Com funciona un transformador?

Principi de funcionament del transformador

El transformador és un dispositiu elèctric que opera segons el principi de la inducció electromagnètica per transferir energia elèctrica d'un circuit a un altre. Permet ajustar els nivells de tensió en un sistema de corrent alternada (CA), augmentant (elevació) o disminuint (rebaixament) la tensió mentre es manté la mateixa freqüència.

Principi de funcionament:

Components bàsics
Un transformador consta de dues bobines, conegudes com a "enrotllaments" — l'"enrotllament primari" connectat a la font de CA i l'"enrotllament secundari" connectat a la càrrega. Aquests enrotllaments s'enroscen al voltant d'un nucli típicament fet de material magnètic (com el ferro). El nucli serveix per concentrar i guiar el camp magnètic generat per la corrent que flueix a través de l'enrotllament primari.

Principi de la inducció electromagnètica
Quan la corrent CA flueix a través de l'enrotllament primari, produeix un camp magnètic que canvia continuament. Segons la Llei de Faraday de la Inducció Electromagnètica, aquest camp magnètic variable indueix una tensió (força electromotriu, o FEM) en l'enrotllament secundari, encara que els dos enrotllaments no estiguin connectats elèctricament.

Transformació de tensió
La tensió induïda en l'enrotllament secundari depèn de la relació de voltants — la relació entre el nombre de voltants en l'enrotllament secundari i el nombre de voltants en l'enrotllament primari. Si el secundari té més voltants que el primari, la tensió s'eleva; si té menys voltants, la tensió es rebaixa.

Transformació de corrent
Dues a la conservació de potència, hi ha una relació inversa entre tensió i corrent. Quan la tensió s'eleva, la corrent disminueix, i quan la tensió es rebaixa, la corrent augmenta, mantenint així l'equilibri de potència.

Connexió de la càrrega
La càrrega (com ara electrodomèstics o maquinària) està connectada a l'enrotllament secundari, que subministra la tensió transformada per alimentar la càrrega.

Aillament elèctric i separació galvànica
Els transformadors proporcionen aillament elèctric i separació galvànica entre els circuits primari i secundari. Això significa que no hi ha connexió elèctrica directa entre els enrotllaments, millorant la seguretat i prevenint el flux de corrent no desitjat entre els circuits.

En resum, els transformadors operen segons la inducció electromagnètica, on un camp magnètic variable de l'enrotllament primari indueix una tensió en l'enrotllament secundari. Variant el nombre de voltants en els enrotllaments, els transformadors poden elevar o rebaixar la tensió mentre mantenent l'equilibri de potència entre els circuits primari i secundari. Els transformadors són components essencials en sistemes de distribució i transmissió d'energia, permetent una entrega eficient i segura de l'electricitat.