TRANSFORMADORES  

   

¿QUE  ES  UN  TRANSFORMADOR?  

  Es   un   disposi7vo   electrico   que   u7lizando   las  propiedades  fisicas  de  la  induccion  electromagne7ca  es   capaz   de   elevar   y   disminuir   la   tension   electrica,  transformar   la   frecuencia   (Hz),   equilibrar   o  desequilibrar   circuitos   electricos   según   la   necesidad  y  el   caso  especifico.  Transportar   la  energia  electrica  desde   las   centrales   generadoras   de   la   electricidad  hasta  las  residencias  domes7cas,   los  comercios  y  las  industrias.   Dicho   disposi7vo   electrico   tambien   es  capaz   de   aislar   ciruitos   de   corriente   alterna   de  circuitos  de  corriente  con7nua.  

 

FUNCION  

La  función  en  los  transformadores  es  cambiar  el  voltaje   o   corriente   en   un   sistema   eléctrico,   es  decir  puede  aumentar(Transformador  elevador)  o   disminuir   (Transformador   reductor)   el   voltaje  o  la  corriente.  

FUNCIONAMIENTO  DEL  TRANSFORMADOR  

•  Un   transformador  posee  dos  bobinados,  uno  primario  y  uno  secundario  que  se  arrollan  sobre  un  núcleo  magné7co  común,  formado  por  chapas  magné7cas  apiladas.  

•  Por  el  bobinado  primario  se  conecta  la  tensión  de  entrada,  y  por  el  secundario  obtendremos  la  tensión  de  salida.  

•  El   mismo   transformador   puede   actuar   como   elevador   o  reductor.  

•  El  transformador  es  considerado  como  una  máquina  eléctrica  está7ca,  que  es  capaz  de  cambiar   la   tensión  e   intensidad  en  C.A.  sin  modificar  la  frecuencia  ni  la  potencia  transferida.  

PARTES  •  Bobinado   Primario:   Transporta   la   corriente  suministrada  por  la  fuente  de  potencia.  

•  Bobinado   Secundario:   Se   encarga   de   inducir   las  corrientes  que    alimentan    a  la  carga.  

• Núcleo   Magné7co:   Es   el   encargado   de   canalizar   el  máximo  flujo  magné7co  entre  las  dos  bobinas.  

•  Terminales:  Son  los  puntos  de  conexión.    

TIPOS  

•  De  Fuerza  o  Poder:   Son   transformadores  que    7enen   como   función   elevar   o   reducir   los  voltajes  a  valores  adecuados  según  el   trabajo  a  realizar.  

TIPOS  

•  De   Audio:   Son   aquellos   que   7enen   como  función   primordial   enlazar   dos   partes   de   un  circuito  o  aparato  de  sonido.  

TIPOS  

•  De   Radiofrecuencia:   Son   aquellos   forman  generalmente   los   diversos   circuitos   de  sintonía   y   los   transmisores   de   señales   de  radio.  

 TIPOS  DE  TRANSFORMADORES  

 

EL  TRANSFORMADOR  IDEAL  Un   transformador   ideal   es   una   máquina   sin  pérdidas,   con   una   bobina   de   entrada   y   una  bobina   de   salida.   Las   relaciones   entre   las  tensiones   de   entrada   y   de   salida,   y   entre   la  intensidad   de   entrada   y   de   salida,   se   establece  mediante  dos  ecuaciones  sencillas.  

DIFERENCIAS  ENTRE  EL  TRANSFORMADOR  IDEAL  Y  UN  TRANSFORMADOR  DE  NUCLEO  DE  AIRE  

Transformador  ideal:    

        -­‐El   transformador   ideal   no   7ene   pérdidas.   Ni   por   efecto   Joule   en   los  devanados,  ni  en  el  núcleo  por  corrientes  de  Focauld  y  por  Histéresis.    

-­‐En  vacío  (es  decir  sin  carga  en  el  secundario)  no  circula  nada  de  corriente  en  el  primario  en  un  transformador  ideal,    -­‐El   transformador   ideal   7ene   un   acoplamiento   perfecto   entre   primario   y  secundario,  es  decir  no  se  escapa  nada  del  flujo  magné7co  primario  que  no  atraviese  el  secundario,  cosa  que  no  sucede  en  el  real.    

-­‐El  transformador  ideal  no  presenta  capacidades  parásitas  entre  espiras  de  un  mismo  devanado  ni  entre  los  devanados.  

DIFERENCIAS  ENTRE  EL  TRANSFORMADOR  IDEAL  Y  UN  TRANSFORMADOR  DE  NUCLEO  DE  AIRE  

Transformador  de  núcleo  de  aire:    

       -­‐Como  sabemos  el  paso  de  la  electricidad  produce  un  calor,  y  en  el  caso  que  nos  ocupa  del  transformador,  este  calor  se  considera  una  pérdida  de  potencia  o  de  rendimiento.  

