Un transformador de corriente (TC) funciona según el principio de inducción electromagnética, de forma similar a un transformador estándar. Su función principal es reducir las corrientes elevadas de un sistema eléctrico a un valor más bajo y manejable para los dispositivos de medición, protección y control. He aquí un desglose del principio de funcionamiento de un transformador de corriente:
1. Construcción básica:
- Un TAC suele constar de:
- Bobinado primario: El conductor que transporta la corriente de alta intensidad, que puede ser de una sola vuelta o sólo el conductor del sistema que pasa por el núcleo del TC.
- Núcleo: De material ferromagnético, concentra el campo magnético creado por la corriente en el bobinado primario.
- Bobinado secundario: Bobinado alrededor del núcleo, con muchas más vueltas que el primario. Este devanado se conecta a contadores, relés u otros dispositivos de medición/protección.
2. Principio de funcionamiento: Inducción electromagnética:
El TC funciona basándose en la Ley de Faraday de inducción electromagnética, que establece que un campo magnético cambiante dentro de un conductor induce una tensión en otro conductor cercano.
- Corriente primaria:
- Cuando una corriente elevada circula por el devanado (o conductor) primario, genera un campo magnético alrededor del conductor primario.
- Este campo magnético es concentrado por el núcleo del TC y enlaza con el devanado secundario.
- Corriente inducida en el secundario:
- El campo magnético variable generado por la corriente primaria induce una fuerza electromotriz (FEM) en el devanado secundario, lo que hace que circule una corriente a través de él.
- La intensidad del secundario es proporcional a la del primario, pero se reduce en función de la relación de espiras entre los devanados primario y secundario.
- Relación de vueltas:
- La relación entre el número de espiras del devanado secundario y el número de espiras del devanado primario determina la reducción de corriente.
- Por ejemplo, si el primario consta de una espira (un conductor que pasa por el núcleo) y el secundario tiene 1000 espiras, una corriente primaria de 1000 A daría lugar a una corriente secundaria de 1 A (relación 1000:1).
3. Funcionamiento en circuito secundario cerrado:
- El devanado secundario debe estar siempre cerrado (conectado a una carga o cortocircuitado) cuando circula la corriente primaria. Esto permite que el campo magnético creado por la corriente primaria induzca una corriente proporcional en el secundario.
- El devanado secundario suele conectarse a dispositivos de medición de baja impedancia, como amperímetros, relés o sistemas de protección.
4. Finalidad y aplicaciones:
- Medición de corriente: Los TC reducen la corriente elevada del circuito primario a un valor normalizado más pequeño (por ejemplo, 1 A o 5 A), que puede medirse con seguridad mediante instrumentos.
- Protección: Los TC proporcionan entrada de corriente a los relés de protección que activan los disyuntores en caso de condiciones de sobrecorriente o avería.
- Aislamiento: Los TC aíslan eléctricamente el circuito primario de alta tensión de los dispositivos de medida o protección de baja tensión por seguridad.
5. Clases de precisión:
Los TC están diseñados para funcionar con gran precisión, de modo que la corriente secundaria sea directamente proporcional a la corriente primaria dentro de una clase de precisión especificada (por ejemplo, error del 1% o del 0,5%). La precisión es fundamental tanto en aplicaciones de medición como de protección.
Resumen del trabajo:
- La corriente primaria crea un campo magnético en el núcleo del TC.
- Este campo magnético variable induce una corriente en el devanado secundario.
- La corriente secundaria es una versión reducida de la corriente primaria, basada en la relación de vueltas.
- La corriente secundaria puede entonces medirse o utilizarse con fines de control/protección.
Esto permite la medición segura y precisa de corrientes elevadas en sistemas eléctricos, protegiendo tanto al personal como a los equipos.
