Regla de Fleming y transformadores eléctricos: fundamentos de electromagnetismo

Resumen

El documento explica cómo determinar el sentido de la fuerza electromotriz mediante la regla de Fleming de la mano derecha. Después describe el transformador eléctrico, sus elementos principales, sus fórmulas fundamentales y el fenómeno de las corrientes parásitas, así como los tipos de transformadores según su uso.

Puntos clave

La regla de Fleming de la mano derecha determina el sentido de la FEM: pulgar (movimiento del conductor), índice (campo magnético) y dedo medio (corriente inducida).
Un transformador consta de núcleo laminado, bobinado primario y bobinado secundario, conectados magnéticamente.
En un transformador elevador BS > BP; en uno reductor BP > BS.
Relación de transformación: n = N1/N2 = V1/V2 = I2/I1.
Las corrientes parásitas o de Foucault generan calor y reducen el rendimiento de las máquinas eléctricas.
Existen transformadores de potencia, de comunicaciones y de medida (de tensión o de intensidad).

Ponte a prueba

Sentido de la FEM

Para determinar el sentido de la fuerza electromotriz (FEM), se aplica la regla de Fleming. Se utilizan los tres dedos de la mano derecha:

Pulgar: Se coloca en la dirección del movimiento del conductor, indicando el desplazamiento de dicho conductor.
Índice: Se coloca perpendicularmente al pulgar, indicando el sentido de las líneas de fuerza del campo magnético.
Dedo medio (mayor): Se coloca perpendicularmente al pulgar y al índice, e indica el sentido que toma la corriente inducida.

Transformador Eléctrico

Es un aparato capaz de transformar la energía eléctrica en otra energía también eléctrica de características distintas. Consta de tres elementos principales:

Núcleo laminado: Chapas de hierro laminado para concentrar el campo magnético del bobinado primario.
Bobinado primario (BP): Bobina que se conecta a la red y recibe la corriente a transformar.
Bobinado secundario (BS): Transmite la energía recibida en forma de campo magnético con valores de intensidad y voltaje distintos.

El BP y el BS están conectados magnéticamente. Si es elevador, se cumple que BS > BP; si es reductor, BP > BS.

Los núcleos pueden ser acorazados o de columnas. Los bobinados pueden ser de devanados concéntricos o alternos.

Fórmulas fundamentales

Relación de transformación: n = N1/N2 = V1/V2 = I2/I1
Voltaje: V = V1 · N2 / N1
Intensidad: I = I2 · N2 / N1
Potencia: P = V1 · I1

Pérdida de Corriente

Este efecto aparece cuando se utilizan corrientes alternas. El núcleo de hierro queda sometido a la acción de un campo magnético variable y se genera una FEM que produce unas corrientes parásitas (o corrientes de Foucault) que forman cortocircuitos. El calor generado por esas corrientes puede llegar a ser muy elevado, lo cual reduce el rendimiento de las máquinas eléctricas.

Tipos de Transformadores

Transformadores de potencia: Transforman potencias de cierta consideración, alimentadas por tensión y frecuencias fijas.
Transformadores de comunicaciones: Se usan en circuitos de comunicaciones y trabajan con tensiones y frecuencias muy variadas.
Transformadores de medida: Se emplean en los circuitos de medida para facilitar las conexiones de los aparatos correspondientes, así como en los circuitos de protección. Pueden ser de tensión o de intensidad.

Preguntas frecuentes

¿Qué es la regla de Fleming para determinar la FEM?

Es un método que emplea los tres dedos de la mano derecha: el pulgar indica el movimiento del conductor, el índice el sentido del campo magnético y el dedo medio el sentido de la corriente inducida.

¿Qué es un transformador eléctrico?

Es un aparato que transforma energía eléctrica en otra energía eléctrica de características distintas, mediante el acoplamiento magnético entre su bobinado primario y su bobinado secundario.

¿Qué son las corrientes de Foucault?

Son corrientes parásitas que aparecen en el núcleo de hierro cuando se usa corriente alterna, formando cortocircuitos que generan calor y reducen el rendimiento de las máquinas eléctricas.