Un transformador es un dispositivo electromagnético estático que está diseñado para convertir (transformar) un voltaje alterno incrementándolo o disminuyéndolo. También se puede utilizar para cambiar el número de fases y con menos frecuencia para cambiar la frecuencia de la corriente alterna.
La energía eléctrica generalmente se transmite a largas distancias a voltajes que son varias veces más altos que el nivel de voltaje utilizado por los consumidores domésticos. El uso de transformadores mejora la calidad del proceso de transmisión de energía eléctrica y permite reducir las pérdidas que se producen en las redes.
Dispositivo y principio de funcionamiento.
Un transformador consta estructuralmente de dos (o más) devanados y un núcleo, que también se denomina circuito magnético. El voltaje se aplica al dispositivo en el devanado primario y el voltaje ya convertido se elimina del devanado secundario. Los devanados están conectados entre sí mediante un campo magnético alterno, que se crea en el núcleo por el voltaje suministrado al devanado primario.
Tipos de transformadores
- poder;
- medición;
- baja potencia
- legumbres;
- transformadores de pico.
Pérdidas
La transmisión de electricidad de la primaria a la secundaria va acompañada invariablemente de pérdidas.
No hay componentes giratorios en el transformador y, por lo tanto, no hay pérdidas mecánicas. Sin embargo, en la unidad se producen pérdidas en el cobre de los devanados debido a la presencia en los devanados de un resistencia, así como pérdidas magnéticas en el acero del núcleo debido a las corrientes parásitas resultantes y inversión de magnetización.
Por estas razones, no se transfiere toda la energía, sino solo la mayor parte.
Eficiencia y formas de aumentarla
Como cualquier otro convertidor de energía, un transformador tiene un coeficiente de rendimiento (COP), que caracteriza la eficiencia de su funcionamiento.
La eficiencia es la relación entre la potencia que consume la carga útil de la unidad y la potencia que el transformador cargado extrae de la red. Además, la eficiencia se puede expresar en términos de la relación entre la energía utilizada de manera eficiente y la energía consumida del sistema.
Dado que el transformador es un convertidor de energía pasivo, su eficiencia es siempre menor que la unidad (η <1). Esto significa que la potencia consumida por la carga conectada al devanado secundario es siempre menor que la potencia consumida por el dispositivo cargado del sistema.
Hay varias formas de mejorar la eficiencia, destinadas principalmente a reducir las pérdidas. Por ejemplo, para reducir las pérdidas de cobre, es necesario aumentar la sección transversal de los cables de bobinado. Y se puede lograr una disminución en las pérdidas por inversión de magnetización cuando se usa acero magnético blando con una cierta composición y estructura para el núcleo.
Para reducir las pérdidas por corrientes parásitas, el núcleo magnético debe recolectarse de barras de acero separadas y aisladas entre sí. Además, el silicio se puede utilizar como aditivo en el material del circuito magnético.