Transformadores Eléctricos Explicados

Transformadores: Cómo funcionan y para qué se utilizan

Resumen de la sección: En esta sección, el presentador introduce los transformadores y explica su importancia en nuestra vida cotidiana. También describe cómo funcionan los transformadores y por qué son útiles.

Introducción a los transformadores

• Los transformadores son dispositivos esenciales que transfieren energía eléctrica.

• Pueden cambiar el voltaje y la corriente en el proceso.

• Solo funcionan con corriente alterna.

Apariencia de los transformadores

• Tienen una apariencia parecida a esta.

• Se encuentran ilustrados con símbolos como estos en los diagramas eléctricos.

Clasificación de los transformadores

• Sus valores se expresan en vatios o kilovatios.

• Se clasifican con las unidades de bolsa amperios o incluso kilovatios amperios.

Diferentes tipos de transformadores

• Podemos encontrar pequeños transformadores utilizados en timbres de puertas o cargadores de computadoras portátiles.

• Existen versiones más grandes para abastecer hogares y negocios, así como enormes que abastecen regiones enteras de pueblos o ciudades.

Estructura básica del transformador

• Tienen dos bobinas separadas de alambre en vueltas alrededor de un núcleo de hierro.

• El generador o la fuente de alimentación se conecta a una bobina conocida como el lado primario.

• La carga que es lo que necesitamos para proporcionar energía se conecta a la otra bobina y este se conoce como el secundario.

Transformador elevador y reductor

• Si usamos algo llamado transformador elevador, podemos aumentar el voltaje en la salida.

• Con un transformador reductor, podemos disminuir el voltaje en la salida.

• La central eléctrica puede producir 12 mil voltios pero tu casa necesita entre 120 y 240.

Ventajas de aumentar el voltaje

• Al aumentar el voltaje a través de un transformador reducimos la corriente.

• La pérdida de energía en un cable depende de la corriente eléctrica y de la resistencia del cable.

• Podemos transmitir la energía más lejos y de forma más eficiente con voltajes altos.

Sistemas eléctricos residenciales

• Los hogares de Norteamérica pueden tener 120/240V porque utilizan un sistema de tres cables.

• En cambio, en la mayor parte del mundo utiliza alrededor de 230V y para ello se utiliza solo un sistema de dos cables que es un diseño mucho más simple.

Generadores y transformadores

Resumen de la sección: En esta sección, se explica cómo funciona un generador de corriente alterna (CEA) y cómo se puede utilizar para crear un transformador.

Funcionamiento del generador CEA

• Al conectar un generador CEA a un circuito cerrado de cable, el campo magnético dentro del generador empuja y tira constantemente de los electrones en el cable, lo que hace que alternen constantemente la dirección entre el movimiento hacia adelante y atrás.

• Debido a esto, el voltaje varía constantemente entre sus valores máximos y mínimos, lo que crea un patrón de onda senoidal.

• Si conectamos un osciloscopio a una toma de corriente, podemos ver este patrón repetirse 50 o 60 veces por segundo dependiendo del suministro eléctrico.

Transformadores

• Cuando envolvemos el cable en una bobina, este campo magnético se vuelve aún más fuerte. El cable debe estar aislado con una capa de esmalte para asegurar que la corriente fluya a lo largo de toda su longitud.

• Si colocamos una segunda bobina cerca de la primera, el campo magnético inducirá un voltaje en esta segunda bobina. Esto es lo que llamamos un transformador.

• Para hacer que los transformadores sean más eficientes, colocamos un núcleo ferromagnético entre las bobinas para concentrar el campo magnético hacia la bobina secundaria.

• Sin embargo, aún se producen corrientes inducidas que fluyen alrededor del núcleo, lo que calienta el transformador y desperdicia energía. Para reducir esto, el núcleo está formado por muchas láminas finas que restringen el movimiento de las corrientes inducidas y reducen sus efectos.

• En un transformador, hay pérdidas en el cobre y en el hierro debido a la resistencia del cable y las bobinas. Además, la corriente alterna hace que las láminas del núcleo vibren entre sí, lo que produce un zumbido característico.

Transformadores elevadores y reductores

• Un transformador elevador funciona simplemente teniendo más vueltas de cable en el lado secundario para aumentar el voltaje pero disminuir la corriente.

• Un transformador reductor funciona teniendo menos vueltas de cable en el secundario para reducir el voltaje pero aumentar la corriente.

Transformadores y Potencia

Resumen de la sección: En esta sección, se habla sobre los transformadores y cómo funcionan. También se explica la relación entre el voltaje, la corriente y la potencia.

Funcionamiento de los transformadores

• Los transformadores pueden reducir o aumentar el voltaje.

• La potencia aparente en volt-amper (VA) debe permanecer igual en ambos lados del transformador.

• El factor de potencia es la relación entre la potencia real y la aparente.

• La potencia reactiva es aquella que no produce trabajo útil.

Ejemplos de transformadores

• La cantidad de energía que un transformador puede manejar depende del dispositivo conectado a él.

• Los transformadores también se utilizan para convertir corriente alterna en corriente directa.

Cálculos básicos de los transformadores

• Se pueden utilizar fórmulas para calcular el número de vueltas, voltajes y corrientes en ambos lados del transformador.

• La potencia es igual en ambos lados del transformador.

Conclusiones Finales

Resumen de la sección: En esta sección, se presentan las conclusiones finales sobre los temas tratados en el video.

Conclusiones

• Los transformadores son dispositivos importantes en la transmisión de energía eléctrica.

• Es importante entender cómo funcionan los transformadores y cómo calcular sus parámetros básicos.

Encontrar el número de vueltas en el primario

Resumen de la sección: En esta sección, se discute cómo encontrar el número de vueltas en el primario utilizando diferentes fórmulas.

Fórmulas para encontrar el número de vueltas en el primario

• Podemos usar una fórmula que involucra la corriente del secundario y ambos voltajes para encontrar la respuesta.

• También podemos usar otra fórmula que involucra una corriente conocida en el secundario para encontrar la corriente del primario.

• Si conocemos la corriente y voltaje del primario o secundario, podemos utilizar estas fórmulas para encontrar la corriente del secundario o primario respectivamente.

• Finalmente, si conocemos el número de vueltas, podemos comprobar que la potencia es igual tanto en el primario como en el secundario.