transformador historia y proyecto

13/ El transformador
Si tomamos una bobina y la conectamos a una batería, haremos circular una corriente por ella que a su vez generará un campo magnético que sigue a las variaciones de corriente por el inductor. En realidad el comportamiento del inductor como tal se debe al fenómeno de la autoinducción; es decir que el propio campo magnético producido por el inductor, genera tensiones sobre elmismo, esas tensiones son precisamente las que se oponen a la circulación de la corriente por el mismo. En efecto si no existiese este fenómeno de la autoinducción y el alambre de la bobina no tuviera resistencia, la corriente circulante sería infinita. Sin embargo nosotros sabemos que la corriente se establece primero a nivel nulo y luego va creciendo paulatinamente.
Si al inductor le aplicamosuna corriente variable (por ejemplo una señal senoidal) se producirá un campo magnético variable. Si dentro de ese campo colocamos otra bobina observaremos que sobre ella se produce una tensión que depende de varias cosas. De la orientación entre las bobinas; de la proximidad; de la cantidad de espiras de la bobina secundaria; de la intensidad del campo magnético y de que tan rápidamente varía.Trabajo práctico
Ud. puede hacer un trabajo práctico muy simple que reforzará su aprendizaje.
1. Tome un imán de parlante con forma de anillo(cuando mas grande mejor) y colóquelo sobre la mesa.
2. Ahora debe tomar un carretel de plástico y bobinar todas las espiras posibles con alambre de 0,10 mm (es conveniente usar un carretel que permita bobinar por lo menos 500 espiras para lo cual lerecomendamos utilizar una agujereadora y montar el carretel en el mandril con un trozo de madera y una varilla roscada). También se puede desarmar un transformador de 220V/12V de 0,5 o 1A (luego sabremos que significa esta descripción).
3. Sáquele la laminación y use el bobinado primario (el de mayor resistencia) como sensor de campo magnético.
4. Conecte el bobinado a un tester de aguja en funciónvoltímetro en la escala mas baja.
5. Acerque la bobina lentamente al borde externo del imán (donde tiene el mayor campo magnético) y observe que la aguja del voltímetro no se mueve.
6. Aléjela también con suavidad y verá que la aguja sigue sin moverse.
7. Ahora repita la operación pero a la mayor velocidad posible y observará que la aguja pega un salto.
8. Pruebe con diferentes orientaciones ya diferentes velocidades y podrá sacar como conclusión que la tensión depende sobre todo de la velocidad de la operación, y que hay orientaciones que no concatenan campo y no producen tensión. Otra conclusión indirecta es que alejado del campo magnético no hay tensión inducida.
El diseño de un transformador está relacionado con todas estas cualidades del campo magnético. Ya sabemos que untransformador se utiliza cuando deseamos aumentar una tensión. También se lo utiliza para cuando deseamos reducir una tensión.
¿Entonces el transformador es un equivalente al atenuador resistivo? No, son dos cosas diferente aunque sirven para lo mismo. La diferencia es que el atenuador resistivo hace caer la tensión por efecto Joule (es decir transformado energía eléctrica en calor) y el transformadorlo hace teóricamente sin generar calor. Decimos teóricamente porque nunca se puede conseguir un rendimiento unitario; el trasformador se calienta y transforma algo de energía eléctrica en calor pero es por un efecto secundario y no por su principio de funcionamiento.
Intuitivamente nos damos cuenta que el máximo rendimiento de un trasformador ocurre cuando todo el campo magnético que genera elprimario pasa por adentro del secundario y esto a su ves significa que lo mejor que se puede hacer es encauzar el campo magnético por un camino de baja reluctancia (equivalente magnético de la resistencia eléctrica) y hacerlo pasar por adentro del secundario. Un buen material magnético es el hierro dulce y uno mucho mejor es una aleación de hierro y silicio.
En cuanto a la forma de este material,...