Cómo funciona un transformador de voltaje
Un transformador de voltaje se usa para convertir un voltaje alterno de una magnitud en un voltaje alterno de otra magnitud. El transformador de tensión funciona gracias al fenómeno de la inducción electromagnética: el flujo magnético variable en el tiempo genera una FEM en la bobina (o bobinas) por las que pasa.
El devanado primario del transformador se conecta con sus terminales a una fuente de tensión alterna, y a los terminales del devanado secundario se conecta una carga que debe ser alimentada con un voltaje menor o mayor que el voltaje de la fuente de donde proviene este transformador. es alimentado
gracias por asistir núcleo (circuito magnético), el flujo magnético creado por el devanado primario del transformador no se dispersa en ninguna parte, sino que se concentra principalmente en el volumen delimitado por el núcleo. Corriente alternaactuando en el devanado primario magnetiza el núcleo en una dirección o en la opuesta, mientras que el cambio en el flujo magnético no ocurre a chorros, sino armónicamente, sinusoidal (si estamos hablando de un transformador de red).
Se puede decir que el hierro del núcleo aumenta la inductancia del devanado primario, es decir, aumenta su capacidad de crear un flujo magnético cuando pasa la corriente y mejora la propiedad de evitar que la corriente aumente cuando se le aplica un voltaje. terminales del devanado. Por lo tanto, en reposo (en modo sin carga), el transformador consume solo miliamperios, aunque el cambio de voltaje actúa sobre el devanado.
El devanado secundario es el lado receptor del transformador. Recibe el flujo magnético cambiante generado por la corriente en el devanado primario y lo envía a través del circuito magnético a través de sus espiras. El flujo magnético, que varía a cierta velocidad, penetrando las vueltas del devanado secundario, según la ley de la inducción electromagnética induce una cierta FEM en cada uno de sus giros. Estos campos electromagnéticos inducidos se suman en cada instante de tiempo de giro a giro, formando el voltaje del devanado secundario (voltaje de circuito abierto del transformador).
Será oportuno señalar que cuanto más rápido cambia el flujo magnético en el núcleo, mayor es el voltaje inducido en cada vuelta del devanado secundario del transformador. Y dado que tanto el devanado primario como el secundario están permeados por el mismo flujo magnético (creado por la corriente alterna del devanado primario), el voltaje por vuelta del devanado primario y secundario es el mismo, según la magnitud del flujo magnético. y su tasa de cambio.
Si profundiza, el flujo magnético cambiante en el núcleo crea un campo eléctrico en el espacio que lo rodea, cuya intensidad es mayor cuanto mayor es la tasa de cambio del flujo magnético y mayor el valor de este flujo magnético cambiante. Este campo eléctrico de remolino actúa sobre los electrones ubicados en el conductor del devanado secundario, empujándolos en una dirección determinada, por lo que en los extremos del devanado secundario es posible medir Voltaje.
Si se conecta una carga al devanado secundario del transformador, fluirá una corriente a través de él, lo que significa que un flujo magnético creado por esta corriente en el devanado secundario aparecerá en el núcleo.
El flujo magnético generado por la corriente del devanado secundario, es decir, la corriente de carga, será dirigido (cf. regla de Lenz) contra el flujo magnético del devanado primario y, por lo tanto, inducirá una FEM inversa en el devanado primario, lo que conducirá a un aumento de la corriente en el devanado primario y, en consecuencia, a un aumento de la potencia consumida por un transformador del red.
La aparición del flujo magnético inverso del primario, secundario en el interior del núcleo, como efecto de la carga conectada, equivale a una reducción de la inductancia del devanado primario. Por eso, un transformador bajo carga consume significativamente más energía eléctrica que cuando está inactivo.