Fundamentos del transformador y principio de funcionamiento
Dec 12, 2019
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Definición de transformador
Un transformador es un dispositivo estático que transfiere energía eléctrica de un circuito a otro a través del proceso de inducción electromagnética. Se usa más comúnmente para aumentar ('subir') o disminuir ('bajar') los niveles de voltaje entre los circuitos.
Principio de funcionamiento del transformador
El principio de funcionamiento de un transformador es muy simple. La inducción mutua entre dos o más devanados (también conocidos como bobinas) permite que la energía eléctrica se transfiera entre los circuitos. Este principio se explica con más detalle a continuación.
Teoría del transformador
Supongamos que tiene un devanado (también conocido como bobina) que es alimentado por una fuente eléctrica alterna. La corriente alterna a través del devanado produce un flujo continuamente cambiante y alterno que rodea el devanado. Si se acerca otro devanado a este devanado, una parte de este flujo alterno se unirá con el segundo devanado. Como este flujo cambia continuamente en su amplitud y dirección, debe haber un enlace de flujo cambiante en el segundo devanado o bobina.
De acuerdo con la ley de inducción electromagnética de Faraday, habrá un EMF inducido en el segundo devanado. Si el circuito de este devanado secundario está cerrado, entonces fluirá una corriente a través de él. Este es el principio básico de funcionamiento de un transformador. Usemos símbolos eléctricos para ayudar a visualizar esto. El devanado que recibe energía eléctrica de la fuente se conoce como 'devanado primario'. En el diagrama a continuación, esta es la 'Primera bobina'.
El devanado que proporciona el voltaje de salida deseado debido a la inducción mutua se conoce comúnmente como el 'devanado secundario'. Esta es la 'segunda bobina' en el diagrama de arriba.
Un transformador que aumenta el voltaje entre los devanados primario a secundario se define como un transformador elevador. Por el contrario, un transformador que disminuye el voltaje entre los devanados primario a secundario se define como un transformador reductor.
Si bien el diagrama del transformador anterior es teóricamente posible en un transformador ideal, no es muy práctico. Esto se debe a que al aire libre solo una porción muy pequeña del flujo producido a partir de la primera bobina se unirá con la segunda bobina. Entonces, la corriente que fluye a través del circuito cerrado conectado al devanado secundario será extremadamente pequeña (y difícil de medir).
La velocidad de cambio del enlace de flujo depende de la cantidad de flujo vinculado con el segundo devanado. Entonces, idealmente, casi todo el flujo del devanado primario debe vincularse con el devanado secundario. Esto se realiza de manera efectiva y eficiente mediante el uso de un transformador de tipo núcleo. Esto proporciona una ruta de baja resistencia común a los dos devanados.
El propósito del núcleo del transformador es proporcionar una ruta de baja reluctancia, a través de la cual la cantidad máxima de flujo producido por el devanado primario se pasa y se une con el devanado secundario.
La corriente que pasa inicialmente por el transformador cuando se enciende se conoce como corriente de entrada del transformador.
Si prefiere una explicación animada, a continuación hay un video que explica exactamente cómo funciona un transformador:
Piezas y construcción de transformadores
Las tres partes principales de un transformador:
· Bobinado primario del transformador
· Núcleo magnético del transformador
· Bobinado secundario del transformador
Bobinado primario del transformador
Que produce flujo magnético cuando está conectado a una fuente eléctrica.
Núcleo magnético del transformador
El flujo magnético producido por el devanado primario, que pasará por este camino de baja reluctancia vinculado con el devanado secundario y creará un circuito magnético cerrado.
Bobinado secundario del transformador
El flujo, producido por el devanado primario, pasa a través del núcleo, se unirá con el devanado secundario. Este devanado también se enrolla en el mismo núcleo y proporciona la salida deseada del transformador.
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