El transformador

1.- Transformadores monofásicos.-

1.1.- Transformador ideal.-

El transformador es el conversor básico de corriente alterna. Justamente es lo que fundamenta su existencia, la posibilidad de transformar las tensiones de trabajo. No funciona en corriente continua.
El transformador en su concepción teórica ideal consta de un núcleo con dos arrollamientos que posen N1 y N2 vueltasrespectivamente.

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Si se alimenta uno de los bobinados con una tensión alterna senoidal aparecerá en el otro bobinado una tensión también alterna y senoidal de forma tal que la relación entre tensiones es la siguiente:

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Esto se debe a que al aplicarse una tensión alterna senoidal a un bobinado aparece en elnúcleo un flujo alterno senoidal [pic] y por lo tanto según la ley de Faraday :

[pic] entonces las f.e.m. de autoinducción serán:

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[pic] y como la f.e.m. de autoinducción se opone a la tensión aplicada
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el valor eficaz de las tensiones será:

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por lo tanto [pic]

Si ahora se conecta una carga(impedancia) a uno de los bobinados circulará una corriente que se reflejará en el otro bobinado.

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Con el transformador en carga aparece una corriente I2 que circulando por el bobinado produce una fuerza magnetomotriz N2I2 que tiende a modificar el flujo, pero como [pic] aparecerá en el otro bobinado una corriente I1 que restablezca la fuerza magnetomotriz.[pic]
Se podría haber llegado a la misma conclusión considerando que por tratarse de un dispositivo ideal sin pérdidas la potencia aparente desarrollada en un bobinado debe ser igual a la desarrollada en el otro.

[pic] por lo tanto [pic]

Los dos bobinados anteriormente descriptos reciben la designación de bobinado primario y bobinado secundario. Dado que eltransformador es una máquina reversible o sea que puede ser alimentado de cualquiera de los lados se ha establecido como convención que la designación de bobinado primario corresponde al lado de mayor número de vueltas.

Las relaciones anteriormente descriptas corresponden al transformador ideal y lógicamente poseen algunas ligeras diferencias con las correspondientes a los transformadoresreales las cuales se analizarán a continuación. .

1.2.- Circuito del transformador real en vacío.-

De acuerdo a lo que se vio en el estudio de los circuitos magnéticos, para obtener el flujo alterno en el núcleo del transformador es necesario que circule una corriente por el bobinado de alimentación.
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considerando a la reluctancia[pic] constante, a un flujo alterno sinusoidal le corresponde una corriente también sinusoidal

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esta corriente es la que se conoce como corriente de magnetización Iμ

Si se pretende un circuito que represente el comportamiento del transformador real, al transformador ideal propuesto anteriormente se le agrega una inductancia en paralelo.[pic]
A esa inductancia se la designa como suceptancia inductiva B0 para que no se confunda con otras reactancias que aparecen en el circuito.
Otro aspecto a tener en cuenta es que un núcleo de hierro con un flujo alterno está afectado por corrientes parásitas y lazos de histéresis cuyo resultado es generación de calor que se conoce como pérdidas en el hierro. Como toda pérdida estefenómeno se representa con una resistencia también en paralelo con el transformador ideal a la que se la designa con la conductancia G0 para que no se confunda con la resistencia de los conductores por la que circula una corriente denominada IP.
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Esta corriente es ficticia, no existe como parámetro independiente. Al igual que I( ambas aparecen sumadas vectorialmente constituyendo la...