Transformadores

TRANSFORMADORES – RELES E INTERRUPTORES MAGNÉTICOS
Experiencia N°9

Transformador

Es una de las más importantes aplicaciones técnicas de la inducción. Se puede encontrar en todos los tamaños, como transformador de alta tensión, en la transmisión de energía, o como transformador de baja tensión, prácticamente, en todos los aparatos que se alimentan con la tensión de la red.
Lostransformadores sólo se pueden operar básicamente con corriente alterna. Entre las funciones que cumplen se encuentran:

Transmisión de energía

Un transformador puede transportar energía, con pocas pérdidas, de un nivel de tensión a otro.

Adaptación de tensión

Un transformador convierte tensiones, es decir, transforma tensiones en otras mayores o menores.

Principio del transformador

Por logeneral, los transformadores constan de devanados acoplados magnéticamente.
Se diferencia entre el devanado primario, es decir, el que consume potencia eléctrica, y el devanado secundario, es decir, el que entrega potencia eléctrica. Igualmente, de modo análogo se habla de:
* Tensión primaria u1 y secundaria u2
* Corriente primaria i1 y secundaria i2
* Número de espiras del devanadoprimario n1 y secundario n2

Los transformadores tienen diversas formas. En los pequeños transformadores monofásicos, como el que se muestra en el ejemplo, ambos devanados se encuentran arrollados en un solo lado del núcleo de hierro. Con esto se logra que el flujo magnético generado por una bobina se transmita casi por completo a la otra bobina. Las líneas de campo se encuentran prácticamentedentro del núcleo, la dispersión es mínima y el circuito magnético se cierra a través de los otros lados exteriores.
Si por el devanado primario circula una corriente, debido a la variación de flujo magnético en el tiempo, en el devanado secundario se inducirá una tensión. La relación entre las dos tensiones corresponderá a la existente entre el número de espiras de los devanados.
Las corrientes,al contrario, tienen una relación inversamente proporcional a la de los devanados.

Comportamiento

El transformador no se puede considerar de ningún modo como un componente ideal, carente de dispersión y pérdidas. En la práctica se determinan pérdidas que se manifiestan en el calentamiento del transformador. Las causas de estos son:
* Pérdidas en los devanados, debido a la resistencia delalambre de cobre.
* Pérdidas en el hierro debidas a corrientes parásitas y pérdidas por histéresis, causadas por la inversión magnética de hierro.

Para reducir estas pérdidas, el núcleo del transformador se construye de capas de chapas individuales, aisladas entre sí.
Esto evita considerablemente la formación de corrientes parásitas. La chapa del transformador se construye de materialmagnético suave, con una curva de histéresis angosta.

Las pérdidas resistivas son la causa especial de que la tensión secundaria del transformador con carga no permanezca constante, sino que descienda. Este fenómeno se aprecia más en los transformadores pequeños, que poseen devanados de alambre de cobre delgado.

Imagen de transformador

1. Transformador sin núcleo y con núcleo

Se estudiarála transmisión de energía en un transformador con y sin núcleo de hierro y se conocerá el efecto importante que tiene dicho componente.

1. ¿Cómo se comporta la lámpara en el devanado secundario de un transformador con y sin núcleo? Responda.

Con el núcleo la lámpara se enciende y sin el núcleo la lámpara no enciende.

2. ¿En el transformador, que influencia ejerce un núcleo dehierro sobre la transmisión de energía? Responda.

El núcleo de hierro procura un buen acoplamiento magnético entre el devanado primario y el secundario.

2. Relación de trasformación

Se aplicará una tensión alterna al transformador, se medirá con el voltímetro la amplitud de las tensiones primarias y secundarias y se calculará la relación de transformación.

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