Transformadores

Un transformador según el Instituto Americano de Ingenieros Electricistas (AIEE) es un dispositivo eléctrico, sin partes en movimiento continuamente, que por inducción electromagnética transforma la energía eléctrica de uno a más circuitos a la misma frecuencia, generalmente con valores cambiados de tensión y corriente.

Funcionamiento

Entra una corriente alterna que circula por uno de los arrollamientos y este crea en el núcleo un campo magnético alterno. La mayor parte de este flujo atraviesa el otro arrollamiento e induce en él una fuerza electromotriz (fem) alterna.

La potencia es transmitida de un arrollamiento a otro por medio del flujo magnético del núcleo.

El arrollamiento al que se suministra potencia se denomina Primario y el que cede potencia Secundario.

En transformador real, las líneas de flujo magnético no están confinadas enteramente en el hierro, sino que algunas de ellas se cierran a través del aire. La parte del flujo que atraviesa los dos arrollamientos se llama flujo común útil.

La potencia obtenida de un transformador es inferior a la potencia suministrada al mismo:

• Perdida en el cobre: perdidas en forma de calor que se producen por efecto Joule en la resistencia de los arrollamientos primario y secundario.

• Perdidas en el hierro: perdidas por histéresis y corriente de Foucault o Eddy Currents en el núcleo.

La histéresis se reduce al mínimo utilizando hierro que tenga un ciclo de histéresis estrecho, y las corrientes de Foucault se reducen construyendo el núcleo con láminas muy finas apiladas y aisladas entre sí.

Transformador ideal en vacío

IDEAL EN VACIO (SIN CARGA):

• Los arrollamientos no tienen resistencia

• La reluctancia de circuito magnético es nula

• No hay flujo de dispersión

• Las pérdidas en el Hierro son nulas

• Las fugas magnéticas son nulas

Transformador ideal en carga

Ideal: los arrollamientos no tienen resistencia y no hay flujo de dispercion.

En carga: el circuito del secundario tiene conectado una impedancia.

Cuando el circuito secundario está abierto, el flujo del núcleo sólo es producido

por la corriente del primario, pero cuando se cierra el secundario, tanto la corriente de primario como la de secundario crean flujo en el núcleo. Según la ley de Lenz, la corriente del secundario, poniéndose a la causa que la produce, tiende a debilitar el flujo del núcleo y, por consiguiente, a disminuir la fuerza contra electromotriz en el primario. Como en ausencia de pérdidas, la f.c.e.m. en el primario ha de ser igual a la tensión en bornes del primario, que suponemos constante, la corriente en el primario aumenta, por tanto, hasta que el flujo del núcleo se restablece en su valor inicial (sin carga).

Como el transformador es ideal y no tiene pérdidas,

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