transformadores monofasicos

Introducción
En 1831 Michael Faraday descubrió que el cambio del flujo magnético a través de un circuito cerrado, induce un voltaje en él. Este descubrimiento conectó dos campos hasta entonces separados: la electricidad y el magnetismo, lo cual produjo una revolución en el desarrollo de máquinas eléctricas, motores y generadores. Estudiaremos el caso práctico particular de los transformadores,dispositivo cuyo funcionamiento depende del efecto que Faraday descubrió y de una enorme importancia práctica.
El Transformador es un dispositivo que convierte energía eléctrica de un cierto nivel de voltaje, en energía eléctrica de otro nivel de voltaje, por medio de la acción de un campo magnético. Esta constituido por dos o más bobinas de alambre, aisladas entre si eléctricamente por logeneral y arrolladas alrededor de un mismo núcleo de material ferromagnético. El arrollamiento que recibe la energía eléctrica se denomina arrollamiento de entrada, con independencia si se trata la mayor (alta tensión) o menor tensión (baja tensión). El arrollamiento del que se toma la energía eléctrica a la tensión transformada se denomina arrollamiento de salida. En concordancia con ello, los ladosdel transformador se denominan lado de entrada y lado de salida. El arrollamiento de entrada y el de salida envuelven la misma columna del núcleo de hierro. El núcleo se construye de hierro por que tiene una gran permeabilidad, o sea, conduce muy bien el flujo magnético.









Transformador monofásico ideal

Un transformador monofásico ideal es en el que no hay pérdida alguna (ideal).En un transformador ideal, la potencia que tenemos en la entrada es igual a la potencia que tenemos en la salida, esto quiere decir que:

Los transformadores ideales son usados por la mayoría de electrodomésticos y aparatos electrónicos, ya que estos trabajan, normalmente, a tensiones de un valor inferior al suministrado por la red.
Los transformadores ideales descritos anteriormente, nuncase podrán construir en realidad
Tensiones y Potencias
De las propiedades listadas en el párrafo 2 se deducen las principales características de estos transformadores. Por ejemplo al no tener resistencia los arrollamientos, en estos no se producen caídas de tensión y las fuerzas electromotrices resultan iguales a las tensiones en los bornes. El valor eficaz de estas fuerzas electromotrices,obtenido por aplicación de la ley de Faraday, es:

Donde:
E Fuerza electromotriz inducida [V].
f Frecuencia con que pulsa el flujo [Hz].
N Número de espiras del arrollamiento.
Φmáx Valor máximo del flujo alterno [Wb].
Dividiendo miembro a miembro las ecuaciones (1) se obtiene la denominada “relación de transformación a”:

Esta relación a es el único parámetro necesario para definir altransformador ideal. En su defecto se podrían usar los números de espiras N1 y N2. Si la relación de transformación es mayor que 1, el transformador reduce la tensión y por ese motivo se lo denomina reductor; y, por el contrario, si la relación es menor que 1, se lo denomina elevador. Cuando la relación de transformación es igual a 1 el transformador no modifica la tensión y se lo denominaseparador ya que sirve para aislar eléctricamente un circuito del otro, lo que puede ser necesario en casos particulares.
Otra consecuencia de la ausencia de resistencia en los bobinados, es que en los mismos no se producirán pérdidas por efecto Joule, también denominadas “pérdidas en el cobre PCu”. Como además, por definición, no hay pérdidas en núcleo, también denominadas “pérdidas en el hierro PFe”,el transformador ideal no tiene pérdidas de ningún tipo y la potencia de salida P2 es igual a la de entrada P1, o sea que su rendimiento es del 100 %. Resumiendo:

Transformador monofásico real

La base del funcionamiento del transformador se puede derivar de la ley de Faraday.
eent = d / dt
En donde es el flujo magnético ligado de la bobina, a través de la cual se induce la tensión. El...