Calculadora de relación de espiras, corriente y eficiencia de transformador
Calcula tensión y espiras secundarias con la relación de espiras, corrientes con potencia en kVA, eficiencia con las pérdidas y regulación de tensión.
¿Qué es la relación de espiras?
La relación de espiras de los devanados primario y secundario determina la relación de tensiones. En un transformador ideal:
N1 / N2 = V1 / V2 = I2 / I1
La tensión sigue al número de espiras y la corriente varía al contrario. El lado con menos espiras tiene menor tensión y mayor corriente. La potencia aparente de entrada y salida es la misma.
Ejemplo
Al aplicar 230 V a un transformador de 1000 espiras primarias y 100 secundarias, el secundario da 230 × 100 / 1000 = 23 V. Con carga de 100 VA, la corriente primaria es 100 / 230 = 0,435 A y la secundaria 100 / 23 = 4,35 A.
Corrientes nominales
Los kVA y las tensiones de placa dan las corrientes. Usa I = S / V en monofásica e I = S / (√3 × V) en trifásica. Un transformador de distribución de 1000 kVA y 34,5 / 0,4 kV tiene corriente secundaria nominal de 1.000.000 / (1,732 × 400) = 1443 A.
Eficiencia
Hay dos pérdidas principales. Las del núcleo existen mientras el transformador está energizado y no cambian con la carga. Las del cobre aumentan con el cuadrado de la corriente. La eficiencia es η = P2 / (P2 + P_fe + x² × P_cu), donde x es el nivel de carga. Alcanza el máximo cuando las pérdidas del cobre igualan las del núcleo.
Regulación de tensión
La tensión secundaria baja al aumentar la carga. La regulación es la diferencia entre tensiones en vacío y a plena carga dividida entre la tensión a plena carga. Cuanto menor, mejor.
Límites
La relación de espiras supone un transformador ideal. Diseñarlo también requiere sección del núcleo, densidad de flujo, frecuencia, sección de conductor y ocupación de ventana, fuera del cálculo. En trifásica, la relación de tensiones de línea puede diferir en √3 de la relación de espiras según el grupo vectorial.
Preguntas frecuentes
¿Cómo se calcula la relación de espiras de un transformador?
Por ejemplo, dividir 1200 espiras primarias entre 100 secundarias da una relación de 12 y una tensión secundaria ideal de 19,17 V desde 230 V. Este cálculo preliminar ideal excluye caída bajo carga, diseño del aislamiento, saturación del núcleo y pérdidas reales de devanado.
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