Transformadores

Transformadores
El transformador es un dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna de un cierto de nivel de voltaje, en energía alterna de otro nivel de voltaje, por medio de la acción de un campo magnético. Está constituido por dos o más bobinas de alambre, aisladas entre sí eléctricamente por lo general arrolladas alrededor de un mismo núcleo de material ferromagnético. La únicaconexión entre las bobinas la constituye el flujo magnético común que se establece en el núcleo.

Relación de Transformación
La relación de transformación (a) nos indica el aumento ó decremento que sufre el valor de la tensión de salida con respecto a la tensión de entrada, esto quiere decir, por cada volt de entrada cuántos volts hay en la salida del transformador.

Donde: (Np) es el númerode espiras del devanado primario, (Ns) es el número de espiras del devanado secundario, (Vp) es la tensión en el devanado primario ó tensión de entrada, (Vs) es la tensión en el devanado secundario ó tensión de salida, (Ip) es la corriente en el devanado primario ó corriente de entrada, e (Is) es la corriente en el devanado secundario ó corriente de salida.

Relación de transformación
Existeuna relación directa entre el voltaje del bobinado primario y secundario de un transformador, este depende siempre del número de vueltas de alambre que tengan las dos o más bobinas del transformador.

En donde Rt es la relación de transformación, es igual al número de vueltas del secundario sobre el número de vueltas del primario.
Un ejemplo: si un transformador posee un bobinado primario de 440y un secundario de 880 vueltas la relación de transformación será:

En el caso que el primario fuese de 110V, al multiplicar queda:

El voltaje del secundario es 220V, este sería un transformador elevador, ya que el voltaje secundario es mayor que el primario.

Leyes básicas de transformación
Los voltajes de las bobinas son directamente proporcionales al número de vueltas de la bobina:Los voltajes son inversamente proporcionales a las intensidades de las corrientes eléctricas:

Las intensidades de las corrientes son inversamente proporcionales al número de vueltas de alambre:

Cálculo de la tensión por medio del área del núcleo
En el caso que se consiga un núcleo para construir un transformador (ya sea de uno en desuso, quemado o chapas recicladas), es posible calcularlas vueltas de las bobinas del transformador, mediante el producto del ancho de las chapas del transformador por el largo del núcleo.
Para el caso de tener un núcleo de 3,5 mm de largo por 3,3 mm de ancho, primero se deben multiplicar ambas medidas:

El valor obtenido se tiene que dividir por la constante 42 de la siguiente forma:

Entonces, cada 3,6 vueltas de alambre de cobre en la bobinase obtendrá un voltio. Si el transformador es de 220V en el primario, se deberá multiplicar: 3,6·220 = 792, este último resultado son las espiras de alambre del bobinado primario. Esto es indiferente para el secundario.

Cálculo de la potencia mediante el área del núcleo

El alambre de cobre es indispensable para la construcción de un transformador.
Para informarnos cuantos cm2 posee elnúcleo de un determinado transformador, debemos hacer la siguiente ecuación:

En donde An es el área del núcleo y Pbs la potencia del bobinado secundario, resultando que: el área del núcleo es igual a la raíz cuadrada de la potencia del transformador (o del bobinado secundario). Ejemplo, si tenemos un transformador cuyo bobina secundaria es de 25V y 5A, su potencia será 125W, ya que el producto de laintensidad y el voltaje da como resultado la potencia.

El resultado es el área que tendrá que tener el transformador, se recomienda siempre emplear un núcleo un poco más grande de lo obtenido en los cálculos.
En el caso que tengamos un núcleo de transformador y que tengamos que averiguar su potencia, debemos invertir el proceso; multiplicar los lados del núcleo y elevarlo al cuadrado, así...