¿Qué es un transformador?

¿Qué es un transformador?

Un transformador es un dispositivo eléctrico que utiliza el principio de la inducción electromagnética para cambiar el voltaje de corriente alterna (CA). Sus componentes principales son la bobina primaria, la bobina secundaria y el núcleo de hierro (o núcleo magnético). Las funciones clave incluyen: transformación de voltaje, transformación de corriente, transformación de impedancia, aislamiento eléctrico y estabilización de voltaje (como se ve en los transformadores de saturación magnética). Los transformadores se pueden categorizar por su aplicación en varios tipos, como transformadores de distribución, transformadores sellados, transformadores montados en plataforma, transformadores de tipo seco, transformadores sumergidos en aceite, transformadores monofásicos, transformadores de horno y transformadores rectificadores.

Aplicaciones en la vida diaria y la industria

Diferentes aplicaciones requieren diferentes voltajes. Por ejemplo, la iluminación residencial utiliza 220V, la iluminación de seguridad industrial utiliza 36V, y las máquinas de soldadura requieren voltaje ajustable, todo esto es posible gracias a los transformadores. Al ajustar la relación de vueltas entre sus bobinas primaria y secundaria, un transformador puede reducir el alto voltaje al nivel que necesitamos. Por el contrario, en la transmisión de energía a larga distancia, los voltajes se elevan a varios miles o incluso decenas de miles de voltios para minimizar las pérdidas en la línea, otra función crítica de los transformadores.

Adaptación de impedancia

Una aplicación común en electrónica es la adaptación de impedancia. Para conectar correctamente las salidas y entradas de los circuitos, los transformadores se utilizan a menudo para este propósito. Por ejemplo, en los sistemas de audio más antiguos, era necesario un transformador de salida para adaptar la alta impedancia del altavoz a la salida del amplificador. Por lo tanto, los transformadores son indispensables tanto en la vida diaria como en la producción industrial.

Componentes clave y principio de funcionamiento

   Bobina primaria (Devanado primario): Esta es la bobina a la que se aplica el voltaje de CA de entrada (U1). La corriente alterna (I1) que fluye a través de ella crea un flujo magnético cambiante en el núcleo de hierro.

   Principio de funcionamiento: Este flujo magnético alterno enlaza tanto los devanados primarios como los secundarios. Según la inducción electromagnética, se induce una fuerza electromotriz (voltaje) en cada devanado. La magnitud de este voltaje inducido es proporcional al número de vueltas en la bobina. Por lo tanto, el lado con más vueltas tiene un voltaje más alto, y el lado con menos vueltas tiene un voltaje más bajo. Cuando el lado secundario del transformador está abierto (condición sin carga), la relación entre el voltaje primario y el secundario es igual a la relación de sus respectivas vueltas de devanado, logrando la transformación de voltaje.

   Bobina secundaria (Devanado secundario): Esta es la bobina en la que se induce voltaje debido al flujo magnético cambiante creado por la corriente primaria. Una corriente cambiante en una bobina induce un voltaje en una bobina cercana, acoplada magnéticamente.

   Núcleo de hierro (Núcleo magnético): La función del núcleo es concentrar y fortalecer el acoplamiento magnético entre las dos bobinas. Para minimizar las pérdidas de energía por corrientes parásitas e histéresis, el núcleo se construye típicamente con laminaciones delgadas y aisladas de acero al silicio. Las bobinas en sí mismas están enrolladas con alambre de cobre o aluminio aislado, y no hay conexión eléctrica directa entre los devanados primarios y secundarios.

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