El transformador

EL TRANSFORMADOR
Una de las principales razones por la que se emplea la corriente alterna y no la continua, en la producción, transporte, distribución y consumo de la electricidad es que este tipo de corriente es muy fácil de elevar y reducir su tensión mediante el transformador. Gracias a los transformadores se puede aumentar la tensión antes de transportar la energía a grandes distancias porlas líneas de alta tensión, con el fin de reducir la intensidad, y con ella, las pérdidas que se dan en los conductores por efecto Joule. Con ellos también se puede reducir la tensión, con el fin de poder distribuirla y consumirla en las industrias y viviendas, a valores que sean seguros para las personas que manipulan los sistemas eléctricos.

FUNCIONAMIENTO DEL TRANSFORMADOR

Untransformador posee dos bobinados: uno primario y uno secundario que se arrollan sobre un núcleo magnético común, formado por chapas magnéticas apiladas (Fig.1). Por el bobinado primario se conecta la tensión de entrada, y por el secundario obtenemos la tensión de salida. El mismo transformador puede funcionar como elevador o reductor. Así, por ejemplo, con un transformador de 220V/125V, si conectamos elbobinado de 220V a una red de la misma tensión, obtendremos en el otro bobinado una tensión de 125V, (transformador reductor); a la inversa, si conectamos el bobinado de 125V a una red de la misma tensión, obtendremos en el otro bobinado una tensión de salida de 220V (transformador elevador).



El transformador es considerado una máquina eléctrica estática, que es capaz de cambiar la tensión eintensidad en C.A. sin modificar la frecuencia ni la potencia transferida.

¿Cómo consigue cambiar la tensión un transformador? Si observas la fig. 1 podrás comprobar que no existe conexión eléctrica entre el devanado primario y el secundario. ¿Por donde pasa entonces la energía eléctrica de un bobinado a otro? Estos fenómenos se pueden explicar gracias a la INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA.

Alconectar el bobinado primario, de N1 espiras a una tensión alterna senoidal V1, aparece una pequeña corriente por dicho bobinado que produce en el núcleo magnético un flujo variable (Ф), también de carácter senoidal. Este flujo variable se cierra por todo el núcleo magnético y corta los conductores del bobinado secundario, por lo que se induce una fuerza electromotriz en el secundario quedependerá del número de espiras del mismo.
De esta forma, la transferencia de energía eléctrica se hace a través del campo magnético variable que aparece en el núcleo del transformador, no siendo necesario la conexión eléctrica entre ambos bobinados, por lo que se puede decir que un transformador aísla eléctricamente el circuito primario del secundario (la bobina del primario convierte la energíaeléctrica en energía en forma de campo magnético variable; la bobina del secundario se comporta como un generador y transforma dicho campo variable otra vez en energía eléctrica, gracias a la inducción electromagnética). En el caso del que el número de espiras del primario N1 fuese igual al del secundario N2, la tensión V2, que se induce en el secundario, sería aproximadamente igual a la aplicada alprimaria V1. Hay que pensar que el flujo que se produce en el primario es proporcional a la tensión aplicada a la bobina y al número de espiras de la misma. Por otro lado, la tensión que se induce en el secundario es proporcional al flujo común y al número de espiras del secundario.
En el caso de que el número de espiras del secundario sea mayor que la del primario, la tensión del secundario tambiénserá mayor. Volviendo al mismo razonamiento, para un flujo común, en cada una de las espiras del secundario se induce una cierta tensión, por lo que cuantas más espiras tenga este bobinado, más tensión aparecerá en el mismo. El mismo razonamiento se puede hacer para un transformador reductor. En general se cumple con gran aproximación que:
V1 = N1 (relación de transformación)
V2...