Cap. 10 Transformadores Prácticos

¿Qué propiedad básica de los transformadores ideales se modifica en los transformadores prácticos debido a la resistencia en los devanados y la permeabilidad finita del núcleo?. La relación de vueltas. Las pérdidas en el cobre y el núcleo. La permeabilidad del núcleo. El flujo de dispersión.

¿Qué representa la resistencia Rm en el circuito equivalente de un transformador práctico?. La reactancia magnetizante. Las pérdidas en el hierro. La corriente de dispersión. La resistencia del devanado primario.

¿Qué mide la reactancia magnetizante Xm en un transformador?. La resistencia del núcleo. La corriente de carga. La permeabilidad del núcleo. El flujo de dispersión.

¿Qué corriente se retrasa 90° con respecto al voltaje aplicado en el primario (E₁) en un transformador práctico?. La corriente de excitación (Io). La corriente de pérdidas en el hierro (If). La corriente magnetizante (Im). La corriente total del primario (I₁).

En un transformador práctico sin carga, ¿cómo se relaciona la corriente de excitación (Io) con las corrientes de pérdidas en el hierro (If) y la corriente magnetizante (Im)?. Io es la suma algebraica de If e Im. Io es la suma fasorial de If e Im. Io es la diferencia fasorial de If e Im. Io es el producto de If por Im.

¿Cómo se pueden determinar experimentalmente los valores de Rm y Xm en un transformador práctico?. Mediante una prueba de cortocircuito. Mediante una prueba sin carga (circuito abierto). Aplicando un voltaje DC. Midiendo la resistencia de los devanados.

¿Qué es el flujo de dispersión en un transformador?. El flujo que se enlaza completamente entre primario y secundario. El flujo generado por la corriente magnetizante. El flujo que no se enlaza con el devanado secundario (o primario). El flujo que causa pérdidas en el núcleo.

¿Qué efecto tiene el acoplamiento débil entre los devanados de un transformador?. Aumenta la eficiencia. Reduce las pérdidas en el núcleo. Incrementa el flujo de dispersión. Disminuye la relación de vueltas.

¿Cómo se pueden minimizar las reactancias de dispersión (Xf1 y Xf2) en un transformador?. Usando un núcleo de aire. Enrollando los devanados primaria y secundaria uno encima del otro. Aumentando la distancia entre los devanados. Reduciendo el número de espiras.

¿Cuál es la principal diferencia entre un transformador de polaridad aditiva y uno de polaridad sustractiva en términos de la disposición de las terminales H₁ y X₁?. En polaridad aditiva, H₁ y X₁ son adyacentes; en sustractiva, están opuestas. En polaridad aditiva, H₁ y X₁ están opuestas; en sustractiva, son adyacentes. La disposición no afecta la polaridad. La polaridad depende del voltaje, no de la disposición.

¿Qué prueba se utiliza para determinar si un transformador tiene polaridad aditiva o sustractiva?. Prueba de cortocircuito. Prueba de circuito abierto. Prueba de polaridad con un voltímetro. Medición de resistencia de devanados.

¿Por qué se utilizan tomas (taps) en los devanados primarios de los transformadores de distribución?. Para aumentar la capacidad de potencia. Para ajustar la relación de vueltas y compensar las caídas de voltaje en la línea. Para reducir las pérdidas en el núcleo. Para cambiar la frecuencia de operación.

¿Cuáles son los tres tipos principales de pérdidas en un transformador?. Pérdidas en el cobre, pérdidas en el núcleo y pérdidas mecánicas. Pérdidas en el cobre, pérdidas en el núcleo y pérdidas por ventilación. Pérdidas en el cobre, pérdidas por histéresis y pérdidas por corrientes parásitas. Pérdidas en los devanados, pérdidas en el núcleo y pérdidas por radiación.

¿Cómo se expresa la capacidad de potencia de un transformador?. En Watts (W). En Volt-Amperes (VA) o sus múltiplos (kVA, MVA). En Voltios (V). En Amperios (A).

¿Qué indica la curva de saturación sin carga de un transformador?. La relación entre el voltaje aplicado y la corriente de carga. La relación entre el voltaje aplicado y la corriente de excitación, mostrando el punto donde el núcleo se satura. La eficiencia del transformador a diferentes cargas. Las pérdidas en el cobre en función del voltaje.

¿Cuál es el propósito de los métodos de enfriamiento en un transformador?. Aumentar la eficiencia. Mantener la temperatura dentro de límites aceptables para preservar los materiales aislantes y prevenir el deterioro. Reducir el tamaño del transformador. Disminuir la impedancia.

