Diferencia entre revisiones de «Transformador»

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Si dibidimos as dos espresions anteriors plegaremos á la ecuazión que relaziona as tensions d'entrata e salita con o numero de bueltas d'o primario e d'o secundario:
Si dibidimos as dos expresions anteriors plegaremos á la ecuazión que relaziona as tensions d'entrata e salita con o numero de bueltas d'o primario e d'o secundario:


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Versión d'o 13:24 28 chun 2010

Plantilla:Grafía 87

Transformador
Un transformador coneutato á lo rete eletrico
Bels transformadors de mida chicota
Imachen d'un gran transformador

Un transformador ye una maquina eletrica estatica (sin de partis en mobimiento) d'induzión eletromagnetica que premite combertir as balors de tensión e d'intensidat de corrient suministratos por una fuent de corrient alterna en un u más sistemas de corrient alterna con balors de tensión e intensidat de corrient diferents pero d'a mesma frecuenzia. En resumen, os transformadors son uns aparatos que combierten enerchía eletrica d'unas caracteristica en enerchía eletrica con atras caracteristica, estando una d'as maquinas eletricas más efizients que esisten.

Un transformador gosa estar formato por tres partis:

  • Un nuclio de material ferromagnetico que forma un zercuito magnetico zarrato.
  • Un arrulamiento u debanamiento primario á lo que s'aplica una corrient eletrica.
  • Un arrulamiento u debanamiento secundario que proporzionará una corrient eletrica de salita. En bels casos i puet aber más d'un secundario.

A corrient alterna aplicata á lo primer zercuito, o primario, creya un campo magnetico bariable; iste campo magnetico enduze una fuerza eletromotriz á lo segundo zercuito, o secundario. Entre o zercuito primario e o secundario no bi ha denguna coneusión, a enerchía se transmite á trabiés d'o fluxo magnetico que se creya aintro d'o nuclio.

O boltache enduzito á lo secundario VS ye proporzional á lo que s'ha aplicato á lo primario VP seguntes una razón relazionata con o numero de bueltas de filo eletrico (espiras) en cada bobinato, ideyalment sería:

O numero d'espiras que composan as bobinas determinará la relazión de bariazión entre as tensions d'entrada e de salita. Ixo implica que fendo una selección adecuata d'o numero de bueltas u espiras que composan os bobinatos primario e secundario podremos determinar o boltache que nos proporzionará o secundario.

Os transformadors tienen una gran importanzia en a nuestra soziedat, sin d'ellos no se poderba fer o tresporte d'enerchía á grans distanzias como las que bi ha entre as zentrals eletricas produtoras d'eletrezidat e os consumidors. E, á una atra escala, son impreszindibles ta o funzionamiento d'a mayoría d'os aparatos que funzionan con eletrezidat ya que amenistan de boltaches muito más chicoz que os que plegan por o rete á una casa. Un ordinador u un telebisor tienen un transformador ta poder funzionar. Paralelament á la bariedat d'utilizazions, domesticas u industrials, bi ha una gran bariedat de tipos, formas, midas e prestazions, pueden ir dende os pocos milimetros e pocos gramos de peso dica metros e zentenars de toneladas, pero toz os transformadors se basan en os mesmos prenzipios de funzionamiento.

Istoria

O prenzipio sobre o que se fundamenta o funzionamiento d'un transformador fue demostrato por Michael Faraday en 1831, l'aniello d'induzión que creyó estió lo primer transformador, pero nomás lo emplegó ta contrimostrar o fenomén d'a induzión eletromagnetica e nunca no li dió garra aplicazión prautica.

En 1876, o incheniero ruso Pavel Yablochkov imbentó un sistema d'iluminazión basato en un conchunto de bobinas d'induzió e unas lampas d'a suya imbenzión (Lampa Yablochkov), as bobinas funzionaban como un transformador. Iste sistema tenió prou esito comerzial e s'emplegó en as carreras de París en l'año 1881.

Lucien Gaulard e John Dixon Gibbs desarrolloron entre 1881 e 1884 una maquina que deziban chenerador secundario que no yera atra cosa que un transformador. O primer prototipo utilizaba un nuclio de fierro ubierto que yera poco efizient. En 1883 emplegoron un nuclio de barras ta tresportar corrient alterna de 2000 volts á una distanzia de 40 Km. O zaguer modelo patentato por Gaulard en 1886, ya con un zercuito magnetico zarrato, tien poco que imbidiar á los diseños actuals. En 1885 a compañía nordamericana "Westinghouse Electric Corporation" se intresó por os transformadors de Gaulard e en compró los dreitos ta os Estatos Unitos.

Dimpués de que George Westinghouse comprara las patents de Gaulard, o incheniero William Stanley, un incheniero d'a compañía Westinghouse, diseñó lo primer transformador comerzial en 1886 con un nuclio feito con placas de fierro en forma de E.

En 1885 os incheniers ongaros Zipernowsky, Bláthy e Déri d'a companyia Ganz de Budapest creyoron á partir d'os diseños de Gaulard e Gibbs un transformador muit efizient dito "ZBD" con un nuclio zarrato. A suya patent estió a primera que emplegó a palabra "transformador".

