Ecuación de campo electromagnético del transformador

Ecuación de FEM del transformador

La ecuación de FEM del transformador puede establecerse de una manera muy sencilla. En realidad, en un transformador de potencia eléctrica, se aplica una fuente de corriente alterna al devanado primario y, debido a esto, la corriente de magnetización fluye a través del devanado primario, lo que produce un flujo alterno en el núcleo del transformador. Este flujo se enlaza con ambos devanados, primario y secundario. Como este flujo es alterno, debe haber una tasa de cambio de flujo. Según la ley de inducción electromagnética de Faraday, si cualquier bobina o conductor se enlaza con cualquier flujo cambiante, debe haber un FEM inducido en él.

Como la fuente de corriente para el primario es sinusoidal, el flujo inducido por ella también será sinusoidal. Por lo tanto, la función del flujo puede considerarse como una función seno. Matemáticamente, la derivada de esa función dará una función para la tasa de cambio del enlace de flujo con respecto al tiempo. Esta última función será una función coseno, ya que d(sinθ)/dt = cosθ. Entonces, si derivamos la expresión para el valor eficaz de esta onda coseno y la multiplicamos por el número de vueltas del devanado, obtendremos fácilmente la expresión para el valor eficaz del FEM inducido en ese devanado. De esta manera, podemos derivar fácilmente la ecuación de FEM del transformador.

Supongamos que T es el número de vueltas en un devanado,
Φm es el flujo máximo en el núcleo en Wb.

Según la ley de inducción electromagnética de Faraday,

Donde φ es el flujo alterno instantáneo y se representa como,

Como el valor máximo de cos2πft es 1, el valor máximo del FEM inducido e es,

Para obtener el valor eficaz del FEM inducido, divida este valor máximo de e por √2.

Esta es la ecuación de FEM del transformador.
Si E1 & E2 son los FEM primario y secundario y T1 & T2 son las vueltas primarias y secundarias, entonces, la relación de voltaje o relación de vueltas del transformador es,

Relación de Transformación del Transformador

Esta constante se llama relación de transformación del transformador, si T2>T1, K > 1, entonces el transformador es un transformador elevador. Si T2 < T1, K < 1, entonces el transformador es un transformador reductor.

Relación de Voltaje del Transformador

Esta relación mencionada anteriormente también se conoce como relación de voltaje del transformador si se expresa como la relación entre los voltajes primarios y secundarios del transformador.

Relación de Vueltas del Transformador

Como el voltaje en el primario y secundario del transformador es directamente proporcional al número de vueltas en el respectivo devanado, la relación de transformación del transformador a veces se expresa en relación de vueltas y se refiere como relación de vueltas del transformador.

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