¿Por qué se simplifica el circuito equivalente de un transformador para análisis prácticos?. Para hacerlo más complejo y detallado. Para reducir el número de elementos y facilitar los cálculos en condiciones específicas (sin carga, a plena carga). Para eliminar las pérdidas. Para aumentar la precisión en todos los casos.

¿Qué parámetro afecta principalmente la regulación de voltaje de un transformador?. La frecuencia de la red. El factor de potencia de la carga. La temperatura ambiente. El tipo de núcleo (hierro o aire).

¿Qué sucede si dos transformadores con impedancias por unidad diferentes se conectan en paralelo para alimentar una carga?. La carga se divide proporcionalmente a sus capacidades (kVA). El transformador con menor impedancia por unidad tenderá a transportar más corriente, posiblemente sobrecargándose. Ambos transformadores operarán a su máxima eficiencia. La impedancia total será la suma de ambas.

¿Cuál es la principal ventaja de usar el método de valores por unidad (pu) en el análisis de transformadores y sistemas eléctricos?. Permite trabajar con números más grandes y complejos. Elimina la necesidad de considerar la frecuencia. Simplifica las comparaciones de magnitudes relativas (impedancias, voltajes, corrientes) y hace que los cálculos sean independientes de las bases elegidas. Aumenta la precisión de las mediciones.

En el contexto de los transformadores, ¿qué significa que las impedancias de los transformadores conectados en paralelo sean iguales?. Que la carga se dividirá equitativamente entre ellos. Que la carga se dividirá proporcionalmente a sus capacidades nominales (kVA). Que uno de los transformadores se sobrecargará. Que el voltaje de salida será cero.

¿Qué tipo de pérdidas se relacionan directamente con la corriente que fluye por los devanados de un transformador?. Pérdidas por histéresis. Pérdidas por corrientes parásitas. Pérdidas I²R (pérdidas en el cobre). Pérdidas por radiación.

Si la permeabilidad del núcleo de un transformador es baja, ¿cómo se esperaría que fuera la reactancia magnetizante (Xm)?. Alta, para compensar la baja permeabilidad. Baja, reflejando la dificultad para establecer el flujo magnético. Igual, independientemente de la permeabilidad. Cero.

¿Qué representa la corriente 'If' en el análisis de un transformador práctico sin carga?. La corriente necesaria para crear el flujo magnético. La corriente que causa pérdidas por histéresis. La corriente que suplanta las pérdidas en el hierro. La corriente total que circula por el devanado primario.

¿Cuál es la función principal de los radiadores en un transformador de potencia enfriado por aceite?. Aumentar la impedancia del transformador. Incrementar el área de superficie para disipar el calor del aceite al aire circundante. Proporcionar aislamiento adicional. Reducir el nivel de ruido.

En un transformador monofásico, si el devanado secundario tiene el doble de vueltas que el primario (N₂ = 2N₁), ¿cómo se compara el voltaje inducido en el secundario (E₂) con el voltaje inducido en el primario (E₁)?. E₂ es la mitad de E₁. E₂ es igual a E₁. E₂ es el doble de E₁. La relación depende de la carga.

¿Qué es la 'regulación de voltaje' de un transformador?. La diferencia entre el voltaje nominal y el voltaje real de salida. El cambio porcentual en el voltaje del secundario desde la condición sin carga hasta la condición a plena carga, con el voltaje primario constante. La capacidad del transformador para mantener un voltaje constante bajo cualquier condición de carga. La relación entre el voltaje primario y el secundario.

Si una carga conectada a un transformador tiene un factor de potencia capacitivo, ¿cómo se espera que sea la regulación de voltaje?. Positiva y alta. Negativa (el voltaje sin carga es mayor que el de plena carga). Cero. Indefinida.

¿Por qué se utilizan los transformadores de potencia con la capacidad de cambiar de 'toma' (tap) en los sistemas de distribución?. Para aumentar la potencia nominal del transformador. Para ajustar la relación de vueltas y mantener el voltaje del secundario dentro de límites aceptables a pesar de las variaciones del voltaje de entrada. Para cambiar la frecuencia de la red eléctrica. Para reducir las pérdidas en el cobre.

¿Cuál es la función de la 'rama de magnetización' (Rm y Xm en paralelo) en el circuito equivalente de un transformador?. Representar las pérdidas en el cobre. Representar el flujo de dispersión. Representar las pérdidas en el núcleo y la corriente necesaria para magnetizarlo. Representar la impedancia de la carga.

