¿Qué es la relación de transformación?

¿Qué es la relación de transformación?

La relación de transformación se refiere a la relación proporcional entre el número de espiras del devanado primario y secundario del transformador, lo que determina la capacidad de conversión de voltaje del transformador. La relación de transformación es una de las características más básicas de un transformador y se utiliza para describir cómo el transformador cambia el voltaje de entrada al voltaje de salida.

Definición

La relación de transformación del transformador se define como la relación entre el número de espiras en el devanado primario N1 y el número de espiras en el devanado secundario N2:

La relación de transformación también puede expresarse en términos de voltaje, es decir, la relación entre el voltaje primario V1 y el voltaje secundario V2:

Tipo

Transformador elevador: cuando N1<N2, la relación de transformación n<1, el voltaje primario es menor que el voltaje secundario, es decir, V1<V2.

Transformador reductor: cuando N1>N2, la relación de transformación n>1, el voltaje primario es mayor que el voltaje secundario, es decir, V1>V2

Transformador aislador: cuando N1=N2, la relación de transformación n=1, el voltaje primario es igual al voltaje secundario, es decir V1 es igual a V2.

Principio de funcionamiento

El principio de funcionamiento de los transformadores se basa en la ley de inducción electromagnética. Cuando una corriente alterna pasa por el devanado primario, crea un campo magnético alterno alrededor del devanado. Este campo magnético atraviesa el devanado secundario e induce una fuerza electromotriz (FEM) en el devanado secundario según la ley de inducción electromagnética de Faraday. El tamaño de la fuerza electromotriz inducida es proporcional al número de espiras en el devanado, por lo que:

Relación de corriente

Además de los cambios de voltaje, los transformadores también cambian la corriente. Según la ley de inducción electromagnética, la corriente primaria I1 y la corriente secundaria I2

La relación entre ellas sigue las siguientes reglas:

Esto significa que si el transformador es un transformador elevador, la corriente secundaria disminuirá; si es un transformador reductor, la corriente secundaria aumentará.

Relación de potencia

Idealmente, la potencia de entrada del transformador es igual a la potencia de salida (ignorando las pérdidas) :

Escenario de aplicación

La relación de transformación de los transformadores tiene una amplia gama de escenarios de aplicación, incluyendo, pero no limitándose a:

•  Transmisión de energía: En el proceso de transmisión de energía, se utilizan transformadores elevadores para aumentar el voltaje y reducir la pérdida de energía en la línea de transmisión; los transformadores reductores se utilizan para convertir la electricidad de alto voltaje en el usuario final a electricidad de bajo voltaje adecuada para uso doméstico e industrial.

• Distribución de energía: En un sistema de distribución de energía, los transformadores se utilizan para convertir el voltaje de una red de alta tensión en un voltaje adecuado para su uso en la red local.

• Aplicaciones industriales: En una variedad de equipos industriales, los transformadores se utilizan para convertir el voltaje de la red en el voltaje adecuado para la operación de un equipo particular.

• Laboratorio e investigación: En laboratorios, los transformadores se utilizan para generar voltajes o corrientes específicos para satisfacer las necesidades experimentales.

Diseño y selección

Al diseñar y seleccionar un transformador, se deben considerar los siguientes factores:

• Requisitos de carga: Seleccione la relación de transformación adecuada según los requisitos específicos de la carga para asegurar que el voltaje de salida cumpla con los requisitos de la carga.

• Nivel de voltaje: Seleccione el transformador correspondiente según el nivel de voltaje del sistema de energía.

• Capacidad: Seleccione la capacidad del transformador según los requisitos máximos de potencia de la carga.

• Eficiencia: Elija un transformador eficiente para reducir la pérdida de energía.

• Fiabilidad: Seleccione transformadores de alta calidad para garantizar un funcionamiento estable a largo plazo.