Chapas Magneticas

Los núcleos de los transformadores están construidos de chapas ferromagnéticas eléctricamente aisladas entre sí. La chapa suele estar constituida por una aleación de acero y silicio (éste entre cantidades del 3% - 5%). La misión del silicio es la disminuir las pérdidas por histéresis y la de evitar el envejecimiento en el núcleo.
La chapa magnética normal se lamina en caliente. Aunque ahora lallamada chapa magnética de grano orientado o laminada en frío (ésta normalmente tiene una menor proporción de silicio, y su acero es más puro). Los cristales de las chapas laminadas en frío tienden a orientarse, mejorando las características magnéticas del material, consiguiéndose unos altos valores de permeabilidad magnética. Además en campos alternativos, las pérdidas son mínimas.
Actualmente,en la fabricación de transformadores, se emplea, casi de forma exclusiva, la chapa magnética de grano orientado. El espesor de las chapas es de unos 35 mm. Las pérdidas en el núcleo suelen darse en vatios por kilo de material, refiriéndose en la mayor parte de los casos a 1 Tesla, o a 1,5 Teslas. Los transformadores de chapa magnética ordinaria, suelen tener unas pérdidas de entre 0,8 y 1,3 W/Kg(1 T). La chapa de grano orientado tiene unos valores referidos a 1 T de entre 0,4 y 05 W/Kg, mientras que a 1,5 T son del orden de 1 a 1,2 W/Kg.
La chapa de grano orientado nos da por tanto la oportunidad de reducir las pérdidas en el núcleo, o de reducir peso (dado que las pérdidas serán menores, no necesitaremos tanto material en el núcleo), o bien conseguir relativamente los dos objetivos ala vez.
El aislamiento de las chapas magnéticas puede ser de varios tipos. En general, antes se usaba el papel, que se pegaba en las caras de la chapa. Más tarde se uso barniz (silicato sódico). Actualmente, las chapas de grano orientado llevan un tratamiento termoquímico especial (“carlite”), que proporciona el aislamiento necesario. Es de una especial mención el llamado “factor de relleno”, quees el cociente entre la sección de hierro y la del núcleo en total. Factores de relleno en núcleos para transformadores (chapas de 035 mm):
.Papel (una cara) . . . . . . . . . . . .0,88
.Silicato de sodio (una cara). . . .0,90
.”Carlite” (dos caras) . . . . . . . . .0,95 - 097

En un transformador, el núcleo tiene dos misiones fundamentales:
* Desde el punto de vista eléctrico –y esta essu misión principal- es la vía por que discurre el flujo magnético. A través de las partes de la culata conduce el flujo magnético siguiendo un circuito prescrito, de una columna a otra.
* Desde el punto de vista mecánico es el soporte de los arrollamientos que en él se apoyan.
El núcleo magnético de los transformadores está formado por el apilamiento de chapas de acero hasta alcanzar elgrueso necesario. El apilamiento de las chapas se hace de forma entrecruzada formando grupos de tres láminas, de esta forma, los tamaños de las chapas son mas uniformes y se consigue que el conjunto sea compacto.

Generalmente, las chapas magnéticas están constituidas por acero de construcción, al que se le añade entre un  3 y un 5% de silicio para aumentar su resistividad, disminuyendo laspérdida por corrientes parásitas. Un contenido mayor en silicio haría el material demasiado frágil para el mecanizado. Las pérdidas por histéresis dependen en gran medida del procedimiento de fabricación de la chapa.
Actualmente, para los núcleos de los transformadores se emplean chapa laminadas en frío de un espesor aproximado de 0,35 milímetros, sometiéndolas a un proceso de oxidación. Esteprocedimiento hace que la capa de óxido formada en la superficie de las chapas aísle eléctricamente una de otra.
Como la chapa magnética esta formada por cristales de mayor o menor tamaño dependiendo del proceso de fabricación y tratamiento que sufre, cada cristal se magnetiza fácilmente a lo largo de sus bordes. Por medio del laminado en frío y posterior tratamiento térmico todos los cristales se...