Transformadors i autotransformadors: quina és la diferència i la funció

Diversos equips elèctrics i xarxes elèctriques modernes en conjunt utilitzen principalment l’AC per al seu treball. Alimentació de corrent altern motors, forns d’inducció, màquines-eina, ordinadors, calefactors, calefactors elèctrics, aparells d’il·luminació, electrodomèstics.

És impossible sobreestimar la importància del corrent altern per al món modern. Tanmateix, l’alta tensió s’utilitza per transmetre energia elèctrica a llargues distàncies. I l'equip requereix una baixa tensió per a la seva font d'alimentació: 110, 220 o 380 volts.

Per tant, després de transmetre a distància, s’ha de reduir el voltatge. La baixada es realitza per etapes mitjançant transformadors i autotransformadors.

En general, els transformadors estan amunt i avall. Els transformadors de pas s’instal·len a les plantes generadores, on augmenten la tensió alterna rebuda del generador fins a centenars de milers i fins i tot a un milió de volts, adequats per a la transmissió a llargues distàncies amb una pèrdua mínima d’energia. I llavors aquesta alta tensió es torna a reduir amb l’ajut dels transformadors.

Un transformador de xarxa convencional o de xarxa és una unitat electromagnètica que té com a finalitat canviar el valor efectiu de la tensió alterna subministrada al seu bobinat primari. El transformador canònic té diversos enrotllaments, però almenys dos - primari i secundari.

Els girs de tots els enrotllaments del transformador envolten un nucli magnètic comú. S’aplica un voltatge al bobinat primari, el valor del qual s’ha de canviar, es connecta un consumidor o una xarxa amb endolls, des de la qual s’alimentaran nombrosos consumidors a l’enrotllament secundari (secundari).

Per obtenir més informació sobre el transformador del dispositiu, vegeu aquí:Com es disposa i funciona el transformador, quines característiques es tenen en compte durant el funcionament

El funcionament del transformador es basa en la llei de la inducció electromagnètica de Faraday. Quan un corrent altern flueix a través dels girs de la bobinada primària, un camp electromagnètic alternant d’un corrent determinat actua a l’espai de l’interior (principalment).

Aquest camp magnètic alternatiu és capaç d’induir la inducció de l’EMF en l’enrotllament secundari, que cobreix l’espai d’acció del flux magnètic del bobinat primari. En un transformador convencional, els bobinats primaris estan aïllats galvanicament del primari.

En un autotransformador, una part de les voltes del bobinat primari s’utilitza com a secundària. És recomanable utilitzar autotransformadors quan la tensió s'ha de reduir només lleugerament, no a vegades, com ho fan els transformadors convencionals, però per exemple 0,7 vegades.

Així, la diferència principal entre un transformador i un autotransformador és que en un transformador convencional, els enrotllaments estan aïllats elèctricament els uns dels altres i els enrotllaments autotransformadors tenen voltes comunes i per tant sempre estan connectats galvànicament. Amb un transformador, cada enrotllament té almenys dos terminals propis; amb un autotransformador, un terminal sempre serà comú als bobinats primari i secundari.

Els autotransformadors s’utilitzen àmpliament en xarxes amb tensions superiors a 100 kV, ja que amb reducció de tensió pas a pas, quan queda clar que els enrotllaments del transformador final estaran aïllats galvànicament, l’absència d’aïllament galvànic a l’etapa de l’autotransformador no és crítica.

Però des d’un punt de vista econòmic, els autotransformadors són molt més rendibles que els ordinaris. Tenen menys pèrdues en els bobinats a causa de menys coure als cables que els transformadors convencionals de potència similar.

La mida del autotransformador a la mateixa potència és menor, menys costos de material i de nucli. Els autotransformadors tenen una eficiència més alta, perquè només una part del flux magnètic està sotmesa a conversió. I en general, el cost d’un autotransformador és menor.

Els desavantatges de l’autotransformador, en contrast amb l’habitual, inclouen la manca d’aïllament galvànic entre els circuits primaris i secundaris. Si es trenca l’aïllament per qualsevol motiu, l’enrotllament de baixa tensió serà sota alta tensió. Per tant, els autotransformadors no s’utilitzen habitualment a la vida quotidiana per no exposar la persona mitjana al perill de xoc elèctric.

A tensions de fins a 1000 volts, els autotransformadors s'utilitzen per regular la tensió en forma de dispositius de laboratori - autotransformadors de laboratori (LATRs) i com a part dels estabilitzadors de tensió electromecànics (vegeu - Estabilitzadors de tensió de xarxa de 220V: comparació de diversos tipus, avantatges i desavantatges)