En un transformador ideal, ¿qué sucede con la potencia aparente si el voltaje en el primario se reduce a la mitad y la corriente se duplica?. La potencia aparente se reduce a la mitad. La potencia aparente se duplica. La potencia aparente permanece igual. La potencia aparente se cuadruplica.

Cuando un transformador está bajo carga, el flujo mutuo es creado por la acción conjunta de: La fuerza magnetomotriz del primario únicamente. La fuerza magnetomotriz del secundario únicamente. Las fuerzas magnetomotrices del primario y el secundario. El voltaje aplicado al primario.

En la prueba de cortocircuito de un transformador, ¿por qué se aplica un voltaje mucho más bajo que el nominal al primario?. Para medir las pérdidas en el núcleo con precisión. Para limitar la corriente a un valor seguro (generalmente nominal o menor) y evitar el sobrecalentamiento de los devanados, ya que las impedancias de dispersión dominan bajo esta condición. Para simular la condición sin carga. Para medir la corriente magnetizante.

¿Cuál es la principal razón por la que los transformadores de potencia se enfrían mediante aceite?. El aceite es un mejor conductor térmico que el aire y un mejor aislante eléctrico que el aire, especialmente a altos voltajes. El aceite reduce la impedancia del transformador. El aceite previene la formación de flujos de dispersión. El aceite elimina las pérdidas por histéresis.

Cuando se conectan dos transformadores en paralelo, ¿qué condición asegura que la carga se distribuya proporcionalmente a sus capacidades nominales (kVA)?. Que tengan la misma relación de vueltas. Que tengan la misma impedancia por unidad. Que tengan la misma resistencia de devanado. Que tengan la misma reactancia de dispersión.

¿Qué se busca principalmente al minimizar las resistencias de los devanados (R₁ y R₂) en un transformador?. Aumentar la inductancia total. Reducir las pérdidas por efecto Joule (I²R) y mejorar la eficiencia. Aumentar el flujo mutuo. Disminuir la corriente de excitación.

En un transformador práctico, ¿cómo se relaciona el flujo de dispersión en el primario (f₁) con la corriente del primario (I₁)?. f₁ está en fase con I₁. f₁ está 90° adelantado a I₁. f₁ está 90° retrasado respecto a I₁. f₁ está en oposición de fase a I₁.

¿Para qué se utiliza la prueba de circuito abierto en un transformador?. Para determinar la impedancia de dispersión (Xp) y la resistencia total (Rp). Para determinar la impedancia de carga. Para determinar la resistencia del núcleo (Rm) y la reactancia magnetizante (Xm). Para medir la corriente de cortocircuito.

Si un transformador tiene una alta eficiencia (ej. 99.5%), ¿qué implica sobre sus pérdidas?. Las pérdidas son muy altas. Las pérdidas son muy bajas en comparación con la potencia nominal. Las pérdidas son iguales a la potencia de salida. Las pérdidas son nulas.

¿Cuál es el propósito principal de usar un núcleo de hierro laminado en un transformador?. Aumentar la resistencia del núcleo. Reducir las pérdidas por corrientes parásitas. Aumentar la inductancia mutua. Permitir un mayor voltaje de operación.

¿Qué significa que un transformador tiene polaridad 'sustractiva' según la disposición de las terminales?. Que el voltaje de salida es menor que el voltaje de entrada. Que las terminales H₁ y X₁ están adyacentes, y al conectar un puente entre ellas y medir el voltaje entre las otras dos, este voltaje será menor que el voltaje primario aplicado. Que las terminales H₁ y X₁ están opuestas, y la suma de voltajes es menor. Que el transformador opera mejor con cargas sustractivas.

¿Cómo se puede simplificar el circuito equivalente de un transformador que opera a plena carga, ignorando la rama de magnetización?. Eliminando las resistencias e inductancias de dispersión. Considerando solo las resistencias e inductancias de dispersión en serie, y omitiendo Rm y Xm. Considerando solo Rm y Xm en paralelo. Desplazando todas las impedancias al lado del secundario.

En un transformador, ¿qué son las 'pérdidas parásitas' producidas por corrientes inducidas en el tanque o contenedor?. Pérdidas en el cobre. Pérdidas en el núcleo (histéresis). Pérdidas debido a la circulación de corrientes inducidas en las partes metálicas no deseadas del transformador por los flujos de dispersión. Pérdidas por sobrecarga.