Un transformador es un dispositivo eléctrico que se utiliza para transferir energía eléctrica entre dos o más circuitos mediante inducción electromagnética. Consiste en dos o más bobinas de alambre, conocidas como devanados, que generalmente se enrollan alrededor de un núcleo hecho de material ferromagnético.
La función principal de un transformador es cambiar el nivel de voltaje de una señal eléctrica de corriente alterna (CA) manteniendo la frecuencia constante. Puede aumentar (aumentar) o disminuir (disminuir) el nivel de voltaje dependiendo del diseño y disposición de sus devanados. Así es como funciona:
1. Devanados primarios y secundarios: un transformador tiene dos conjuntos de devanados, conocidos como devanado primario y devanado secundario. El devanado primario está conectado a la fuente de energía, mientras que el devanado secundario está conectado a la carga o al circuito que requiere un nivel de voltaje diferente.
2. Inducción electromagnética: cuando una corriente alterna fluye a través del devanado primario, genera un campo magnético cambiante alrededor de los devanados. Este campo magnético cambiante induce una tensión alterna en el devanado secundario mediante inducción electromagnética. El voltaje inducido en el devanado secundario es proporcional a la relación de espiras entre los devanados primario y secundario.
3. Transformación de voltaje: La relación de vueltas de los devanados determina la transformación de voltaje del transformador. Si el devanado secundario tiene menos vueltas que el devanado primario, crea un transformador reductor que reduce el voltaje. Por el contrario, si el devanado secundario tiene más vueltas que el devanado primario, crea un transformador elevador que aumenta el voltaje.
4. Transferencia de energía: El transformador transfiere energía del circuito primario al circuito secundario a través del campo magnético. Dado que la potencia es el producto del voltaje y la corriente, el transformador ajusta el voltaje mientras mantiene la potencia (ignorando las pérdidas). Por lo tanto, un transformador reductor reduce el voltaje y aumenta la corriente, mientras que un transformador elevador aumenta el voltaje y disminuye la corriente.
Los transformadores tienen diversas aplicaciones en sistemas eléctricos, que incluyen:
– Distribución eléctrica: Los transformadores se utilizan ampliamente en las redes de distribución de energía para reducir el alto voltaje de las centrales eléctricas a voltajes más bajos adecuados para el uso del consumidor. Esto permite la transmisión segura y eficiente de energía eléctrica a largas distancias.
– Regulación de voltaje: Los transformadores se utilizan para regular los niveles de voltaje dentro de los sistemas eléctricos. Pueden proporcionar voltaje estable y constante a equipos sensibles, asegurando su correcto funcionamiento.
– Aislamiento eléctrico: Los transformadores proporcionan aislamiento eléctrico entre los circuitos primario y secundario. Este aislamiento protege al equipo y al personal de peligros eléctricos y minimiza el riesgo de descargas eléctricas.