1) El documento describe los conceptos básicos de los transformadores, incluyendo el acoplamiento magnético entre bobinas, la definición de inductancia mutua, y los circuitos primario y secundario. 2) Explica el modelo ideal de un transformador y las relaciones entre las tensiones y corrientes de los circuitos primario y secundario. 3) Señala que los transformadores reales tienen pérdidas asociadas a factores como las resistencias de las bobinas y las corrientes de Eddy.

2. Instituto Universitario Politécnico
“Santiago Mariño”
Extensión Maracaibo
Escuela de Ingeniería de electrónica
Autor:
Duay Chávez Ci: 24263007

3. Introducción
Cuando el flujo magnético producido por una bobina alcanza una segunda bobina
Se dice que existe entre las dos bobinas un acople magnético, ya que el campo
Magnético variable que llega a la segunda bobina produce un voltaje inducido en
Esta, aun cuando la segunda bobina se encuentre en circuito abierto.
De acuerdo a la ley de Faraday el voltaje inducido en una bobina en función del
Flujo magnético es:
( ) ( )
dt
V t N d t φ
=
En donde N es el número de vueltas de la bobina y φ (t) es el flujo magnético.
El transformador es un dispositivo especialmente diseñado y fabricado para que el
Acople magnético entre dos bobinas sea el mejor posible y permita inducir un
Voltaje en la segunda bobina, llamada bobina secundaria, al aplicar una corriente
Variable en la bobina primaria. Las aplicaciones de los transformadores son
Múltiples: líneas de transmisión de alto voltaje, alimentación de equipos
Electrónicos, sistemas de audio, automóviles, aislamiento eléctrico, equipos
Médicos, etc.
El transformador está formado por un núcleo, que suele ser un material
Ferromagnético, para aumentar el acople magnético, y por las dos bobinas que en
General se fabrican en cobre. Estas bobinas tendrán por supuesto una inductancia
y una resistencia. El paso de la corriente por las bobinas produce por tanto
Pérdidas de potencia en las resistencias de las bobinas. De igual manera existen
Pérdidas de potencia asociadas al hecho de que no todo el flujo magnético
Producido por la primera bobina pasa por la segunda bobina. Existen otras
Pérdidas de potencia asociadas al calentamiento del material ferromagnético por
Fenómenos de corrientes de Eddy y por histéresis del material.
Un modelo que represente un transformador que tenga en cuenta todos estos
Fenómenos es muy complejo, de manera que para simplificar se suele utilizar el
Modelo ideal del transformador.

4. Esquema
1- Acoplamiento magnético entre inductores.
2 - definición de la inductancia mutua.
3 - Circuito primario y circuito secundario.
4- Marcas de polaridad de las bobinas
5- Transformador ideal.
6- Relación de espiras.
7- Circuitos equivalentes.
8 - Reflexión de la impedancia del circuito secundario en el circuito primario.
9- Pérdidas en los transformadores no ideales.
10- Transformadores trifásicos

5. Desarrollo
1- Acoplamiento magnético entre inductores
En electrónica se denomina acoplamiento magnético al fenómeno físico por el cual el paso
de una corriente eléctrica variable en el tiempo por una bobina produce una diferencia de
potencial entre los extremos de las demás bobinas del circuito. Cuando este fenómeno se
produce de forma indeseada se denomina diafonía.
Este fenómeno se explica combinando las leyes de Ampere y de Faraday. Por la primera,
sabemos que toda corriente eléctrica variable en el tiempo crea un campo
magnético proporcional, también variable en el tiempo. La segunda nos indica que
todo flujo magnético variable en el tiempo que atraviesa una superficie cerrada por un
circuito induce una diferencia de potencial en este circuito.
2 - definición de la inductancia mutua
Esto es cuando un cambio en el campo en una bobina produce un efecto en la otra bobina
que está cerca. Si dos bobinas ocupan el mismo lugar, y normalmente los voltajes
inducidos debido al cambio en la actual estarán relacionadas directamente con el número
de vueltas en cada bobina.
Cuando las dos bobinas se colocan más cerca uno del otro y se suministra una corriente
alterna para producir un campo magnético que está en movimiento, a continuación, una
cierta magnitud de voltaje se inducirá en la segunda bobina. Se experimentarán una
mayor tensión inducida desde interlink edad será mayor. Por otro lado, cuando las dos
bobinas se colocan lejos unos de otros, a continuación, la medida en que las bobinas
interrelacionan es inferior y esto implica una tensión menor inducida en la segunda
bobina.
Por ejemplo, dadas dos bobinas que están cerca uno del otro, si para una determinada
corriente alterna cambio de 1A/s en la primera bobina produce campos móviles que induce

