10.4: Fase

Dado que los transformadores son esencialmente dispositivos de CA, necesitamos ser conscientes de las relaciones de fase entre los circuitos primario y secundario. Usando nuestro ejemplo SPICE de antes, podemos trazar las formas de onda (Figura a continuación) para los circuitos primario y secundario y ver las relaciones de fase por nosotros mismos:

El voltaje secundario V (3,5) está en fase con el voltaje primario V (2), y se redujo por factor de diez.

Al pasar de primaria, V (2), a secundaria, V (3,5), la tensión se redujo en un factor de diez, (Figura anterior), y la corriente se incrementó en un factor de 10. (Figura a continuación) Tanto las formas de onda de corriente (Figura a continuación) como de voltaje (Figura anterior) están en fase al pasar de primaria a secundaria.

Las corrientes primarias y secundarias están en fase. La corriente secundaria se intensifica en un factor de diez.

Parecería que tanto el voltaje como la corriente para los dos devanados del transformador están en fase entre sí, al menos para nuestra carga resistiva. Esto es bastante simple, pero sería bueno saber de qué manera debemos conectar un transformador para garantizar que se mantengan las relaciones de fase adecuadas. Después de todo, un transformador no es más que un conjunto de inductores vinculados magnéticamente, y los inductores no suelen venir con marcas de polaridad de ningún tipo. Si tuviéramos que mirar un transformador sin marcar, no tendríamos forma de saber qué forma de conectarlo a un circuito para obtener voltaje y corriente en fase (o 180 ^o fuera de fase): (Figura a continuación)

Como cuestión práctica, la polaridad de un transformador puede ser ambigua.

Dado que esto es una preocupación práctica, los fabricantes de transformadores han ideado una especie de estándar de marcado de polaridad para denotar relaciones de fase. Se llama la convención de puntos, y no es más que un punto colocado junto a cada pata correspondiente de un devanado de transformador: (Figura abajo)

Un par de puntos indica polaridad similar.

Por lo general, el transformador vendrá con algún tipo de diagrama esquemático etiquetando los cables para devanados primarios y secundarios. En el diagrama habrá un par de puntos similares a lo que se ve arriba. A veces se omitirán los puntos, pero cuando se usan etiquetas “H” y “X” para etiquetar los cables del devanado del transformador, se supone que los números de subíndice representan la polaridad del devanado. _{Los cables “1" (H 1 y X1) representan donde normalmente se colocarían los puntos de marcado de polaridad.}

La colocación similar de estos puntos junto a los extremos superiores de los devanados primario y secundario nos dice que cualquier polaridad de voltaje instantánea que se vea a través del devanado primario será la misma que la del devanado secundario. Es decir, el desplazamiento de fase de primaria a secundaria será de cero grados.

Por otro lado, si los puntos en cada devanado del transformador no coinciden, el desplazamiento de fase será de 180 ^o entre primario y secundario, así: (Figura a continuación)

Fuera de fase: rojo primario a punto, secundario negro a punto.

Por supuesto, la convención de puntos solo te dice qué extremo de cada devanado es cuál, relativo al otro (s) devanado (s). Si quieres revertir la relación de fase tú mismo, todo lo que tienes que hacer es cambiar las conexiones sinuosas así: (Figura abajo)

En fase: rojo primario a punto, rojo secundario a punto.

Revisar

• Las relaciones de fase para voltaje y corriente entre los circuitos primarios y secundarios de un transformador son directas: idealmente, desplazamiento de fase cero.
• La convención de puntos es un tipo de marca de polaridad para los devanados del transformador que muestra qué extremo del devanado es cuál, en relación con los otros devanados.