Tranformadores Electricos usados en la actualidad, sus partes e importacia, monofasicos, bifasicos y trifasicos. ingenieria mecanica.

1. UNIVERSIDAD FERMIN TORO
VICERRECTORADO ACADEMICO
FACULTA DE INGENIERIA
ESCUELA DE MANTENIMIENTO MECANICO
TRANSFORMADORES ELECTRICOS USASDOS
EN LA ACTUALIDAD
AUTOR: WILLIAM GONZALEZ
C.I. 27085692
TUTOR:
CABUDARE, FEBRERO DE 2022

2. INDICE GENERAL
INTRODUCCION......................................................................................... ii
¿QUÉ ES UN TRANSFORMADOR ELÉCTRICO?.................................. 3
¿CÓMO FUNCIONA UN TRANSFORMADOR?....................................... 3
USOS DE UN TRANSFORMADOR ELÉCTRICO.................................... 4
TIPOS DE TRANSFORMADORES ELÉCTRICOS ................................ 6
Transformadores de potencia:....................................................... 6
Transformadores de Tipología Seca ............................................ 7
Transformadores de Potencia en Aceite...................................... 8
Transformadores Eléctricos Elevadores ...................................... 9
Transformadores Eléctricos Reductores...................................... 9
Autotransformadores....................................................................... 10
Transformadores Eléctricos de Medida ....................................... 11
Transformadores Eléctricos de Intensidad .................................. 11
Transformador Eléctrico Potencial................................................ 11
Transformadores Trifásicos ........................................................... 11
Transformador de Medida de Tensión......................................... 12
TRANSFORMADOR IDEAL Y TRANSFORMADOR REAL .................. 13
CONCLUSIÓN.............................................................................................. 14
BIBLIOGRAFIA ............................................................................................ 15

3. INTRODUCCION
La energía eléctrica es una de las formas de energía que con mayor
facilidad puede transportarse a grandes distancias. Se puede obtener de
diversas fuentes primarias de energía y tiene disímiles usos y aplicaciones en
la vida del hombre moderno. Es indispensable disponer de un sistema fuerte,
fiable y capaz de generar la energía, transportarla y distribuirla a todos los
usuarios en forma eficaz, segura y con calidad. La energía eléctrica, desde
su generación hasta su entrega en los puntos de consumo, pasa por las
etapas de adaptación, transformación y maniobra, donde para su correcta
operación son necesarios equipos capaces de transformar, regular,
maniobrar y proteger el mismo. El sistema eléctrico debe estar preparado
para generar energía eléctrica en los lugares más idóneos para tal fin, de
transformar esa electricidad a unas características idóneas para su
transportación a grandes distancias, transformarla nuevamente para poder
ser distribuida en los centros de consumo y finalmente adaptarla a valores
aptos para lo sususuarios. El progreso de la Industria Eléctrica se debe
principalmente a los transformadores. Por medio de ellos es posible llevar
el voltaje a los niveles deseados para uso en la transmisión, con el
fin de llevar la energía eléctrica a grandes distancias con pérdidas
relativamente pequeñas. Son también una de las máquinas más eficientes
que se conocen, pues al no tener partes en movimiento, no permiten
pérdidas por fricción o rozamiento y por otra parte la calidad de los materiales
ferromagnéticos que componen el núcleo ha ido en aumento, lo cual permite
que la eficiencia de estos equipos sea del orden de hasta el 99%. Después
de las líneas de la transmisión, los transformadores son los elementos
más fiables, eficientes e importantes en los sistemas de transmisión y
distribución eléctricos y son, dentro del sistema, equipos costosos. Estos
forman parte del equipo primario del SEP, y son elementos
indispensables para transmitir los bloques de energía a través de las

4. iii
grandes distancias que separan los centros de generación y los
consumidores.
La invención del transformador, data del año de 1884 para ser aplicado
en los sistemas de transmisión que en esa época eran de corriente directa y
presentaban limitaciones técnicas y económicas. El primer sistema comercial
de corriente alterna con fines de distribución de la energía eléctrica que
usaba transformadores, se puso en operación en los Estados Unidos
de América. En el año de 1886 en Great Barington, Mass., en ese mismo
año, al protección eléctrica se transmitió a 2000 volts en corriente alterna a
una distancia de 30 kilómetros, en una línea construida en Cerchi, Italia. A
partir de estas pequeñas aplicaciones iniciales, la industria eléctrica en el
mundo, ha recorrido en tal forma, que en la actualidad es factor
de desarrollo de los pueblos, formando parte importante en esta industria el
transformador.

