¿Cuál es la diferencia entre un transformador y un autotransformador?
Definiciones
Un transformador es un dispositivo electromagnético que transmite energía a través de un campo magnético. Consiste en dos o más devanados (a veces llamados bobinas) en un núcleo de acero, hierro o ferrita, dependiendo del número de fases, voltajes de entrada y salida. Su característica principal es que el circuito primario y el secundario no están conectados eléctricamente, es decir, los devanados no tienen contactos eléctricos. Esto se llama aislamiento galvánico. Y tal conexión de las bobinas se llama inductiva.
A continuación puede ver la designación gráfica condicional del transformador de dos y tres devanados en el diagrama del circuito eléctrico:
Están aumentando, disminuyendo y dividiéndose (el voltaje de entrada es igual al voltaje de salida). Al mismo tiempo, si suministra energía al devanado secundario del transformador reductor, obtendrá un aumento de voltaje en los devanados primarios, la misma regla también funciona para el refuerzo.
Un autotransformador es una de las opciones para un transformador con un devanado enrollado alrededor del núcleo en un principio similar al caso anterior. En él, a diferencia del trance ordinario, los circuitos primario y secundario están conectados eléctricamente. Por lo tanto, no proporciona aislamiento galvánico. Designación gráfica convencional del autotransformador que ve a continuación:
Los autotransformadores vienen con un voltaje de salida fijo y son ajustables. Estos últimos son conocidos por muchos bajo el nombre de LATR (autotransformador de laboratorio). También pueden ser tanto descendentes como crecientes. En un LATR ajustable, el circuito secundario está conectado a un contacto que se desliza a lo largo de la bobina.
Importante! ¡Debido a la falta de aislamiento galvánico, los autotransformadores, por definición, no pueden aislarse a diferencia de los normales!
Otra diferencia es la cantidad de devanados de autotransformadores, generalmente es igual a la cantidad de fases. En consecuencia, los dispositivos de devanado único se utilizan para alimentar dispositivos monofásicos y productos de devanado triple para dispositivos trifásicos.
Principio de funcionamiento
Brevemente y en palabras simples, consideraremos cómo funciona cada opción de ejecución.
Un transformador tiene al menos dos devanados: primario y secundario (o varios). Si el primario está conectado a la red (u otra fuente de corriente alterna), entonces la corriente en el devanado primario crea un flujo magnético a través del núcleo, que penetra en los giros secundarios, induce una fem en ellos. El principio de funcionamiento se basa en los fenómenos de inducción electromagnética, en particular Ley de Faraday. Con el flujo de corriente en el devanado secundario (hacia la carga), la corriente en el devanado primario también cambia debido a la inducción mutua. La diferencia de voltaje entre los devanados primario y secundario está determinada por la relación de sus vueltas (relación de transformación).
Uп / Ud = n1 / n2
n1, n2: el número de vueltas en el primario y secundario.
Hablando de un autotransformador, tiene un devanado, si hay varias fases, el mismo número de devanados. Cuando una corriente alterna fluye a través de él, el flujo magnético que se produce en su interior induce un EMF en el mismo devanado. Su valor es directamente proporcional al número de vueltas. La carga (circuito secundario) está conectada al grifo desde las curvas. En un autotransformador elevador, la energía se suministra no a los extremos del devanado, sino a uno de los extremos y al grifo de las espiras, en contraste con el transformador. Lo que se representa en el diagrama de arriba.
Las principales diferencias
Para facilitarle la comprensión de cuál es la diferencia entre un transformador convencional y un autotransformador, hemos recopilado en la tabla sus principales diferencias:
| Transformador | Transformador automático | |
| Eficiencia | La eficiencia del autotransformador es mayor que la de uno convencional, especialmente con una ligera diferencia en el voltaje de entrada y salida. | |
| Número de bobinados | Mínimo 2 y más dependiendo del número de fases | 1 o más, igual al número de fases |
| Aislamiento galvánico | Hay | No |
| Peligro de descarga eléctrica al alimentar electrodomésticos | Con un voltaje de salida de menos de 36 voltios - pequeño | Alta |
| Seguridad para electrodomésticos | Alta | Bajo, con una ruptura en la bobina en los giros después del toque a la carga, obtendrá todo el voltaje de suministro |
| Costo | El alto consumo de cobre y acero para núcleos es grande, especialmente para transformadores trifásicos. | Bajo, debido al hecho de que para cada fase solo hay 1 devanado, el consumo de cobre y acero es menor |
Ámbito de aplicación
Los transformadores se utilizan en todas partes, desde plantas de energía y subestaciones diseñadas para decenas y cientos de miles de voltios, hasta energía para pequeños electrodomésticos. Aunque las fuentes de alimentación se han utilizado recientemente, su generador y transformador en un núcleo de ferrita también son su base.
Los autotransformadores se utilizan en estabilizadores de voltaje domésticos. A menudo, los LATR se usan en laboratorios para probar o reparar dispositivos electrónicos. Sin embargo, encontraron su aplicación en redes de alto voltaje, así como para la electrificación de ferrocarriles.
Por ejemplo, en el ferrocarril, estos productos se utilizan en redes de 2x25 (dos de 25 kilovoltios cada uno). Como en el diagrama anterior, se coloca una línea de 50 kV en áreas escasamente pobladas, y se suministran 25 kV desde un autotransformador reductor al tren eléctrico a través de un cable de contacto. Por lo tanto, se reduce el número de subestaciones de tracción y pérdidas de línea.
Ahora ya sabe cuál es la diferencia fundamental entre un transformador y un autotransformador. Para consolidar el material, recomendamos ver un video útil sobre el tema:
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