Conoce las funciones del transformador eléctrico su importancia en los circuitos
Los transformadores juegan un papel crucial en el avance de la industria eléctrica. Su utilización ha permitido de manera eficiente y rentable la transmisión de energía eléctrica a largas distancias. Un transformador de corriente alterna es una maquinaria inmóvil que permite alterar una característica de la corriente, como el voltaje o la amplitud, mientras mantiene la frecuencia y la potencia, en una situación ideal.
Operatividad de los transformadores eléctricos
Los transformadores funcionan a partir del principio de inducción electromagnética, el cual se basa en la aplicación de una fuerza eléctrica en el devanado primario para generar un flujo magnético en el núcleo de hierro. Este flujo se transmite desde el devanado primario hacia el secundario, produciendo una fuerza electromagnética en este último.
Conforme a la Ley de Lenz, la corriente debe ser alterna para lograr una variación adecuada del flujo magnético. Por lo tanto, los transformadores no pueden ser empleados con corriente continua.
El rendimiento del transformador se define por medio de parámetros como el número de vueltas en el devanado primario (Np), el número de vueltas en el devanado secundario (Ns), la tensión aplicada en el primario (Vp), la tensión obtenida en el secundario (Vs), la intensidad que fluye en el primario (Is), la intensidad inducida por el secundario (Ip) y la relación de transformación (rt).
Principio de funcionamiento
El transformador: una de las herramientas más utilizadas en electricidad. Su funcionamiento básico consiste en dos bobinas de alambre aislado, llamadas devanados primario y secundario, que se envuelven alrededor de un núcleo de hierro.Lo interesante de este dispositivo es que no transfiere energía directamente entre ambas bobinas, sino que lo hace mediante el campo magnético generado por la corriente eléctrica. Al aplicar una corriente alterna al devanado primario, se produce un campo magnético variable en el núcleo.
Este cambio en el campo magnético induce una corriente en el devanado secundario, que se encuentra conectado a una carga. De esta manera, la energía es transferida desde el devanado primario hasta el secundario y luego a la carga.
Transferencia de energía
El proceso de transferencia de energía en un transformador se rige por el principio de conservación de la energía. La cantidad de energía que entra en el transformador se iguala a la que sale. Aunque, debido a las pérdidas inherentes en el proceso de transformación, se da una pérdida mínima de energía en forma de calor.
Relación de transformación
Una de las características fundamentales de un transformador es su habilidad para modificar la tensión de corriente alterna. Esta relación se establece al comparar el número de vueltas de la bobina primaria con el número de vueltas de la bobina secundaria. El resultado de esta relación determina la magnitud de la tensión de salida en relación a la tensión de entrada. Por ejemplo, si la relación de transformación es de 1:10, esto implica que la tensión de salida será diez veces mayor que la tensión de entrada.
La Función y Mecanismos del Transformador Eléctrico
El transformador eléctrico es una herramienta fundamental en el sistema eléctrico para amplificar o reducir el voltaje de la electricidad. Dicha máquina es indispensable y se emplea en diversos ámbitos, desde la distribución de energía hasta el suministro de aparatos electrónicos.
Conclusión
El transformador es una pieza esencial en la ingeniería eléctrica y electrónica. Su importancia radica en su función de adaptar niveles de voltaje en múltiples aplicaciones, desde la distribución eléctrica hasta sistemas de audio. Este dispositivo se basa en los principios fundamentales de electromagnetismo, y aunque su diseño puede parecer simple, las consideraciones y optimizaciones involucradas en su fabricación son cruciales para su eficiencia y durabilidad.La habilidad del transformador de transformar y aislar voltajes de manera segura y eficiente lo hace una herramienta invaluable en el mundo moderno.Sin dudas, es una pieza esencial en el desarrollo y avance de la tecnología en el mundo moderno. ¡El transformador es verdaderamente una pieza Maestra de la ingeniería eléctrica y electrónica!
