¿Por qué ocurren pérdidas en el núcleo de un transformador?

Las pérdidas en el núcleo ocurren en un transformador debido principalmente a dos razones: pérdida por histéresis y pérdida por corrientes parásitas. La pérdida por histéresis se produce porque el material del núcleo (normalmente hecho de acero al silicio) sufre repetidos ciclos de magnetización y desmagnetización a medida que la corriente alterna fluye a través de los devanados del transformador. Cada ciclo hace que la energía se disipe en forma de calor debido a las propiedades magnéticas inherentes del material del núcleo, lo que provoca pérdidas por histéresis. La pérdida por corrientes parásitas, por otro lado, se produce debido a la formación de corrientes circulantes (corrientes parásitas) dentro del propio material del núcleo. Estas corrientes inducen un calentamiento resistivo, lo que contribuye a pérdidas de energía adicionales.

Las dos causas de pérdida de potencia en el núcleo de un transformador son la pérdida por histéresis y la pérdida por corrientes parásitas. La pérdida por histéresis se produce porque el material del núcleo presenta un retraso en la magnetización cuando se somete a campos magnéticos alternos. Este retraso da como resultado la disipación de energía en forma de calor durante cada ciclo magnético. La pérdida por corrientes parásitas, por otro lado, surge de la circulación de corrientes dentro del material del núcleo inducida por el campo magnético cambiante. Estas corrientes encuentran resistencia en el material del núcleo, lo que provoca una mayor disipación de energía en forma de calor.

Las pérdidas en el núcleo de un transformador se denominan pérdidas constantes porque permanecen relativamente constantes independientemente de la carga del transformador. Estas pérdidas dependen principalmente de las propiedades magnéticas del material del núcleo y de la frecuencia de funcionamiento. Por el contrario, las pérdidas en el cobre (o pérdidas en los devanados) varían con la corriente de carga que fluye a través de los devanados del transformador. Las pérdidas en el cobre resultan de la resistencia de los conductores de cobre utilizados en los devanados y aumentan a medida que aumenta la corriente de carga. Esta distinción entre pérdidas constantes en el núcleo y pérdidas variables en el cobre es esencial en el diseño de transformadores y en los cálculos de eficiencia.

Las pérdidas en el núcleo y las pérdidas en el cobre son dos tipos distintos de pérdidas en un transformador. La pérdida del núcleo se refiere específicamente a la energía disipada como calor dentro del núcleo del transformador debido a la histéresis y las corrientes parásitas. Es una pérdida inherente que ocurre continuamente durante la operación del transformador, independientemente de las condiciones de carga. La pérdida de cobre, también conocida como pérdida de devanado o pérdida I²R, se refiere a la energía disipada en forma de calor en los devanados del transformador debido a la resistencia de los conductores de cobre. Las pérdidas en el cobre varían con el cuadrado de la corriente de carga y contribuyen a la reducción general de la eficiencia del transformador.

La pérdida del núcleo en un transformador se refiere a la potencia que se disipa como calor dentro del núcleo del transformador debido a la histéresis y las pérdidas por corrientes parásitas. La pérdida por histéresis ocurre porque el material del núcleo sufre inversiones magnéticas a medida que la corriente alterna fluye a través de los devanados, lo que resulta en una disipación de energía. La pérdida por corrientes parásitas surge de las corrientes circulantes inducidas dentro del material del núcleo por el campo magnético cambiante. Juntas, estas pérdidas representan la energía que no se transfiere a la carga sino que se convierte en calor dentro del núcleo del transformador, lo que afecta su eficiencia y rendimiento generales.

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