Transformadores y autotransformadores: cuál es la diferencia y la característica

Varios equipos eléctricos y redes eléctricas modernas en su conjunto utilizan principalmente CA para su trabajo. La corriente alterna alimenta motores, hornos de inducción, máquinas herramientas, computadoras, calentadores, calentadores eléctricos, dispositivos de iluminación, electrodomésticos.

Es imposible sobreestimar la importancia de la corriente alterna para el mundo moderno. Sin embargo, el alto voltaje se utiliza para transmitir energía eléctrica a largas distancias. Y el equipo requiere un bajo voltaje para su fuente de alimentación: 110, 220 o 380 voltios.

Por lo tanto, después de transmitir a una distancia, el voltaje debe reducirse. La reducción se lleva a cabo por etapas utilizando transformadores y autotransformadores.

En general, los transformadores están arriba y abajo. Los transformadores elevadores se instalan en plantas generadoras de energía, donde aumentan el voltaje alterno recibido del generador a cientos de miles e incluso un millón de voltios, que son adecuados para la transmisión a largas distancias con una pérdida de energía mínima. Y luego este alto voltaje se reduce nuevamente con la ayuda de transformadores.

Un transformador de potencia o red convencional es una unidad electromagnética cuyo propósito es cambiar el valor efectivo de la tensión alterna suministrada a su devanado primario. El transformador canónico tiene varios devanados, pero al menos dos: primario y secundario.

Las vueltas de todos los devanados del transformador rodean un núcleo magnético común: el núcleo. Se aplica un voltaje al devanado primario, cuyo valor debe cambiarse, un consumidor o una red con enchufes, desde la cual se alimentarán numerosos consumidores, se conecta al devanado secundario (secundario) (devanados).

Más información sobre el transformador del dispositivo, ver aquí:Cómo está organizado y funcionando el transformador, qué características se tienen en cuenta durante el funcionamiento

El funcionamiento del transformador se basa en la ley de inducción electromagnética de Faraday. Cuando una corriente alterna fluye a través de las vueltas del devanado primario, un campo electromagnético alterno de una corriente dada actúa en el espacio dentro del devanado (principalmente).

Este campo magnético alterno es capaz de inducir la inducción de EMF en el devanado secundario, que cubre el espacio de acción del flujo magnético del devanado primario. En un transformador convencional, los devanados primarios están aislados galvánicamente del primario.

En un autotransformador, parte de las vueltas del devanado primario se usa como secundario. Es aconsejable utilizar autotransformadores cuando la tensión debe reducirse solo ligeramente, no a veces, como lo hacen los transformadores convencionales, sino, por ejemplo, 0,7 veces.

Por lo tanto, la principal diferencia entre un transformador y un autotransformador es que en un transformador convencional, los devanados están aislados eléctricamente entre sí, y los devanados del autotransformador tienen giros comunes y, por lo tanto, siempre están conectados galvánicamente. Con un transformador, cada devanado tiene al menos dos terminales propias; con un autotransformador, un terminal siempre será común a los devanados primario y secundario.

Los autotransformadores se usan ampliamente en redes con voltajes de más de 100 kV, ya que con la reducción gradual de voltaje, cuando está claro que los devanados del transformador final estarán aislados galvánicamente, la ausencia de aislamiento galvánico en la etapa del autotransformador no es crítica.

Pero desde un punto de vista económico, los autotransformadores son mucho más rentables que los ordinarios. Tienen menos pérdida en los devanados debido a menos cobre en los cables que los transformadores convencionales de potencia similar.

El tamaño del autotransformador a la misma potencia es menor, menos costos de material y núcleo. Los autotransformadores tienen una mayor eficiencia, porque solo una parte del flujo magnético está sujeta a conversión. Y en general, el costo de un autotransformador es menor.

Las desventajas del autotransformador, en contraste con el habitual, incluyen la falta de aislamiento galvánico entre los circuitos primario y secundario. Si el aislamiento se rompe por alguna razón, el devanado de bajo voltaje estará bajo alto voltaje. Por lo tanto, los autotransformadores generalmente no se usan en la vida cotidiana para no exponer a la persona promedio al peligro de una descarga eléctrica.

Con voltajes de hasta 1000 voltios, los autotransformadores se utilizan para regular el voltaje en forma de dispositivos de laboratorio: autotransformadores de laboratorio (LATR) y como parte de estabilizadores electromecánicos de voltaje (ver - Estabilizadores de voltaje de red de 220 V: comparación de varios tipos, ventajas y desventajas)