Electricidad

Introducción

Los transformadores son máquinas estáticas que se utilizan para variar los valores de tensión (V) e intensidad (I) en C.A.

Son utilizados en las líneas de transporte y distribución para elevar o reducir los valores de tensión eléctrica.

imagen F01

(figura a determinar: una figura en la que se represente los transformadores dentro de una línea de transporte y distribución indicando como nota trafo elevador, línea de alta, trafo reductor, etc indicando una breve explicación)

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Funcionamiento del transformador monofásico

Los transformadores, como la mayoría de las máquinas eléctricas, disponen de un circuito magnético y dos circuitos eléctricos. Sobre el núcleo magnético, formado por chapas apiladas, van arrollados dos bobinados que se denominan primario y secundario.

imagen F02

(fotografía de un transformador monofásico, indicando el circuito magnético y el circuito eléctrico, primario N1 y secundario N2)

Al conectar el bobinado primario de N1 espiras a una tensión alterna, se crea un flujo magnético alterno. Este flujo magnético, que se establece en todo el circuito magnético, recorre el bobinado secundario de N2 espiras induciendo en él una fuerza electromotriz produciendo la tensión en bornes V2.

A la relación de tensiones entre el primario y secundario se le llama relación de transformación, para un transformador ideal se cumple:

dónde:

• m = relación de transformación

• V1 = tensión del primario (V)

• V2 = tensión del secundario (V)

• N1 = número de espiras del primario

• N2 = número de espiras del secundario

animación F03

La transferencia de energía eléctrica entre el primario y secundario se hace a través del campo magnético variable que aparece en el núcleo, no hay conexión eléctrica entre los dos bobinados.

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Transformador ideal

Para entender el funcionamiento del transformador, partiremos del transformador ideal, es decir, sin tener en cuenta las pérdidas eléctricas y magnéticas.

Funcionamiento en vacío: Se conecta el primario a la red y al secundario no se le conecta carga alguna.

Al conectar el primario a una tensión V1 circula por él una pequeña corriente, denominada intensidad de vacío I0, se produce un flujo alterno senoidal en el núcleo magnético. Este flujo magnético induce una f.e.m. E1 en el primario, por efecto de la autoinducción, y a su vez en el secundario también se inducirá otra f.e.m. E2.

animación F04

(figura a determinar, donde se vea el proceso de generación de E1 y E2)

El valor de E1 viene determinado por la siguiente expresión:

dónde:

• E1

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