Este documento describe el funcionamiento y tipos de transformadores eléctricos. Explica que un transformador aprovecha el fenómeno de inducción electromagnética para cambiar el voltaje de entrada a la salida basado en la relación del número de vueltas de las bobinas. Describe los dos tipos principales de núcleos, bobinados cilíndricos y planos, y los materiales aislantes utilizados. En resumen, el documento provee información técnica básica sobre cómo funcionan los transformadores eléctricos.

1. TRANSFORMADOR ELÉCTRICO

2.  Al termino de este proyecto los estudiantes debemos
ser capaces de analizar el comportamiento del
transformador en régimen estacionario.

3.  *Describir el funcionamiento de un transformador
eléctrico.
 *Determinar la relación entre el voltaje de entrada y
salida con respecto al número de vueltas de las bobinas
que forman un transformador

4. El transformador eléctrico es un dispositivo que funciona
aprovechando el descubrimiento que hicieron Faraday y
Henry en el cual se podía generar corriente eléctrica por el
movimiento relativo de un imán dentro de una bobina, a este
fenómeno se le dio el nombre de inducción electromagnética.
La magnitud del voltaje que se induce depende del ritmo al
que el alambre corte las líneas del campo magnético (la
variación del flujo magnético). El fenómeno de la inducción
electromagnética se enuncia en la ley de Faraday que
establece: El voltaje inducido en una bobina es proporcional
al producto del número de espiras y la razón de cambio del
campo magnético dentro de las espiras. En la electrodinámica
se demuestra que toda corriente eléctrica produce un campo
magnético alrededor de ella.

5.  Existen 2 tipos de núcleos fundamentales de estructura del
transformador ellos son el tipo núcleo y el tipo acorazado,
los cuales se detallan a continuación.
 Tipo núcleo: este tipo de núcleo se representa en la fig.1,
indicando el corte A-1 la sección transversal que se designa
con S (cm2). Este núcleo no es macizo, sino que esta
formado por un paquete de chapas superpuestas, y aisladas
eléctricamente entre sí. Para colocarlas y poder ubicar el
bobinado terminado alrededor del núcleo, se construyen
cortadas, colocando alternadamente una sección U con una
sección I. La capa siguiente superior cambia la posición I
con respecto a la U.

8. La aislación entre chapas se consigue con barnices especiales, con papel
de seda, o simplemente oxidando las chapas con un chorro de vapor.
Características de las chapas.
Las chapas utilizadas para la construcción de los núcleos tipo anillo y
tipo acorazado son generalmente de acero al silicio en proporciones de 2
a 4% de este último. Los espesores de estas láminas varían entre 0,3 y 0,5
mm para frecuencias de 50 ciclos.
Entre chapas debe haber aislación eléctrica lo que se consigue de
diferentes formas: con una capa de barniz aplicado a una de sus
caras, con una hoja de papel muy delgada encalado sobre una cara de la
chapa, o para un material más económico, produciendo una oxidación
superficial con vapor de agua.
Según el tipo de aislación se tienen diferentes efectos sobre el costo de la
chapa y sobre la reducción de la sección neta del hierro. Para chapas de
0,35 a 0,5 mm de espesor, puede estimarse que la reducción de sección
neta con aislación de barniz o papel es de un 10%

9. En los transformadores pequeños se colocan las chapas una a una, alternando
las juntas, para dar más solidez al conjunto y evitar piezas de unión entre
partes del núcleo. En los grandes, las dos cabezas quedan separadas, y deben
sujetarse con pernos roscados.
En los transformadores de gran potencia suele ser necesario formar conductos
de refrigeración en la masa del núcleo, para aumentar la superficie de
disipación del calor se colocan entonces separadores aislantes, de espesor
conveniente para la circulación del aceite.

10.  Hay dos formas típicas de bobinados para transformadores los
cilíndricos y planos. Los núcleo, con su forma, son los que
determinan la elección de uno u otro tipo, salvo que se requieran
propiedades especiales, como ser baja capacidad distribuida,
para uso en telecomunicaciones u otros.
 Bobinado cilíndrico: este tipo se usa cuando el núcleo del
transformador es del tipo núcleo.
 Bobinado plano: este tipo se usa cuando el núcleo del
transformador es del tipo acorazado.
 Los dos bobinados primario y secundario, rara vez se apartan en
dos simples grupos de espiras, encimándolas; generalmente se
apartan en dos partes o más envueltas uno encima del otro, con
el embobinado de baja tensión en la parte interna. Dicha
conformación sirve para los siguientes propósitos.

11.  Simplifica el problema de aislar el embobinado de alto voltaje del
núcleo.
 Causa mucho menos filtración de flujo, como seria el caso si los 2
embobinados estuvieran separados por alguna distancia del núcleo.
 Mejora la refrigeración.
Los materiales aislantes para el bobinado, o para colocar entre capas, son:
papel barnizado, fibra, cinta impregnada, algodón impregnado, etc., para
transformadores con bobinados al aire, y para los sumergidos en baños de
aceite, se utilizan los mismos materiales sin impregnarse; debe evitarse el
uso del caucho en los transformadores en baño de aceite, pues este lo
ataca, y tiene efectos nocivos también sobre la micanita y aun sobre los
barnices.

12.  Gracias a los transformadores se han podido resolver
una gran cantidad de problemas eléctricos , en los
cuales si no fuera por estos seria imposible resolver.
Los transformadores de corriente y de voltaje han sido
y son el milagro tecnológico por el cual los
electrodomésticos , las maquinas industriales , y la
distribución de energía eléctrica se a podido usar y
distribuir a las diferentes ciudades del mundo , desde
las plantas generadoras de electricidad
, independientemente de la generadora.