Transformadores

El transformador ideal.
El transformador ideal sin carga.
Las tensiones en un transformador ideal.

Como podemos ver en el dibujo de arriba, el transformador solamente cuenta o genera entre sus bobinas un solo flujo, esto es así porque se trata de un transformador ideal. Además de tener un solo flujo, cuando se realiza el estudio de un transformador ideal, se tiene en cuenta que no existeningún tipo de pérdida y que el núcleo es totalmente permeable. Se supone que en un transformador ideal, el flujo generado en la bobina primaria es totalmente capturado por la bobina secundaria y, por consiguiente, no existe ningún flujo de dispersión.
El estudio de un transformador ideal nos ayudará mucho a comprender las relaciones que existen entre las tensiones, intensidades e impedancias, pueslas diferencias entre un transformador ideal y un transformador real no dista mucho de la realidad.

En el diagrama fasorial de las tensiones, podemos observar las relaciones existentes entre las tensiones del circuito del transformador.
Según la fórmula : E=Eg=4,44*f*N*Φmax; que podemos saber de donde sale en la página : Transformadores donde estudiamos la inducción magnética, podemos extraerestas otras dos ecuaciones:

E1=4,44*f*N1*Φmax
E2=4,44*f*N2*Φmax
por pura deducción sacamos esta otra ecuación que define la relación de espiras de las dos bobinas y las dos tensiones existentes del circuito del transformador ideal sin carga:

en donde ;
E1 = es la tensión generada en la bobina primaria
E2 = es la tensión generada en la bobina secundaria
N1 = es el número de espiras de labobina primaria
N4 = es el número de espiras de la bobina primaria
a = es la relación de espiras entre la bobina primaria y la bobina secundaria.

También tenemos que tener en cuenta, que al estar las dos bobinas induccidas por el mismo flujo se encuentran en fase las dos tensiones. Esto es lo que podemos ver en diagrama fasorial de arriba. La tensión E2 se encuentra en fase con latensión E1, además de ser más corta. El tamaño de la línea o de la tensión E2 siempre dependerá del número de espiras de la bobina secundaria, del mismo modo que el tamaño de la línea o de la tensión E1dependerá del número de vueltas de la bobina primaria.
El transformador ideal con carga.
La intensidad en un transformador ideal.

Sin embargo, si deseamos conocer la relación de intensidades, debemosincorporar una carga Z. Esto sucede así porque consideramos la intensidad magnetizante insignificante o muy pequeña cuando realizamos la relación entre tensiones.

Al colocar una carga Z al transformador, inmediatamente surge una intensidadI2 en la bobina secundaria. También hay que saber, que la tensión E2 no varía al conectarle una carga. Así tenemos que la intensidad que pasa por el secundario es:y que la ecuación de las tensiones continúa siendo la misma:

Si analizamos las fuerzas magnetomotrices de las dos bobinas para conocer las intensidades, sabremos que las fuerzas magnetomotrices de la bobina secundaria genera: I2N2.
Como sabemos que las tensiones no cambian al conectar una carga, también sabemos que el flujo tampoco cambia, así que la bobina primaria tiene que generar unafuerza magnetomotriz capaz de contrarrestar la fuerza magnetomotriz de la bobina secundaria, de este modo obtenemos que: I1N1.Por otro lado, como la I2 esta determinada por la carga y, como la I1 tiene que realizar una función compensadora, esto quiere decir que las intensidades están en fase. De esta forma podemos deducir la siguiente ecuación:

Conociendo toda esta relación entre intensidades,podemos dibujar el diagrama fasorial de las intensidades:

La intensidad se retrasa un ángulo Ø respecto a las tensiones E1 y E2.

Conociendo la ecuación :  podemos realizar la siguiente relación:

en donde ;
I1 = es la intensidad que pasa por la bobina primaria
I2 = es la intensidad que pasa por la bobina secundaria
N1 = es el número de espiras de la bobina primaria
N4 = es el...