Transformador
Transformadores.
Sumario
Introducción.
En la Electrotecnia y la Radiotecnia los transformadores encuentran una amplia utilización. Ellos sirven para la transformación del voltaje de la corriente eléctrica alterna, manteniendo la frecuencia. Como regla, los transformadores tienen al menos dos devanados ubicados en un núcleo de material ferromagnético, por ejemplo de acero electrotécnico blando, en forma de columnas (fig. 1). Archivo:Esquema del transformador.JPG
Fig. 1 Transformador de columnas.
Principio de funcionamiento.
Uno de los devanados, denominado primario (ω1), se conecta a la fuente de corriente alterna cuyo voltaje se necesita variar. La corriente del devanado primario crea en el núcleo un flujo magnético alterno Φ, que se expresa en Weber (Wb). El núcleo del transformador se fabrica formando un circuito cerrado de manera que el flujo en todo su recorrido cruce por dentro del mismo y no se disperse. El flujo magnético variable Φ induce en el devanado secundario ω2 una fuerza electromotriz (FEM) variable, cuyo valor depende del número de vueltas de este devanado y de la velocidad de variación del flujo magnético, según establecen las leyes de la inducción electromagnética.
Transformador elevador o reductor. Potencia activa.
Si el devanado secundario ω2 tiene mayor cantidad de vueltas que el devanado primario ω1, entonces el voltaje secundario U2 resulta mayor que el voltaje primario U1 y el transformador se denomina elevador. En caso contrario el transformador se denomina reductor. La potencia activa de la corriente en el devanado secundario P2 casi iguala a la potencia de la corriente en el devanado primario P1, debido a que las pérdidas de energía en un transformador son pequeñas. La potencia activa es el producto del voltaje por la corriente del devanado y se expresa en Watt (W). Por eso, con el aumento del voltaje en un transformador al mismo tiempo ocurre una disminución de la corriente y viceversa, manteniéndose casi invariable el producto de la corriente por el voltaje, o sea, la potencia. Por ejemplo, si en un transformador el devanado primario tiene un voltaje de 200 V y una corriente de 1 A, entonces la potencia del primario será de 200 . 1= 200 W. Si el transformador reduce el voltaje en cuatro veces, entonces el voltaje secundario será de 50 V y la corriente crece en cuatro veces y será de 4A. Como resultado la potencia secundaria será de 50 . 4= 200 W. En realidad en cualquier transformador la potencia secundaria es siempre algo menor que la primaria, ya que se producen pérdidas de energía debido al calentamiento de los devanados y del núcleo por la magnetización y las corrientes parásitas. Sin embargo, para los transformadores la eficiencia (η), la cual se calcula como la relación entre las potencias secundaria y primaria, es bastante alta. Para transformadores de gran potencia este parámetro puede ser de 99 % y superior; mientras que para los transformadores de mediana y pequeña potencia tiene un valor entre 80 y 90 %.
Referencias.
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