         -­‐Circula  una  corriente  para  magne7zar  al  núcleo.            -­‐  Estos  7enen  pérdidas  en  las  bobinas,  porque  estas  bobinas  (primaria  y  

secundaria)  7enen  una  resistencia,  algo  con  lo  que  no  se  contaba  a  la  hora  de  analizar  el  transformador  ideal.  

         -­‐Los  núcleos  7enen  corrientes  parásitas  y  pérdidas  por  histéresis,  que  

son  las  que  aumentan  el  calor  o  temperatura  del  transformador    

BOBINADO  PRIMARIO  Y  SECUNDARIO  

COMO  SE  REFIERE  DEL  PRIMARIO  AL  SECUNDARIO  

COMO  SE  REFIERE  DEL  SECUNDARIO  AL  PRIMARIO    

 INDUCTANCIA  MUTUA  

 Es   un   fenomeno   basico   para   la   operación   del  transformador,   ocurre   cuando  dos  bobinas   se   colocan  una  cerca  a   la  otra,  al  pasar  una  corriente  por  una  de  ellas,  creara  un  campo  magne7co  cuyo  flujo  penetrara  a   traves   de   la   otra,   de   tal   manera   que   puede   inducir  una   fem  en  cada  una  por  el  efecto  de   la  otra.  Esta  es  proporcional   al   cambio   instantaneo   en   el   flujo   que  enlaza   a   una   bobina   producido   por   un   cambio  instantaneo  en  la  corriente  a  traves  de  la  otra  bobina.      

 INDUCTANCIA  MUTUA  

 L1  y  L2   representan   la  autoinductancia  o   inductancia  propia  de  cada  bobina,  mientra  que  M  representa  la  inductancia  mutua,  el  cual   es   un   parámetro   que   relaciona   el   voltaje   inducido   en   un  circuito  con  la  corriente  variable  en  el  7empo  de  otro  circuito.  Se  define  como:  

Donde   k   se   conoce   como   el   coeficiente   de   acoplamiento   y   es  una   medida   del   grado   en   el   que   el   flujo   producido   por   una  bobina   enlaza   a   la   otra   (0   <   k   <   1).     Si   las   bobinas   no   están  acopladas,  entonces  k=0.    La   principal   aplicación   de   la   inductancia  mutua   en   los   circuitos  eléctricos  se  encuentra  en  los  transformadores.  

MÉTODO  DE  CONVECCIÓN  DE  PUNTOS  

La   convención   de   punto   nos   permite  esquema7zar   el   circuito   sin   tener   que  p reocuparnos   por   e l   sen7do   de   los  arrollamientos.     Dada   más   de   una   bobina,   se  coloca  un  punto  en  algún  terminal  de  cada  una,  de  manera  tal  que  si  entran  corrientes  en  ambas  terminales   con   puntos   (o   salen),   los   flujos  producidos  por  ambas  corrientes  se  sumarán.  

MÉTODO  DE  CONVECCIÓN  DE  PUNTOS  Siguiendo   esta   convención,   las   bobinas  acopladas   presentadas   previamente   pueden  esquema7zarse  de  la  siguiente  manera:  

MÉTODO  DE  CONVECCIÓN  DE  PUNTOS  

Regla   general:   si   ambas   corrientes   entran   (o  salen)  de   los  puntos,  el  signo  del  voltaje  mutuo  será  el  mismo  que  el  del  voltaje  autoinducido.      En  otro  caso,  los  signos  serán  opuestos.  

MÉTODO  DE  CONVECCIÓN  DE  PUNTOS  

Ejemplo:     S i   v ( t ) = 1 4 . 1 4   c o s ( 1 0 0   p i   +   2 0 ° ) ,  encontrar   V2(rms)   ,   I2(rms)   y   la   potencia  media  consumida  en  la  carga:  

MÉTODO  DE  CONVECCIÓN  DE  PUNTOS  

En  la  representación  fasorial:    

MÉTODO  DE  CONVECCIÓN  DE  PUNTOS  

  Según   los   sen7dos   elegidos   para   las  corrientes,   I1   entra   a   un   punto   e   I2   sale   del  otro,   por   lo   tanto   el   signo   del   voltaje  mutuo  será  el  opuesto  al  del  voltaje  autoinducido:  

MÉTODO  DE  CONVECCIÓN  DE  PUNTOS  

La   manera   más   rápida   para   obtener   los   valores   eficaces  consiste   en   trabajar   directamente   con   el   voltaje   eficaz   de   la  fuente.