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Prueba de Circuito Abierto

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Circuito magnético
Dispositivo en el cual las líneas de fuerza del campo magnético se hallan canalizadas trazando un camino cerrado.
Transformador ideal
Dispositivo que convierte energía eléctrica de un cierto nivel de voltaje, en energía eléctrica de otro nivel de voltaje, por medio de la acción de un campo magnético.
Prueba de Circuito Abierto
En la prueba de circuito abierto, se deja abierto el devanado secundario del transformador y el devanado primario se conecta al voltaje pleno nominal.
Fórmulas
La manera más fácil de calcular los valores de RM y de XM consiste en estimar primero la admitancia de la rama de excitación. La conductancia del resistor de pérdidas en el núcleo está dada por:
Prueba de Corto-Circuito
Un transformador ideal es un artefacto sin pérdidas, con una bobina de entrada y una bobina de salida. Las relaciones entre los voltajes de entrada y de salida, y entre la corriente de entrada y de salida, se establece mediante dos ecuaciones sencillas
La relación entre el voltaje VP(t) aplicado al lado primario del transformador y el voltaje VS(t) inducido sobre su lado secundario es
VP(t) / VS(t) = NP / NS = a

En donde a se define como la relación de espiras del transformador
a = NP / NS

La relación entre la corriente ip(t) que fluye en el lado primario del transformador y la corriente is(t) que fluye hacia fuera del lado secundario del transformador es

NP * iP(t) = NS * iS(t)
iP(t) / iS(t) = 1 / a
Como vemos en la figura, se aplica el voltaje pleno al primario del transformador. Con esta información es posible determinar el factor de potencia, la magnitud y el ángulo de impedancia de excitación.
Esta prueba permite verificar que las perdidas en el núcleo cumplan con los valores garantizados por el fabricante del transformador, así como para probar la existencia de una falla en la estructura del núcleo.
De esta forma la potencia medida será la absorbida por el núcleo al no haber corriente circulando en los bobinados.
Con un watímetro en el devanado alimentado se miden las perdidas y además es posible medir la corriente de excitación y el voltaje eficaz de alimentación, utilizando un amperímetro y un voltímetro respectivamente.

y la susceptancia del inductor de magnetización está dada por:
Puesto que los dos elementos están en paralelo, se suman sus admitancias y la admitancia de excitación total es:
La magnitud de la admitancia de excitación puede calcularse con en el tensión y corriente de la prueba de circuito abierto:
El ángulo de admitancia se puede calcular con base en el factor de potencia del circuito, que esta dado por:

y el ángulo θ del factor de potencia está dado por:
El factor de potencia siempre está en retraso en un transformador real, por lo que el ángulo de la corriente siempre está en retraso con respecto al ángulo de voltaje en θ grados. Por lo tanto, la admitancia YM es:
Por:
Rodríguez Archundia Luis Fernando

Gracias por su atención!!
Prueba a corto-circuito
En la prueba de corto-circuito los terminales del secundario del transformador se cortocircuitan y los del primario se conectan a una fuente adecuada de voltaje
Ya que el voltaje de entrada es tan pequeño durante la prueba, la corriente que fluye por la rama de excitación es despreciable.
El voltaje de entrada se ajusta hasta que la corriente de los devanados cortocicuitados sea igual a su valor nominal (asegurándonos de mantener un voltaje bajo).
Con un watímetro en el devanado alimentado se miden las perdidas y además es posible medir la corriente de excitación y el voltaje eficaz de alimentación, utilizando un amperímetro y un voltímetro respectivamente.

Si la corriente de excitación se ignora, toda la caída de voltaje en el transformador puede ser atribuida a los elementos del circuito en serie.
Fórmulas
La magnitud de las impedancias en serie referidas al lado primario del transformador es:
y está retardado. Así el ángulo de corriente es negativo, y el ángulo de impedancia θ
positivo:
Entonces:
La impedancia serie Zeq-alta es igual a:


Este mismo ensayo también puede realizarse en el lado secundario del transformador, si se piensa que es más conveniente, bien por los niveles de voltaje o por cualquier otra razón.
El factor de potencia se da por:
La medición de la impedancia del transformador determina si dos a más transformadores pueden o no conectarse en paralelo. Para conectar dos o más transformadores en paralelo, es necesario que tengan impedancia, capacidad nominal y frecuencia similares.

Si el ensayo se hace en el lado secundario, los resultados, darán las impedancias del circuito equivalente referidas al lado secundario del transformador y no al primario. También hay que considerar que en esta configuración se requiere un dimensionamiento mayor de los equipos de medición.
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