En 1889 o incheniero ruso Mikhail Dolivo-Dobrovolsky desarrolló lo primer transformador trifasico.

En 1891 Nikola Tesla imbentó a bobina Tesla, un transformador con nuclio d'aire composato por una serie de zercuitos resonants acoplatos que puet chenerar corrients á muit alta tensión e frecuenzia. A ideya inizial de Tesla yera aconseguir transmitir a enerchía eletrica sin de condutors, pero d'ista traza la transmisión se feba en totas direzions. Ista mesma ideya ha estato represa en 2006 por un equipe d'imbestigadors d'o Massachusetts Institute of Technology baxo lo nombre de witricity[1].

Encara que as nuebas tecnolochías han sustituyito á la utilizazión d'os transformadors en bellas aplicazions eletronicas, encara s'emplegan en muitas atras e chugando un papel esenzial en o tresporte d'enerchía eletrica, fendo-la posible e economicament rentable. Os transformadors estioron un fautor esenzial en l'adopzión d'a corrient alterna frent á la corrient contina ta fer posible o tresporte á grans distanzias.

Prenzipio de funzionamiento

A corrient d'intensidat I1 e boltache U1) aplicato á lo primario N1 creya un campo magnetico bariable, o fluxo magnetico Φ á lo largo d'o zercuito magnetico enduze una corrient eletrica en l'arrulamiento secundario N2 d'intensidat I2 e boltache U2.

O funzionamiento d'o transformador se basa en dos prenzipios:

  • una corrient eletrica puet produzir un campo magnetico
  • un campo magnetico que cambeya en un bobinato de filo eletrico enduze una corrient eletrica en os suyos estremos

En cambeyar a corrient de l'arrulamiento primario cambeya la fuerza d'o campo magnetico, cuan o campo magnetico bariable afeuta l'arrulamiento secundario se bi enduze una esferenzia de potenzial eletrico.

A imachen d'a dreita representa o esquema d'o funzionamiento d'un transformador simplificato. O marco cuadrangular representa un nuclio ferromagnetico d'alta permeabilidat magnetica, como lo fierro, sobre o que bi ha dos arrulamientos u bobinatos de filo esmaltato, un á la cucha que ye o primario porque ye lo que rezibirá l'aplicazión d'una corrient eletrica; lo d'a dreita ye o secundario porque ye á lo que s'enduzirá una esferenzia de potenzial en os suyos estremos. S'ha de beyer que no bi ha garra coneusión entre o primario e o secundario, o esmalte que cubre o filo eletrico emplegato fa que no aiga contauto entre as diferents bueltas u espiras ni con o material d'o nuclio

A corrient d'intensidat I1 e boltache U1 aplicata pasa por o bobinato primario (N1, á la ) chenera un campo magnetico (que será bariable porque aplicamos una corrient alterna) e s'establexe un fluxo magnetico Φ á lo largo d'o zercuito magnetico que se creya aintro d'o nuclio que tresporta enerchía d'o primario enta o secundario de traza que s'enduze una corrient á lo secundario (N2, á la dreita) d'intensidat I2 e boltache U2.

La lei d'a induzión

O boltache enduzito puet estar calculato con a lai de Faraday, que establexe que

á on

  • ε ye a fuerza eletromotriz (fem) enduzita
  • N ye o numero de bueltas d'o bobinato
  • dΦ/dt ye a tasa de cambeyo á lo largo d'o tiempo d'o fluxo magnetico Φ.

Si as bueltas u espiras d'o bobinato son orientatas de forma perpendicular á las linias d'o campo magnetico, o fluxo será igual á lo produto d'a fuerza d'o campo magnetico B e l'aria que talla. L'aria ye constant, estando igual á la sezión d'o nuclio magnetico d'o transformador, por tanto lo campo magnetico cambeyará con o tiempo d'alcuerdo con a bariazión d'a corrient. O signo negatibo d'a formula, a direzión d'a fuerza eletromotriz, la introduzió a lai de Lenz e indica que ye contraria á la causa que creya la fuerza eletromotriz.

Continando con o exemplo d'o esquema, tenemos que a corrient alterna aplicata (U1) produzirá en o zercuito primario una intensidat que chenerará un fluxo magnetico zarrato (Φ) á trabiés d'o nuclio magnetico. Á la suya tornata iste fluxo magnetico Φ enduzirá una fuerza eletromotriz ε1 en l'arrulamiento primario

e una altra ε2 en o secundario:

Si dibidimos as dos expresions anteriors plegaremos á la ecuazión que relaziona as tensions d'entrata e salita con o numero de bueltas d'o primario e d'o secundario:

Si se tratará d'un transformador que reduze a tensión d'entrata. Si se tratará d'un transformador que aumenta la tensión d'entrata. Podemos tener transformadors que reduzen a tensión d'entrata e atros que l'aumentan.

Se beiga tamién

Notas

  1. Wireless energy could power consumer, industrial electronics