6. una tensión promedio de 1V en la segunda bobina luego la inductancia mutua de las dos
bobinas se dice que es de 1 H.
Inductancia mutua es ampliamente utilizado en la fabricación de transformadores donde
los fabricantes siempre probar tanto como sea posible para lograr una mayor inductancia
mutua. Las dos bobinas se colocan normalmente cerca uno del otro y casi todo el campo
de la primera bobina cruza la segunda bobina. Cuando todas las líneas de campo cortar la
otra bobina, a continuación, el acoplamiento de los dos transformadores se dice que en la
unidad.
Inductancia mutua está dada por;
M = (L1 * L2)
Donde M es la inductancia mutua, L1 es la inductancia de la bobina de primera y L2 es la
inductancia de la bobina del segunda. Ya que siempre es imposible lograr el acoplamiento
de la unidad, luego la inductancia mutua es dada por la fórmula
M = k (L1 * L2)
Donde k es el coeficiente de acoplamiento. El coeficiente de acoplamiento normalmente
expresa el grado de acoplamiento y siempre es un número decimal a menos que el
acoplamiento es en la unidad.
Cuando las bobinas están bien acopladas aumenta el coeficiente de acoplamiento y
cuando las bobinas son imprecisas es muy baja. El valor del coeficiente de acoplamiento
varía con la aplicación. Por ejemplo, para power trans formadores siempre muy alta y que
exceda 0.98 mientras que por otro lado, los circuitos de frecuencia de radio pueden tener
un coeficiente de acoplamiento muy bajo que puede ser tan bajo como 0,01.
El conocimiento de la inductancia mutua es muy importante en la construcción de muchos
circuitos eléctricos; casi todos los circuitos eléctricos requieren tanto poder se dio un paso
hacia arriba o hacia abajo y esta es la función principal de un transformador.

7. 3 - Circuito primario y circuito secundario.
Sistema de distribución: Un sistema de distribución de energía eléctrica es un
conjunto de equipos que permiten energizar en forma segura y confiable un

8. número determinado de cargas, en distintos niveles de tensión, ubicados
generalmente en diferentes lugares. El circuito primario se carga a un 50% de su
capacidad nominal, con el objeto de que el mismo sea capaz de soportar la carga
de otro circuito al momento de realizar en fases, bajo una condición de
mantenimiento o emergencia. La caída de tensión permitida en el circuito primario
es como máximo de un 1%. La caída de tensión permitida en el circuito secundario
es como máximo de un 3%.
La red de distribución en Venezuela se caracteriza por poseer diferentes niveles de
voltaje de operación. Esta diversidad técnica permite minimizar las pérdidas de
energía. El proceso de Distribución de la energía eléctrica generada y
por CORPOELEC, es posible gracias a 572 subestaciones, con una capacidad de
transformación de 9.200 mega voltamperios, MVA, y una red de distribución
conformada por 88 mil kilómetros de longitud.
La Red de Distribución de la Energía Eléctrica o Sistema de Distribución de Energía
Eléctrica es la parte del sistema eléctrico cuya función es el suministro de energía
desde la subestación de distribución hasta los usuarios finales (medidor del
cliente). Se lleva a cabo por los Operadores del Sistema de Distribución.
4- Marcas de polaridad de las bobinas
Las bobinas secundarias de los transformadores monofásicos se arrollan ya sea en el
mismo sentido de la bobina primaria o en el sentido opuesto, esto según el criterio del
fabricante.
Debido a esta situación, podría ser que la intensidades de corriente eléctrica en la bobina
primaria y la intensidad de corriente en la bobina secundaria circulen en un
mismo sentido, o en sentido opuesto.

9. 5- Transformador ideal.
Un transformador ideal es un artefacto sin pérdidas, con una bobina de entrada y una
bobina de salida. Las relaciones entre los voltajes de entrada y de salida, y entre la
corriente de entrada y de salida, se establece mediante dos ecuaciones sencillas. La figura
l muestra un transformador ideal.
Figura 1. a) Esquema de un transformador ideal. b) Símbolos esquemáticos de un
transformador ideal.

