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Y
bien, siendo la tensión aplicada sobre el primario alternada,
naturalmente que sufrirá variaciones periódicas en
sus valores. Esto hará que el campo magnético originado
se expanda y se contraiga, acorde con las variaciones de la corriente
aplicada al primario. En efecto, la intensidad del campo H (en Gauss)
variará según la representación gráfica
de la figura 3, siendo por lo tanto este campo variable en una frecuencia
igual a la de la f.e.m., alterna aplicada al transformador.
Consecuentemente,
sobre el secundario se hará presente una tensión inducida
de las mismas características que la del primario y que hará
circular por este circuito una corriente que será acusada
por el instrumento intercalado, según se aprecia en la figura
2. Ambos circuitos, primario y secundario, estarán acoplados
magnéticamente entre sí por la inductancia mutua del
conjunto, acrecentada por la presencia del núcleo laminado.
La forma que presenta este núcleo y la disposición
de los bobinados no es precisamente la ideal a los fines de lograr
una máxima transferencia de energía del primario al
secundario.
En
la práctica, y muy especialmente en los transformadores de
poder y también de audiofrecuencia (utilizados en los viejos
amplificadores de sonido), se construyen transformadores bobinados
sobre núcleos aun más cerrados, tal como se aprecia
en la figura 4, montándose el secundario sobre el devanado
primario. Bajo esta disposición, el flujo magnético
permite ser aprovechado al máximo, aumentando la intensidad
del campo. Esto se traduce en una f.e.m. inducida mayor sobre el
secundario, pues prácticamente, casi la totalidad de las
líneas de fuerza pasan a través del núcleo
de hierro.
Transformadores elevadores y transformadores reductores. Relación
de Transformación.
El gran uso de los transformadores en los sistemas eléctricos y electrónicos se debe a que pueden cambiar la magnitud de una tensión alterna, aumentándola o disminuyéndola. El comportamiento ante la tensión viene determinado por el número de espiras que tienen la bobina del primario y la bobina del secundario. En un transformador que tuviera el 100 por 100 de rendimiento se cumpliría que:
Un transformador elevador aumenta la tensión, por lo que tiene más espiras en el secundario que en el primario, mientras que un transformador reductor reduce la tensión y, por tanto, tiene más espiras en el primario que en el secundario. Aunque una relación de transformación (Np:Ns) 1:1 no altera el valor de la tensión, puede ser útil para aislar una parte de un sistema de otra. Frecuentemente se utilizan transformadores con dos o más devanados secundarios o con varias tomas en el devanado secundario. En la figura a continuación se muestran los símbolos para distintos tipos de transformadores, así como algunas aplicaciones de cada uno.
Hay que recordar que los transformadores funcionan sólo con tensiones alternas. La bobina de inducción es un aparato de corriente continua, pero para que funcione se necesita un interruptor mecánico que haga variar el campo y se genere de esta forma una tensión de salida intermitente.
La
relación existente entre el número de espiras del
primario y del secundario de un transformador, determinará
el valor de la f.e.m. inducida sobre su circuito secundario. Un
transformador que posea en su secundario mayor número de
espiras que las del primario, inducirá sobre aquel una tensión
mayor que la aplicada. A la inversa, un secundario con menor número
de espiras que las del primario generará una tensión
menor que la del primario.
Fig.
4 - Forma típica de un núcleo magnético cerrado
, para un máximo aprovechamiento de las líneas de
fuerza magética .
La
relación que existente entre la tensión del primario
(Ep) y la tensión del secundario (Es) es igual a la relación
entre el número de espiras del primario (Np) y el número
de espiras del secundario (Ns).
En
consecuencia, podemos decir que:
y
efectuando trasposición de términos, tenemos:
fórmula
de la cual deducimos que la tensión inducida en el secundario
es proporcional a la relación del número de vueltas
del secundario con respecto a las del primario. Por tanto, a la
relación entre vueltas o entre tensiones del primario y secundario
se la denomina relación de transformación.
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