¿Es cierto que el transformador de potencia tiene un rendimiento máximo a plena carga?

Question

¿Es cierto que el transformador de potencia tiene un rendimiento máximo a plena carga? En otras palabras, ¿es posible en la práctica?

Answer 1

Todos los transformadores van a emitir al menos algo menos de energía de la que se introduce. En otras palabras, no existe un transformador perfecto con una eficiencia del 100% (en aplicaciones prácticas reales. Se puede jugar en un laboratorio con materiales superconductores y núcleos de aire para acercarse al 100% de eficiencia, pero en el mejor de los casos eso es sólo para el propio transformador, sin consideraciones a nivel de sistema como la forma en que entra la energía y lo que sucede con ella después de salir). Además, en los transformadores reales, la eficiencia se contrapone al coste final. Puede que sea posible hacer un transformador más eficiente, pero eso también costaría más, posiblemente lo haría más pesado, más grande, etc., así que el fabricante eligió el compromiso que consideró mejor para el mercado objetivo.

Habrá un cierto rendimiento máximo para cualquier modelo de transformador en varios puntos de funcionamiento, incluso a plena carga.

O, si lo que preguntas es si la máxima eficiencia se produce a plena carga, entonces probablemente no. El tamaño del núcleo es uno de los principales factores de coste de un transformador. Los fabricantes no lo van a hacer más grande de lo necesario para cumplir con las especificaciones. Cuanto más potencia tenga que manejar un transformador, manteniendo todo lo demás constante, más grande tendrá que ser el núcleo. Dicho de otro modo, para cualquier tamaño de transformador habrá un nivel de potencia en el que el núcleo dejará de actuar "bien" para permitir un funcionamiento eficiente. Esto no ocurre de forma abrupta en un punto. Por lo tanto, a la máxima potencia, es probable que los efectos no agradables ya estén comenzando al menos un poco. Así que para responder a tu pregunta (si es que realmente lo has preguntado), no, la máxima eficiencia de la mayoría de los transformadores probablemente no está en su nivel máximo de potencia.

Por supuesto, la mejor manera de determinar esto para cualquier transformador dado es mirar su hoja de datos.

Answer 2

Las pérdidas en un transformador comprenden las fijas y las variables. Las fijas no dependen de la carga y son una función del diseño (como señala el Sr. Olin más arriba, el diseño es también un compromiso entre coste y eficiencia). Las pérdidas variables dependen de la carga. Por lo tanto, si se consideran por unidad de carga (eficiencia), las pérdidas fijas seguirán disminuyendo con el aumento de la carga, mientras que las variables aumentarán, sobre todo de forma no lineal. Por lo tanto, en algún punto de la carga, las pérdidas totales comenzarán a aumentar y ese punto es el punto de máxima eficiencia. Este puede no ser el punto de máxima potencia, ya que el punto de máxima potencia indica la capacidad de la máquina y no su eficiencia.