La correcta determinación de la corriente primaria y secundaria de un transformador es esencial para la seguridad eléctrica. Este cálculo, basado en NTC 2050, NEC e IEC, permite dimensionar protecciones y conductores de forma precisa.
Aquí descubrirás cómo calcular la corriente primaria y secundaria de transformadores según normativas internacionales, con fórmulas, tablas y ejemplos prácticos.
Calculadora con inteligencia artificial (IA) Calculadora de la corriente primaria y secundaria de un transformador – NTC 2050, NEC, IEC
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- Calcular la corriente primaria de un transformador trifásico de 75 kVA, 480 V, 208 V.
- ¿Cuál es la corriente secundaria de un transformador monofásico de 15 kVA, 220 V?
- Transformador de 112.5 kVA, 480/240 V, ¿cuál es la corriente en el lado de baja tensión?
- Para un transformador de 45 kVA, 440/220 V, ¿qué corriente circula por el primario?
Tabla de valores comunes de corriente primaria y secundaria de transformadores según NTC 2050, NEC, IEC
| Potencia (kVA) | Tensión Primaria (V) | Tensión Secundaria (V) | Fases | Corriente Primaria (A) | Corriente Secundaria (A) |
|---|---|---|---|---|---|
| 15 | 480 | 240 | Trifásico | 18.04 | 36.08 |
| 30 | 480 | 208 | Trifásico | 36.08 | 83.33 |
| 45 | 480 | 240 | Trifásico | 54.12 | 108.25 |
| 75 | 480 | 208 | Trifásico | 90.16 | 208.33 |
| 112.5 | 480 | 208 | Trifásico | 135.25 | 312.5 |
| 15 | 220 | 110 | Monofásico | 68.18 | 136.36 |
| 30 | 220 | 110 | Monofásico | 136.36 | 272.73 |
| 45 | 220 | 110 | Monofásico | 204.55 | 409.09 |
| 75 | 220 | 110 | Monofásico | 340.91 | 681.82 |
| 112.5 | 220 | 110 | Monofásico | 511.36 | 1022.73 |
La tabla anterior muestra valores típicos de corriente primaria y secundaria para transformadores monofásicos y trifásicos, calculados bajo condiciones ideales y siguiendo las normativas NTC 2050, NEC e IEC. Estos valores son útiles para la selección de conductores, protecciones y dimensionamiento de equipos.
Fórmulas para calcular la corriente primaria y secundaria de un transformador según NTC 2050, NEC, IEC
El cálculo de la corriente en los devanados de un transformador depende de la potencia nominal, el tipo de conexión (monofásico o trifásico) y la tensión de operación. A continuación, se presentan las fórmulas más utilizadas:
Transformador Monofásico
- Corriente primaria (Iprim): Iprim = S / Vprim
- Corriente secundaria (Isec): Isec = S / Vsec
Variables:
S = Potencia aparente del transformador en voltamperios (VA) o kilovoltamperios (kVA)
Vprim = Tensión primaria en voltios (V)
Vsec = Tensión secundaria en voltios (V)
- Valores comunes de S: 15 kVA, 30 kVA, 45 kVA, 75 kVA, 112.5 kVA
- Valores comunes de Vprim: 220 V, 480 V
- Valores comunes de Vsec: 110 V, 208 V, 240 V
Transformador Trifásico
- Corriente primaria (Iprim): Iprim = S / (√3 × Vprim)
- Corriente secundaria (Isec): Isec = S / (√3 × Vsec)
Variables:
S = Potencia aparente del transformador en voltamperios (VA) o kilovoltamperios (kVA)
Vprim = Tensión primaria en voltios (V)
Vsec = Tensión secundaria en voltios (V)
√3 = 1.732 (constante para sistemas trifásicos)
- Valores comunes de S: 15 kVA, 30 kVA, 45 kVA, 75 kVA, 112.5 kVA
- Valores comunes de Vprim: 220 V, 480 V
- Valores comunes de Vsec: 110 V, 208 V, 240 V
Las fórmulas anteriores son válidas para transformadores con factor de potencia unitario y eficiencia ideal. Para aplicaciones reales, se recomienda considerar la eficiencia del transformador (usualmente entre 95% y 98%) y el factor de potencia de la carga.
Explicación detallada de las variables y su importancia
- Potencia aparente (S): Es la capacidad nominal del transformador, expresada en kVA o VA. Es fundamental para determinar la corriente máxima que puede circular por los devanados sin sobrecalentamiento.
