Transformadores de instrumentos: ¿Qué es? (y sus ventajas)

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Ultima edición el 21 septiembre, 2023

Los transformadores de instrumentos son dispositivos que se utilizan para medir y controlar la corriente eléctrica en los sistemas de energía eléctrica. Estos transformadores se utilizan para disminuir la corriente eléctrica de alta tensión y convertirla en una corriente eléctrica de baja tensión que es más fácil de medir y controlar. Los transformadores de instrumentos tienen muchas ventajas en comparación con otros métodos de medición de corriente eléctrica, por lo que son ampliamente utilizados en la industria eléctrica y en otros campos relacionados. En esta presentación, exploraremos qué son los transformadores de instrumentos y sus ventajas.

¿Qué es un transformador de instrumentos?

Un transformador de instrumentos es un dispositivo utilizado en la medición de corriente eléctrica y voltaje. Su función principal es transformar una señal eléctrica de alta intensidad en una señal de menor intensidad que pueda ser medida por un instrumento de medición.

Funcionamiento

El transformador de instrumentos consta de un núcleo magnético y dos bobinas: la bobina primaria y la bobina secundaria. La corriente eléctrica que fluye a través de la bobina primaria crea un campo magnético que induce una corriente eléctrica en la bobina secundaria. La relación entre la corriente eléctrica en la bobina primaria y la corriente eléctrica en la bobina secundaria está determinada por la relación de vueltas de las bobinas.

Ventajas

  • Permite medir corrientes y voltajes de alta intensidad de manera segura y precisa.
  • Protege al instrumento de medición de sobrecargas eléctricas.
  • Mejora la precisión de las mediciones al reducir los errores de medición.
  • Los transformadores de instrumentos son eficientes y duraderos.

Ejemplo de aplicación

Un transformador de instrumentos puede ser utilizado en la medición de la corriente eléctrica en una línea de alta tensión. La corriente eléctrica en la línea de alta tensión es transformada por el transformador de instrumentos en una corriente más baja que puede ser medida por un amperímetro. Esto permite que la corriente eléctrica sea medida de manera segura y precisa sin poner en riesgo al personal y al equipo de medición.

Conclusión

Su capacidad para transformar señales eléctricas de alta intensidad en señales de menor intensidad lo convierte en una herramienta esencial para la medición de corriente eléctrica en líneas de alta tensión y otros sistemas eléctricos de alta intensidad. Además, el uso de un transformador de instrumentos mejora la precisión de las mediciones y protege al equipo de medición de sobrecargas eléctricas.

Ventajas de los transformadores de instrumentos

Los transformadores de instrumentos son dispositivos utilizados en la industria eléctrica para medir corrientes y voltajes en sistemas de alta tensión. A continuación, se presentan algunas de las ventajas que ofrecen:

1. Seguridad

Los transformadores de instrumentos permiten medir corrientes y voltajes de alta tensión sin que los instrumentos de medición estén en contacto directo con los cables de alta tensión. Esto reduce el riesgo de electrocución para los trabajadores que realizan mediciones en el sistema eléctrico. Además, los transformadores de instrumentos son capaces de soportar altas sobrecargas y cortocircuitos, por lo que son muy seguros de usar.

2. Precisión

Los transformadores de instrumentos son muy precisos en la medición de corrientes y voltajes en sistemas de alta tensión, lo que permite obtener datos exactos para el análisis del sistema eléctrico. Estos transformadores también son capaces de medir corrientes y voltajes de forma continua y en tiempo real, lo que es esencial para el monitoreo y el control de la calidad del suministro eléctrico.

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3. Flexibilidad

Los transformadores de instrumentos son muy versátiles y se pueden utilizar en una amplia variedad de aplicaciones, desde la medición de corrientes en líneas de transmisión hasta la protección de transformadores y generadores de energía. Además, los transformadores de instrumentos pueden ser utilizados con diferentes tipos de instrumentos de medición, lo que los hace muy adaptables a diferentes tipos de sistemas eléctricos.

