Transformador: ¿Qué es?
¿Qué es un transformador?
Un transformador se define como un dispositivo eléctrico pasivo que transfiere energía eléctrica de un circuito a otro a través del proceso de inducción electromagnética. Se utiliza comúnmente para aumentar (‘subir’) o disminuir (‘bajar’) el voltaje entre circuitos.
Principio de funcionamiento del transformador
El principio de funcionamiento del transformador es muy sencillo. La inducción mutua entre dos o más bobinas permite la transferencia de energía eléctrica entre circuitos. Este principio se explica con más detalle a continuación.
Teoría del transformador
Supongamos que tienes una bobina (también conocida como espira) que está alimentada por una fuente eléctrica alterna. La corriente alterna a través de la bobina produce un flujo continuamente cambiante y alterno que rodea la bobina.
Si otra bobina se acerca a esta, una parte de este flujo alterno se enlazará con la segunda bobina. Dado que este flujo cambia constantemente en su amplitud y dirección, debe haber un enlace de flujo cambiante en la segunda bobina o espira.
Según la ley de Faraday de la inducción electromagnética, se inducirá un EMF en la segunda bobina. Si el circuito de esta bobina secundaria está cerrado, entonces fluirá una corriente a través de ella. Este es el principio básico de funcionamiento del transformador.
Utilicemos símbolos eléctricos para visualizar esto. La bobina que recibe energía eléctrica de la fuente se conoce como la ‘bobina primaria’. En el diagrama a continuación, esta es la ‘Primera Bobina’.
La bobina que proporciona el voltaje de salida deseado debido a la inducción mutua se conoce comúnmente como la ‘bobina secundaria’. Esta es la ‘Segunda Bobina’ en el diagrama anterior.
Un transformador que aumenta el voltaje entre las bobinas primaria y secundaria se define como un transformador elevador. Por el contrario, un transformador que disminuye el voltaje entre las bobinas primaria y secundaria se define como un transformador reductor.
Si hay más vueltas en la bobina primaria que en la secundaria, el voltaje disminuirá (reducirá).
Si hay menos vueltas en la bobina primaria que en la secundaria, el voltaje aumentará (elevará).
Aunque el diagrama del transformador anterior es teóricamente posible en un transformador ideal – no es muy práctico. Esto se debe a que en el aire libre solo una pequeña porción del flujo producido por la primera bobina se enlazará con la segunda bobina. Por lo tanto, la corriente que fluye a través del circuito cerrado conectado a la bobina secundaria será extremadamente pequeña (y difícil de medir).
La tasa de cambio del enlace de flujo depende de la cantidad de flujo enlazado con la segunda bobina. Idealmente, casi todo el flujo de la bobina primaria debería enlazarse con la secundaria. Esto se hace eficaz y eficientemente mediante el uso de un transformador de núcleo. Esto proporciona un camino de baja reluctancia común a ambas bobinas.
El propósito del núcleo del transformador es proporcionar un camino de baja reluctancia, a través del cual la mayor cantidad de flujo producido por la bobina primaria pasa y se enlaza con la bobina secundaria.
La corriente que inicialmente pasa a través del transformador cuando se enciende se conoce como la corriente de inrush del transformador.
Si prefieres una explicación animada, a continuación se muestra un video que explica exactamente cómo funciona un transformador:
Partes y construcción del transformador
Las tres partes principales de un transformador:
Bobina primaria del transformador
Núcleo magnético del transformador
Bobina secundaria del transformador
Bobina primaria del transformador
Que produce flujo magnético cuando está conectada a una fuente eléctrica.
Núcleo magnético del transformador
El flujo magnético producido por la bobina primaria, que pasará a través de este camino de baja reluctancia enlazado con la bobina secundaria y creará un circuito magnético cerrado.
Bobina secundaria del transformador
El flujo, producido por la bobina primaria, pasa a través del núcleo, se enlazará con la bobina secundaria. Esta bobina también se enrolla en el mismo núcleo y proporciona la salida deseada del transformador.
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