El documento describe el funcionamiento básico de los transformadores, incluyendo que consisten de dos bobinas eléctricamente aisladas enrolladas en un núcleo común, y transfieren energía de la bobina primaria a la secundaria por inducción magnética. También resume las relaciones entre el voltaje, la potencia y la corriente en los devanados primario y secundario de un transformador ideal.

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APUNTE: EL TRANSFORMADOR
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INDICE
El Transformador......... ……………………………………………………… Pág. 04
Relaciones de Transformación para un Transformador Ideal…………… Pág. 05

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El Transformador
El transformador básico consiste de dos bobinas eléctricamente aisladas y
enrolladas sobre un núcleo común. La energía eléctrica se transfiere de una
bobina a otra por medio del acoplamiento magnético.
La bobina que recibe la energía de la fuente de corriente alterna se llama
devanado primario o bobinado primario.
La bobina que proporciona energía a una carga de corriente alterna se llama
bobinado secundario.
El núcleo de los transformadores que se usan a bajas frecuencias, se hace con un
material magnético, usualmente acero silicoso laminado.
Los núcleos de transformadores que se usan en frecuencias altas se hacen de
hierro pulverizado y cerámica o bien de materiales no magnéticos. Algunas
bobinas se enrollan sencillamente sobre formas huecas no magnéticas (por
ejemplo cartón o plástico), de manera que el material del núcleo sea en realidad el
aire.
Si se supone que un transformador opera en condiciones ideales, la transferencia
de la energía de un voltaje al otro no va acompañada por pérdidas.
El principio de funcionamiento es lainducción mutua que se define como la
“propiedad de un transformador para transferir energía eléctrica desde un
bobinado primario a uno secundario, en forma de energía electromagnética,
al inducirse en el bobinado secundario, una Fuerza Electromotriz (F.E.M.)”
Ya se indicó que en condiciones ideales un transformador debería transferir
completamente la energía del bobinado primario al bobinado secundario, pero en
la práctica se producen diversas pérdidas en la transferencia de energía. Estas
pérdidas son las siguientes:
Perdidas por Efecto Joule.- Son el producto de la resistencia del cobre, que
aunque baja, produce una disipación de potencia en forma de calor.
Perdidas por Histéresis.- Estas pérdidas se producen por calentamiento del
núcleo y dependen de la frecuencia de la, variación de la intensidad del campo y
del aumento de la inducción magnética.
Perdidas por Saturación.- En un transformador se producen estas pérdidas,
cuando la intensidad de corriente no produce un aumento considerable en la
magnetización del núcleo al producir un aumento considerable de líneas en el
flujo magnético.
Perdidas por Corrientes de Foucault.- Son corrientes en cortocircuito que se
producen en el núcleo del transformador, debido a que el campo electromagnético
es variable e induce en éste una FEM, originando pequeñas corrientes en dicho
núcleo, debido a que el hierro es un material conductor.
Los transformadores utilizados en equipos eléctricos, se clasifican de acuerdo con
la tensión, potencia, corriente y frecuencia.
La aislación de un transformador puede ser destruida si se aplica en el primario
una tensión que exceda su régimen normal de trabajo, provocándose un corto
circuito entre sus espiras.

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Existen transformadores de potencia, empleados en transmisión de energía
eléctrica a grandes distancias; los transformadores de poder empleados en
fuentes de alimentación de equipos; los transformadores de antena (usados en
etapas de sintonía); los adaptadores de impedancias; los transformadores de F.I.;
los transformadores inversores de fase o drivers; los transformadores de audio,
etc.
Básicamente, nos remitiremos a los transformadores de poder, es decir aquellos
transformadores utilizados en equipos electrónicos. El siguiente esquema, ilustra
el diagrama de un transformador:
Figura #1: Transformador, Diagrama esquemático
Figura #2: Transformador, Diagrama físico
Relaciones de Transformación para un Transformador Ideal:
a) Relación de Voltajes:
El voltaje en las bobinas de un transformador, es directamente proporcional al
número de vueltas (espiras) de cada una de ellas. Esta relación se expresa en
la siguiente fórmula:
(Ecc. 1)
Devanado Secundario
( Bobina )
Devanado Primario
( Bobina )
V2
V1
Núcleo de hierro
Alimentación de Ca.
Carga
N
N
V
V
2
1
2
1
?

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En donde:
V1 = Voltaje en la bobina primaria
V2 = Voltaje en la bobina secundaria
N1 = Número de espiras en bobinado primario
N2 = Número de espiras en bobinado secundario
El cociente V1 / V2 se llama “relación de voltaje (RV)” y el cociente N1/ N2
se denomina “relación de vueltas (RN)”, con lo cual se obtiene: RV = RN
Una relación de voltaje 4: 1 ( cuatro a uno), significa que por cada 4 volts del
primario, existe un volt en el secundario. Esto aclaración es importante,
cuando se desea especificar el tipo de transformador a utilizar o al cual se
hace referencia.
b) Relación de Potencias:
Cuando al arrollamiento secundario, se le conecta una carga, a través de ésta
circulará una corriente y suponiendo que el transformador existe una
transferencia ideal (es decir K = 1), y no existen otras pérdidas en el
transformador, entonces la potencia del secundario (salida), es igual a la
potencia del bobinado primario (entrada), esto es:
(Ecc. 2)
c) Relación de Corrientes:
Dado que P= V x I, entonces se tiene que V1 x I1 = V2 x I2, y considerando la
Ecc.1 se puede llagar a:
(Ecc. 3)
Con respecto al desarrollo completo de un transformador, deberán tenerse en
cuenta varios parámetros, como por ejemplo, potencia del núcleo del
transformador, rendimiento, espiras, sección de los conductores, corrientes en los
bobinados, etc.
La relación que existe en el acoplamiento del flujo magnético originado en el
bobinado primario, hacia el bobinado secundario, se conoce como “coeficiente
de acoplamiento” y para el caso de un núcleo de hierro silicoso laminado, es muy
fuerte, cercana a la unidad, es decir existe una transferencia casi del 100 por
ciento. Esto significa que todo el flujo producido en el arrollamiento primario (N1),
atraviesa el bobinado secundario (N2).
Aplicando las ecuaciones, se obtiene que a medida que aumenta el voltaje
secundario, comienza a ser menor la corriente secundaria. Para el caso de los
transformadores reductores, la tensión se reduce, pero aumenta su corriente.
Po = Pi
N1 x I1 = N2 x I2