Breve descripción del funcionamiento del auto transformador. Clasificación con sus circuitos equivalentes y fórmulas que describen su comportamiento.

1. ”DEPARTAMENTO DE EL´ECTRICA Y
ELECTR´ONICA”
manera ecu´anime
EL AUTOTRANSFORMADOR
M´AQUINAS EL´ECTRICAS
1 de mayo de 2013
NOMBRE:
Fabricio Guam´an.
Segundo Parcial, Marzo 2013 - Agosto 2013

2. Fabricio Guam´an
ESCUELA POLIT´ECNICA DEL EJ´ERCITO
AutoTransformador
´Indice
1. INTRODUCCI´ON 2
2. EL AUTOTRANSFORMADOR 2
3. OPERACI´ON Y FUNCIONAMIENTO 3
4. VENTAJAS Y DESVENTAJAS 5
5. BIBLIOGRAF´IA 5
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3. Fabricio Guam´an
ESCUELA POLIT´ECNICA DEL EJ´ERCITO
AutoTransformador
1. INTRODUCCI´ON
En algunas ocasiones es deseable cambiar los niveles de voltaje ´unicamente en una pe-
que˜na cantidad. Por ejemplo, puede necesitarse cambiar el voltaje de 110 a 120V o de 13,2
a 13,8kV. Estos peque˜nos incrementos pueden ser necesarios debido a las ca´ıdas de voltaje
que ocurren en sistemas de potencia alejados de los generadores. En estas circunstancias,
es demasiado costoso elaborar un transformador con dos devanados completos indepen-
dientes dimensionados para casi el mismo voltaje. En su lugar, se utiliza un transformador
especial llamado autotransformador.
2. EL AUTOTRANSFORMADOR
El autotransformador es una m´aquina que funciona como un transformador com´un,
el autotransformador se caracteriza por su construcci´on ya que este tiene un solo bobinado.
En un autotransformador, la porci´on com´un del devanado ´unico act´ua como parte
tanto del devanado ”primario¸como del ”secundario”. La porci´on restante del devanado
recibe el nombre de ”devanado serie2
es la que proporciona la diferencia de tensi´on entre
ambos circuitos, mediante la adici´on en serie con la tensi´on del devanado com´un.
Figura 1: AutoTransformador Elevador Figura 2: Autotransformador Reductor
En la figura 1 se muestra un diagrama de un auototransformador elevador. El primer
devanado se muestra conectado en forma aditiva al segundo. Ahora, al relaci´on entre el
voltaje del devanado primario y el voltaje del devanado secundario esta dado por la rela-
ci´on de vueltas del transformador. Sin embargo, en la salida del transformador, el voltaje
completo es la suma del voltaje en el primer devanado y el voltaje en el segundo devanado.
La figura 2 muestra el diagrama de un autotransformador reductor. Aqu´ı, el voltaje
de entrada es la suma de los voltajes de los devanados serie y com´un, mientras que el
voltaje de salida es justamente el voltaje del devanado com´un.
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4. Fabricio Guam´an
ESCUELA POLIT´ECNICA DEL EJ´ERCITO
AutoTransformador
3. OPERACI´ON Y FUNCIONAMIENTO
En un transformador las definiciones de primario y secundario son:
Figura 3: Construcci´on de un autotransformador a partir de un transformador
V1 : Tensi´on en el devanado primario
i1 : Corriente en el devanado primario
V2 : Tensi´on en el devanado secundario
i2 : Corriente en el devanado secundario
Al conectarlo como autotransformador, hay que redefinir primario y secundario como:
Figura 4: Esquema de conexi´on de un autotransformador
VH : Tensi´on en el primario (devanado serie + com´un)
VX : Tensi´on en el secundario (devanado com´un)
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AutoTransformador
iH : Corriente en el primario (devanado serie + com´un)
iX : Corriente en el secundario (devanado com´un)
Comparando ambas posibilidades de conexi´on, se observa que se cumplen las siguientes
relaciones:
VH = V1 + V2
VX = V2
iH = i1
iX = i1 + i2
Pero:
V1 =
N1
N2
V2
VH =
N1
N2
+ 1 V2
VH =
N1 + N2
N2
VX
Despreciando la rama en paralelo:
iH = i1
VX = iH + i2 =
N1
N2
+ 1
iH =
N2
N1 + N2
iX
Con respecto a la potencia, para el transformador se cumple que:
S = V1 i1 −→ S = V2 i2
La potencia al conectarlo como autotransformador es:
Sa = VH iH −→ Sa = VX iX
Si se sustituyen los valores y se agrupa correctamente, se obtiene:
Sa =
N2
N1
+ 1 S
Por lo tanto, al conectar un transformador como autotransformador, este aumenta su
capacidad para transferir potencia en una proporci´on determinada por la relaci´on de
transformaci´on de la conexi´on como transformador. La implicaci´on directa de esta deduc-
ci´on matem´atica es que para transferir la misma cantidad de potencia entre dos circuitos,
un autotransformador es de menor tama˜no que un transformador equivalente.
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AutoTransformador
4. BIBLIOGRAF´IA
Referencias
[1] - An´onimo, AutoTransformador, [en red]: Disponible en: http://es.wikipedia.
org/wiki/Autotransformador [Consulta: 01 de mayo de 2013].
[2] - Pillco Javier, AutoTransformadores, [en red]: Disponible en: http:
//www.monografias.com/trabajos93/los-autotransformadores/
los-autotransformadores.shtml [Consulta: 01 de mayo de 2013].
[3] - Jara Pedro, AutoTransformadores, [en red]: Disponible en: http://www.
monografias.com/trabajos93/autotransformadores/autotransformadores.
shtml [Consulta: 01 de mayo de 2013].
[4] Stephen J. Chapman, M´aquinas El´ectricas, tercera edici´on, Caracas, Venezuela, 2000.
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