Transformador es un equipo eléctrico estático electromagnético (sin partes móviles) que transforma la energía magnética en energía eléctrica. Consiste en un núcleo de hierro magnético que sirve como parte del transformador magnético y un bobinado de cobre del transformador que sirve como parte eléctrica. El transformador es un equipo de alta eficiencia, y sus pérdidas son muy bajas porque no hay ninguna fricción mecánica en su interior. Los transformadores se utilizan en casi todos los sistemas eléctricos de baja voltaje hasta el nivel de voltaje más alto. Funciona sólo con la alternancia actual (AC), porque la corriente directa (DC) no crea ninguna inducción electromagnética. Dependiendo de la red eléctrica donde se instale el transformador, hay dos tipos de transformadores, transformadores trifásicos y transformadores monofásicos. El principio de funcionamiento del transformador monofásico es: la CA fuente de tensión inyecta la corriente alterna a través del bobinado primario del transformador.
La corriente alterna genera el campo electromagnético alterno. El campo magnético las líneas se mueven a través del núcleo del transformador de hierro y comprenden el circuito secundario del transformador. Por lo tanto, el voltaje es inducido en el devanado secundario con la misma frecuencia que el voltaje del lado primario. El valor del voltaje inducido está determinado por Ley de Faraday.
Dónde,
f frecuencia Hz
N número de giros de la bobina
densidad de flujo Wb
Si la carga se conecta en el lado del transformador secundario, la corriente fluirá a través del bobinado secundario. Básicamente, el transformadores monofásicos puede operar como intensificar el transformador o transformadores de bajada.
Las partes principales de un transformador son los bobinados, el núcleo y el aislamiento. Los bobinados deben tener pequeñas resistencia y normalmente están hechas de cobre (raramente de aluminio). Se enrollan alrededor del núcleo y deben ser aislados de él. Además, los giros de las bobinas tienen que ser aislados unos de otros. El núcleo del transformador está hecho de láminas de acero muy finas que tienen una alta permeabilidad. Las láminas tienen que ser delgadas (entre 0,25 mm y 0,5 mm) debido a la disminución de las pérdidas de energía (conocidas como pérdidas por corrientes de Foucault). Tienen que ser aislados el uno del otro, y normalmente, el barniz aislante se usa para ese propósito. El aislamiento de los transformadores puede ser de tipo seco o relleno de líquido. El aislamiento de tipo seco es proporcionado por resinas sintéticas, aire, gas o vacío. Se utiliza sólo para transformadores de pequeño tamaño (por debajo de 500 kVA). El tipo de aislamiento de líquido significa generalmente el uso de aceites minerales. El aceite tiene un largo ciclo de vida, buenas características de aislamiento, capacidad de sobrecarga y también proporciona refrigeración al transformador. El aislamiento en aceite se utiliza siempre para los grandes transformadores.
El transformador monofásico contiene dos bobinas, una en el lado primario y la otra en el lado secundario. Se utilizan principalmente en el sistema de energía eléctrica monofásica. La aplicación del sistema trifásico significa utilizar tres unidades monofásicas conectadas en el sistema trifásico. Esta es una solución más cara, y se utiliza en el sistema de energía de alto voltaje.
Aplicaciones del transformador monofásico
Las ventajas de las tres unidades monofásicas son el transporte, el mantenimiento y la disponibilidad de unidades de repuesto. Los transformadores monofásicos se utilizan ampliamente en aplicaciones comerciales de bajo voltaje como dispositivos electrónicos. Funcionan como un transformador de voltaje de reducción y disminuyen el valor del voltaje doméstico al valor adecuado para el suministro de la electrónica. En el lado secundario, el rectificador se suele conectar para convertir un voltaje de CA en el voltaje de CC que se utiliza en la aplicación de la electrónica.
