de transformador y R1 y R2 son resistencias de las bobinas primarias y secundarias. Como las corrientes primarias y secundarias dependen de la carga del transformador, pérdida de cobre en el transformador varían con la carga.
Pérdidas del núcleo en el transformador
Pérdida de histéresis y corriente de remolino ambas dependen de las propiedades magnéticas de los materiales utilizados para construir la núcleo del transformador y su diseño. Así que estos pérdidas en el transformador son fijas y no dependen de la corriente de carga. Así que pérdidas de núcleo en el transformador que se conoce alternativamente como pérdida de hierro en el transformador puede considerarse como constante para todo el rango de carga.
Pérdida de histéresis en el transformador se denota como,
Eddy pérdida de corriente en el transformador se denota como,
¿Dónde, Kh = Constante de histéresis.
Ke = Constante de corriente de Foucault.
Kf = forma constante.
La pérdida de cobre puede simplemente denotarse como,
IL2R2+ Pérdida de la vida silvestre
¿Dónde?L = I2 = carga del transformador, y R2es el resistencia de transformador referido a secundario.
Ahora discutiremos la pérdida de histéresis y la pérdida de corriente Eddy con un poco más de detalle para entender mejor el tema de las pérdidas en los transformadores.
Pérdida de histéresis en el transformador
La pérdida de histéresis en los transformadores puede explicarse de diferentes maneras. Discutiremos dos de ellas, una es la explicación física y la otra es la explicación matemática.
Explicación física de la pérdida de histéresis
El magnético… núcleo del transformador está hecho deAcero al silicio laminado en frío y orientado al grano. El acero es un material ferromagnético muy bueno. Este tipo de materiales es muy sensible a ser magnetizado. Eso significa que cuando flujo magnético pasaría, se comportaría como un imán. Las sustancias ferromagnéticas tienen muchos dominios en su estructura. Los dominios son regiones muy pequeñas en la estructura de la materia, donde todos los dipolos están paralelos en la misma dirección. En otras palabras, los dominios son como pequeños imanes permanentes situados al azar en la estructura de la sustancia. Estos dominios están dispuestos dentro de la estructura material de manera tan aleatoria, que la resultante neta campo magnético de dicho material es cero. Siempre que se aplica el campo magnético externo o mmf a esa sustancia, estos dominios dirigidos aleatoriamente se disponen en paralelo al eje de mmf aplicado. Después de eliminar este mmf externo, el número máximo de dominios vuelve a posiciones aleatorias, pero algunos de ellos todavía permanecen en su posición cambiada. Debido a estos dominios no cambiados, la sustancia se magnetiza ligeramente de forma permanente. Este magnetismo se llama Magnetismo Espontáneo. Para neutralizar este magnetismo, se requiere la aplicación de algunos mmf opuestos. La fuerza magnetomotriz o mmf aplicada en el núcleo del transformador es alternante. Por cada ciclo debido a esta inversión de dominio, se hará un trabajo extra. Por esta razón, habrá un consumo de energía eléctrica que se conoce como pérdida de histéresis del transformador.
Explicación matemática de la pérdida de histéresis en el transformador
Determinación de la pérdida de histéresis
Considere un anillo de un espécimen ferromagnético de circunferencia L metro, área de sección transversal a m2 y N vueltas de alambre aislado como se muestra en la imagen de al lado,
Consideremos que la corriente que fluye a través de la bobina es mi amplificador,
Fuerza magnetizadora,
Let, la densidad de flujo en este instante es B,
Por lo tanto, el total flujo a través del anillo, = BXa Wb
Como la corriente que fluye a través del solenoide se alterna, el flujo producido en el anillo de hierro también se alterna en la naturaleza, por lo que el emf (e) inducido se expresará como,
De acuerdo con La ley de Lenz esta EMF inducida se opondrá al flujo de corriente, por lo tanto, para mantener la corriente I en la bobina, la fuente debe suministrar una EMF igual y opuesta. Por lo tanto, el EMF aplicado,
Energía consumida en corto tiempo dt, durante el cual la densidad de flujo ha cambiado,
Así, el trabajo total realizado o la energía consumida durante un ciclo completo de magnetismo es,
Ahora aL es el volumen del anillo y H.dB es el área de la franja elemental de la curva B H que se muestra en la figura de arriba,
Por lo tanto, la energía consumida por ciclo = volumen del área del anillo de bucle de histéresis.
En el caso del transformador, este anillo puede considerarse como el núcleo magnético del transformador. Por lo tanto, el trabajo realizado no es más que la pérdida de energía eléctrica en el núcleo del transformador y esto se conoce como pérdida de histéresis en el transformador.
¿Qué es la pérdida por corrientes de Foucault?
En transformador…suministramos corriente alterna en el primario, esta corriente alterna produce un flujo magnetizante alterno en el núcleo y como este flujo se une al secundario, se inducirá… voltaje en secundaria, la corriente resultante fluirá a través de la carga conectada con ella. Algunos de los flujos alternos del transformador; también pueden unirse a otras partes conductoras como el núcleo de acero o el cuerpo de hierro del transformador, etc. Como el flujo alterno se enlaza con estas partes del transformador, habría un emf inducido localmente. Debido a estos EMF, habría corrientes que circularían localmente en esas partes del transformador. Estas corrientes circulantes no contribuirán a la salida del transformador y se disiparán en forma de calor. Este tipo de pérdida de energía se llama pérdida de corriente de remolino del transformador. Esta fue una explicación amplia y simple de la pérdida de corriente de remolino. La explicación detallada de esta pérdida no está en el ámbito de la discusión de ese capítulo.