5. 4
¿QUÉ ES UN TRANSFORMADOR ELÉCTRICO?
Un transformador es una máquina eléctrica que, basándose en los
principios de inducción electromagnética, transfiere energía de un circuito
eléctrico a otro, sin cambiar la frecuencia. La transferencia se lleva a cabo
con el cambio de voltaje y corriente. Un transformador aumenta o disminuye
la corriente alterna cuando es necesario.
Estas máquinas ayudan a mejorar la seguridad y eficiencia de los
sistemas de energía durante su distribución y regulación a través de largas
distancias.
¿CÓMO FUNCIONA UN TRANSFORMADOR?
Un transformador eléctrico emplea la Ley de Inducción
Electromagnética de Faraday para funcionar: “la tasa de cambio del enlace
del flujo con respecto al tiempo es directamente proporcional al campo
electromagnético inducido en una bobina o conductor”.
La base física de un transformador reside en la inducción mutua entre
dos circuitos que están enlazados por un enlace magnético común. Este está
equipado usualmente con dos devanados: primario y secundario. Estos
comparten un núcleo magnético laminado, y la inducción mutua que tiene
lugar entre estos circuitos ayuda a transferir la energía de un punto a otro.
Dependiendo de la cantidad de enlaces de flujo entre el devanado
primario y secundario, habrá distintas tasas de cambio en el enlace del flujo.
Para asegurar el máximo (mayor flujo pasando a través y enlazándose al
devanado secundario desde el primario), un camino de reluctancia baja se
crea entre los devanados. Esto permite una mejor eficiencia en el
desempeño, y forma el núcleo del transformador.
La aplicación de voltaje alterno en el devanado primario crea un flujo
alterno en el núcleo. Esto enlaza ambos devanados para inducir al campo
electromagnético en ambos lados. El campo electromagnético en el

6. 5
devanado secundario origina una corriente, conocida como corriente de
carga, si hay una carga conectada a la sección secundaria.
Así es como un transformador eléctrico entrega energía de corriente
alterna de un circuito a otro, a través de la conversión de la energía eléctrica
de un valor a otro, cambiando el nivel de voltaje, pero no la frecuencia.
USOS DE UN TRANSFORMADOR ELÉCTRICO
 Disminuir o aumentar el nivel de voltaje en un circuito de corriente
alterna.
 Subir o bajar el valor de un inductor o capacitor en un circuito de
corriente alterna.
 Prevenir el paso de corriente continua de un circuito a otro.
 Aislar dos circuitos eléctricos.
 Intensificar el nivel de voltaje en el sitio de la generación de energía
antes de que ocurra la transmisión y distribución.
 Las aplicaciones comerciales de un transformador eléctrico incluyen
estaciones de bombeo, vías de ferrocarril, establecimientos industriales
y comerciales, molinos, y unidades de generación de energía.
Fig.1.- Planta de Retransmisión Eléctrica

7. 6
TIPOS DE TRANSFORMADORES ELÉCTRICOS
Aunque basados en los mismos principios básicos, se diferencian varios
tipos de transformadores que se clasifican en dos grandes grupos:
transformadores de potencia y de medida.
 Transformadores de potencia:Un transformador de potencia es un
dispositivo electromagnético pasivo que transfiere energía de un circuito
a otro mediante un acoplamiento inductivo. ... La tensión secundaria de
un transformador es igual a la tasa negativa del cambio del flujo
magnético que encierra el circuito.
Los transformadores eléctricos de potencia sirven para variar los
valores de tensión de un circuito de corriente alterna, manteniendo su
potencia
Fig. 2.- Transformador De Potencia
Como su propio nombre indica, el transformador de potencia
modifica la electricidad en magnetismo para volver a convertirlo en
electricidad. Por lo general, los transformadores no pierden potencia
pero hay máquinas que presentan un pequeño porcentaje de pérdidas

