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Transformador.Un transformador connectato a lo rete electrico.Bels transformadors de mida chicota.Imachen d'un gran transformador.
Untransformador[1] ye unamaquina electrica estatica (sin de partis en movimiento) d'inducción electromagnetica que permite convertir as valors detensión y d'intensidat de corrient suministratos por una fuent decorrient alterna en un u mas sistemas de corrient alterna con valors de tensión y intensidat de corrient diferents pero d'a mesmafrecuencia. En resumen, os transformadors son uns aparatos que converten enerchía electrica d'unas caracteristica en enerchía electrica con atras caracteristica, estando una d'as maquinas electricas maseficients que existen.
Un transformador gosa estar formato por tres partis:
Un arrulamiento u debanamiento primario a lo que s'aplica una corrient eletrica.
Un arrulamiento u debanamiento secundario que proporcionará una corrient eletrica de salita. En bels casos i puet aber mas d'un secundario.
A corrient alterna aplicata a lo primer circuito, oprimario, creya uncampo magnetico variable; iste campo magnetico induce unafuerza electromotriz a lo segundo circuito, osecundario. Entre o circuito primario y o secundario no bi ha denguna connexión, a enerchía se transmite a traviés d'ofluxo magnetico que se creya adintro d'o nuclio.
Ovoltache indueito a lo secundarioVS ye proporcional a lo que s'ha aplicato a lo primarioVP seguntes unarazón relacionata con o numero de vueltas de filo electrico (espiras) en cada bobinato, ideyalment sería:
O numero d'espiras que composan as bobinas determinará la relación de variación entre as tensions d'entrada y de salita. Ixo implica que fendo una selección adecuata d'o numero de vueltas u espiras que composan os bobinatos primario y secundario podremos determinar o voltache que nos proporcionará o secundario.
Os transformadors tienen una gran importancia en a nuestra sociedat, sin d'ellos no se poderba fer otransporte d'enerchía a grans distancias como las que bi ha entre ascentrals electricas productoras d'eletricidat y os consumidors. y, a una atra escala, son imprescindibles ta o funcionamiento d'a mayoría d'os aparatos que funcionan con eletricidat ya que amenistan de voltaches muito mas chicoz que os que plegan por o rete a una casa. Unordinador u untelevisor tienen un transformador ta poder funcionar. Paralelament a la variedat d'utilizacions, domesticas u industrials, bi ha una gran variedat de tipos, formas, midas y prestacions, pueden ir dende os pocos milimetros y pocos gramos de peso dica metros y centenars de toneladas, pero toz os transformadors se basan en os mesmos prencipios de funcionamiento.
O prencipio sobre o que se fundamenta o funcionamiento d'un transformador fue demostrato porMichael Faraday en1831, l'aniello d'inducción que creyó estió lo primer transformador, pero nomás lo emplegó ta contrimostrar ofenomeno d'ainducción electromagnetica y nunca no li dió garra aplicación practica.
En1876, o inchenierorusoPavel Yablochkov inventó un sistema d'iluminación basato en un conchunto debobinas d'indución y unaslampas d'a suya invención (Lampa Yablochkov), as bobinas funcionaban como un transformador. Iste sistema tenió prou exito comercial y s'emplegó en as carreras deParís en l'anyo1881.
Lucien Gaulard yJohn Dixon Gibbs desarrolloron entre1881 y1884 unamaquina que decibanchenerador secundario que no yera atra cosa que un transformador. O primer prototipo utilizaba un nuclio de fierro ubierto que yera poco eficient. En1883 emplegoron un nuclio de barras ta transportar corrient alterna de 2000volts a una distancia de 40 Km. O zaguer modelo patentato por Gaulard en1886, ya con uncircuito magnetico zarrato, tien poco que invidiar a los disenyos actuals. En1885 a companyía estausunidense "Westinghouse Electric Corporation" se intresó por os transformadors de Gaulard y en compró los dreitos ta osEstaus Unius.
Dimpués de que George Westinghouse comprara las patents de Gaulard, o incheniero William Stanley, un incheniero d'a companyía Westinghouse, disenyó lo primer transformador comercial en1886 con un nuclio feito con placas de fierro en forma de y.
En 1885 os incheniershongarosZipernowsky,Bláthy yDéri d'a companyiaGanz deBudapest creyoron a partir d'os disenyos de Gaulard y Gibbs un transformador muit eficient dito "ZBD" con un nuclio zarrato. A suya patent estió a primera que emplegó a palabra "transformador".
