PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE LOS TRANSFORMADORES

República Bolivariana de Venezuela

Ministerio del poder Popular para la Educación

Escuela técnica Industrial Robinsoniana

“José de San Martín”

Av. Moran/ Caracas

5° “B” ELDAD

Profesor: Alumno:

Carlos Bravo Enyert Acosta # 04

Caracas, Enero de 2014

INTRODUCCIÓN

El Transformador es un dispositivo que convierte energía eléctrica de un cierto nivel de voltaje, en energía eléctrica de otro nivel de voltaje, por medio de la acción de un campo magnético. Está constituido por dos o más bobinas de alambre, aisladas entre sí eléctricamente por lo general y arrolladas alrededor de un mismo núcleo de material ferro magnético. El arrollamiento que recibe la energía eléctrica se denomina arrollamiento de entrada, con independencia si se trata la mayor (alta tensión) o menor tensión (baja tensión) y el arrollamiento del que se toma la energía eléctrica a la tensión transformada se denomina arrollamiento de salida. En concordancia con ello, los lados del transformador se denominan lado de entrada y lado de salida. El arrollamiento de entrada y el de salida envuelven la misma columna del núcleo de hierro. El núcleo se construye de hierro porque tiene una gran permeabilidad, o sea, conduce muy bien el flujo magnético.

PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE LOS TRANSFORMADORES

El descubrimiento de Oersted, hecho público en 1820, demostró que la corriente que fluye en un hilo desvía la aguja de una brújula convenientemente situada en su inmediata proxi¬midad, lo que Índica que a toda corriente eléctrica se encuentra invaria¬blemente asociado un campo magnético. Este hecho hizo que muchos expe-rimentadores, entre los que se encontraba Michael Faraday, supusieran que sería posible conseguir que un campo magnético produjese una corriente eléctrica, pero hasta 1831, después de once años de experimentos, no pudo demostrar Faraday que era cierta tal proposición inversa y, al hacerlo, estableció el principio de la inducción electromagnética.

El aparato que utilizó Faraday consistía en un anillo formado por una barra de hierro dulce sobre el que se habían devanado dos bobinas de hilo de cobre aislado. P y S en la Fig. 1-1. Al abrir y cerrar el interruptor que conectaba la bobina P con la batería, el galvanómetro G, conectado a la bobina S. mostraba una variación que era en un sentido al cerrar el inte¬rruptor y en el opuesto al abrirlo. Mientras la corriente en la bobina P permanecía constante, no se inducía corriente alguna en la bobina S.

En general, se ve que el desarrollo de una Fem. y una corriente inducidas en la bobina del secundario S, es el resultado de la variación del flujo mag¬nético a causa de la excitación producida por la variación de corriente en la bobina del primario P. Por tanto, la energía se transfiere desde el primario al secundario mediante la interven¬ción del flujo magnético que enlaza a ambos. A fin de que tal transfe¬rencia de energía sea continua, es evidente que el primario debe ser alimentado por una Fem. y una corriente que se inviertan periódica¬mente, siendo igualmente evidente que la frecuencia de la alternancia de la Fem. y corriente en el secun¬dario ha de ser la misma que en el primario.

El aparato utilizado por Faraday, los modernos transfor¬madores difieren de aquél únicamente en detalles de construcción. En su, forma más sencilla, el transformador consiste esencialmente en dos devana¬dos aislados, dispuestos mutuamente de tal forma que una corriente en uno de ellos establecerá un flujo magnético que le enlace más o menos total¬mente con las espiras del otro. La Fem. Inducida en el secundario tiene la frecuencia del primario y su amplitud es proporcional al flujo que barre el secundario y al número de espiras de este último. Por tanto, la Fem. del secundario puede ser mayor, igual o menor que la del primario; si es mayor, se trata de un transformador elevador; si es menor, es un transformador reductor, y si las tensiones del primario y del secundario son iguales, se dice que es un transformador de relación de transformación unidad. Estos últimos se utilizan cuando es necesario o conveniente aislar del circuito primario la parle del secundario del circuito, porque aunque ambos circuitos tendrán entonces la misma diferencia de potencial entre sus bornas, no han de tener necesariamente la misma diferencia de potencial con respecto a tierra.

EL FUNDAMENTO DE EL TRANSFORMADOR MONOFASICO

Inducción mutua y autoinducción

En sus primeras experiencias sobre el fenómeno de la inducción electromagnética Faraday no empleó imanes, sino dos bobinas arrolladas una sobre la otra y aisladas eléctricamente. Cuando variaba la intensidad de corriente que circulaba por una de ellas, se generaba una corriente inducida en la otra. Este es, en esencia, el fenómeno de la inducción mutua, en el cual el campo magnético es producido no por un imán, sino por una corriente eléctrica. La variación de la intensidad de corriente en una bobina da lugar a un campo magnético variable. Este campo magnético origina un flujo magnético también variable que atraviesa la otra bobina e induce en ella, de acuerdo con la ley de Faraday-Henry, una fuerza electromotriz. Cualquiera de las bobinas del par puede ser el elemento inductor y cualquiera el elemento inducido, de ahí el calificativo de mutua que recibe este fenómeno de inducción.

El fenómeno de la autoinducción, como su nombre indica, consiste en una inducción de la propia corriente sobre sí misma. Una bobina aislada por la que circula una corriente variable puede considerarse atravesada por un flujo también variable debido a su propio campo magnético, lo que dará lugar a una fuerza electromotriz auto inducida. En tal caso a la corriente inicial se le añadirá un término adicional correspondiente a la inducción magnética de la bobina sobre sí misma.

Todas las bobinas en circuitos de corriente alterna

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