Tipos de transformadores eléctricos
Los transformadores
tienen una clasificacióndependiendo de
su alimentación.Existen dos tipos principales:
los monofásicos y los trifásicos.Los transformadores monofásicos
operan
con una alimentación monofásica,mientras que
los trifásicos
lo hacen
con
una alimentación trifásica.Componentes del transformador eléctrico
El perfecto funcionamiento de los transformadores depende de su núcleo y devanado. El núcleo, compuesto por láminas de acero al silicio aisladas, se divide en columnas y culatas, siendo estas últimas las encargadas de unir las columnas entre sí. Su principal función es conducir el flujo magnético, siendo un excelente conductor.
Por otro lado, el devanado es un importante componente formado por un hilo de cobre enrollado en uno de los extremos del núcleo y recubierto por una capa aislante, generalmente de barniz. Está conformado por dos bobinas: la primaria y la secundaria. La relación de vueltas del hilo de cobre entre estos dos devanados determina la relación de transformación. Cabe mencionar que los términos "primario" y "secundario" son meramente simbólicos, ya que el voltaje de entrada se aplicará en el primero y el de salida se obtendrá del segundo.
Aplicaciones de los transformadores
Los transformadores son elementos esenciales en la red eléctrica. Son utilizados para elevar y reducir la tensión de la electricidad producida en las centrales y transportada a través de la red.
Los transformadores elevadores son utilizados para aumentar la tensión y reducir las pérdidas en el transporte, minimizando el efecto Joule.
En cambio, los transformadores reductores se encargan de ajustar la tensión a unos valores adecuados para su uso en electrodomésticos y aparatos electrónicos.
Además, estos aparatos son fundamentales para la seguridad eléctrica en los hogares. Por ejemplo, el dispositivo llamado diferencial se vale de transformadores para comparar la intensidad de entrada y salida de electricidad en el hogar. Si la diferencia supera los 10 mA, desconecta el circuito para evitar lesiones en las personas.
Caracterización de un transformadoreditar
Los circuitos y líneas con transformadores, requieren un cálculo específico mediante un circuito equivalente que refleja el comportamiento real del transformador. En la mayoría de los casos, el circuito equivalente en régimen permanente es suficiente para el análisis, pero en transitorios se necesitan ensayos adicionales para obtener un modelo más complejo.El ensayo de vacío descubre la impedancia de vacío y la relación de transformación. La impedancia de vacío incluye la inductancia de magnetización y las pérdidas en el hierro, que se consideran independientes del nivel de carga del transformador.
Por otro lado, el ensayo de cortocircuito registra la impedancia de cortocircuito y la impedancia en serie del transformador. La impedancia de cortocircuito comprende las pérdidas en el cobre, así como la inductancia de dispersión y otras inductancias parásitas, que varían según el nivel de carga.
Transformador trifásicoeditar
Los transformadores trifásicos son componentes esenciales en el sistema eléctrico, desempeñando un papel crucial en la elevación y reducción de tensiones en distintas partes del mismo. Estos dispositivos se encuentran presentes en la generación, transmitiendo y distribuyendo la energía eléctrica a nuestros hogares e industrias en voltajes adecuados.
Un transformador trifásico consta de tres fases desfasadas entre sí 120 grados, cada una representando un polo positivo y negativo por donde circula una corriente alterna.
Los distintos grupos de conexión de los bobinados trifásicos en un transformador determinan su funcionamiento y se clasifican en función de la configuración de sus bobinas primarias y secundarias, así como del desfase entre las tensiones de línea en el sistema. Algunos de los grupos de conexión más comúnmente utilizados en la distribución de energía eléctrica son Dy5 (triángulo-estrella con desfase de 150 grados), Dy11 (triángulo-estrella con desfase de 330 grados), Yy0 (estrella-estrella con desfase de 0 grado) y Yd11 (estrella-triángulo con desfase de 330 grados), entre otros.
