Teoria de Transformador

1. Fundamento Teórico de Transformador
Integrante:
Pérez Sol C.I.: 16090362

2. Transformador:
Se denomina transformador o trafo (abreviatura), a un dispositivo eléctrico que permite
aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la
frecuencia. 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, tamaño, etc.
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, por medio de interacción
electromagnética. Está constituido por dos o más bobinas de material conductor, aisladas
entre sí eléctricamente y por lo general enrolladas alrededor de un mismo núcleo de material
ferromagnético
Los transformadores son dispositivos basados en el fenómeno de la inducción
electromagnética y están constituidos, en su forma más simple, por dos bobinas devanadas
sobre un núcleo cerrado de hierro dulce. Este conjunto de vueltas se denominan: Bobina
primaria o "primario" a aquella que recibe el voltaje de entrada y Bobina secundaria o
Secundario" a aquella que entrega el voltaje transformado.

3. Funcionamiento:
Si se aplica una fuerza electromotriz alterna en el devanado primario, circulará por éste una
corriente alterna que creará a su vez un campo magnético variable. Este campo magnético
variable originará, por inducción electromagnética, la aparición de una fuerza electromotriz
en los extremos del devanado secundario.
La razón de la transformación del voltaje entre el bobinado "Primario" y el "Secundario"
depende del número de vueltas que tenga cada uno. Si el número de vueltas del secundario
es el triple del primario, en el secundario habrá el triple de voltaje

4. Formulas:
donde:
NP = Número de vueltas en el devanado primario.
NS = Número de vueltas en el devanado secundario.
VP = Voltaje en el devanado primario.
VS = Voltaje en el devanado secundario.
donde:
NP = Número de vueltas en el devanado primario.
NS = Número de vueltas en el devanado secundario.
IP = Corriente que circula en el devanado primario.
IS = Corriente que circula en el devanado secundario.

5. Ejemplo:
Si un transformador tiene 20,000 vueltas en el devanado primario y 5,000 vueltas en el
secundario, y se le aplica un voltaje de CA de 120 Volts en el primario ¿Cuál es el voltaje
obtenido en el secundario?
Datos:
NP = 20,000
NS = 5,000
VP = 120 VCA
VS = ?
Formula:
Despeje de VS:
Sustitución:
El voltaje obtenido en el secundario es de 30 VCA.

6. Diferencia entre Transformador ideal y transformador de
núcleo de aire:
Un transformador ideal: es un artefacto sin pérdidas, con una bobina de entrada y una
bobina de salida.
Transformador de núcleo de aire: Componente electrónico que permite el paso de la
corriente en un solo sentido.
 La diferencia entre ellos dos es que el transformador ideal permite el paso de la corriente
alterna en dos sentidos (dos polaridades), mientras el transformador de núcleo de aire la
corriente directa va en un solo sentido.
 Toda la potencia producida por el primario es transmitido al secundario sin
perdidas, mientras que en el transformador de núcleo de aire no toda la potencia entregada
desde el primario llega al secundario.

7. Inductancia Mutua:
La inductancia (L), es una medida de la oposición a un cambio de corriente de un inductor o
bobina que almacena energía en presencia de un campo magnético, y se define como la
relación entre el flujo magnético ( ) y la intensidad de corriente eléctrica (I) que circula por la
bobina y el número de vueltas (N) del devanado:
La inductancia depende de las características físicas del conductor y de la longitud del mismo.
Si se enrolla un conductor, la inductancia aumenta. Con muchas espiras se tendrá más
inductancia que con pocas. Si a esto añadimos un núcleo de ferrita, aumentaremos
considerablemente la inductancia.

8. Ejemplo:
Consideramos un cilindro de largo l y radio a, sobre el que se han colocado dos
embobinados, uno de N1 vueltas, y el otro de N2 vueltas, y el mismo largo (l). Calcularemos
el coeficiente de inducción mutua, M, para lo cual evaluaremos es flujo enlazado por el
embobinado N1, debido al embobinado N2,
En qué entonces el coeficiente es:
Se verifica que M2 = L1L2; en general, se tiene la relación M2 =k L1L2 ( 0<k<1 ).

9. Método de convección de puntos:
La convección de puntos nos permite esquematizar el circuito sin tener que
preocuparnos por el sentido de los arrollamientos. Dada más de una bobina se coloca
un punto en algún terminal de cada una, de tal forma que si entra alguna corriente en
ambos terminales con puntos o salen los flujos producidos por ambas corrientes se
sumaran.
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 muestran la polaridad del voltaje y la corriente sobre el lado
secundario del transformador. La relación es como sigue:
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