Principio de funcionamiento del transformador

El principio de funcionamiento del transformador, se puede explicar por medio del llamado transformador ideal monofásico, es decir, una máquina que se alimenta por medio de una corriente alterna monofásica.

A reserva de estudios con mayor detalle, la construcción del transformador, se puede decir que un transformador está constituido por un núcleo de material magnético que forma un circuito magnético cerrado, sobre cuyas columnas o piernas se localizan dos devanados, uno denominado “primario” que recibe la energía y el otro el secundario, que se cierra sobre un circuito de utilización al cual entrega la energía. Los dos devanados se encuentran electricamente aislados entre si.
Transformador

El voltaje en un generador eléctrico se induce, ya sea cuando una bobina se mueve en un campo magnético, o bien cuando el campo producido en los polos en movimiento cortan una bobina estacionaria. En ambos casos, el flujo total es sustancialmente constante, pero hay un cambio en la cantidad de flujo que eslabona la bobina. Este mismo principio es válido para el transformador, solo que en este caso las bobinas y el circuito magnético-son estacionarios (no tienen movimiento), en tanto que el flujo magnético cambia continuamente.

El cambio en el flujo se puede obtener aplicando una corriente al terna en la bobina. La corriente, a través de la bobina, varia en magnitud con el tiempo, y por lo tanto, el flujo producido por esta corriente, varia también en magnitud con el tiempo.

El flujo cambiante con el tiempo que se aplica en uno de los devanados, induce un voltaje E1 (en el primario). Si se desprecia por facilidad, la caída de voltaje por resistencia de el devanado primario, el valor de E1 será igual y de sentido opuesto al voltaje aplicado V1. De la ley de inducción electromagnética, se sabe que este voltaje inducido el en el devanado primario y también al índice de cambio del flujo en la bobina. Se tienen dos relaciones importantes.
E1-1
Al mismo tiempo que el flujo cambia en la bobina primaria, también cambia en la bobina secundaria, dado que ambas bobinas se encuentran dentro del mismo medio magnético, y entonces el índice de cambio del flujo magnético en ambas bobinas es exactamente el mismo. Este cambio en el flujo inducirá un flujoE2 en la bobina secundaria que será proporcional al número de espiras en el devanado secundario N2. Si se considera que no se tiene carga conectada al circuito secundario, el voltaje inducido E2 es el voltaje que aparece en las terminales del secundario, por lo que se tienen dos relaciones adicionales,
E2
En virtud de que ambas bobinas se encuentran devanadas en el mismo circuito magnético, los factores de proporcionalidad para las ecuaciones de voltaje son iguales, de manera que si se dividen las ecuaciones para E1 y E2 se tiene:
E1-2
además, como numéricamente deben ser igualesE1 y V1 y E2 con V2 la ecuación anterior se puede escribir como:
V1

Fuente: Apuntes de Maquinaria y automatización de la Unideg

Publicado en Maquinaria y Automatización

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