Definición de Transformador.
Podemos definir
transformador como un dispositivo eléctrico que permite aumentar
o disminuir la tensión en un circuito
eléctrico de corriente alterna manteniendo la potencia. La potencia que ingresa al
equipo, en el caso de un transformador ideal (esto es, sin pérdidas), es igual
a la que se obtiene a la salida. Las máquinas reales presentan un pequeño
porcentaje de pérdidas, dependiendo de su diseño y tamaño, entre otros
factores.
El transformador es un
dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna de un cierto nivel de
tensión, en energía alterna de otro nivel de tensión, basándose en el fenómeno
de la inducción electromagnética . Está constituido por dos
bobinas de material conductor, devanadas sobre un núcleo cerrado de
material ferromagnético , pero aisladas entre sí
eléctricamente. La única conexión entre las bobinas la constituye el flujo magnético común que se
establece en el núcleo. El núcleo, generalmente, es fabricado bien sea de
hierro o de láminas apiladas de acero eléctrico , aleación apropiada para
optimizar el flujo magnético. Las bobinas o devanados se denominan primarios
y secundarios según correspondan a la entrada o salida del sistema en
cuestión, respectivamente. También existen transformadores con más devanados;
en este caso, puede existir un devanado "terciario", de menor tensión
que el secundario.
Por otra parte la relación
de transformación es importante ya que
indica el aumento o decremento que sufre el valor de la tensión de
salida con respecto a la tensión de entrada, esto quiere decir, la relación
entre la tensión de salida y la de entrada.
La relación entre la fuerza electromotriz
inductora (Ep), la aplicada al devanado primario y la fuerza electromotriz
inducida (Es), la obtenida en el secundario, es directamente proporcional al
número de espiras de los devanados primario (Np) y secundario (Ns) , según la
ecuación:
La relación
de transformación (m) de la tensión entre el bobinado primario y el
bobinado secundario depende de los números de vueltas que tenga cada uno. Si el
número de vueltas del secundario es el triple del primario, en el secundario
habrá el triple de tensión.
Dónde: (Vp) es la tensión
en el devanado primario o tensión de entrada, (Vs) es la tensión en el devanado
secundario o tensión de salida, (Ip) es la corriente en el devanado primario o
corriente de entrada, e (Is) es la corriente en el devanado secundario o corriente
de salida.
Los transformadores para
circuitos trifásicos pueden construirse de dos maneras. Estas son:
Tomando tres
transformadores monofásicos y conectándolos en un grupo trifásico.
Haciendo un transformador
trifásico que consiste en tres juegos de devanados enrollados sobre un núcleo
común.
Funcionamiento
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
devanados primario 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.
Conexión estrella ( )- estrella ( )
La
conexión de los transformadores se muestra en la figura 1.1.
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