10. En el transformador que se muestra en la figura 1 tiene NP espiras de alambre sobre su
lado primario y NS de espiras de alambre en su lado secundario. La relación entre el
voltaje VP(t) aplicado al lado primario del transformador y el voltaje VS(t) inducido sobre su
lado secundario es
VP(t) / VS(t) = NP / NS = a
En donde a se define como la relación de espiras del transformador
a = NP / NS
La relación entre la corriente ip(t) que fluye en el lado primario del transformador y la
corriente is(t) que fluye hacia fuera del lado secundario del transformador es
NP * iP(t) = NS * iS(t)
iP(t) / iS(t) = 1 / a
En términos de cantidades fasoriales, estas ecuaciones son
VP / VS = a
IP / IS = 1 / a
Nótese que el ángulo de la fase de VP es el mismo que el ángulo de VS y la fase del ángulo
IP es la misma que la fase del ángulo de IS. La relación de espiras del transformador ideal
afecta las magnitudes de los voltajes y corrientes, pero no sus ángulos.
Las ecuaciones anteriores describen la relación entre las magnitudes y los ángulos de los
voltajes y las corrientes sobre los lados primarios y secundarios del transformador, pero
dejan una pregunta sin respuesta: dado que el voltaje del circuito primario es positivo en
un extremo especifico de la espira, ¿cuál sería la polaridad del voltaje del circuito
secundario?. En los transformadores reales sería posible decir la polaridad secundaria, solo
si el transformador estuviera abierto y sus bobinas examinadas. Para evitar esto, los
transformadores usan la convección de puntos. Los puntos que aparecen en un extremo
de cada bobina en la figura1 muestran la polaridad del voltaje y la corriente sobre el lado
secundario del transformador. La relación es como sigue:
1.- Si el voltaje primario es positivo en el extremo punteado de la bobina con respecto al
extremo no punteado, entonces el voltaje secundario será también positivo en el extremo
punteado. Las polaridades de voltaje son las mismas con respecto al punteado en cada
lado del núcleo.
2.- Si la corriente primaria del transformador fluye hacia dentro del extremo punteado de
la bobina primaria, la corriente secundaria fluirá hacía afuera del extremo punteado de la
bobina secundaria.

11. 6- Relación de espiras
Se denomina transformador a un dispositivo eléctrico que permite aumentar o disminuir
la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la potencia.
La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal (esto es, sin
pérdidas), es igual a la que se obtiene a la salida. Las máquinas reales presentan un
pequeño porcentaje de pérdidas, dependiendo de su diseño y tamaño, entre otros
factores.
El transformador es un dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna de un cierto
nivel de tensión, en energía alterna de otro nivel de tensión, basándose en el fenómeno
de la inducción electromagnética. Está constituido por dos bobinas de material conductor,
devanadas sobre un núcleo cerrado de material ferromagnético, pero aisladas entre sí
eléctricamente. La única conexión entre las bobinas la constituye el flujo magnético común
que se establece en el núcleo. El núcleo, generalmente, es fabricado bien sea de hierro o
de láminas apiladas de acero eléctrico, aleación apropiada para optimizar el flujo
magnético. Las bobinas o devanados se denominan primarios y secundarios según
correspondan a la entrada o salida del sistema en cuestión, respectivamente. También
existen transformadores con más devanados; en este caso, puede existir un devanado
"terciario", de menor tensión que el secundario.

12. 7- Circuitos equivalentes
Ya se ha adelantado el concepto de circuito equivalente, al decir, por ejemplo, que un
Generador real es equivalente a uno ideal con su resistencia interna en serie.
La idea es más general:
Circuito equivalente de uno dado es otro ficticio que, visto desde sus terminales, se
COMPORTAigual que el dado.
Dicho de otra manera, es un artificio matemático por medio del cual se consigue
estudiar el comportamiento de un circuito mediante otro más sencillo.
El circuito equivalente NO es igual que el original: tan sólo su comportamiento hacia el
exterior es igual que el del original.
REPASEMOS: Las Leyes de Ohm y Kirchoff
La Ley de Ohm establece la relación que existe entre la corriente en un circuito y la
diferencia de potencial (voltaje) aplicado a dicho circuito.
Esta relación es una función de una constante a la que se le llamó resistencia.

13. 8 - Reflexión de la impedancia del circuito secundario en el circuito primario.
Durante el transporte de la energía eléctrica se originan pérdidas que dependen de su
intensidad. Para reducir estas pérdidas se utilizan tensiones elevadas, con las que, para la
misma potencia, resultan menores intensidades. Por otra parte es necesario que en el
lugar donde se aplica la energía eléctrica, la distribución se efectúe a tensiones más bajas
y además se adapten las tensiones de distribución a los diversos casos de aplicación.
La preferencia que tiene la corriente alterna frente a la continua radica en que la corriente
alterna se puede transformar con facilidad.
La utilización de corriente continua queda limitada a ciertas aplicaciones, por ejemplo,
para la regulación de motores. Sin embargo, la corriente continua adquiere en los últimos
tiempos una significación creciente, por ejemplo para el transporte de energía a tensiones
extra altas.
Para transportar energía eléctrica de sistemas que trabajan a una tensión dada a sistemas
que lo hacen a una tensión deseada se utilizan los transformadores.
A este proceso de cambio de tensión se le "llama transformación".