- Tensión primaria (Vprim): Es la tensión de alimentación del transformador. Su valor afecta directamente la corriente primaria.
- Tensión secundaria (Vsec): Es la tensión de salida del transformador, utilizada para alimentar la carga.
- Corriente primaria (Iprim): Es la corriente que circula por el devanado de entrada. Es clave para seleccionar el calibre de los conductores y las protecciones en el lado de alimentación.
- Corriente secundaria (Isec): Es la corriente que circula por el devanado de salida. Determina el dimensionamiento de los conductores y protecciones en el lado de carga.
- √3: Es la raíz cuadrada de 3, utilizada en sistemas trifásicos para convertir la potencia total a corriente de línea.
La correcta selección de estos valores garantiza la seguridad, eficiencia y cumplimiento normativo en instalaciones eléctricas industriales y comerciales.
Ejemplos del mundo real: Cálculo de corriente primaria y secundaria de transformadores
Ejemplo 1: Transformador trifásico de 75 kVA, 480 V / 208 V
- Datos:
- Potencia nominal (S): 75 kVA = 75,000 VA
- Tensión primaria (Vprim): 480 V
- Tensión secundaria (Vsec): 208 V
- Tipo: Trifásico
- Cálculo de corriente primaria:
- Iprim = S / (√3 × Vprim)
- Iprim = 75,000 / (1.732 × 480) = 75,000 / 831.36 = 90.24 A
- Cálculo de corriente secundaria:
- Isec = S / (√3 × Vsec)
- Isec = 75,000 / (1.732 × 208) = 75,000 / 360.26 = 208.23 A
Aplicación: Estos valores permiten seleccionar los conductores y protecciones adecuadas según NTC 2050, NEC e IEC. Por ejemplo, para la corriente primaria de 90.24 A, se debe elegir un conductor y protección que soporte al menos este valor, considerando factores de corrección por temperatura y agrupamiento.
Ejemplo 2: Transformador monofásico de 15 kVA, 220 V / 110 V
- Datos:
- Potencia nominal (S): 15 kVA = 15,000 VA
- Tensión primaria (Vprim): 220 V
- Tensión secundaria (Vsec): 110 V
- Tipo: Monofásico
- Cálculo de corriente primaria:
- Iprim = S / Vprim
- Iprim = 15,000 / 220 = 68.18 A
- Cálculo de corriente secundaria:
- Isec = S / Vsec
- Isec = 15,000 / 110 = 136.36 A
Aplicación: En instalaciones residenciales o comerciales, estos valores son esenciales para el diseño seguro de circuitos derivados y la selección de interruptores termomagnéticos.
Consideraciones normativas y recomendaciones prácticas
- La NEC (National Electrical Code) establece criterios para el dimensionamiento de conductores y protecciones en transformadores, incluyendo factores de corrección por temperatura y agrupamiento.
- La IEC (International Electrotechnical Commission) define los métodos de cálculo y pruebas para transformadores de potencia y distribución.
- La NTC 2050 (Colombia) adopta criterios similares a la NEC, con adaptaciones locales.
- Siempre se debe considerar la eficiencia del transformador y el factor de potencia de la carga para obtener valores más precisos.
- El uso de herramientas de cálculo automatizadas, como la calculadora IA presentada, reduce errores y agiliza el diseño eléctrico.
Para instalaciones críticas, se recomienda consultar las tablas de capacidad de conductores y protecciones de las normativas vigentes, así como realizar simulaciones de carga y estudios de cortocircuito.
Preguntas frecuentes sobre el cálculo de corriente en transformadores
- ¿Por qué es importante calcular la corriente primaria y secundaria? Para dimensionar correctamente conductores, protecciones y garantizar la seguridad de la instalación.
- ¿Qué sucede si se sobredimensiona o subdimensiona la protección? La subdimensionada puede dispararse por sobrecarga; la sobredimensionada no protegerá adecuadamente el transformador.
- ¿Se deben considerar pérdidas y eficiencia? Sí, especialmente en transformadores de gran capacidad o en aplicaciones críticas.
- ¿Las fórmulas cambian para transformadores secos o en aceite? No, pero la disipación térmica y la capacidad de sobrecarga pueden variar.
El cálculo preciso de la corriente primaria y secundaria de un transformador, conforme a NTC 2050, NEC e IEC, es fundamental para el diseño eléctrico seguro y eficiente. Utiliza siempre herramientas confiables y consulta las normativas actualizadas para garantizar el cumplimiento y la seguridad de tus proyectos.