¿Cómo funciona un transformador?

Principio de funcionamiento del transformador

Un transformador es un dispositivo eléctrico que opera sobre el principio de la inducción electromagnética para transferir energía eléctrica de un circuito a otro. Permite ajustar los niveles de voltaje en un sistema de corriente alterna (CA), ya sea aumentándolo (subiendo) o disminuyéndolo (bajando) mientras mantiene la misma frecuencia.

Principio de funcionamiento:

Componentes básicos
Un transformador consta de dos bobinas, conocidas como devanados—el "devanado primario" conectado a la fuente de CA, y el "devanado secundario" conectado a la carga. Estos devanados están enrollados alrededor de un núcleo, generalmente hecho de material magnético (como hierro). El núcleo sirve para concentrar y guiar el campo magnético generado por la corriente que fluye a través del devanado primario.

Principio de inducción electromagnética
Cuando la corriente alterna fluye a través del devanado primario, produce un campo magnético continuamente cambiante. De acuerdo con la Ley de Inducción Electromagnética de Faraday, este campo magnético cambiante induce un voltaje (fuerza electromotriz, o FEM) en el devanado secundario, incluso si los dos devanados no están conectados eléctricamente.

Transformación de voltaje
El voltaje inducido en el devanado secundario depende de la relación de vueltas—la proporción entre el número de vueltas en el devanado secundario y el número de vueltas en el devanado primario. Si el secundario tiene más vueltas que el primario, el voltaje se eleva; si tiene menos vueltas, el voltaje se reduce.

Transformación de corriente
Debido a la conservación de la potencia, existe una relación inversa entre el voltaje y la corriente. Cuando el voltaje se eleva, la corriente disminuye, y cuando el voltaje se reduce, la corriente aumenta, manteniendo así el equilibrio de potencia.

Conexión de la carga
La carga (como electrodomésticos o maquinaria) está conectada al devanado secundario, que suministra el voltaje transformado para alimentar la carga.

Aislamiento y separación galvánica
Los transformadores proporcionan aislamiento eléctrico y separación galvánica entre los circuitos primario y secundario. Esto significa que no hay conexión eléctrica directa entre los devanados, lo que mejora la seguridad y previene el flujo indeseado de corriente entre los circuitos.

En resumen, los transformadores operan mediante inducción electromagnética, donde un campo magnético cambiante desde el devanado primario induce un voltaje en el devanado secundario. Al variar el número de vueltas en los devanados, los transformadores pueden elevar o reducir el voltaje mientras mantienen el equilibrio de potencia entre los circuitos primario y secundario. Los transformadores son componentes esenciales en sistemas de distribución y transmisión de energía, permitiendo la entrega eficiente y segura de electricidad.