En1891Nikola Tesla inventó abobina Tesla, un transformador con nuclio d'aire composato por una serie de circuitosresonants acoplatos que puet chenerar corrients a muitalta tensión y frecuencia. A ideya inicial de Tesla yera aconseguir transmitir a enerchía eletrica sin de condutors, pero d'ista traza la transmisión se feba en totas direccions. Ista mesma ideya ha estato represa en2006 por un equipo d'investigadors d'oMassachusetts Institute of Technology baixo lo nombre dewitricity.[2]
Encara que as nuevas tecnolochías han substituyiu a la utilización d'os transformadors en bellas aplicacionselectronicas, encara s'emplegan en muitas atras y chugando un papel esencial en o transporte d'enerchía eletrica, fendo-la posible y economicament rentable. Os transformadors estioron un factor esencial en l'adopción d'acorrient alterna frent a lacorrient contina ta fer posible o transporte a grans distancias.
A corrient d'intensidat I1 y voltache U1) aplicato a lo primario N1 creya un campo magnetico variable, o fluxo magnetico Φ a lo largo d'o circuito magnetico induce una corrient electrica en l'arrulamiento secundario N2 d'intensidat I2 e boltache U2.
O funcionamiento d'o transformador se basa en dos prencipios:
una corrient electrica puet producir un campo magnetico
un campo magnetico que cambeya en un bobinato de filo electrico induce una corrient eletrica en os suyos estremos
En cambiar a corrient de l'arrulamiento primario cambeya la fuerza d'o campo magnetico, cuan o campo magnetico variable afecta l'arrulamiento secundario se bi induce una diferencia de potencial electrico.
A imachen d'a dreita representa o esquema d'o funcionamiento d'un transformador simplificato. O marco cuadrangular representa un nuclioferromagnetico d'altapermeabilidat magnetica, como lofierro, sobre o que bi ha dos arrulamientos u bobinatos defilo esmaltato, un a la ezquierda que ye o primario porque ye lo que recibirá l'aplicación d'una corrient electrica; lo d'a dreita ye o secundario porque ye a lo que s'inducirá una diferencia de potencial en os suyos estremos. S'ha de veyer que no bi ha garra connexión entre o primario y o secundario, o esmalte que cubre o filo eletrico emplegato fa que no aiga contacto entre as diferents vueltas u espiras ni con o material d'o nuclio
A corrient d'intensidat I1 y boltache U1 aplicata pasa por o bobinato primario (N1, a la ) chenera un campo magnetico (que será bariable porque aplicamos una corrient alterna) y s'estableixe unfluxo magnetico Φ a lo largo d'ocircuito magnetico que se creya adintro d'onuclio que transporta enerchía d'o primario enta o secundario de traza que s'induce una corrient a lo secundario (N2, a la dreita) d'intensidat I2 y boltache U2.
dΦ/dt ye atasa de cambio a lo largo d'o tiempo d'o fluxo magnetico Φ.
Si as vueltas u espiras d'o bobinato son orientatas de forma perpendicular a las linias d'o campo magnetico, o fluxo será igual a lo producto d'a fuerza d'ocampo magneticoB y l'aria que talla. L'aria ye constant, estando igual a la sección d'onuclio magnetico d'o transformador, por tanto lo campo magnetico cambiará con o tiempo d'alcuerdo con a variación d'a corrient. O signo negativo d'a formula, a dirección d'a fuerza electromotriz, la introdució alei de Lenz y indica que ye contraria a la causa que creya la fuerza electromotriz.
Continando con l'eixemplo d'o esquema, tenemos que a corrient alterna aplicata (U1) producirá en o circuito primario una intensidat que chenerará un fluxo magnetico zarrato (Φ) a traviés d'o nuclio magnetico. A la suya tornata iste fluxo magnetico Φ inducirá unafuerza electromotriz ε1 en l'arrulamiento primario
y una altra ε2 en o secundario:
Si dividimos as dos expresions anteriors plegaremos a la ecuación que relaciona as tensions d'entrata y salita con o numero de vueltas d'o primario y d'o secundario:
Si se tractará d'un transformador que reduce a tensión d'entrata. Si se tractará d'un transformador que aumenta la tensión d'entrata. Podemos tener transformadors que reducen a tensión d'entrata y atros que l'aumentan.
