Si una alternancia actual se suministra a una bobina, se produce un campo magnético alterno que la rodea. Si otra bobina es llevada dentro de esta campo magnéticose induce una frecuencia electromagnética alterna a través de la segunda bobina también según La ley de inducción electromagnética de Faraday. Esta EMF inducida en la segunda bobina puede ser utilizada para alimentar una carga. Como en este ejemplo el flujo está unido con ambas bobinas a través del aire, por lo que este arreglo puede ser denominado transformador de núcleo de aire. Aquí, la primera bobina sirve como bobina primaria y la segunda como bobina secundaria de la mencionada transformador. Siempre que hay una necesidad de cambiar voltaje nivel de un nivel a otro en la red de energía usamos un transformador eléctrico.
Siempre que hay una necesidad de aislamiento eléctrico de un circuito a otro, usamos transformador. Para transformar la corriente y el voltaje a un nivel bajo medible usamos transformador de corriente y transformador de potencia respectivamente. Estas no son sólo las aplicaciones de los transformadores. Los transformadores eléctricos también se utilizan para muchos fines diferentes. En diferentes aplicaciones electrónicas se utilizan transformadores de menor tamaño. Ejemplos de estos transformadores son transformador de núcleo de aire…transformador de audiofrecuencia, etc.
Estos se denominan transformadores de propósito especial y simplemente se llaman transformadores especiales. En cuanto a la construcción, son diferentes de los transformadores generales transformador de potencia pero el principio básico de funcionamiento es el mismo que el de todos los demás transformadores. Eso significa que en este caso, el principio de funcionamiento del transformador también se basa en inducción mutua …entre dos bobinas magnéticamente conectadas. Aquí discutiremos sobre los transformadores de núcleo de aire.
En un transformador, el devanado primario y los devanados secundarios están acoplados a un núcleo ferromagnético de baja resistencia. El núcleo se utiliza en un transformador eléctrico para confinar flujo magnético y facilitando la máxima vinculación de flujo entre el devanado primario y el secundario. Las láminas de acero laminado se utilizan para construir el núcleo del transformador. Pero, materiales ferromagnéticos como el acero como núcleo del transformadorsufre de pérdida de histéresis, pérdidas por corrientes de Foucault. También se enfrenta al problema de saturarse después de cierto nivel de magnetización. Pero esto puede ser evitado en transformador de núcleo de aire ya que el núcleo ferromagnético está ausente en este transformador.
En las aplicaciones de muy alta frecuencia, debe evitarse la distorsión del campo electromagnético, ya que de lo contrario puede haber un efecto significativo en la señal de salida. Por lo tanto, para mantener la calidad de la señal se desea evitar cualquier ruido o distorsión en la señal. Como el material ferromagnético causa ruido o distorsión en la señal, debe evitarse en aplicaciones de alta frecuencia como la transmisión de señales. Así pues, se introduce el transformador de núcleo de aire, en la aplicación de la transmisión de radio de alta frecuencia. Aquí el núcleo de hierro del transformador está ausente y el flujo está unido a los bobinados a través del aire. Además del funcionamiento sin ruido, un transformador de núcleo aéreo es bastante ligero debido a la ausencia de núcleo de hierro de gran peso. Por eso este tipo de transformador es el más adecuado para dispositivos electrónicos portátiles y ligeros y para dispositivos de alta frecuencia. Transformadores de núcleo de aire se utilizan generalmente en dispositivos de radiotransmisión y comunicación, etc.
Construcción de un transformador de núcleo de aire
Los rollos de alambre de cobre aislado, se enrollan en un tubo de plástico o cartón, etc. Hay principalmente dos formas de transformador de núcleo de aire. Una es la forma cilíndrica y la otra es la forma toroidal. En la forma cilíndrica del transformador neumático, los alambres de cobre aislados se enrollan en una estructura cilíndrica no metálica. Esta estructura hueca no metálica da al bobinado el soporte mecánico necesario. El bobinado de cobre enrollado alrededor del cilindro no metálico se golpea en diferentes puntos según sea necesario. El suministro secundario se lleva a través de estos grifos. A veces condensador está conectado al bobinado para mantener la resonancia constante del circuito de sintonía. El flujo fluye a través del aire que rodea el devanado y el aire dentro del cilindro hueco. Para una adecuada adaptación de la impedancia, a veces se enrolla un bobinado de protección que rodea al bobinado de cobre principal. Este bobinado de protección se conecta a los receptores de la antena o se pone a tierra correctamente.
Por otro lado, en la forma toroidal de transformador de núcleo de aire…se enrollan cables de cobre aislados alrededor de un anillo de plástico duro u otra sustancia no metálica. En realidad, el alambre se enrolla de forma circular alrededor de la periferia del anillo. Este tipo de transformadores sólo se utilizan en aplicaciones de muy alta frecuencia. En este caso el devanado no se aprovecha, aquí se utilizan dos devanados separados para el propósito primario y secundario. Por lo tanto, el efecto del acoplamiento de la derivación se minimiza en el transformador toroidal de núcleo de aire. La relación entre el primario y el secundario de los devanados varía y depende del rango de frecuencia y del tipo de operación.
