5. Prove di funzionamento

Per garantire che un trasformatore funzioni correttamente e rispetti le specifiche operative, vengono eseguite due prove fondamentali: la prova a vuoto e la prova in corto circuito.

Queste prove permettono di valutare le caratteristiche essenziali del trasformatore, come le perdite nel ferro (P_f) e le perdite nel rame (P_j).

Prova a vuoto del trasformatore #

La prova a vuoto prende il nome dal fatto che al secondario non è collegato niente (circuito aperto).

L’amperometro (A) misura la corrente a vuoto I₀, il wattmetro (W) la potenza a vuoto P₀ e il voltmetro (V) la tensione primaria nominale V_1n.

La potenza a vuoto P₀ è data da:

da cui si ricava il fattore di potenza a vuoto cos_φ0:

La prova a vuoto è molto importante in quanto la potenza a vuoto P₀ rappresenta la somma delle perdite nel ferro P_f e delle perdite per effetto Joule al primario P_j1:

Nota Bene: Dato che le perdite per effetto Joule al primario P_j1 sono molto basse, si può dire che approssimando che la P₀ rappresenta le perdite nel ferro P_f del trasformatore.

Normalmente la corrente a vuoto I₀ e la potenza a vuoto P₀ si esprimono in %:

Prova in cortocircuito del trasformatore #

La prova in cortocircuito prende il nome dal fatto che il secondario è collegato in cortocircuito. L’alimentazione è data da una tensione tale da ottenere le correnti nominali I_1n e I_2n. La tensione di alimentazione è molto inferiore a quella nominale e viene indicata come V_1cc.

In questa prova si possono trascurare le perdite nel ferro P_f e quindi la potenza in cortocircuito P_cc rappresenta le perdite per effetto Joule P_j degli avvolgimenti:

da cui si ricava il fattore di potenza in cortocircuito cos_φcc:

Con la prova in cortocircuito si possono ricavare anche i parametri delle rete equivalente ridotta al secondario R_eq” e X_eq”:

Normalmente la tensione di cortocircuito V_1cc e la potenza di cortocircuito P_cc si esprimono in %: