TRANSFORMADORES

TRANSFORMADOR

El transformador es una máquina eléctrica estática, que transforma energía
eléctrica, con una tensión e intensidad determinada, en energía eléctrica con
tensión e intensidad distintas o iguales. Los transformadores son
básicamente, circuitos magnéticos con dos bobinas que convierten energía
eléctrica de un nivel de tensión y corriente a otro nivel de tensión y corrientediferente, gracias al distinto numero de vueltas de cada uno de los
devanados y al flujo común, variable en el tiempo, que ambos enlazan. Estas
características lo hacen indispensable en aplicaciones de transmisión y
distribución de energía eléctrica en corriente alterna. El transformador de dos
devanados se denomina monofásico, y es el más elemental. En circuitos de
potencia trifásicos se usanbancos de tres transformadores monofásicos o
bien transformadores trifásicos.
El funcionamiento del transformador se basa en los fenómenos de inducción
electromagnética (producción de f.e.m. por variación de flujo en un circuito
estático o por corte de flujo en un circuito en movimiento).

Un transformador elemental está formado por un núcleo de chapas
magnéticas, al que rodean los devanadosprimario y secundario. Al conectar
el devanado primario a una red de c.a., se establece un flujo alterno en el
circuito magnético que, a su vez, inducirá las ff.ee.mm. E1 y E2, en los dos
devanados del transformador.

FUERZA MAGNETROMOTRIZ INDUCIDA.
Cuando se aplica un voltaje al primario de un transformador, el flujo que se
produce en el núcleo está dado por la ley de Faraday. El flujovariable en el
núcleo induce un voltaje en el devanado secundario del transformador.
Debido a que los núcleos de los transformadores tienen una permeabilidad
muy alta, la fuerza magnetromotriz neta que se requiere en el núcleo para
producir el flujo es muy pequeña. Puesto que esta fuerza es muy pequeña, la
fuerza magnetromotriz del circuito primario del ser aproximadamente igual y
opuesta a lafuerza magnetromotriz del circuito secundario. Este hecho
produce la razón de corriente del transformador.

TRANSFORMADOR EN VACÍO
Al aplicar una tensión alterna V1 en el primario (con secundario abierto),
circula una corriente alterna i0 por él y establece el flujo alterno
que
concatena a N1 y N2, induciendo una f.e.m. E2 en el secundario, que por
estar en vacío, E2 V20 . En el primario,se autoinduce la f.c.e.m. (-E1) (fuerza
contra electromotriz), que se opone a la tensión aplicada V1.

El ɸ0 debido a la menor reluctancia que le presenta el hierro en comparación
al aire, sigue en su mayoría, el circuito ferromagnético. Las líneas de campo
que se cierran a través del aire (espacios entre el núcleo y las bobinas) y que
no aportan al flujo principal ɸ0, constituyen el flujodisperso (ɸd). La corriente

i0 está compuesta por una corriente alterna magnetizante (im), en fase con el
flujo principal que produce y una corriente en cuadratura, por perdidas
magnéticas en el hierro (ipm, histéresis y Foucault): I0 = im + ipm
TRANSFORMADOR CON CARGA
Al cerrar el secundario a través de una carga Z, circulará la corriente i2
generando en el arrollamiento secundario unflujo Φ2 , oponiéndose a la
causa que lo produce o sea, al flujo principal Φc , por lo que tenderá a
disminuirlo y por consiguiente a –E1 . Esta disminución de la f.e.m. primaria
origina un aumento en la corriente primaria a i1 = i0 + i21, donde la i21 es la
corriente i2 referida o reflejada en el primario. En relación a los flujos, el
primario reacciona a esta disminución con un flujo (Φ21) deigual magnitud
que Φ2 pero que se adiciona al flujo principal (Φc); entonces el flujo principal
o flujo concatenante (Φc) se mantiene igual tanto en carga como en vacío
(un estudio detallado nos dará que él
ya que en carga el c tiende
a ser menor). Esto será así mientras no se sature el núcleo.

TRANSFORMADOR IDEAL

- En las bobinas primaria y secundaria se considera la resistencia...