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Principio de funcionamiento

En la siguiente explicación  vemos el principio de funcionamiento:

Transformadores Monofásicos

 

1). Un transformador es una maquina eléctrica estática  la cual trabaja con los principios de los electromagnetismos para poder funcionar. Los transformadores como la palabra lo dice cumplen la función de reducir, igualar o elevar una tensión y corrientes de entrada con respecto a una o varias  en la  salida.

El transformador es la base de la mayoría de los artefactos eléctricos / electrónicos. Un transformador tiene tres (3) partes fundamentales un bobinado primario un bobinado secundario y el núcleo.

Llamaremos bobinado a un arrollamiento de alambre de cobre barnizada. El núcleo puede ser de ferrita o de chapa al silicio de tipo E y del tipo I .

Principio de funcionamiento de un transformador

 

Cuando al transformador le aplicamos una tensión V1 en el bobinado primario esta dará en lugar a una corriente denominada I1. Esta corriente primaria dará lugar a que el bobinado primario se genere un campo electromagnético que dará lugar a un flujo magnético que recorrerá el núcleo del transformador. “La tensión que debo aplicar en el bobinado primario tiene que ser del tipo alterna sino el transformador no funcionara”. PUEDE SER PULSANTE

El flujo electromagnético variable que recorrerá el núcleo del transformador llegara al bobinado secundario cortando las espiras del mismo e induciendo una corriente en dicho bobinado. Esta corriente dará lugar a la tensión V2  o tensión de secundario. El voltaje del bobinado secundario y primario depende del número de vueltas que tengan dichos bobinados y la corriente dependerá de la sección de alambre que utilicen  los bobinados. Entre las vueltas de los alambres y la tensión de los bobinados existe una proporción directamente proporcional. Ó sea que a mayor vueltas de alambre mayor será la tensión en el bobinado, lo mismo pasa con el diámetro del alambre que utilizo para bobinar. Ó sea que a mayor diámetro de alambre mayor será la corriente en los mismos. Los transformadores pueden trabajar de tres (3) formas diferentes como reductores de tensión, como igualadores de tensión y como elevadores de tensión.

Relación de transformación 

La relación de transformación nos indica el aumento ó decremento que sufre el valor de la tensión de salida con respecto a la tensión de entrada, esto quiere decir, por cada volt de entrada cuántos volts hay en la salida del transformador.

La relación entre la fuerza electromotriz inductora (Ep), la aplicada al devanado primario y la fuerza electromotriz inducida (Es), la obtenida en el secundario, es directamente proporcional al número de espiras de los devanados primario (Np) y secundario (Ns) .

\frac{Ep}{Es}=\frac{Np}{Ns}

La razón de la transformación (m) de la tensión entre el bobinado primario y el bobinado secundario depende de los números de vueltas que tenga cada uno. Si el número de vueltas del secundario es el triple del primario, en el secundario habrá el triple de tensión.

\frac{Np}{Ns}=\frac{Vp}{Vs}=\frac{I_s}{I_p}= m

Donde: (Vp) es la tensión en el devanado primario ó tensión de entrada, (Vs) es la tensión en el devanado secundario ó tensión de salida, (Ip) es la corriente en el devanado primario ó corriente de entrada, e (Is) es la corriente en el devanado secundario ó corriente de salida.

Transformer under load.svg

Esta particularidad se utiliza en la red de transporte de energía eléctrica: al poder efectuar el transporte a altas tensiones y pequeñas intensidades, se disminuyen las pérdidas por el efecto Joule y se minimiza el costo de los conductores.

Así, si el número de espiras (vueltas) del secundario es 100 veces mayor que el del primario, al aplicar una tensión alterna de 230 voltios en el primario, se obtienen 23.000 voltios en el secundario (una relación 100 veces superior, como lo es la relación de espiras). A la relación entre el número de vueltas o espiras del primario y las del secundario se le llama relación de vueltas del transformador o relación de transformación.

Ahora bien, como la potencia eléctrica aplicada en el primario, en caso de un transformador ideal, debe ser igual a la obtenida en el secundario, el producto de la fuerza electromotriz por la intensidad (potencia) debe ser constante, con lo que en el caso del ejemplo, si la intensidad circulante por el primario es de 10 amperios, la del secundario será de solo 0,1 amperios (una centésima parte).