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¿QUÉ ES UN TRANSFORMADOR ELÉCTRICO Y CÓMO FUNCIONA?

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Los transformadores son un elemento clave en el desarrollo de la industria eléctrica. Gracias a ellos se pudo realizar, de una manera práctica y económica, el transporte de energía eléctrica a grandes distancias. Un transformador eléctrico es una máquina estática de corriente alterna que permite variar alguna función de la corriente como el voltaje o la intensidad, manteniendo la frecuencia y la potencia, en el caso de un transformador ideal.

Para lograrlo, transforma la electricidad que le llega al devanado de entrada en magnetismo para volver a transformarla en electricidad, en las condiciones deseadas, en el devanado secundario.

¿Qué es un transformador eléctrico?

Un transformador es un dispositivo eléctrico que permite aumentar o disminuir el voltaje de un circuito eléctrico de corriente alterna (no existen transformadores de corriente directa), también se puede usar para aislar eléctricamente un circuito. Está compuesto de dos embobinados independientes (devanados) en un núcleo de aire o material electromagnético.

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¿Como funciona un transformador eléctrico?

El principio básico de funcionamiento es que al poner una corriente alterna en el devanado primario se crea un flujo magnético en el núcleo del transformador, y por lo tanto, también se crea en el devanado secundario. En consecuencia, se produce un voltaje variable en el devanado secundario, puede ser mayor o menor dependiendo del tipo de transformador.

Componentes de un transformador eléctrico

Devanado:

Es un hilo de cobre enrollado a través del núcleo en uno de sus extremos y recubierto por una capa aislante, que suele ser barniz. Está compuesto por dos bobinas, la primaria y la secundaria. La relación de vueltas del hilo de cobre entre el devanado primario y el secundario indicará la relación de transformación. El nombre de primario y secundario es algo simbólico: por definición allá donde apliquemos la tensión de entrada será el primario y donde obtengamos la tensión de salida será el secundario.

Devanado primario: El devanado primario (o bobina primaria) está conectado a la fuente de energía y transporta la corriente alterna desde la línea de suministro. Puede ser un devanado de bajo o alto voltaje, dependiendo de la aplicación del transformador.

Devanado secundario: El devanado secundario (o bobina secundaria) es el que suministra energía a la carga y es donde se genera la fuerza electromotriz (voltaje) por el cambio de magnetismo en el núcleo al cual rodea. Puede ser un devanado de bajo o alto voltaje, dependiendo de la aplicación del transformador.

Núcleo:

Es en donde se enrollan los devanados y donde se produce el flujo magnético alterno, por lo regular están construidos por una serie de láminas aisladas eléctricamente. para minimizar corrientes parásitas.

El núcleo de los transformadores está formado por chapas de acero al silicio aisladas entre ellas. Están compuestos por dos partes principales: las columnas, que es la parte donde se montan los devanados, y las culatas, que es la parte donde se realiza la unión entre las columnas. El núcleo se utiliza para conducir el flujo magnético, ya que es un gran conductor.

¿Qué tipos de transformador eléctrico existen?

Existen diferentes tipos y diversas formas de clasificar a los transformadores. Tanto por su funcionalidad (de potencia, comunicaciones, de media), por sus aplicaciones (reductor de voltaje, de aislamiento, de impedancia), entre otros diferentes tipos de clasificaciones.

Se pueden clasificar por su fase (monofásico, trifásico), autotransformador, de impedancia, de potencia, de comunicaciones, de medida, elevador/reductor de voltaje, de aislamiento, de alimentación, con diodo dividido, de frecuencia variable, de pulsos, de linea o flyback, híbrido, balun, de frecuencia variable, entre otros.

Aunque basados en los mismos principios básicos, se diferencian varios tipos de transformadores que se clasifican en dos grandes grupos: transformadores de potencia y de medida.

Transformadores de potencia

Los transformadores eléctricos de potencia sirven para variar los valores de tensión de un circuito de corriente alterna, manteniendo su potencia. Su funcionamiento se basa en el fenómeno de la inducción electromagnética.

Transformadores eléctricos de medida

Sirven para variar los valores de grandes tensiones o intensidades para poderlas medir sin peligro.

Funcionamiento del transformador eléctrico

Los transformadores se basan en la inducción electromagnética. Al aplicar una fuerza electromotriz en el devanado primario, es decir una tensión, se origina un flujo magnético en el núcleo de hierro. Este flujo viajará desde el devanado primario hasta el secundario. Con su movimiento originará una fuerza electromagnética en el devanado secundario.

Según la Ley de Lenz, la corriente debe ser alterna para que se produzca esta variación de flujo. El transformador no puede utilizarse con corriente continua.

Aplicaciones de los transformadores eléctricos

Los transformadores son elementos muy utilizados en la red eléctrica. Una vez generada la electricidad en el generador de las centrales, y antes de enviarla a la red, se utilizan los transformadores elevadores para elevar la tensión y reducir así las pérdidas en el transporte producidas por el efecto Joule. Una vez transportada se utilizan los transformadores reductores para darle a esta electricidad unos valores con los que podamos trabajar.

Los transformadores también son usados por la mayoría de electrodomésticos y aparatos electrónicos, ya que normalmente trabajan a tensiones de un valor inferior al suministrado por la red.

Además, los transformadores forman parte de un elemento clave en la seguridad eléctrica de los hogares: el diferencial. Este dispositivo utiliza transformadores para comparar la intensidad que entra con la que sale del hogar. Si la diferencia entre estos es mayor a 10 mA desconecta el circuito evitando que podamos sufrir lesiones.

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