Tema 10: Transformadores

 Los Transformadores: Definición, Funcionamiento y Tipos



Los transformadores son dispositivos eléctricos cuya función principal es transferir energía entre dos o más circuitos mediante inducción electromagnética, permitiendo aumentar (elevar) o reducir (bajar) el voltaje alterno sin cambiar la frecuencia.
Son esenciales en la distribución eléctrica, fuentes de alimentación, electrónica de potencia y equipos industriales.

1. Definición de Transformador

Un transformador está compuesto por:

  • Dos o más bobinas de alambre (devanados):

    • Primario: recibe el voltaje de entrada.

    • Secundario: entrega el voltaje transformado.

  • Un núcleo ferromagnético, generalmente de hierro laminado o ferrita, que guía el flujo magnético.

Su principio básico se basa en la inducción mutua: un voltaje aplicado al devanado primario genera un campo magnético variable en el núcleo, el cual induce un voltaje proporcional en el devanado secundario.



2. Principio de Funcionamiento

Cuando se aplica corriente alterna al primario:

  1. Se crea un campo magnético alternante en el núcleo.

  2. Este flujo magnético se acopla al devanado secundario.

  3. En el secundario se induce un voltaje según la relación de espiras.

La relación entre el voltaje primario y secundario está dada por:

donde:

  • Vₛ = voltaje secundario

  • Vₚ = voltaje primario

  • Nₛ = número de espiras secundario

  • Nₚ = número de espiras primario

3. Tipos de Transformadores

A. Transformadores Elevadores (Step-Up)

Aumentan el voltaje de salida.
Tienen más espiras en el secundario que en el primario.
Usados en transmisión eléctrica y equipos de alta tensión.

B. Transformadores Reductores (Step-Down)

Disminuyen el voltaje en la salida.
Tienen menos espiras en el secundario.
Comunes en cargadores, fuentes de alimentación y equipos electrónicos.

C. Transformadores de Aislamiento

Mantienen la misma relación de tensión (1:1), pero aíslan eléctricamente dos circuitos.
Mejoran la seguridad y reducen ruidos eléctricos.


D. Transformadores Toroidales

Con núcleo en forma de anillo.
Mayor eficiencia y menor fuga magnética.
Usados en audio, fuentes de baja interferencia y equipos sensibles.


E. Transformadores de Frecuencia Alta


Utilizan núcleos de ferrita.
Indispensables en fuentes conmutadas (SMPS) y convertidores electrónicos.

F. Autotransformadores


Solo tienen un devanado con tomas intermedias.
Más compactos y eficientes, pero sin aislamiento eléctrico entre entrada y salida.

4. Parámetros Importantes



  • Potencia nominal (VA): indica la capacidad máxima de carga.

  • Relación de transformación: proporción entre las tensiones.

  • Frecuencia de operación: 50/60 Hz o alta frecuencia.

  • Pérdidas en el núcleo: histeresis y corrientes parásitas.

  • Regulación: variación del voltaje secundario bajo carga.

5. Medición y Pruebas Básicas




A. Prueba de continuidad

  • Verifica que los devanados no estén abiertos.

  • Se hace con un multímetro en modo ohmios.

B. Identificación de devanados

  • El devanado con mayor resistencia generalmente es el primario.

  • El secundario suele tener menor resistencia por tener menos espiras de alambre (más grueso).

C. Medición del voltaje en vacío

  • Se aplica voltaje al primario.

  • Se mide el voltaje de salida en el secundario para confirmar la relación de transformación.

6. Aplicaciones de los Transformadores



  • Distribución eléctrica: elevar para transmisión y reducir para consumo.

  • Fuentes de alimentación: obtener niveles seguros de voltaje.

  • Aislamiento: protección de equipos y personal.

  • Audio: adaptación de impedancias y filtrado.

  • Electrónica de potencia: convertidores, inversores y cargadores rápidos.

Comentarios

Publicar un comentario

Entradas populares de este blog

Medición de la Resistencia

Imagen
  Materiales y herramientas Multímetro digital Resistores de: Carbón Película metálica Resistor cerámico de potencia Resistor SMD Resistor variable (potenciómetro) Protoboard (opcional) Pinzas o cables de prueba Tipos de resistores a medir 🔹 1. Resistor de carbón 4 Uso común en prácticas básicas y circuitos electrónicos simples. Se identifica por sus bandas de colores , que indican el valor nominal . 🔹 2. Resistor de película metálica 4 Mayor precisión que el de carbón. Generalmente de color azul. 🔹 3. Resistor cerámico de potencia 4 Se usa en circuitos de mayor corriente. El valor suele estar impreso directamente. 🔹 4. Resistor SMD 4 Permite variar el valor de resistencia manualmente. 🔹 5. Resistor variable (potenciómetro) 4 Permite variar el valor de resistencia manualmente. Procedimiento general de medición Paso 1: Preparación del multímetro Encender el multímetro. Colocar la perilla en la escala de Ω (ohmios) . Si no es autorango, seleccionar una escala mayor al valor esti...
Leer más

TRANSFORMACIÓN DELTA-ESTRELLA-DELTA

Imagen
  Transformación  Delta  a  Estrella Supongamos que es más conveniente trabajar con una red en estrella en un lugar donde el circuito contiene una configuración en delta. Superponemos una red en  estrella   sobre la red en  delta  existente y encontramos los resistores equivalentes R1, R2 y R3 en la red en estrella. Para obtener los resistores equivalentes R1, R2 y R3 en la red en estrella, comparamos las dos redes y nos aseguramos que la resistencia entre cada par de nodos en la red en delta sea la misma que la resistencia entre el mismo par de nodos en la red en estrella. Resistencia entre los nodos 1 y 2: Sustituimos Ec 2 y Ec 3 en Ec 1 Resistencia entre los nodos 1 y 3: Resistencia entre los nodos 3 y 4: Restando Ec 4a – Ec 4c se tiene: Sumando Ec 4b y Ec 5 Restando Ec 5 – Ec 4b se tiene: Restando Ec 6 – Ec 4a se tiene: No es necesario memorizar cada una de estas ecuaciones. Para transformar una red delta a estrella creamos un  nodo extra...
Leer más

Tema 19: CIRCUITO INTERMITENTE

Imagen
  CIRCUITO INTERMITENTE CON TRANSISTORES Y LEDS (MULTIVIBRADOR ASTABLE) El circuito está compuesto por estas etapas: Alimentación de +12 V DC Red de polarización y resistencias base Transistores Q1 y Q2 (BC547) Capacitores de acoplamiento (C1 y C3) LED indicador rojo (D2) LED indicador verde (D4) Resistencias limitadoras R5 y R6 Conmutación alternada entre Q1 y Q2 Salida visual intermitente Vamos por partes: 1. Alimentación +12 V DC El circuito se alimenta desde una fuente de 12 V: Terminal positivo: Alimenta las resistencias R1–R4 y los LED Terminal negativo: Referencia común o tierra Al ser un circuito oscilador discreto, la estabilidad depende de la tensión suministrada. 2. Red de Polarización Inicial (R1, R2, R3, R4) Estas resistencias cumplen varias funciones: R1 y R3 (1 kΩ): Limitan la corriente de base de los transistores R2 y R4 (22 kΩ): Determinan el tiempo de carga/descarga de los capacitores Además: R2 controla el ciclo temporal asociado a Q1 R4 ...
Leer más