El transformadores eléctrico. Funcionamiento.

 

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Generalmente se hace uso de la inductancia mutua para transferir, por medios magnéticos, la energía eléctrica de un circuito a otro. La inductancia mutua de dos circuitos magnéticos es máxima cuando se logra un acoplamiento máximo. En el caso de la figura 1 que consideramos, si todas las líneas de fuerza generadas por L1 alcanzan o cortan a todas las espiras de L2, existe acoplamiento máximo.

Como esta condición resulta en la práctica imposible de alcanzar, se puede expresar el grado de acoplamiento entre dos circuitos en tanto por ciento. Hay acoplamiento, digamos, del 25 %, cuando todas las líneas de fuerza atraviesan solo una parte del bobinado o cuando solo una cuarta parte de las líneas de fuerza atraviesan todo el bobinado. Es posible llegar a un grado de acoplamiento de casi el 100 % cuando se montan dos bobinados sobre un mismo núcleo, como en el caso de los transformadores de potencia, en los cuales es imprescindible una elevada transferencia de un circuito a otro.

El transformador eléctrico .

Probablemente la aplicación más útil de la inducción electromagnética, aparte de la generación de energía eléctrica, sea el transformador.
En la figura siguiente se muestra el principio del transformador.

Figura -Principio de funcionamiento del transformador.

Sólo se induce f.e.m. cuando existe un cambio en el flujo magnético que atraviesa una bobina. Este cambio se puede producir por medio de un movimiento o conectando y desconectando el circuito, pero si el campo se produce por medio de una corriente alterna éste cambiará de valor y de dirección continuamente. Esto tiene como consecuencia la aparición de una f.e.m. inducida que cambia constantemente. El transformador es, por tanto, un aparato de corriente alterna en el cual por medio de una corriente alterna en su entrada se genera una f.e.m. alterna en su salida.

Cuanto más cerca se puedan poner las bobinas una de otra, mejor alcanzará el campo del primario al secundario, es decir, que se dispersará menos flujo magnético. El mejor sistema es unir las bobinas por medio de un núcleo de hierro para obtener el máximo aprovechamiento del campo magnético. En la figura a continuación se muestra cómo se puede llevar a cabo esto en la práctica.

El factor de Inductancia Mutua que hemos analizado, se utiliza en la práctica para transferir energía de un circuito a otro mediante un elemento electromagnético denominado transformador.

Es muy posible que el transformador sea, en el campo de la electricidad aplicada, uno de los dispositivos más ampliamente utilizados, se le denomina comúnmente transformador estático, por cuanto carece de partes móviles. En su expresión más simple, un transformador está constituido por un devanado primario al cual se le aplica la energía eléctrica y un bobinado secundario, del cual se extrae la energía a consumir. Se denomina transformador elevador de tensión aquel que entrega sobre el secundario un potencial mayor que el del primario y transformador reductor de tensión el que posee un secundario que suministra menor tensión que la del primario. Existen también transformadores que entregan en el secundario igual tensión que la del primario, pero en estos casos son utilizados simplemente como elementos de enlace entre dos circuitos.

Fig. 2 - Transformador estático con núcleo magnético cerrado .

En la figura 2 representamos un transformador simple, el cual consta de un bobinado L1, primario, alimentado por corriente alterna y otro devanado, secundario, L2, acoplado, magnéticamente al primero, mediante un núcleo de láminas de hierro. Este núcleo, como ya hemos estudiado, permite una mejor transferencia del flujo magnético originado. En la figura puede apreciarse que el núcleo se encuentra cerrado lo cual intensifica el campo y hace disminuir las pérdidas .

Fig. 3 - Variaciones en la intensidad del campo magnético ( en Gauss ) producidas en un transformador alimentado por una corriente alterna sinusoidal .

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