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1. TRANSFORMADORES
AARÓN ARGUEDAS B.
SHARIS DUARTE A.
CO. VO. MO. SA.
10-10

2. 14-1 INDUCTANCIA MUTUA
• Se colocan dos bobinas muy cercanas, el campo electromagnético causado
por la corriente de la primer bobina genera un voltaje inducido en la segunda
bobina, es decir, la segunda bobina se coloca muy cerca de la primera de
modo que las líneas de fuerza magnética variantes pasen a través de la
segunda bobina, las bobinas están acopladas magnéticamente y se induce un
voltaje, como indica la figura.

3. COEFICIENTE DE ACOPLAMIENTO (K)
• Es la relación de las líneas de fuerza magnéticas(flujo), producidas por la
bobina 1, y que enlazan la bobina 2, con el flujo total producido por la bobina.
El coeficiente de acoplamiento k, depende de la cercanía física de las bobinas
y el tipo de material del núcleo.

4. FORMULA PARA INDUCTANCIA MUTUA
• Los tres factores que influyen en la inductancia mutua (k, L1 y L2) se muestran
en la figura.
• La fórmula para inductancia mutua es

5. 14-2 EL TRANSFORMADOR BÁSICO
• Es un dispositivo eléctrico construido a partir de dos bobinas de alambre, acoplados
magnéticamente entre sí, de modo que existe inductancia mutua para la
transferencia de potencia de un devanado al otro.
• A continuación se muestra el diagrama esquemático de un transformador, una
bobina se llama devanado primario y la otra devanado secundario. La fuente de
voltaje se aplica al devanado primario y la carga se conecta al devanado secundario.

6. • Los devanados de un transformador se forman alrededor del núcleo. Éste
proporciona tanto una estructura física para colocar los devanados como una
trayectoria magnética para que el flujo magnético se concentre cerca de las
bobinas.

7. 14-3 TRANSFORMADORES ELEVADORES Y
REDUCTORES
• El transformador elevador tiene mas vueltas en su devanado secundario que
en el primario y se utiliza para incrementar voltaje de CA.
• Y el transformador reductor tiene mas vueltas en su devanado primario que
en el secundario y se utiliza para reducir voltaje de CA.

8. EL TRANSFORMADOR ELEVADOR
• Un transformador donde el voltaje secundario es más grande que el voltaje primario se llama
transformador elevador. La cantidad en que se eleva el voltaje depende de la relación de
vueltas.
• La relación del voltaje secundario (Vsec) al voltaje primario (Vpri) es igual a la relación del
número de vueltas presente en el devanado secundario (Nsec) al número de vueltas que haya
en el devanado primario (Npri).

9. EL TRANSFORMADOR REDUCTOR
• Un transformador donde el voltaje secundario es menor que el
voltaje primario se llama transformador reductor. La cantidad en
que se reduce el voltaje depende de la relación de vueltas. La
relación de vueltas de un transformador reductor siempre es
menor que 1 porque el número de vueltas en el devanado
secundario siempre es menor que el número de vueltas en el
devanado primario.

10. CARGA DEL DEVANADO SECUNDARIO.
• Cuando se conecta una carga resistiva al devanado secundario de un
transformador, la relación de la corriente de carga (secundario) y la corriente
en el circuito primario se determina por relación de vueltas. Al conectar un
resistor al devanado secundario, fluye corriente a través del circuito
secundario. Es posible demostrar la relación de la corriente primaria, Iprim, a
la corriente secundaria Isec.

11. 14-5 CARGA REFLEJADA
Una carga conectada a través del devanado secundario de un transformador parece tener una
resistencia que no es necesariamente igual a la resistencia real de la carga. La carga real se
“refleja” en el lado primario conforme lo determina la relación de vueltas. Esta carga reflejada
es lo que la fuente primaria ve efectivamente, y determina la cantidad de corriente en el
primario.

12. 14-6 IGUALACIÓN DE IMPEDANCIA
• Se le llama igualación de impedancia a la igualación de una resistencia frente a una
resistencia de fuente para lograr una transferencia de potencia máxima.
• En los sistemas de audio, a menudo se utilizan transformadores igualadores de impedancia
para conseguir la cantidad máxima de potencia disponible del amplificador al altavoz.
• Impedancia es la oposición a la corriente, incluidos los efectos combinados tanto de
resistencia como de reactancia.
• El concepto de transferencia de potencia se ilustra en el siguiente circuito básico:

13. 14-7 CARACTERÍSTICAS DE UN
TRANSFORMADOR NO IDEAL (REAL)
Resistencia de devanado Perdidas en el núcleo Dispersión del flujo magnético
Tanto el devanado primario como el
secundario de un transformador
práctico tienen resistencia
de devanado.
Siempre hay algo de conversión de
energía en el material del núcleo de
un transformador práctico.
En un transformador práctico,
algunas de las líneas de flujo
magnético se escapan del núcleo y
pasan a través del aire circundante
de regreso al otro extremo del
devanado.
Capacitancia de devanado Potencial nominal de un
transformador
Eficiencia del transformador
Como ya sabemos siempre hay alguna
capacitancia parásita entre las vueltas
adyacentes de un devanado. Estas
capacitancias parásitas producen una
capacitancia efectiva
en paralelo con cada devanado de un
transformador.
Un transformador de potencia, por lo
general, se clasifica en volt-amperes
(VA), voltaje primario/secundario, y
frecuencia de operación.
Recordemos que, en un transformador
ideal, la potencia suministrada a la carga
es igual a la potencia suministrada al
primario. Como las características no
ideales que se acaban de analizar
provocan pérdida de potencia en el
transformador, la potencia secundaria
(salida) siempre es menor
que la potencia en el primario (entrada).

14. 14-8 TRANSFORMADORES CON TOMAS Y
DEVANADOS MÚLTIPLES
Transformadores con tomas
• En la figura se muestra el diagrama de un transformador con devanado
secundario y toma central. La toma central equivale a dos devanados secundarios
con la mitad del voltaje total a través de cada uno.
• Los voltajes entre uno u otro extremo del devanado secundario y la toma
central son, en cualquier instante, iguales en magnitud pero opuestos en
polaridad, como ilustra la figura.

15. TRANSFORMADORES CON MÚLTIPLES DEVANADOS
• Algunos transformadores están diseñados para operar con líneas de 110 o 220 V de CA. Estos
transformadores, en general, tienen dos devanados primarios, cada uno de los cuales está
diseñado para 110 V de CA. Cuando los dos devanados están conectados en serie, el
transformador se puede utilizar para operación de 220 V de CA, como se ilustra en las figuras:

16. 14-9 LOCALIZACIÓN DE FALLAS
Devanado primario abierto
• Cuando existe un devanado primario abierto, no hay corriente primaria y,
por tanto, no se induce voltaje o corriente en el secundario. Esta condición
se ilustra en la siguiente figura:
Devanado secundario abierto
• Cuando hay un devanado secundario abierto, no existe corriente en el
circuito secundario y, por tanto, no hay voltaje en la carga. Asimismo, un
secundario abierto propicia que la corriente primaria sea muy pequeña,
prácticamente cero. Esta condición se ilustra en la siguiente figura: