El documento describe los objetivos y procedimientos para realizar pruebas de vacío y cortocircuito en transformadores monofásicos y autotransformadores monofásicos. Estas pruebas permiten determinar parámetros como la polaridad, la relación de transformación, el rendimiento y la regulación. Se explican las conexiones necesarias y las mediciones a realizar durante las pruebas de vacío y cortocircuito.

1. LABORATORIO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS I
PRÁCTICA NO. 2. TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS: PRUEBAS DE VACÍO Y CORTO
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
Escuela de Ingenierías Eléctrica, Electrónica y Telecomunicaciones - E³T
“Perfecta combinación entre energía e intelecto”
OBJETIVOS
 Determinar; la polaridad de un transformador
monofásico.
 Realizar las pruebas de vacío y cortocircuito a un
transformador monofásico.
 Conectar el transformador como auto transformador
y determinar su relación de transformación.
 Realizar las pruebas de vacío y cortocircuito al auto
transformador monofásico.
 Determinar experimental mente el rendimiento y la
regulación del transformador monofásico.
 Determinar experimental mente el rendimiento y la
regulación del auto transformador monofásico.
 Evaluar la comprensión de lo realizado y observado
en el laboratorio.
EQUIPOS NECESARIOS
 2 Wáttmetros.
 2 Ampérmetros (0 a 10 A).
 1 Multímetro digital
 1 Vóltmetro de bobina móvil (0 a 20 V)
 2 Transformadores de corriente (20/5 A).
 1 Transformador monofásico bidevanado.
INTRODUCCIÓN
Es posible determinar experimentalmente los valores de
las resistencias e inductancias del modelo del
transformador. Una aproximación adecuada para estos
valores se puede lograr con sólo dos ensayos: la prueba
de circuito abierto y la prueba de cortocircuito.
Para realizar estas pruebas es necesario saber la
polaridad de los bornes del transformador, para esto se
puede identificar de varias formas. En este caso
tentemos que identificar los bornes de alta y bornes de
baja. Para esto se utilizamos una convención. La
convención norteamericana utiliza la letra H (H1,
H2,H3…) para los bornes del devanado de alta y la letra
X (X1, X2, X3…) para los bornes del devanado de baja.
(Existe la norma Europea donde U,X para el lado de alta
y u,x para el lado de baja).
De tal forma al aplicar una tensión al devanado alta con
polaridad positiva (H1) entonces es positivo en el borne
de baja (X1) entonces sabemos la relación de
transformación es positiva con respecto a las tensiones.
Pero el concepto de polaridad del transformador
también se puede tratar desde el punto de vista de la
corriente, para esto se utiliza un voltímetro de bobina
móvil. Se aplica un pulso de tensión de continua
reducida por el lado de baja. Si el voltímetro señala una
tensión positiva, el terminal al que se mide tiene la
misma polaridad del lado positivo del lado de baja que
se excitó.
Figura 1. Polaridad aplicando un pulso de continua.
En transformadores de baja potencia se puede
determinar la polaridad usando un puente de polaridad.
Nombre que se le da a la conexión entre los devanados.
Figura 2. Polaridad utilizando el puente de polaridad.
Como se ve en la figura 2. Se energiza el transformador
por el lado de alta, y se mide la tensión aplicada así
como los bornes del lado de baja y de alta que no están
unidos por el puente. Y se exponen a las condiciones
que vemos en la figura 2. Para saber la polaridad.
PREINFORME No. 2
TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS: PRUEBAS DE VACÍO Y CORTO
Cristian Barreto, Edwar Ibagué, David Torres
Presentado a: Ing. Cristian Camilo Jiménez Leiva

