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Transformadores. Problema 16. Máquinas eléctricas.

Problema. Un transformador convencional de 10 (kVA), 480/120 (V) se utiliza para suministrar potencia de una fuente de 600 (V) a una carga de 120 (V). Considere que el transformador es ideal y suponga que su aislamiento puede soportar hasta 600 (V).

a) Dibuje la conexión del transformador para este efecto.

b) Calcule el valor nominal en kilovoltamperes del transformador con esa configuración.

c) Encuentre las corrientes máximas primarias y secundarias en estas condiciones.

Solución a). Para esta configuración, el devanado común debe ser el más pequeño de los dos devanados. Entonces,

\displaystyle \frac{V_C}{V_{SE}} = \frac{N_{SE}}{N_C}

\displaystyle \frac{480}{120} = \frac{N_{SE}}{N_C}

\displaystyle 4 = \frac{N_{SE}}{N_C}

\displaystyle 4 N_C = N_{SE}

La conexión del transformador se muestra a continuación

Figura 2.16.1

Solución b). Los kilovoltamperes (kVA) nominales del transformador pueden ser hallados utilizando la siguiente ecuación

\displaystyle \frac{S_{ES}}{S_{D}} = \frac{N_{SE} + N_C}{N_{SE}}

Después, la potencia aparente de entrada y de salida del transformador esperada es

\displaystyle \frac{S_{ES}}{S_{D}} = \frac{4N_C + N_C}{4N_C}

\displaystyle \frac{S_{ES}}{S_{D}} = \frac{5}{4}

\displaystyle S_{ES} = \frac{5}{4} S_D

\displaystyle S_{ES} = \frac{5}{4} (10 \times 10^3)

\displaystyle \therefore S_{ES} =12.5 \times 10^3 \ VA = 12.5 \ (kVA)

Solución c). La corriente máxima primaria para esta configuración es

\displaystyle S = V_P I_P

\displaystyle I_P = \frac{S}{V_P} = \frac{S_{ES}}{V_P}

\displaystyle I_P = \frac{12.5 \ (kVA)}{600 \ (V)} = \frac{12.5 \times 10^3 \ (VA)}{600 \ (V)}

\displaystyle \therefore I_P = 20.833 \ (A)

Y la corriente secundaria es

\displaystyle S = V_S I_S

\displaystyle I_S = \frac{S}{V_S} = \frac{S_{ES}}{V_S}

\displaystyle I_S = \frac{12.5 \ (kVA)}{120 \ (V)} = \frac{12.5 \times 10^3 \ (VA)}{120 \ (V)}

\displaystyle \therefore I_S = 104.167 \ (A)

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