Todo lo que necesitas saber sobre los transformadores y su funcionamiento
¿Cuál es el componente básico de las fuentes de alimentación de CC o CA? Por supuesto, es el transformador eléctrico. ¿Alguna vez te has preguntado cómo funcionan los transformadores? Si esta pregunta te viene a la mente con frecuencia, definitivamente has venido al lugar correcto.
Pero antes de comenzar, déjame darte una breve descripción de los transformadores y los diferentes tipos.
¿Qué es un transformador eléctrico?
Un transformador eléctrico es un dispositivo estático que se utiliza para transformar una señal eléctrica alterna en un circuito en una señal eléctrica de la misma frecuencia en otro circuito con una pequeña pérdida de potencia. El voltaje en un circuito se puede aumentar o disminuir, pero con un aumento o disminución proporcional en las clasificaciones de corriente.
Diferentes tipos de transformadores.
Los diferentes tipos de transformadores se pueden clasificar en función de diferentes criterios, como la función, el núcleo, etc.
Clasificación según función:
transformador elevador
Un transformador elevador es aquel en el que el voltaje primario de la bobina es menor que el voltaje secundario. Se puede usar un transformador elevador para aumentar el voltaje en el circuito. Se utiliza en sistemas flexibles de transmisión AC o FACTS by SVC.
Transformador reductor
Se utiliza un transformador reductor para reducir el voltaje. El tipo
Un transformador en el que el voltaje primario de la bobina es mayor que el voltaje secundario se llama transformador reductor. La mayoría de las fuentes de alimentación utilizan un transformador reductor para reducir el voltaje peligrosamente alto a un voltaje bajo más seguro.
La relación del número de vueltas en cada bobina, llamada relación de vueltas, determina la relación de los voltajes. Un transformador reductor tiene una gran cantidad de vueltas en su bobina primaria (entrada) que está conectada a la red eléctrica de alto voltaje, y una pequeña cantidad de vueltas en su bobina secundaria (salida) para dar un voltaje de salida bajo.
RELACIÓN DE TURNOS = (Vp / Vs) = (Np / Ns) Donde, Vp = voltaje primario (entrada) Vs = voltaje secundario (salida) Np = número de vueltas en la bobina primaria Ns = número de vueltas en la bobina secundaria Ip = primaria ( corriente de entrada) Is = corriente secundaria (salida).
Clasificación según el núcleo
1. Tipo de núcleo 2. Tipo de carcasa
Transformador tipo núcleo
En este tipo de transformador, los devanados se entregan a la mayor parte del circuito en el tipo de núcleo del transformador. Las bobinas utilizadas son de tipo bobinado y cilíndricas sobre núcleo. Tiene un solo circuito magnético.
En los transformadores de núcleo, las bobinas están enrolladas en capas helicoidales con diferentes capas aisladas entre sí por materiales como la mica. El núcleo tiene dos extremidades rectangulares y las bobinas se colocan en las dos extremidades tipo núcleo.
Transformador tipo carcasa
Los transformadores tipo carcasa son los tipos de transformadores más populares y eficientes. El transformador tipo coraza tiene un doble circuito magnético. El núcleo tiene tres ramas y los dos devanados se colocan en las ramas centrales. El núcleo rodea la mayor parte del devanado. Generalmente, los discos multicapa y las bobinas tipo sándwich se utilizan en el tipo de carcasa.
Cada bobina de alto voltaje se encuentra entre dos bobinas de bajo voltaje y las bobinas de bajo voltaje están más cerca de la parte superior e inferior de los yugos. La construcción tipo coraza se prefiere principalmente para la operación de muy alta tensión del transformador.
El enfriamiento natural no existe en el transformador tipo coraza porque el devanado tipo coraza está rodeado por el propio núcleo. Es necesario eliminar una gran cantidad de bobinados para un mejor mantenimiento.