8. 7
dependiendo del estilo, el diseño, el tamaño, etcétera. El
funcionamiento de los transformadores se regula por la inducción
electromagnética. Los transformadoresdepotencia se utilizan en
subestaciones para concentrar la transformación de energía en media y
alta tensión. También se distribuyen en subestaciones, centrales de
generación y usuarios de grandes potencia.
Los transformadores de potencia se componen varias piezas como son:
 Núcleo. Es uno de los elementos más importantes que permiten el
funcionamiento de los transformadores de potencia. El núcleo está
constituido por diferentes elementos como las chapas de acero al silicio,
columnas y culatas. Cada uno de estos fragmentos realiza una función
específica e imprescindible para mantener en perfecto estado el
funcionamiento de los transformadores de potencia.
 Devanados. Es un hilo de cobre enrollado a través del núcleo del
transformador de potencia. Los devanados suelen estar cubiertos de
una capa aislante. Los devanados también se denominan bobinas y
pueden ser primarios o secundarios, según corresponda a la entrada o
salida del sistema en cuestión. También hay transformadores de
potencia con más devanados.
Los transformadores de potencia pueden ser de dos tipos:
 Transformadores de Tipología Seca. Este tipo de transformador de
potencia se usa sobre todo en interiores y en espacios concretos, de
tamaño reducido y dimensiones especiales. Otro uso muy extendido de
los transformadores de potencia de tipo seco es su uso en caso de

9. 8
incendios. La principal característica de los transformadores de potencia
de tipo seco es que son refrigerados con aire y con aislamiento.
 Transformadores de Potencia en Aceite. La principal característica
de este tipo de transformador de potencia es que el núcleo
ferromagnético está en aceite. Los transformadores de potencia en
aceite tienen un núcleo, un tanque, intercambiadores de calor, bombas
y depósitos para el aceite.CTC, empresa cordobesa con más de 20
años de experiencia en el sector de la energía y la electricidad, pone a
disposición de todos sus clientes no solo el conocimiento y dominio dela
industria, sino también los mejores y más innovadores transformadores
de potencia tanto de tipo seco como en aceite. No dudes en
preguntarnos por nuestros servicios y precios.
Fig. 3.- Transformadores de Potencia en Aceite.

10. 9
 Transformadores Eléctricos Elevadores.Tienen la capacidad de
aumentar el voltaje de salida en relación al voltaje de entrada. En estos
transformadores el número de espiras del devanado secundario es
mayor a las del devanado primario.
Son empleados por empresas de generación eléctrica en
las subestaciones de la red de transporte de energía eléctrica, con el fin
de disminuir las pérdidas por efecto Joule. Debido a la resistencia de los
conductores, conviene transportar la energía eléctrica a tensiones
elevadas, lo que origina la necesidad de reducir nuevamente dichas
tensiones para adaptarlas a las de utilización. La mayoría de los
dispositivos electrónicos en hogares hacen uso de transformadores
reductores conectados a un circuito rectificador de onda completa para
producir el nivel de tensión de corriente directa que necesitan. Este es
el caso de las fuentes de alimentación de equipos de audio, video y
computación.
Fig. 4.- Modelización de un transformador elevador
 Transformadores Eléctricos Reductores. Los transformadores
eléctricos reductores tienen la capacidad de disminuir el voltaje de
salida en relación al voltaje de entrada. En estos transformadores el
número de espiras del devanado primario es mayor al secundario.

11. 10
Cualquier transformador elevador puede actuar como reductor, si
lo conectamos al revés, del mismo modo que un transformador reductor
puede convertirse en elevador.
Fig. 3.- Modelización de un transformador reductor
 Autotransformadores. Se utilizan cuando es necesario cambiar el
valor de un voltaje, pero en cantidades muy pequeñas. La solución
consiste en montar las bobinas de manera sumatoria. La tensión, en
este caso, no se introduciría en el devanado primario para salir por el
secundario, sino que entra por un punto intermedio de la única bobina
existente.
Esta tensión de entrada (Vp) únicamente recorre un determinado
número de espiras (Np), mientras que la tensión de salida (Vs) tiene
que recorrer la totalidad de las espiras (Ns).
Fig. 4.- Modelización de un autotransformador

12. 11
 Transformadores Eléctricos de Medida: Sirven para variar los valores
de grandes tensiones o intensidades para poderlas medir sin peligro.
 Transformadores Eléctricos de Intensidad: Toma una muestra de la
corriente de la línea a través del devanado primario y lo reduce hasta un
nivel seguro para medirlo. Su devanado secundario está enrollado
alrededor de un anillo de material ferromagnético y su primario está
formado por un único conductor, que pasa por dentro del anillo.
El anillo recoge una pequeña muestra del flujo magnético de la
línea primaria, que induce una tensión y hace circular una corriente por
la bobina secundaria.
 Transformador Eléctrico Potencial; Se trata de una máquina con un
devanado primario de alta tensión y uno secundario de baja tensión. Su
única misión es facilitar una muestra del primero que pueda ser medida
por los diferentes aparatos.
 Transformadores Trifásicos: Puesto que el transporte y la generación
de electricidad se realiza de forma trifásica, se desarrollaron
transformadores de estas características.
Pueden crearse transformadores trifásicos de dos maneras: una
es mediante tres transformadores monofásicos y la otra con tres
bobinas sobre un núcleo común.
Esta última opción es la más recomendable, debido a que el
resultado es un transformador más pequeño, más ligero, más
económico y algo más eficiente.