2. LABORATORIO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS I
PRÁCTICA NO. 2. TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS: PRUEBAS DE VACÍO Y CORTO
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
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“Perfecta combinación entre energía e intelecto”
Para la prueba de vacío realizamos la siguiente
conexión:
Figura 3. Conexión para la prueba de vacío del transformador.
Como se observa en la figura 3. Se mide la tensión
aplicada por el lado de baja (Este lado requiere aplicar
menor tensión), la corriente suministrada y la potencia
que toma el transformador. Y como el devanado
secundario está abierto toda la potencia la consume el
transformador en la resistencia de su devanado
alimentado y en el núcleo (Perdidas por histéresis y
foucault).
Para la prueba de cortocircuito relizamos la siguiente
conexión:
Figura 4. Conexión para la prueba de cortocircuito del transformador.
Como vemos en la figura 4. Se excita por el lado de alta
(Por el lado de alta podemos obtener la corriente
nominal con un valor de tensión menor) y por el lado de
baja se conecta en cortocircuito y se realizan las
respectivas mediciones. Como no hay carga conectada
en la prueba de corto circuito toda la potencia la
consume el transformador en la resistencia del
devanado y en el núcleo. Esta última perdida es muy
pequeña, porque la tensión aplicada es muy pequeña y
se puede despreciar.
En la práctica, con devanados de iguales características
que las de un transformador bidevanado, es posible
lograr mayor transferencia de potencia. Esto se logra si
además del acoplamiento magnético, se realiza un
acoplamiento eléctrico entre los devanados.
Figura 5. Conexión para la prueba de vacío del autotransformador.
Como vemos en la figura 5. El acoplamiento entre las
bobinas del lado de alta y lado de baja. Para
aprovechar mejor la conexión, se une un borne del
devanado de alta con el borne del lado de baja de
diferente polaridad. Entonces, los devanados quedan
conectados en serie aditiva.
Para un auto transformador los parámetros del circuito
también se determinan a través de las pruebas de vacío
y cortocircuito.
Para la prueba de vacío se realiza la conexión como se
ve en la figura 5. Se alimenta el autotransformador por
el lado de menor tensión, en lo posible a tensión
nominal y el lado de alta sin carga. En esta prueba se
puede hallar la relación de transformación haciendo la
medición de tensión entre los puntos y .
Figura 6. Conexión para la prueba de cortocircuito del
autotransformador.
Para la prueba de cortocircuito del auto transformador
se hace de manera similar al transformador, alimentado

3. LABORATORIO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS I
PRÁCTICA NO. 2. TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS: PRUEBAS DE VACÍO Y CORTO
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
Escuela de Ingenierías Eléctrica, Electrónica y Telecomunicaciones - E³T
“Perfecta combinación entre energía e intelecto”
el lado de mayor tensión para obtener la corriente
nominal con una tensión menor, mientras que el lado de
baja permanece en cortocircuito. Como muestra la figura
6.
Como en cualquier máquina eléctrica, el rendimiento es
el cociente entre la potencia útil o potencia secundaria y
la potencia total o de entrada en el primario.
El rendimiento depende de la condición de carga que
exista. Es decir, si se modifica la potencia que la carga
consume y/o su factor de potencia, la eficiencia cambia.
Sin embargo, el rendimiento no depende de si el factor
de potencia es en adelanto o en atraso. La máxima
eficiencia se obtiene para factor de potencia uno y una
condición de carga que depende de las pérdidas en el
núcleo. Para cada factor de potencia, la condición de
carga a la cual se presenta la mayor eficiencia es la
misma.
La regulación del transformador o del autotransformador
es una medida de la variación de tensión que se
experimenta en el lado secundario, cuando se pasa de
vacío a una condición de carga dada, manteniendo
constante la tensión en el primario. La regulación se
expresa en tanto por ciento de la magnitud de la tensión
que se presenta con la carga considerada.
Para cada condición de carga la regulación es diferente,
e incluso depende de si el factor de potencia es en
adelanto o en atraso.
La regulación se calcula como la diferencia entre la
magnitud de la tensión en el secundario en vacío (Vso) y
la magnitud de la tensión en el secundario en carga (Vs),
expresada en tanto por ciento de la magnitud de la
tensión en carga; manteniendo constante la magnitud
de la tensión en el primario.
BIBLIOGRAFÍA
 Chapman J. Stephen. Máquinas eléctricas.
Editorial Mc Graw Hill, Bogotá, Colombia, 1987.
 Fraile Mora, Jesús, Máquinas Eléctricas; U.P.M.,
Editorial Mc Graw Hill , 1993