Un transformador es un dispositivo que utiliza el principio de inducción electromagnética para transformar la tensión alterna. Sus componentes principales incluyen la bobina primaria, la bobina secundaria y el núcleo de hierro.
En el ámbito de la electrónica, es frecuente ver la sombra del transformador, que se utiliza comúnmente en la fuente de alimentación para la conversión de voltaje y el aislamiento.
En resumen, la relación de voltaje entre las bobinas primaria y secundaria es igual a la relación de espiras de dichas bobinas. Por lo tanto, si se desean obtener voltajes diferentes, se puede modificar la relación de espiras de las bobinas.
Según sus diferentes frecuencias de funcionamiento, los transformadores se pueden clasificar en transformadores de baja frecuencia y transformadores de alta frecuencia. Por ejemplo, en la vida cotidiana, la frecuencia de la corriente alterna de la red eléctrica es de 50 Hz. A los transformadores que funcionan a esta frecuencia los llamamos transformadores de baja frecuencia; la frecuencia de funcionamiento de los transformadores de alta frecuencia puede alcanzar desde decenas de kHz hasta cientos de kHz.
El volumen de un transformador de alta frecuencia es mucho menor que el de un transformador de baja frecuencia con la misma potencia de salida.
El transformador es un componente relativamente grande en el circuito de potencia. Si se desea reducir su tamaño sin comprometer la potencia de salida, es necesario utilizar un transformador de alta frecuencia. Por lo tanto, los transformadores de alta frecuencia se utilizan en fuentes de alimentación conmutadas.
El principio de funcionamiento de los transformadores de alta y baja frecuencia es el mismo, ya que ambos se basan en el principio de inducción electromagnética. Sin embargo, en cuanto a los materiales, sus núcleos utilizan materiales diferentes.
El núcleo de hierro de un transformador de baja frecuencia generalmente está compuesto por varias láminas de acero al silicio, mientras que el núcleo de hierro de un transformador de alta frecuencia está compuesto de materiales magnéticos de alta frecuencia (como la ferrita). (Por lo tanto, al núcleo de hierro de un transformador de alta frecuencia se le suele llamar núcleo magnético).
En un circuito de alimentación de voltaje estabilizado de CC, el transformador de baja frecuencia transmite una señal de onda sinusoidal.
En un circuito de fuente de alimentación conmutada, un transformador de alta frecuencia transmite una señal de onda cuadrada pulsada de alta frecuencia.
A potencia nominal, la relación entre la potencia de salida y la potencia de entrada del transformador se denomina eficiencia del transformador. Cuando la potencia de salida es igual a la potencia de entrada, la eficiencia es del 100%. Sin embargo, en la práctica, no existe un transformador con una eficiencia perfecta, ya que las pérdidas por efecto Joule y por efecto Joule provocan ciertas pérdidas en el transformador.
¿Qué es la pérdida de cobre?
Debido a la resistencia de la bobina del transformador, cuando la corriente la atraviesa, parte de la energía se convierte en calor. Como la bobina está enrollada con hilo de cobre, esta pérdida también se conoce como pérdida de cobre.
¿Qué es la pérdida de hierro?
Las pérdidas en el núcleo de hierro de un transformador incluyen principalmente dos aspectos: pérdidas por histéresis y pérdidas por corrientes parásitas. Las pérdidas por histéresis se refieren a que, cuando una corriente alterna pasa a través de la bobina, se generan líneas de fuerza magnética que atraviesan el núcleo de hierro, y las moléculas dentro del núcleo de hierro rozan entre sí generando calor, consumiendo así parte de la energía eléctrica. Debido a que las líneas de fuerza magnética atraviesan el núcleo de hierro, este también genera una corriente inducida. Como esta corriente gira, también se la denomina corriente parásita, y las pérdidas por corrientes parásitas también consumen energía eléctrica.
Fecha de publicación: 27 de diciembre de 2022
