Transformadores

Transformadores:

Un transformador es un dispositivo eléctrico, que aplica el principio de inducción electromagnético entre dos circuitos aislados eléctricamente(pero acoplados magnéticamente), con el objetivo de conseguir alguna de las diversas aplicaciones que veremos mas adelante.

transformador 1

Tenemos un circuito eléctrico 1 por el que circula una corriente variable, la cual crea una inducción magnética, así mismo variable en su núcleo de arrollamiento, estaremos provocando la variabilidad en el flujo de inducción magnética que circula por el mismo.

De tal modo que si ahora disponemos sobre el mismo núcleo de un segundo arrollamiento 2(aislado eléctricamente de 1)  el flujo cambiante que lo atraviesa( el creado por el arrollamiento 1), generará la aparición de una f.e.m entre sus bornes.

simbolo transformador

 Vemos que un transformador eléctrico consta de:

  • Arrollamiento primario(inductor).
  • Arrollamiento secundario(inducido).
  • Núcleo ferromagnético.

trasnformador 2

A través de un transformador podemos generar una corriente en su circuito secundario(de idéntica frecuencia que el primario) y consecuentemente consumir una potencia en el mismo, a través de la aportación energética realizada por su circuito primario.

Es decir gracias al transformador transferimos una potencia de un circuito a otro sin que exista unión eléctrica entre ellos.

El problema que tenemos es que el rendimiento de esta transferencia nunca es del 100% ya que existen pérdidas inevitables(las mas significativas).

Su valor de rendimiento suele ser alto sobrepasando en la mayor parte de los casos el 90% y pudiendo llegar(o incluso superar) el 98%.

Ecuaciones que rigen el comportamiento de los transformadores:

Ecuación de las tensiones:

Suponiendo que el acoplamiento magnético entre los circuitos primario y secundario del transformador es perfecto y que, por tanto, el flujo que atraviesa ambos es el mismo, podemos deducir que la tensión generada en cada espira será idéntica en ambos arrollamientos, por lo que la tensión total en cada uno de ellos será directamente proporcional a su número de espiras.

a Vp = Voltaje en el primario.

Vs = Voltaje en el secundario.

Np = Número de espiras en el primario.

Ns= Número de espiras en el secundario.

Al cociente Np/Ns se le denomina Relación de transformación.

De acuerdo con esta ecuación podemos conseguir cualquier tensión en el secundario, eligiendo adecuadamente la relación de transformación.

Si Vs es mayor que Vp, es decir Np/Ns < 1, el transformador se denomina elevador. Si Vs es menor que Vp se trata de un transformador reductor.

Ecuaciones de intensidades:

Si el secundario de un transformador se cierra a través de un circuito de utilización, por este último pasará una intensidad tal, que producirá un consumo de energía por ese circuito, equivalentes al que haya aportado el circuito primario. Es decir se ha producido una transferencia de potencia del primario al secundario.

intensidades transformador Ip = Intensidad en el primario.

Is = Intensidad en el secundario.

Np = Número de espiras en el primario.

Ns = Número de espiras en el secundario.

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