Otros tipos de transformadores
Los tipos de transformadores difieren en la forma en que las bobinas primaria y secundaria están dispuestas alrededor del núcleo de acero laminado del transformador:
• Según el devanado, el transformador puede ser de tres tipos
1. Transformador de dos devanados (tipo ordinario) 2. Devanado simple (tipo automático) 3. Devanado triple (transformador de potencia)
• En base a la disposición de las bobinas, los transformadores se clasifican en:
1. Tipo cilíndrico 2. Tipo disco
• Según uso
1. Transformador de potencia 2. Transformador de distribución 3. Transformador de instrumentos
El transformador de medida se puede subdividir en dos tipos:
a) Transformador de corriente b) Transformador de potencial
• Dependiendo del tipo de refrigeración, el transformador puede ser de dos tipos
1. Refrigeración natural 2. Refrigeración por inmersión en aceite natural 3. Refrigeración por inmersión en aceite natural con circulación forzada de aceite
Operación del transformador
Ahora dirijamos nuestra atención a nuestro requisito básico: ¿cómo funcionan los transformadores? El funcionamiento del transformador funciona principalmente según el principio de la inductancia mutua entre dos circuitos unidos por un flujo magnético común. Un transformador se utiliza básicamente para la transformación de energía eléctrica.
Los transformadores consisten en tipos de bobinas conductoras como bobinado primario y bobinado secundario.
La bobina de entrada se llama devanado primario y la bobina de salida se llama devanado secundario del transformador.
No hay conexión eléctrica entre las dos bobinas; en cambio, están unidos por un campo magnético alterno creado en el núcleo de hierro dulce del transformador. Las dos líneas en el medio del símbolo del circuito representan el núcleo. Los transformadores desperdician muy poca energía, por lo que la potencia de salida es casi igual a la potencia de entrada.
La bobina primaria y la bobina secundaria tienen altas inductancias mutuas. Si una de las bobinas está conectada a la fuente de voltaje de CA, se establecerá un flujo de CA en el núcleo laminado.
Este flujo se conecta a la otra bobina y se induce una fuerza electromagnética, según la ley de inductancia electromagnética de Faraday.
e = M di/dt Donde e es la FEM inducida M es la inductancia mutua
Si la segunda bobina está cerrada, la corriente en la bobina se transfiere desde la bobina primaria del transformador a la bobina secundaria.
Ecuación de potencia del transformador ideal
Mientras nos enfocamos en nuestra pregunta sobre cómo funcionan los transformadores, lo básico que necesitamos saber es sobre la ecuación de potencia ideal del transformador.
Si la bobina secundaria está conectada a una carga que permite que la corriente fluya a través del circuito, la energía eléctrica se transmite del circuito primario al circuito secundario.
Idealmente, el transformador es perfectamente eficiente; toda la energía entrante se transforma del circuito primario al campo magnético y al circuito secundario. Si se cumple esta condición, la potencia eléctrica entrante debe ser igual a la potencia saliente:
Dar la ecuación del transformador ideal
Los transformadores normalmente tienen una alta eficiencia, por lo que esta fórmula es una aproximación razonable.
Si se aumenta el voltaje, la corriente disminuye por el mismo factor. La impedancia en un circuito se transforma por la cuadrado de la relación de giro.
Por ejemplo, si la impedancia Zs está conectado a los terminales de la bobina secundaria, parece que el circuito primario tiene una impedancia de (NOpags/NOs) 2 Zs. Esta relación es recíproca, por lo que la impedancia Zpags del circuito primario le parece al secundario como (NOs/NOpags) 2Zp.
Esperamos que este artículo haya sido breve pero precisamente informativo sobre cómo funcionan los transformadores. Aquí hay una pregunta simple pero importante para los lectores: ¿Cómo se selecciona un transformador para el diseño de la fuente de alimentación?
Proporcione sus respuestas en la sección de comentarios a continuación.
Créditos fotográficos :
Un transformador eléctrico de wikimedia
transformador elevador Immg
Transformador reductor por mpja
Transformador tipo núcleo por info-electric
Transformador tipo carcasa por info-electric
Funcionamiento del transformador por cripta
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