Estoy confundido en cuanto a la potencia del primario y el secundario de un transformador.
Un libro de texto elemental dice que la potencia en el primario y el secundario son iguales (y, por lo tanto, no hay ganancia o pérdida de potencia, en el caso ideal) porque , pero me parece que está ignorando fases. el poder es sólo cuando el voltaje y la corriente están en fase. En realidad, la energía en el primario es dónde es la diferencia de fase entre y y la potencia en el secundario es , dónde se define de manera similar. Entonces, la ecuación anterior se cumple solo cuando la diferencia de fase entre el voltaje y la corriente es la misma en el primario y el secundario ( ). Este es siempre el caso?
Lo que tampoco estoy seguro es qué se entiende por 'poder'. ¿Es 'poder consumido'? Un transformador ideal no puede consumir energía porque es puramente inductivo. Si está hablando de una carga resistiva en el secundario, ¿entonces habría otra carga resistiva en el primario, por lo que la potencia consumida se duplica si las cargas son iguales (en el caso del transformador 1: 1)? Bueno, no estoy seguro de qué tan general es la situación de la que estoy hablando, y es posible que también me esté perdiendo algo. Se agradecerán aclaraciones.
En un libro introductorio, los ejemplos suelen ser muy simples para facilitar la comprensión de un nuevo concepto, por lo que es posible que solo tengan cargas resistivas, por lo que no hay diferencia de fase entre la corriente o el voltaje, por lo que no se mencionan. Al igual que se supone que el transformador es ideal sin pérdidas.
No hay dos cargas, ya que el transformador ideal no consume energía en sí mismo, simplemente permite que la energía se transmita a través de él, pero el transformador puede transformar la impedancia de la carga para que sea adecuada con el voltaje de suministro proporcionado.
Por ejemplo, tiene una carga de 12 V CA 1 A (digamos, una bombilla) pero solo 120 V CA disponibles (red doméstica en algunos países). Entonces, la carga es como una resistencia de 12 ohmios que toma 12W, y debe transformarse en una carga de 12W a 120V. Por lo tanto, la relación de voltaje es 10: 1 y la relación de corriente también. Entonces, a través del transformador, debe verse como una carga de 0.1 A a 120 V, por lo que debe verse como una resistencia de 1200 ohmios, ya que (10: 1) al cuadrado es 100 * 12 ohmios.
"pero me parece que va ignorando fases"
En el caso ideal (sin pérdidas) esa fórmula se cumple en cualquier momento t, ∀ t.
Vp(t) * Ip(t) = Vs(t) * Is(t)
o
Pp(t) = Ps(t)
Si el secundario no tiene carga, entonces Is(t) = 0, entonces Ps(t) = 0
"... diferencia de fase entre..."
Las ecuaciones de red de dos puertos de un transformador ideal no son:
Vp(t) * Ip(t) = Vs(t) * Is(t)
pero:
Vp(t) = Vs(t)
Ip(t) = -Is(t)
Transformarlos en el dominio de los fasores.
Agregue una fuente de voltaje Vp en el dominio de los fasores:
Vp = Vm * exp((-j*2*pi*f*t) + θp)
Agregue una carga Z en el dominio de los fasores a la salida:
Zs = A + j*B = Zs * exp((-j*2*pi*f*t) + θs)
Vm, Zs, θp, θs son números fijos, no incógnitas.
Resuelva las ecuaciones en el dominio de los fasores, regrese al dominio del tiempo y verá que:
Vp(t) * Ip(t) = Vs(t) * Is(t) ∀ t
Las variables internas, como las corrientes y los voltajes, seguramente tendrán una diferencia de fase con respecto a θp.
Si la carga tiene un componente real R, algo de energía se disipará en forma de calor (potencia activa).
Si la carga no tiene un componente real R, entonces toda la potencia volverá a la fuente de tensión (Potencia Reactiva).
En ambos casos se puede calcular el factor de potencia.
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