13. 12
La conexión de este tipo de transformadores puede ser:
 Estrella-estrella
 Estrella-triángulo
 Triángulo-estrella
 Triángulo-triángulo
Fig. 5.- Posibles conexiones de un transformador trifásico con la fuente
de alimentación
 Transformador de Medida de Tensión:Es un transformador reductor
en el que el primario se conecta a la tensión a medir y el secundario a
un voltímetro. Se utiliza para medir en alta tensión, siendo la máxima
tensión del secundario de 110 voltios. Los más utilizados en centros de
transformación para líneas de alimentación 20 Kv, son de relación de
transformación 220000/110 voltios.

14. 13
TRANSFORMADOR IDEAL Y TRANSFORMADOR REAL
En un transformador ideal, la potencia de entrada es igual a la potencia
de salida. Esto se representa de la siguiente forma:
Np · I = NIIs
Lo que ocurre en los transformadores reales es que existen pequeñas
pérdidas que se manifiestan en forma de calor. Estas pérdidas las causan los
materiales que componen un transformador eléctrico, y pueden ser de
diferentes tipos:
 Pérdidas en el cobre. Debidas a la resistencia propia del cobre al
paso de la corriente.
 Pérdidas por corrientes parásitas. Son producidas por la resistencia
que presenta el núcleo ferromagnético al ser atravesado por el flujo
magnético.
 Pérdidas por histéresis. Son provocadas por la diferencia en el
recorrido de las líneas de campo magnético cuando circulan en diferente
sentido cada medio ciclo.
 Pérdidas a causa de los flujos de dispersión en el primario y en el
secundario. Estos flujos provocan una autoinductancia en las bobinas
primarias y secundarias.
Los transformadores de medida permiten aislar los dispositivos
de medida y protección de la alta tensión. Trabajan con corrientes o
tensiones proporcionales a las que son objeto de medida, y consiguen evitar
las perturbaciones que los campos magnéticos pueden producir sobre los
instrumentos de medida.

15. CONCLUSIÓN
El transformador, es un dispositivo que no tiene partes móviles, el cual
transfiere la energía eléctrica de un circuito u otro bajo el principio de
inducción electromagnética. La transferencia de energía la hace por lo
general con cambios en los valores de voltajes y corrientes.
Un transformador elevador recibe la potencia eléctrica a un valor de
voltaje y la entrega a un valor más elevado, en tanto que un transformador
reductor recibe la potencia a un valor alto de voltaje y la entrega a un valor
bajo.
Los transformadores son elementos muy utilizados en la red eléctrica.
Una vez generada la electricidad en el generador de las centrales, y antes de
enviarla a la red, se utilizan los transformadores elevadores para elevar la
tensión y reducir así las pérdidas en el transporte producidas por el efecto
Joule. Una vez transportada se utilizan los transformadores reductores para
darle a esta electricidad unos valores con los que podamos trabajar.
Los transformadores también son usados por la mayoría
de electrodomésticos y aparatos electrónicos, ya que normalmente trabajan a
tensiones de un valor inferior al suministrado por la red.
Además, los transformadores forman parte de un elemento clave en la
seguridad eléctrica de los hogares: el diferencial. Este dispositivo utiliza
transformadores para comparar la intensidad que entra con la que sale del
hogar. Si la diferencia entre estos es mayor a 10 mA desconecta el circuito
evitando que podamos sufrir lesiones.
Los nuevos estándares publicados en los años recientes muestran
una tendencia clara hacia el incremento en los niveles de eficiencia de
los transformadores del tipo Distribución monofásicos y trifásicos

16. BIBLIOGRAFÍA
Vadez, Carlos J., "Transformadores, Operaciones y Uso", Editorial
Sistes, Madrid, España, 1999
"Transformadores y Bobinas, Mc Grawhill, Madrid, España, 2001
"Guía Práctica de Energía y Electrónica" Págs. 154-167,
Editorial Cultura, 1995, Madrid España.
http://es.wikipedia.org/wiki/Transformador
http://www.monografias.com/trabajos11/tradi/tradi.shtml