Circuiti equivalenti e riporto delle grandezze al primario e secondario

Riporto al primario

Il rapporto di trasformazione vale $K_0 = \frac{N_1}{N_2} = \frac{V_{1n}}{V_{20}}$. Per analizzare il trasformatore come un unico circuito, si riportano le grandezze del secondario al primario:

• resistenza e reattanza di dispersione: $R_2' = R_2 \cdot K_0^2$, $X_{d2}' = X_{d2} \cdot K_0^2$;
• tensione: $V_2' = V_2 \cdot K_0$;
• corrente: $I_2' = \frac{I_2}{K_0}$.

Le formule di riporto usano il quadrato di $K_0$ per resistenza e reattanza, $K_0$ per la tensione e $1/K_0$ per la corrente. L'impedenza di cortocircuito equivalente primaria risulta $Z_{cc} = \sqrt{(R_1 + R_2')^2 + (X_{d1} + X_{d2}')^2}$.

Circuito equivalente

Il modello completo presenta un ramo parallelo con $R_{fe}$ in parallelo a $X_\mu$; questo ramo assorbe la corrente a vuoto $I_0$. $R_{fe}$ è la resistenza delle perdite nel ferro, mentre $X_\mu = \omega L_\mu$ è la reattanza magnetizzante. Il ramo serie contiene $R_{cc}=R_1+R_2'$ e $X_{cc}=X_{d1}+X_{d2}'$. Per carichi significativi ($I_2 \gg I_0$) si adotta il circuito semplificato, eliminando il ramo parallelo.

Caduta di tensione

La caduta di tensione percentuale si calcola come $\Delta V\% = \frac{I_2}{I_{2n}} \cdot (R_{cc}\% \cdot \cos\varphi + X_{cc}\% \cdot \sin\varphi)$. La caduta dipende dal rapporto di carico e da $\cos\varphi$ e $\sin\varphi$. Il riporto consente quindi di trattare primario e secondario in un'unica rappresentazione del circuito equivalente.