4. Economía

Los transformadores de instrumentos son más económicos que los instrumentos de medición de alta tensión, ya que no necesitan estar aislados eléctricamente y no requieren un mantenimiento constante. En general, los transformadores de instrumentos son una opción más rentable para la medición de corrientes y voltajes en sistemas de alta tensión.

5. Durabilidad

Los transformadores de instrumentos son dispositivos muy duraderos y resistentes al desgaste. Están diseñados para soportar condiciones extremas, como altas temperaturas, vibraciones y fluctuaciones de voltaje, sin sufrir daños. Por lo tanto, son una opción muy confiable para la medición de corrientes y voltajes en sistemas de alta tensión.

Estas características hacen que los transformadores de instrumentos sean una herramienta esencial en la industria eléctrica y una opción muy recomendable para cualquier sistema eléctrico de alta tensión.

Aplicaciones de los transformadores de instrumentos

Los transformadores de instrumentos son dispositivos utilizados en la medición de corriente y voltaje en circuitos eléctricos. Ofrecen varias ventajas en comparación con los métodos tradicionales de medición y se utilizan ampliamente en una variedad de aplicaciones.

Medición de corriente en sistemas de alta tensión

Los transformadores de instrumentos se utilizan comúnmente para medir la corriente en sistemas de alta tensión, como líneas de transmisión de energía eléctrica. Esto se debe a que los transformadores de corriente pueden proporcionar una medición precisa de la corriente sin la necesidad de interrumpir el circuito.

Medición de corriente en sistemas de baja tensión

Los transformadores de corriente también se utilizan en sistemas de baja tensión, como en la medición de la corriente de carga en un motor eléctrico. En este caso, el transformador de corriente se coloca alrededor del cable que alimenta el motor, lo que permite medir con precisión la corriente que fluye a través del motor sin la necesidad de desconectar el cable.

Medición de voltaje en sistemas de alta tensión

Los transformadores de potencial se utilizan para medir el voltaje en sistemas de alta tensión, como líneas de transmisión de energía eléctrica. Un transformador de potencial reduce el voltaje de la línea a un nivel que se puede medir con seguridad con un multímetro o un osciloscopio. Esto permite la medición precisa del voltaje sin poner en riesgo a los trabajadores o equipos.

Medición de voltaje en sistemas de baja tensión

Los transformadores de potencial también se utilizan en sistemas de baja tensión, como en la medición del voltaje de una batería. En este caso, el transformador de potencial se utiliza para reducir el voltaje de la batería a un nivel que se puede medir con precisión con un multímetro.

Protección de equipos eléctricos

Los transformadores de instrumentos también se utilizan para proteger equipos eléctricos. Por ejemplo, los transformadores de corriente se utilizan en los sistemas de protección contra sobrecarga de los motores eléctricos. Si la corriente supera un cierto nivel, el transformador de corriente envía una señal a un disyuntor que apaga el motor para evitar daños.

Ofrecen una medición precisa y segura de la corriente y el voltaje, y son ampliamente utilizados en una variedad de aplicaciones.

Tipos de transformadores de instrumentos

Los transformadores de instrumentos son dispositivos que se utilizan para medir la corriente y la tensión en sistemas de alta tensión. Estos transformadores reducen la corriente y la tensión a niveles que pueden ser medidos por los instrumentos de medición.

Transformadores de corriente

Los transformadores de corriente son utilizados para medir la corriente en sistemas de alta tensión. Estos transformadores toman la corriente que fluye a través de un conductor y la reducen a un nivel que puede ser medido por un instrumento de medición.

  • Transformadores de corriente de núcleo partido: Estos transformadores tienen un núcleo que se puede abrir para permitir la instalación alrededor de un conductor sin tener que desconectar el conductor.
  • Transformadores de corriente de núcleo sólido: Estos transformadores tienen un núcleo sólido y deben ser instalados alrededor de un conductor sin conexión.
  • Transformadores de corriente de ventana: Estos transformadores tienen una abertura en el núcleo que permite la instalación alrededor de un conductor sin desconectar el conductor.
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Transformadores de tensión

Los transformadores de tensión se utilizan para medir la tensión en sistemas de alta tensión. Estos transformadores toman la tensión que se mide en un circuito y la reducen a un nivel que puede ser medido por un instrumento de medición.

