Transformadores


Transformadores


Introducción
El transformador es un dispositivo que está formado por dos o más circuitos eléctricos acoplados por medio de un circuito magnético en común. El análisis de estos dispositivos implica varios de los principios esenciales para el estudio de las máquinas eléctricas.

Un transformador se compone de dos o más devanados acoplados por medio de un flujo magnéticomutuo. Si uno de estos devanados, el principal, se conecta a una fuente de voltaje alterna, se producirá un flujo alterno cuya amplitud dependerá del voltaje principal, de la frecuencia del voltaje aplicado y del número de vueltas. El flujo mutuo se vinculará con el otro devanado, el secundario.' e inducirá un voltaje dentro del mismo cuyo valor dependerá del número de vueltas en el devanadosecundario, así como de la magnitud del flujo mutuo y de la frecuencia. Al proporcionar de forma adecuada el número de vueltas en el devanado primario y secundario, es posible obtener casi cualquier relación de voltaje o relación de transformación.

La parte fundamental en el funcionamiento del transformador requiere únicamente de la existencia de un flujo mutuo con variación temporal compartidopor ambos devanados. Este hecho puede ocurrir en dos devanados acoplados en aire, pero dicho acoplamiento entre los mismos se realiza de manera más efectiva al usarse un núcleo de hierro u otro material ferromagnético, debido a que el flujo se mantiene dentro de un patrón definido de alta permeabilidad que une ambos devanados. Este transformador comúnmente se denomina transformador con núcleo dehierro; la mayoría de los transformadores son de este tipo.

Existen princialmente 2 tipos de transformadores y los de poste

Tipo Nucleo: los devanados se enrollan alrededor de dos columnas de un núcleo magnético rectangular.












Tipo Blindado: los devanados se enrollan alrededor de la columna central o pierna del núcleo de tres columnas. En su estructura se puedenusar variaciones en la disposición del devanado concéntrico, también es posible que los devanados consistan en una cantidad de delgadas bobinas ensambladas en una pila con bobinas primarias y secundarias de distribución alterna.












Los transformadores de poste tienen su núcleo y sus bobinas dentro de un tanque cargado con aceite para su seguridad. Puede tener uno dos bujes dealto voltaje y una terminal que va conectada a tierra física. Hay diferentes configuraciones de transformadores de poste, los cuales se emplean dependiendo del uso que se les vaya a dar. Existe el transformador autoprotegido el cual tiene un cortocircuito secundario para protegerse se descargas; transformadores de distribución, se emplean para la distribución a redes de bajo voltaje en áreas dealta densidad de carga. Aguantan una gran cantidad de potencia.


En general, para su elaboración, se utilizan láminas de acero al silicio con espesor de 0.014 para los transformadores que operan con frecuencias menores a unos cuantos cientos de hertz. El acero al silicio posee propiedades adecuadas como bajo costo, bajas pérdidas en el núcleo y alta permeabilidad a densidades de flujo altas.Los núcleos de transformadores pequeños, empleados en circuitos de comunicación a altas frecuencias y bajos niveles de energía, algunas veces se fabrican a partir de aleaciones ferromagnéticas pulverizadas y comprimidas, denominadas ferritas.

Los devanados también producen flujo adicional, denominado flujo de dispersión, que atraviesa un devanado sin pasar al siguiente. Aunque el flujo dedispersión es una pequeña fracción del flujo total, desempeña una función importante al determinar el comportamiento del transformador. En los transformadores prácticos, la dispersión se reduce al subdividir los devanados en secciones colocadas lo más cerca posible entre sí, una sección en cada una de las dos piernas del núcleo, colocando el devanado primario y secundario como bobinas concéntricas....