14. 9- Pérdidas en los transformadores no ideales.
Al usar este método a través de la medición de la tensión, intensidad de corriente
y potencia solamente en el bobinado primario y dejando el bobinado secundario abierto es
decir el bobinado secundario no será recorrido por ninguna intensidad y de esta manera
obtenemos directamente la potencia perdida en hierro
Las pérdidas en el hierro las podemos medir fácilmente, leyendo la entrada en vatios por
medio de un vatímetro.
Es conveniente controlar la tensión aplicada al bobinado del transformador por ejemplo
usando un autotransformador variando la tensión desde cero hasta el valor de la tensión
nominal
Métodoparadeterminar las pérdidas enel cobre
METODO DEL CORTO CIRCUITO
Con este método en corto circuito conseguimos las intensidades nominales en los dos
bobinados, aplicando una pequeña tensión al bobinado primario y cortocircuitando el
bobinado secundario con un amperímetro (como se indica en la siguiente figura)
El método consiste en aplicar progresivamente una tensión voltio a voltio, hasta llegar a
las intensidades nominales en los bobinados
La tensión aplicada, una vez alcanzada la intensidad nominal en el secundario, recibe el
nombre de tensión de corto circuito. Esta tensión supone un valor bajo con respecto a la
tensión nominal aplicada al transformador cuando está en carga
Estas pérdidas las podemos determinar directamente con el vatímetro conectándolo en el
bobinado primario

15. 10- Transformadores trifásicos
Los transformadores trifásicos han venido siendo útiles para la generación de corriente en
grandes redes eléctricas son lo más usual en lo que tiene que ver al número de usuarios
de tipo comercial e industrial que hacen uso del sistema, y es necesario considerar la
importancia que tienen el mismo.
Para la energía de un sistema trifásico se puede transformar por medio de tres
transformadores monofásico en otro caso solo con el uso de un transformador trifásico,
por facilidad en las instalaciones eléctrica o ya sea por razones de tipo económico, es
preferible el uso del transformador trifásico.
Normalmente los transformadores trifásicos están constituidos de un núcleo que tiene 3
columnas y sobre cada una se encuentran los devanados primarios y secundarios. Estos
devanados pueden conectarse en estrella, delta o zig-zag de las cuales se las puede hacer
nueve combinaciones.
Se denomina transformador a un dispositivo eléctrico que permite aumentar o disminuir
la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la potencia.
La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal (esto es, sin
pérdidas), es igual a la que se obtiene a la salida. Las máquinas reales presentan un
pequeño porcentaje de pérdidas, dependiendo de su diseño y tamaño, entre otros
factores.
El transformador es un dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna de un cierto
nivel de tensión, en energía alterna de otro nivel de tensión, basándose en el fenómeno
de la inducción electromagnética. Está constituido por dos bobinas de material conductor,
devanadas sobre un núcleo cerrado de material ferromagnético, pero aisladas entre sí
eléctricamente. La única conexión entre las bobinas la constituye el flujo magnético común
que se establece en el núcleo. El núcleo, generalmente, es fabricado bien sea de hierro o
de láminas apiladas de acero eléctrico, aleación apropiada para optimizar el flujo
magnético. Las bobinas o devanados se denominan primario y secundario según
correspondan a la entrada o salida del sistema en cuestión, respectivamente. También
existen transformadores con más devanados; en este caso, puede existir un devanado
"terciario", de menor tensión que el secundario.

17. Conclusión
Al finalizar este ensayo puedo mencionar las siguientes conclusiones
Las principales perdidas que existen en un transformador monofásico son causadas por
flujos de histéresis, corrientes parasitas, y perdidas en el cobre
Podemos reducir estas pérdidas de potencia en el transformador y mejorando su eficiencia
tomando en cuanta varios aspectos a la hora de la construcción de un transformador tales
aspectos pueden ser, el uso de chapas en el núcleo, la selección adecuada del material
magnético a utilizar, entre otros
El transformador es una gran herramienta en la vida humana, y si tomamos en cuenta los
aspectos mencionados en este ensayo a la hora de construir un transformador, tendremos
una maquina eléctrica con menos perdidas y con una alta eficiencia optimizando
nuestro trabajo

18. Bibliografía
http://patricioconcha.ubb.cl/transformadores/principios_generales.htm
https://www.google.co.ve/search?q=4-+Marcas+de+polaridad+de+las+bobinas&oq=4-
+Marcas+de+polaridad+de+las+bobinas&aqs=chrome..69i57j69i60.601j0j0&sourceid=ch
rome&ie=UTF-8#q=6-+Relaci%C3%B3n+de+espiras.&*
http://www.monografias.com/trabajos82/perdidas-transformador-monofasico/perdidas-
transformador-monofasico2.shtml
http://www.amperis.com/recursos/articulos/medida-resistencia-bobinados-
transformadores/
https://automatismoindustrial.com/1-3-6-6-transformadores-trifasicos/