Modelo actual·Inducción electromagnética

Transformador monofásico

Observe cómo el flujo magnético alterno transfiere energía del devanado primario al secundario.
Apagado · Listo0,0 s / 15 s
Apagar
Arrastrar para rotar
Relación de vueltas0,1 N₂/N₁
voltaje secundario0 V
corriente secundaria0 A
Densidad de flujo del núcleo0 T

experimento de inducción

Formas de onda de voltaje y flujo magnético.

Cambie las vueltas, la frecuencia y la carga para observar el voltaje secundario inducido y el flujo del núcleo.

Valores de bobinado vivoAplicar energía para generar las curvas.
Tensión primaria y secundariaDos ciclos de CA con amplitudes normalizadas individuales.
PrimarySecondary
010203040+10−1Time (ms)Normalized voltageAplicar energía para generar las curvas.
Densidad de flujo magnético del núcleoEl flujo retrasa el voltaje aplicado en aproximadamente 90°
Bmax 0 T
010203040+10−1Time (ms)Flux densityAplicar energía para generar las curvas.

¿Qué es un transformador monofásico?

Principio de funcionamiento

Un transformador transfiere energía eléctrica entre dos circuitos mediante un campo magnético compartido, sin conexión eléctrica entre ellos. La corriente alterna del primario establece un flujo alterno en el núcleo de hierro laminado; ese flujo enlaza el secundario e induce en él una tensión según la ley de Faraday. Como el mecanismo depende de un flujo variable, un transformador solo funciona con corriente alterna: conectado a continua, el primario no es más que un cortocircuito de baja resistencia.

Relación de espiras e impedancia

La tensión se transforma en proporción a la relación de espiras y la corriente en proporción inversa, de modo que un transformador ideal ni crea ni destruye potencia. Un transformador reductor 10:1 da la décima parte de tensión y puede suministrar diez veces la corriente. La impedancia se transforma con el cuadrado de la relación, razón por la cual los transformadores también se usan para adaptar impedancias en audio y radiofrecuencia, y no solo para cambiar la tensión.

Pérdidas y rendimiento

Los transformadores reales pierden energía en dos sitios. Las pérdidas en el cobre son las óhmicas de los devanados y crecen con el cuadrado de la corriente de carga. Las pérdidas en el hierro —histéresis y corrientes de Foucault en el núcleo— dependen del flujo y la frecuencia y son prácticamente constantes mientras el transformador esté alimentado, de ahí el uso de chapa laminada de grano orientado. El rendimiento es máximo donde ambas se igualan y alcanza típicamente el 95-99 %.

Dónde se utiliza

Los transformadores hacen posible la red de alterna: generación en media tensión, transporte a cientos de kilovoltios para reducir corriente y pérdidas, y reducción posterior para distribución y consumo doméstico. Transformadores monofásicos más pequeños aparecen en fuentes de alimentación, aplicaciones de aislamiento y seguridad, equipos de soldadura, timbres y equipos de audio. Los transformadores de aislamiento con relación 1:1 no cambian la tensión: su función es únicamente la seguridad y la separación de ruido.