El Transformador.-
El transformador es una máquina eléctrica cuya función es cambiar el nivel de voltaje dependiendo
de nuestras necesidades, y este objetivo es posible gracias a la Ley de Faraday. Se pretende
determinar cómo se comportan los voltajes y corrientes en esta máquina comenzando con el caso
más sencillo que es un transformador ideal.
1.-Transformador Ideal.-
Se entiende por transformador ideal un núcleo en forma de anillo sobre el cual se devanan
uniformemente dos o más solenoides de resistencia igual a cero
(ver fig.1), siendo el núcleo fabricado con un material tal que la
relación que existe entre la densidad de campo magnético y la
intensidad de campo magnético H se
muestra en la fig. 2. Es bueno acotar que
esta relación establece que el material con
el que se fabrica este núcleo es tan bueno,
ideal, que cualquier valor de campo
magnético se logra con un valor de
intensidad de campo magnético neto Hneto
igual a cero, o sea sin corriente, ya que la intensidad de campo y la corriente son directamente
proporcionales de acuerdo con la Ley de Ampere (H l = N I).
1a.-Voltajes y Corrientes en un transformador ideal.-
Para la realización de este estudio utilizaremos como representación del transformador la que se
muestra en la fig.3 solo por razones de tipo pedagógicas, manteniendo en mente que la definición
del transformador ideal lo muestra como en la
fig.1. Se tiene entonces en la fig.3 una máquina
que presenta dos devanados, el de la izquierda es
el que está recibiendo la energía a través de una
fuente de alterna y de ahora en adelante se le
denominara primario del transformador, mientras
que el devanado de la derecha es donde se
conectaran los equipos (carga eléctrica, usuarios,
consumidores) que consumirán esa energía, a
este devanado llamaremos “secundario del
transformador”. Además se analizaran dos
escenarios, sin carga conectada en el secundario, en vacío (con el interruptor “S” abierto), y con
carga conectada (interruptor “S” cerrado).
1a1.- Voltajes y corrientes en vacío.-
El voltaje v1 y la tensión e1 son iguales de acuerdo con la Ley de tensiones de Kirchoff,
Pero además la tensión e1 es el resultado de tener conductores en presencia de campo magnético
variable (Ley de Faraday), por lo cual se tendría
