autotransformadores

Autotransformadores.

En contra de los que muchos creen, un autotransformador no necesariamente tiene que estar constituido de una única bobina, puede llevar dos, tres o más bobinas, todo dependerá de la clase de autotransformador de que se trate.
Los autotransformadores por sus características técnicas se usan, principalmente, cuando se desea transformar una tensión y la relación de vueltas entre la bobina primaria y la bobina secundaria es casi 1. Pero también se suelen emplear para los arranques de motores y para regular las líneas de transmisión.
Entre sus ventajas tenemos que destacar el bajo precio económico frente a un transformador normal con idénticas especificaciones técnicas. Esto en lo que se refiere a lo económico, en cuanto al rendimiento propiamente dicho, hay que reseñar las siguientes ventajas:

1. Menos corriente. El autotransformador necesita menos cantidad de corriente para generar el flujo en el núcleo.

2. La potencia. El autotransformador genera más potencia que un transformador normal de especificaciones similares.

3. Eficiencia. El autotransformador es más eficiente (mejor rendimiento) que un transformador normal, con potencias parecidas.

En cuanto a los inconvenientes, cabe reseñar la pérdida de aislamiento eléctrico entre la tensión del primario y la tensión del secundario.
Los autotransformadores se pueden utilizar del mismo modo que los transformadores convencionales, es decir, tienen las mismas utilidades. Asimismo, los transformadores convencionales o de dos bobinas se pueden convertir en autotransformadores si se conectan de determinadas formas, algo que veremos más adelante.

autotransformador

Como podemos observar en el dibujo N1 y N2 representan el primario y el secundario del autotransformador, lo que no quiere decir que sean dos bobinas diferentes, como ya hemos explicado puede ser una sola bobina, dos o más bobinas conectadas en serie sobre el mismo núcleo.
También podemos observar que entre el primario y el secundario existe una línea común 2-4, de aquí la desventaja de la pérdida de aislamiento eléctrico entre las dos tensiones (entrada y salida).
La tensión E1 alimenta al primario y se utiliza de común. Asimismo, la intensidad I0 es la que genera el flujo Φm. El valor del flujo Φm se mantendrá constante, siempre y cuando se mantenga constante E1
Por otro lado, tenemos que entre los puntos 3-4 hemos redefinido el secundario y, por tanto tenemos una tensión E2 cuya ecuación será, teniendo en cuenta la relación de vueltas entre N1 y N2, la siguiente:

autotransformador

Ahora bien, si conectamos una carga Z, como sale en el siguiente gráfico, obtendremos la intensidad I2:

autotransformador

Al existir una corriente I2 tiene que surgir, por compensación, la corriente I1 . La corriente que circulará por la carga será I2-I1, además la fuerza magnetomotriz generada por I1 tiene que ser opuesta e igual a la generada por I2-I1, asi que tenemos:

autotransformador

que reduciendo la ecuación nos quedaría:

autotransformador

Suponiendo de que se trate de un autotransformador ideal, es decir, que no tenga pérdidas y que la corriente necesaria para provocar el flujo sea mínima, tendremos que las potencias de entrada y salida serán iguales:

autotransformador