Transformador eléctrico
El transformador es un dispositivo eléctrico estático que se encarga de transferir energía por acoplamiento inductivo que se dan entre sus circuitos y son muy usados en circuitos de electricidad y electrónica básica.
Los trasformadores presentan muchos tamaños, van desde los micro-transformadores que son utilizados en los micrófonos hasta los grandes transformadores que llegan a pesar cientos de toneladas y son usados en la interconexión de la red eléctrica. También poseen diversos diseños que son utilizados en aplicaciones de potencia eléctrica y electrónica. Su función es importante porque nos permite una correcta distribución, transmisión y utilizaciones de la energía eléctrica.
El funcionamiento del transformador se basa en dos principios básicos: debe existir una corriente eléctrica capaz de producir un campo magnético y el otro principio es que un campo magnético variable dentro de una bobina de alambre pueda inducir un voltaje a través de los extremos de la bobina (proceso conocido como “inducción electromagnética”).
Finalmente, el voltaje inducido en la bobina lo calcularemos con la ayuda de la ley de inducción de “Faraday”.
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.
Imaginemos que conectamos los extremos del bobinado primario a una fuente de Tensión Alterna de forma senoidal (exactamente como la tenemos en nuestras casas), imaginemos que el valor de voltaje es de 220v.
Lo que ocurre es que, gracias la tensión variable, comienza a circular por la bobina una pequeña corriente eléctrica, a su vez, dicha corriente genera un flujo magnético variable que circula por el núcleo; dicho flujo corta las espiras del bobinado secundario e induce una fuerza electromotriz o FEM en el mismo; dicha FEM dependerá del número de espiras que tenga el devanado secundario.
Recordar que una espira es cada una de las vueltas que posee el devanado. Asimismo, se aclara que la FEM inducida en el devanado secundario es también variable al igual que el flujo que le da origen.
Por lo tanto, vemos que en el transformador la energía eléctrica se transfiere de un bobinado a otro en forma de energía magnética (campo magnético); de ese modo el devanado primario convierte la energía eléctrica en un campo magnético variable y el devanado secundario lo convierte nuevamente en energía eléctrica gracias al fenómeno de inducción electromagnética.
Tipos de Transformadores
- Por su fase (monofásico, trifásico)
- Autotransformador
- Impedancia
- Potencia
- Comunicaciones
- Medida
- Elevador/reductor de voltaje
- Aislamiento
- Alimentación
- Con diodo dividido
- Frecuencia variable
- Pulsos
- De linea o flyback
- Híbrido
- Balun
Tienen tres bobinados en su primario y tres en su secundario.
Pueden Adoptar forma de estrella (Y) (con hilo de neutro o no) o de triángulo (Δ).
Es un caso particular de transformador de pulsos.
Se emplea en los televisores con TRC (CRT) para generar la alta tensión y la corriente para las bobinas de deflexión horizontal.
Además suele proporcionar otras tensiones para el tubo (Foco, filamento, etc.).
Además de Poseer una respuesta en frecuencia más alta que muchos transformadores, tiene la característica de mantener diferentes niveles de potencia de salida debido a sus diferentes arreglos entre sus bobinados secundarios.
Pueden tener una o varias bobinas secundarias y proporcionan las tensiones necesarias para el funcionamiento del equipo.
A veces incorporan fusibles que cortan su circuito primario cuando el transformador alcanza una temperatura excesiva, evitando que éste se queme, con la emisión de humos y gases que conlleva el riesgo de incendio.
Estos fusibles no suelen ser reemplazables, de modo que hay que sustituir todo el transformador.
Se emplean en las subestaciones de la red de transporte de energía eléctrica, con el fin de disminuir las pérdidas por efecto.
Debido a la resistencia de los conductores, conviene transportar la energía eléctrica a tensiones elevadas, lo que origina la necesidad de reducir nuevamente dichas tensiones para adaptarlas a las de utilización.
Es un tipo especial de transformador con respuesta muy rápida (baja auto inducción) destinado a funcionar en régimen de pulsos.
Además una muy versátil utilidad en cuanto al control de tensión 220v.
Proporciona aislamiento galvánico entre el primario y el secundario, de manera que consigue una alimentación o señal “flotante”.
Suele tener una relación 1:1.
Se utiliza principalmente como medida de protección, en equipos que trabajan directamente con la tensión de red.
También para acoplar señales procedentes de sensores lejanos, en equipos de electro medicina y allí donde se necesitan tensiones flotantes entre sí.