Transformadores

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Introducción

Este trabajo nace con una problemática planteada en clase por un docente, que es conocer los transformadores, su funcionamiento, tipos de ellos, y usos específicos.

Conformado el grupo de trabajo nos dedicamos a consultar libros, internet, consulta a profesionales del tema y docentes varios.

El transformador es considerado una maquina eléctricaestática (por no contar con piezas móviles) y es considerado así porque este mismo transforma energíaseléctricas en magnéticas y luego viceversa. Consta de dos bobinados, uno primario que es el bobinado de entrada de tensión y uno secundario, que es el de salida.

Estos dos bobinados están arrollados en un carrete dispuesto a tal fin y en un núcleoférricomagnético, necesario para condensar las líneas de fuerza del campo magnético generado en el bobinado primario.

El transformador puede ser para distintos usos, para transformar tensión, (aumenta o disminuye), transformadores de medida (intensidad y tensión), y de aislacióneléctrica.

Los transformadores trabajan con corriente alterna pues necesitan para que exista electromagnetismo, que haya corte de líneas de fuerza por parte del conductor (al ser una maquina estática y no tener movimiento el conductor la forma que exista corte de líneas de fuerza es que el campo eléctrico sea variable).

La relación de transformación nos da las distintas aplicaciones. Si el flujo magnético en el secundario corta más o menos espiras del bobinado secundario dependerá la tensión de salida es mayor cantidad de vueltas del secundario, mayor tensión entrega, ya que la formula N1 sobre N2 es igual a V2 sobre V1, lo cual es igual a K (relación de transformación) donde N1 es cantidad de vueltas del primario, N2 del secundario y V1 o V2 las tensiones de entrada y salida respectivamente.

Los transformadores donde N1 y N2 son iguales son utilizados solamente para aislación eléctrica ya que la tensión de salida y entrada son iguales, pero no hay conexióneléctrica entre el usuario y la conexión de red.

Los transformadores de medida tanto de tensión como de intensidad son utilizados para transformar estos valores eléctricos en los valores de los cuales son necesarios para el uso de instrumentos de medida (voltímetro, amperímetro).

Transformadores

El transformador es considerado una maquina eléctricaestática (por no contar con piezas móviles) y es considerado así porque este mismo transforma energíaseléctricas en magnéticas y luego viceversa. Consta de dos bobinados, uno primario que es el bobinado de entrada de tensión y uno secundario, que es el de salida.

Estos dos bobinados están arrollados en un carrete dispuesto a tal fin y en un núcleoférricomagnético, necesario para condensar las líneas de fuerza del campo magnético generado en el bobinado primario.

Este aparato utiliza las propiedades físicas de la inducción electromagnética, y gracias a esto es capaz de elevar y disminuir la tensión eléctrica, transformar la frecuencia (Hz), equilibrar o desequilibrar circuitos eléctricos según la necesidad y el caso específico. Transportar la energía eléctrica desde las centrales generadoras de la electricidad hasta las residencias domésticas, los comercios y las industrias. Dicho dispositivo eléctrico también es capaz de aislar circuitos de corriente alterna de circuitos de corriente continua.

Los transformadores eléctricos han sido uno de los inventos más relevantes de la tecnología eléctrica. La explicación es muy simple, por una cuestión de seguridad no se puede suministrar a nuestros hogares la cantidad de KW (Kilo Watts) que salen de una central eléctrica, es imprescindible el concurso de unos transformadores para realizar el suministro doméstico.

Sabiendo la importancia del transformador para la vida moderna, pasemos a definir qué es exactamente el transformador.

Magnetismo

El magnetismo ha sido definido como agente físico teniendo en cuenta una asistencia real manifestado solo por sus efectos. Las primeras observaciones se apoyaban en la propiedad de ciertas funciones de atraer partículas ferrosas. Lo primero que se encontró fueron pequeñas partículas oscuras en las orillas de los ríos, que las llamaron magnetita, conocido como el único imán natural.

