Funcionamiento del transformador.
El funcionamiento de los transformadores eléctricos se basa en la inducción electromagnética, un fenómeno descubierto por Michael Faraday en 1831 y descrito matemáticamente en la ecuación de Maxwell-Faraday.
La inducción electromagnética consiste en la producción de una corriente eléctrica en un material conductor sometido a un campo magnético variable.
Utilizando este fenómeno se puede generar electricidad mediante el movimiento de un campo magnético (imán). Así es como se produce electricidad en las centrales hidroeléctricas, térmicas, eólicas, dinamos, etc.
En los transformadores se utiliza para transferir energía eléctrica entre dos circuitos modificando la tensión de la corriente transferida.
De forma básica, un transformador consiste en un núcleo metálico, generalmente de hierro, al que se conectan dos circuitos enrollando el cableado en los extremos. Se forman así dos devanados: primario y secundario.
Al devanado primario llega una corriente eléctrica alterna. Las espirales alrededor del núcleo de hierro crea un campo magnético, como la corriente es alterna, en cada ciclo el campo magnético cambia e induce electricidad en el devanado secundario.
El cambio de tensión es proporcional al número de vueltas de las espirales de cada devanado:
- Transformador de bajada: el devanado primario tiene más vueltas que el secundario y la tensión disminuye.
- Transformador de subida: el devanado secundario tiene más vueltas que el primario. La tensión aumenta.
Una de las principales aplicaciones de los transformadores eléctricos es en el transporte de la electricidad desde las plantas de producción hasta los lugares de consumo (hogares e industria).
Generalmente, la electricidad tiene que recorrer grandes distancias y para minimizar las pérdidas por efecto Joule, se utiliza electricidad de alto voltaje a la salida de las plantas de producción.
Antes de ser utilizada es transformada en varios puntos de la red eléctrica hasta que alcanza los niveles de voltaje adecuados según sea para uso doméstico o industrial.
De forma esquemática, la electricidad se hace pasar por transformadores elevadores a la salida de las plantas de producción. De esta forma se eleva el voltaje y se puede transportar a grandes distancias.
Posteriormente llega a subestaciones transformadoras donde se utilizan transformadores reductores.
De aquí pasan a transformadores locales más pequeños, como los que se
pueden encontrar en los postes eléctricos, donde se vuelve a disminuirse
el voltaje antes de su uso final.
Otros usos del transformador.
Los transformadores eléctricos son utilizados por una amplia variedad de aparatos y electrodomésticos que funcionan con niveles de tensión eléctrica diferentes a los que proporciona la red. Estos aparatos llevan su propio transformador en el interior para transformar la electricidad a los niveles adecuados antes de que entre en el circuito eléctrico del aparato.
Los inversores de voltaje son un tipo de transformador eléctrico también muy conocido y utilizado.
Otro uso es en dispositivos de seguridad, puede que el más conocido sea el diferencial, un dispositivo situado entre la red eléctrica interna y externa de las viviendas y que, utilizando transformadores, compara la intensidad eléctrica que entra con la intensidad que sale y si hay una diferencia superior a 10 mA se desconecta todo el circuito para evitar posibles accidentes.
Existe una cantidad enorme de otros tipos y usos de transformadores, los cuales es mejor que lo consulteis en este enlace.
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