Problema 92-4    Fuente:  Problema desarrollado por el autor del sitio.

Un transformador monofásico de 25 KVA, con una tensión primaria de 13.200 V y una tensión secundaria de 220 V, tiene una resistencia del devanado primario de 0,3 Ω y una resistencia del devanado secundario de 0,005 Ω. Al secundario se conecta una carga de 20 KVA con un FP = 0,75. Las pérdidas de hierro son120 W.

a) En esta condición, encuentre la eficiencia del transformador.

b) Si cambia la carga a 25 KVA con FP = 0,9, ¿cuál es el nuevo rendimiento?

Solución del Problema 92-4

Item a

Inicialmente determinaremos el valor de la corriente eléctrica en el secundario, I₂, del transformador.

La relación de transformación es a = 13.200/220 = 60. Podemos calcular la corriente en el primario del transformador, es decir, I₁. Así:

Con los datos del problema podemos calcular R'_eq, que es la resistencia equivalente del devanados del transformador referenciados al primario. Así:

Realizando el cálculo, encontramos:

Ahora tenemos los valores necesarios para calcular las pérdidas de cobre, o sea:

Realizando el cálculo, encontramos

Ahora usemos la ecuación eq. 92-21 para calcular la eficiencia del transformador, recordando que R''_eq I₂² = R'_eq I₁². Entonces tenemos:

Realizando el cálculo, encontramos

Item b

Inicialmente determinaremos el valor de la corriente eléctrica en el primario, I₁, desde el transformador hasta la potencia nominal.

Así, el nuevo valor de las pérdidas de cobre es:

Realizando el cálculo, encontramos

Calculando V₁ I₁ FP = 22.500,72 W. Por lo tanto, el valor de la eficiencia del transformador, usando eq.92-21 es:

Realizando el cálculo, encontramos