Posteriormente se comprobó que los materiales ferrosos podrán adquirir esta propiedad que se llamó magnetismo, y al proceso imantación.

Las primeras experiencias consistieron en acercar una barra imantada a partículas de hierro notándose que todas quedaban adheridas a los extremos del imán, demostrando así que el imán tiene dos polos y una zona neutral.

Dichos polos se nombraron como polo norte y polo sur. Experiencias posteriores con dos barras imantadas se comprobó que polos del mismo nombre se repelen y polos de diferente nombre se atraen. (Si esta barra se cortara en algún punto se generaría nuevamente el polo sur y el polo norte).

Hay materiales que presentan propiedades magnéticas detectables fácilmente, como el níquel, el hierro o el cobalto, que pueden llegar a convertirse en un imán.

Inducción electromagnética

La inducción electromagnética es la producción de corrientes eléctricas por campos magnéticos variables con el tiempo.

La inducción electromagnética es el fenómeno que origina la producción de una fuerza electromotriz en un medio o cuerpo expuesto a un campo magnético variable, o bien en un medio móvil respecto a un campo magnético estático. Es así que, cuando dicho cuerpo es un conductor, se produce una corriente inducida.

Experimento de Faraday:

En uno de sus experimentos, en 1831, Faraday enrolló un cable conectado a una pila alrededor de un anillo de hierro y enrolló un segundo cable en el otro lado del anillo, un cable sin pila. La idea era simple: si una corriente eléctrica generaba un campo magnético, tal vez un campo magnético generaría una corriente eléctrica.

De modo que Faraday puso un detector en el segundo cable, el que no tenía pila alguna, y encendió el primer circuito conectado a la pila. Sin embargo, no sucedió lo que podría parecer evidente: cuando la pila estaba encendida y por tanto había un campo magnético, el segundo cable no mostraba corriente alguna. La situación era exactamente igual con la pila encendida que con la pila apagada. Pero, ¡ah!, algo inesperado sí sucedía: justo en el momento de encender el primer circuito o apagarlo, aparecía una corriente eléctrica en el segundo circuito.

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Lo extraño era que no era la existencia de un campo magnético lo que inducía una corriente en el circuito sin pila: era la variación del campo magnético la que generaba corriente. Además, y esto era también curioso, cuando se encendía el circuito, la corriente en el segundo circuito iba en un sentido, pero al apagarlo, la corriente iba en sentido contrario. En ambos casos se detectaba corriente durante un tiempo muy corto: el que duraba la transición apagado-encendido y viceversa. Eran los cambios, y no la mera existencia de campo magnético, los que causaban la aparición de corriente.

Imanes

Un imán es un cuerpo o dispositivo con un magnetismo significativo, de forma que atrae a otros imanes y/o metales ferromagnéticos. Puede ser natural o artificial.

Los imanes naturales mantienen su campo magnético continuo, a menos que sufran un golpe de gran magnitud o se les aplique cargas magnéticas opuestas o altas temperaturas.

Los imanes pueden ser naturales o artificiales, o bien, permanentes o temporales. Un imán natural es un mineral con propiedades magnéticas (magnetita). Un imán artificial es un cuerpo de material ferromagnético al que se ha comunicado la propiedad del magnetismo. Un imán permanente está fabricado en acero imantado. Un imán temporal, pierde sus propiedades una vez que cesa la causa que provoca el magnetismo. Un electroimán es una bobina (en el caso mínimo, una espiral) por la cual circula corriente eléctrica.

El hierro y el níquel son materiales magnéticos blandos y son considerados un pequeño imán debido a su facilidad a la hora de imantarse.

Tipos de imanes:

Existen dos tipos de materiales para la construcción de imanes, materiales magnéticos blandos y materiales magnéticos duros.

Los blandos tienen la propiedad de imantarse en forma rápida y fácil, pero asítambién la pierden con facilidad al desaparecer el efecto magnético.

Los magnéticos duros son todo lo contrario, difíciles de imantar pero la propiedad permanece aúndespués de desaparecer el efecto.

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