  • Transformadores de tensión de núcleo sólido: Estos transformadores tienen un núcleo sólido y se instalan en paralelo con el circuito que se está midiendo.
  • Transformadores de tensión de núcleo dividido: Estos transformadores tienen un núcleo que se puede abrir para permitir la instalación en un circuito sin tener que desconectar el circuito.
  • Transformadores de tensión de ventana: Estos transformadores tienen una abertura en el núcleo que permite la instalación alrededor del circuito sin desconectar el circuito.

Los transformadores de instrumentos ofrecen varias ventajas, como:

  • Seguridad: Al reducir la corriente y la tensión a niveles seguros, los transformadores de instrumentos protegen a los equipos y a las personas que trabajan en el sistema de alta tensión.
  • Precisión: Los transformadores de instrumentos proporcionan mediciones precisas de la corriente y la tensión en sistemas de alta tensión.
  • Facilidad de instalación: Los transformadores de instrumentos se pueden instalar sin desconectar los conductores o los circuitos.

Los transformadores de corriente y los transformadores de tensión son los tipos más comunes de transformadores de instrumentos y ofrecen varias ventajas, como seguridad, precisión y facilidad de instalación.

Características principales de los transformadores de instrumentos

Los Transformadores de Instrumentos son dispositivos eléctricos que se utilizan para transformar la corriente y el voltaje de un circuito eléctrico a valores más bajos y más seguros para su posterior medición. Estos transformadores se utilizan en una variedad de aplicaciones, como la medición de la corriente en líneas de alta tensión, la medición de la energía eléctrica consumida por un edificio o la medición de la corriente en motores eléctricos.

Características principales:

  • Relación de transformación: Es la relación entre la corriente o el voltaje del circuito primario y el circuito secundario. Esta relación determina la cantidad de voltaje o corriente que se reducirá en el circuito secundario.
  • Rango de frecuencia: Es el rango de frecuencia para el cual el transformador está diseñado para funcionar de manera óptima. Los transformadores de instrumentos están diseñados para una amplia gama de frecuencias, desde corriente continua hasta corriente alterna de alta frecuencia.
  • Precisión: La precisión de un transformador de instrumentos se refiere a la exactitud de la relación de transformación y la respuesta de frecuencia del transformador. La precisión se mide en términos de porcentaje de error.
  • Aislamiento: Los transformadores de instrumentos están diseñados con un alto nivel de aislamiento para garantizar la seguridad del operador y la integridad del equipo. El aislamiento se logra mediante el uso de materiales dieléctricos y barreras de aislamiento.
  • Capacidad de sobrecarga: La capacidad de un transformador de instrumentos para soportar una sobrecarga temporal sin dañar el equipo o afectar la precisión de la medición.
  • Conexión: Los transformadores de instrumentos pueden conectarse en serie o en paralelo, dependiendo de la aplicación. Las conexiones en serie se utilizan para medir la corriente en un circuito, mientras que las conexiones en paralelo se utilizan para medir el voltaje de un circuito.

Ventajas de los transformadores de instrumentos:

Los transformadores de instrumentos tienen varias ventajas, como:

  • Permiten la medición de corriente y voltaje en circuitos de alta tensión sin poner en riesgo la seguridad del operador.
  • Mejoran la precisión de las mediciones al reducir la corriente y el voltaje a niveles más manejables para los instrumentos de medición.
  • Proporcionan aislamiento eléctrico entre el circuito primario y el circuito secundario, lo que reduce el riesgo de dañar los equipos de medición.
  • Permiten la medición de corriente y voltaje en circuitos de alta frecuencia, lo que es difícil de hacer con los instrumentos de medición convencionales.
  • Se pueden utilizar para medir la energía eléctrica consumida por un edificio, lo que es útil para la facturación y la gestión de la energía.

