Un transformador de corriente (CT) es un transformador que mide la corriente de otro circuito. Está acoplado a un amperímetro (A en el diagrama) en su propio circuito para realizar esta medida. Medir la corriente de alto voltaje directamente requeriría la inserción de instrumentos de medición en el circuito medido - una dificultad innecesaria que consumiría la misma corriente que debe ser Medido. Además, el calor generado en el equipo de medición por la alta corriente podría dar lecturas falsas. Medir la corriente indirectamente con un CT es mucho más práctico.
Relaciones entre transformadores de tensión y corriente
La función de un transformador de corriente (CT) se puede entender mejor comparándolo con el transformador de voltaje (VT) más comúnmente conocido. Recuerde que en un transformador de voltaje, una corriente alterna en un circuito establece un campo magnético alterno en una bobina en el circuito. La bobina está envuelta alrededor de un núcleo de hierro, que propaga el campo magnético, casi sin disminuir, a otra bobina en un circuito diferente, uno sin una fuente de alimentación.
En contraste, la diferencia del CT es que el circuito con energía tiene, efectivamente, un lazo. El circuito alimentado atraviesa el núcleo de hierro solo una vez. Un CT es, por tanto, un transformador elevador.
Fórmulas CT y VT
Recuerde también que la corriente y el número de vueltas en las bobinas de un TT se pueden relacionar como:
i_1N_1 = i_2N_2
Esto se debe a que para una bobina (solenoide):
B = \ mu Ni
donde mu significa aquí la constante de permeabilidad magnética. Se pierde poca intensidad de B de una bobina a otra con un buen núcleo de hierro, por lo que las ecuaciones B para las dos bobinas son efectivamente iguales, lo que nos da la primera relación.
Sin embargo, N1 = 1 para el primario en el caso del transformador de corriente. ¿Es la línea de alimentación única efectivamente el equivalente a un bucle? ¿La última ecuación se reduce a i1 = yo2 norte2? No, porque se basó en ecuaciones de solenoide. Para N1 = 1, la siguiente fórmula es más apropiada:
B = \ frac {\ mu i} {2 \ pi r}
donde r es la distancia del centro del cable al punto donde se mide o se detecta B (el núcleo de hierro, en la caja del transformador). Entonces:
\ frac {i} {2 \ pi r} = i_2N_2
I1 es, por lo tanto, simplemente proporcional al valor medido por el amperímetro i2, reduciendo la medición de corriente a una simple conversión.
Usos comunes de transformadores
La única función central de un CT es determinar la corriente en un circuito. Esto es especialmente útil para monitorear líneas de alto voltaje en toda la red eléctrica. Otro uso omnipresente de los TC es en los medidores eléctricos domésticos. Un CT se acopla con un medidor para medir qué uso eléctrico cobrar al cliente.
Seguridad de los instrumentos eléctricos
Otra función de los TC es la protección de equipos de medición sensibles. Al aumentar el número de devanados (secundarios), N2, la corriente en el TC se puede reducir mucho más que la corriente en el circuito primario que se mide. En otras palabras, como N2 sube, yo2 baja.
Esto es importante porque la alta corriente produce calor que puede dañar los equipos de medición sensibles, como la resistencia de un amperímetro. Reducir i2 protege el amperímetro. También evita que el calor altere la precisión de la medición.
Relés de potencia de protección
Los TC, generalmente instalados en una carcasa especializada llamada armario de TC, también protegen las líneas principales de la red eléctrica. Un relé de sobrecorriente es un tipo de relé de protección (interruptor) que dispara un disyuntor si una corriente de alto voltaje excede un cierto valor preestablecido. Los relés de sobrecorriente usan un CT para medir la corriente, ya que la corriente de una línea de alto voltaje no se puede medir directamente.