MATERIALES DEL NÚCLEO DEL TRANSFORMADOR

Estudiante: Cando Bryan

DESARROLLO:

Los transformadores son dispositivos estáticos, no posee partes móviles esta compuesto de dos circuitos eléctricos y uno magnético, el cual transfiere energía de un circuito a otro mediante el primer principio de inducción electromagnética, la transferencia de energía se lo hace por lo general con cambios en los voltajes de corrientes.

Un transformador está constituido por un núcleo de material magnético  que forma un circuito cerrado, en el cual se denominan los el circuito primario y secundario como se muestra en la figura 1.

[pic 1]

(Las líneas que están en el núcleo son laminaciones de acero que se mencionaran más adelante)

En donde el circuito uno es la bobina A la cual recibe la energía y el secundario el cual es la bobina Ben donde se entrega la energía.

El núcleo magnético está formado por laminaciones de acero que tienen pequeños porcentajes de silicio, estas laminaciones tienen la propiedad de tener relativamente bajas por efecto de histéresis y de corrientes circulantes.

La razón de usar laminaciones de acero de silicio en el núcleo del transformador, es que el silicio aumenta la resistividad del material y entonces hace disminuir la magnitud de las corrientes parasitas o circulantes.

La aleación ferro magnética más utilizada para el diseño de núcleos de transformadores es la aleación hierro-silicio, esta aleación es la producida en mayor cantidad y está compuesta por hierro esencialmente puro con 1-6% de silicio, tiene mejores propiedades magnéticas para campos magnéticos débiles, una resistividad mayor y sufren pérdidas totales menores en el núcleo, se le conoce como chapa magnética.

Los materiales ferromagnéticos se utilizan extensamente en electroimanes, núcleos de transformadores y motores y generadores, en los cuales es deseable tener un campo magnético tan grande como sea posible con una corriente determinada. Ya que la histéresis disipa energía, los materiales que se utilizan en estas aplicaciones deben tener un ciclo de histéresis tan estrecho como sea posible. En los imanes permanentes por lo regular es deseable un ciclo de histéresis amplio, con una magnetización de campo cero intensa (figura 2).

[pic 2]

Si sobre un material ferromagnético no actúa ningún campo magnético externo, la orientación de los campos magnéticos de los dominios esta ordenada al azar, pero si se aplica un campo magnético externo (como por ejemplo ocurre en los electroimanes), los campos magnéticos de estos dominios se orientan progresivamente en la dirección del campo magnético aplicado.

Como consecuencia de esto, el campo magnético aplicado sobre el material ferromagnético se incrementa gracias a la aportación de los campos magnéticos aportado por los dominios.

Si construimos un electroimán con un núcleo de material ferromagnético (hierro), la intensidad del campo magnético inducido por la bobina no sólo dependerá del número de espiras de la bobina y de la corriente que circule por la misma, también dependerá de la aportación de los campos magnéticos de los dominios.

Las pérdidas por histéresis representan una pérdida de energía que se manifiesta en forma de calor en los núcleos magnéticos y esto hace que se reduzca el rendimiento del dispositivo. Con el fin de reducir al máximo estas pérdidas, los núcleos se construyen de materiales magnéticos de características especiales, como por ejemplo acero al silicio. El cuál es el mejor material como se muestra en la figura 2 el cual es la curva del lado derecho) para la construcción del núcleo en un transformador ya que tendremos menores perdidas.

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