Proporcionan aislamiento eléctrico, mejoran la precisión de las mediciones y reducen el riesgo de dañar los equipos de medición.

¿Cómo funcionan los transformadores de instrumentos?

Antes de hablar sobre cómo funcionan los transformadores de instrumentos, es importante saber qué son.

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¿Qué es un transformador de instrumentos?

Un transformador de instrumentos es un dispositivo que se utiliza para medir la corriente eléctrica de alta intensidad que fluye a través de un conductor. Este dispositivo se utiliza para reducir la corriente eléctrica a un nivel seguro para su medición y monitoreo.

¿Cómo funciona un transformador de instrumentos?

Un transformador de instrumentos funciona a través de un proceso llamado inducción electromagnética. Este proceso se produce cuando se introduce un conductor dentro de un campo magnético, lo que induce una corriente eléctrica en el conductor.

Los transformadores de instrumentos se componen de dos devanados de alambre: el devanado primario y el devanado secundario. El devanado primario es el que se conecta al conductor por el que fluye la corriente eléctrica de alta intensidad. El devanado secundario, por otro lado, se conecta a un instrumento de medición o monitoreo.

La corriente eléctrica fluye a través del devanado primario del transformador de instrumentos y genera un campo magnético. Este campo magnético a su vez induce una corriente eléctrica en el devanado secundario. La relación entre la corriente eléctrica en el devanado primario y la corriente eléctrica en el devanado secundario se llama relación de transformación.

¿Cuáles son las ventajas de los transformadores de instrumentos?

Los transformadores de instrumentos tienen varias ventajas, entre ellas:

  • Seguridad: Al reducir la corriente eléctrica a un nivel seguro para su medición y monitoreo, los transformadores de instrumentos ayudan a prevenir accidentes eléctricos.
  • Precisión: Los transformadores de instrumentos proporcionan mediciones precisas y confiables de la corriente eléctrica de alta intensidad.
  • Flexibilidad: Los transformadores de instrumentos se pueden utilizar en una amplia variedad de aplicaciones, incluyendo la medición de corriente eléctrica en transformadores de potencia, interruptores y otros equipos eléctricos.

En conclusión, los transformadores de instrumentos son dispositivos esenciales en muchas industrias y aplicaciones de medición. Permiten la medición de señales de corriente y voltaje de alta precisión, reduciendo los errores y aumentando la seguridad en el proceso. Además, su diseño robusto y su capacidad de aislamiento eléctrico hacen que sean una solución ideal para aplicaciones en entornos peligrosos. En definitiva, los transformadores de instrumentos son una herramienta vital para la medición precisa y segura de la energía eléctrica en cualquier sistema de potencia.

En conclusión, los transformadores de instrumentos son dispositivos esenciales en muchas industrias y aplicaciones de medición. Permiten la medición de señales de corriente y voltaje de alta precisión, reduciendo los errores y aumentando la seguridad en el proceso. Además, su diseño robusto y su capacidad de aislamiento eléctrico hacen que sean una solución ideal para aplicaciones en entornos peligrosos. En definitiva, los transformadores de instrumentos son una herramienta vital para la medición precisa y segura de la energía eléctrica en cualquier sistema de potencia.

En resumen, los transformadores de instrumentos son dispositivos que se utilizan para medir la corriente y el voltaje en aplicaciones de alta potencia. Gracias a su capacidad para aislar los circuitos de medición, estos transformadores ofrecen una serie de ventajas, como la seguridad, la precisión y la confiabilidad. Además, su diseño compacto y versátil los hace ideales para una amplia gama de aplicaciones industriales, desde la automatización de procesos hasta la generación de energía eléctrica. En definitiva, los transformadores de instrumentos son una herramienta indispensable para cualquier profesional que trabaje en el sector eléctrico.

JORGE CABRERA BERRÍOS Administrator
Ingeniero Electrónico por la UNI, con maestría y doctorado por la University of Electro-Communications (Japón).

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