El Transformador

Autor:

Ricardo Vasallo

C.I: 20,943,847

El Transformador Se denomina transformador a un dispositivo eléctrico que permite aumentar o

disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la potencia. La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal (esto es, sin pérdidas), es igual a la que se obtiene a la salida. Las máquinas reales presentan un pequeño porcentaje de pérdidas, dependiendo de su diseño y tamaño, entre otros factores.

El transformador es un dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna de un cierto nivel de tensión, en energía alterna de otro nivel de tensión, basándose en el fenómeno de la inducción electromagnética. Está constituido por dos bobinas de material conductor, devanadas sobre un núcleo cerrado de material ferromagnético, pero aisladas entre sí eléctricamente. La única conexión entre las bobinas la constituye el flujo magnético común que se establece en el núcleo. El núcleo, generalmente, es fabricado bien sea de hierro o de láminas apiladas de acero eléctrico, aleación apropiada para optimizar el flujo magnético. Las bobinas o devanados se denominan primario y secundario según correspondan a la entrada o salida del sistema en cuestión, respectivamente. También existen transformadores con más devanados; en este caso, puede existir un devanado "terciario", de menor tensión que el secundario.

Funcionamiento Este elemento eléctrico se basa en el fenómeno de la inducción

electromagnética, ya que si aplicamos una fuerza electromotriz alterna en el devanado primario, debido a la variación de la intensidad y sentido de la corriente alterna, se produce la inducción de un flujo magnético variable en el núcleo de hierro.

Este flujo originará por inducción electromagnética, la aparición de una fuerza electromotriz en el devanado secundario. La tensión en el devanado secundario dependerá directamente del número de espiras que tengan los devanados y de la tensión del devanado primario.

Diferencias entre transformador ideal y de núcleo de aire

Transformador Ideal:

Las bobinas están acopladas magnéticamente

La Fuerza magneticomotriz que procude el flujo es despreciable

La resistencia de los devanados es igual a cero. Por lo tanto no consume potencia

Transformador de núcleo de aire:

No posee núcleo férreo magnético que enlace las bobinas

No cumple con la permeabilidad del nucleo

Los devanados consumen energía que son igual a perdidas

Inductancia mutua Cuando fluye una corriente constante en una bobina como en la ilustración de la

derecha, se produce un campo magnético en la otra bobina.

Pero como el campo magnético no está cambiando, la ley de Faraday nos dice que no habrá voltaje inducido en la bobina secundaria.

Pero si abrimos el interruptor, para interrumpir la corriente como en la ilustración del medio, habrá un cambio en el campo magnético de la bobina de la derecha y se inducirá un voltaje. Una bobina es un dispositivo reaccionario; ¡no le gusta ningún cambio!.

El voltaje inducido hará que fluya una corriente en la bobina secundaria, que trata de mantener el campo magnético que había allí. El hecho de que el campo inducido siempre se oponga al cambio, es un ejemplo de la ley de Lenz.

Una vez que ya se ha interrumpido la corriente y se cierra el interruptor para hacer que fluya de nuevo la corriente como en el ejemplo de la derecha, se inducirá una corriente en dirección opuesta, para oponerse al incremento del campo magnético.

La persistente generación de voltajes que se oponen al cambio en el campo magnético es el principio de operación de un transformador.

El hecho de que el cambio en la corriente de una bobina, afecte a la corriente y el voltaje de la segunda bobina, está cuantificado por una propiedad llamada inductancia mutua.

Método de convención de puntos En el análisis de circuitos, la convención del punto es una convención usada para

denotar la polaridad del voltaje de dos componentes mutuamente inductivos, tal como el devanado en un transformador.

La polaridad de todos los terminales punteados sera la misma en cualquier momento determinado, suponiendo un transformador ideal sin inductancia de fuga

Para AC Sinusoidal tal como la electricidad doméstica, la convención puede verse en cualquiera de las siguientes formas:

La corriente que entra a un punto (cualquier punto) "intenta" salir del otro punto. "Entra" quiere decir desde el punto hacia el inductor, e inversamente "salir" quiere decir desde el inductor hacia el punto.

La corriente que entra a un terminal punteado del inductor induce un voltaje positivo en el otro punto. Inversamente, la corriente que sale de un terminal punteado induce un voltaje negativo en el otro punto.