Funcionamiento del transformador

Funcionamiento de un Transformador

12 de marzo de 2012

La Ley de Faraday como principio del funcionamiento del transformador
El primero en introducir la inducci´n de corrientes el´ctricas fu´ Faraday; la pregunta o e e que ´l se formulaba a partir de los experimentos de Oersted era si una corriente el´ctrica e e es capaz de producir un campo magn´tico ¿no ser´ posible que un campomagn´tico e a e genere una corriente el´ctrica en un conductor que estuviese cercano al campo? e Para comprobar este hecho Faraday enrollo un solenoide alrededor de otro, al del exterior lo conecto a una bater´ mientras que el otro a un detector de corriente el´ctrica. ıa e Faraday no noto corrientes el´ctricas, sin embargo el detector registraba una corriente e en el momento en el que se conectaba odesconectaba la bater´ De este hecho Faraday ıa. concluyo que se induce un corriente el´ctrica en un conductor solamente que el campo e magn´tico en el que se encuentre cambia al transcurrir el tiempo. En un campo magn´tico e e constante no se induce ninguna corriente el´ctrica. e De estos experimentos se sabe que se induce una corriente el´ctrica pero para que e pueda circular se necesita un campoel´ctrico dentro del conductor y en vista de que e no hay fuentes conectadas al conductor que generen el campo el´ctrico concluy´ que e o las lineas de campo el´ctrico deben de ser cerradas, es este campo el que causa que las e cargas el´ctricas dentro del conductor se muevan alrededor del alambre cerrado, es decir e la variaci´n del campo magn´tico genera un campo el´ctrico que dentro del conductoro e e induce una corriente el´ctrica. e Este campo el´ctrico es diferente al producido por cargas estacionarias, una de las e principales diferencias es que al variar el campo magn´tico existe la disponibilidad de e hacer trabajo por unidad de carga (mover las cargas que dan lugar a la corriente el´ctrie ca). Por lo que se esta ante la presencia de una fuerza electromotriz ξ, en este caso se tieneuna fem inducida a lo largo de una trayectoria cerrada distinta de cero. ξ= E · dr = 0

Faraday tambi´n hizo ver que la cantidad importante es el flujo del campo magn´tico e e a trav´s de la superficie que delimita al circuito y de la inclinaci´n entre el campo y esta e o superficie. Lo que nos indica su ley es que si cualquiera de las cantidades mencionadas en la frase anterior cambia entonces elflujo cambiar´ por lo que se inducir´ una fem y a a como consecuencia una corriente el´ctrica. e dΦM ξ=− (1) dt El signo negativo nos indica que la corriente el´ctrica tendr´ el sentido que de lugar a e a efectos que se opongan a la variaci´n del flujo. o

Transformador
El transformador, es un dispositivo el cual transfiere energ´ el´ctrica de un circuito ıa e a otro bajo el principio deinducci´n de electromagn´tica. Es un aparato en el cual dos o e o mas circuitos estacionarios son acoplados magn´ticamente. e 1

En la secci´n anterior se menciono que si por una bobina circula una corriente el´ctrio e ca en otra bobina cercana se inducir´ una fem y por lo tanto una corriente. Esta fem que a se induce depende de la primera corriente, de sus formas, posiciones y de las propiedadesmagn´ticas de las sustancias que se encuentren entre ellas. e Los transformadores mas usados tienen una bobina que recibe energ´ el´ctrica de ıa e una fuente externa, esta bobina se le llama bobina primaria: el papel del transformador como ya se menciono es transferir esta energ´ a la otra bobina, bobina secundaria, ıa Figura 1, y de acuerdo a la ley de Faraday se inducir´ una fuerza electromotriz y sitiene a alguna carga, entonces producir´ una corriente. a

Figura 1: Transformador

Cuando las dos bobinas son aisladas una de otra en un espacio libre o rodeadas de un material no magn´tico (conocido como n´cleo) el transformador es llamado transfore u mador con n´cleo de aire en este tipo de transformadores el flujo total relacionado a la u bobina secundaria depende de la cercan´ y la...