Fundamentos del Transformador Eléctrico: Aplicación, Principio y Constitución

Aplicación de los Transformadores

Los transformadores estáticos son máquinas eléctricas que permiten modificar los factores de la potencia, tensión e intensidad de corriente, con el fin práctico de que estos tomen los valores más adecuados para el transporte y distribución de la energía eléctrica, pero sin cambiar su forma de onda.

La utilidad práctica de los transformadores estáticos se deriva de la economía resultante al efectuar el transporte de la energía eléctrica a tensiones elevadas. Esto se debe a que la sección de conductor necesaria en una línea es inversamente proporcional al cuadrado del valor de la tensión adoptada para el transporte de la electricidad, minimizando así las pérdidas por efecto Joule.

Tipos de Transformadores según su Función

Según su función, los transformadores pueden ser de dos tipos distintos:

• Elevadores: Son transformadores colocados en las centrales productoras de energía eléctrica, cuya función consiste en elevar la tensión generada en el alternador hasta el valor deseado para el transporte.
• Reductores: Son transformadores colocados en los lugares de utilización de la energía eléctrica, cuya función consiste en reducir la tensión de la red a un valor aceptable para su empleo práctico.

Principio de Funcionamiento de un Transformador

Para adquirir una idea clara del funcionamiento de un transformador estático, consideremos un circuito magnético simple, constituido por dos columnas y dos culatas, en el que han sido arrollados dos circuitos eléctricos:

• Uno, constituido por una bobina de N1 espiras, está conectado a la fuente de energía eléctrica de corriente alterna y recibe el nombre de bobinado primario.
• Un segundo bobinado, llamado secundario, constituido por N2 espiras, permite conectar a sus dos extremos libres a un circuito eléctrico de utilización, al que cede la energía eléctrica absorbida por el bobinado primario.

Así, un transformador puede verse, desde el punto de vista del bobinado primario, como un receptor de corriente, mientras que desde el lado del bobinado secundario es un verdadero generador eléctrico.

El efecto combinado de ambos bobinados, recorridos por sus respectivas corrientes, determina una fuerza magnetomotriz que da lugar a que se establezca un flujo de líneas de fuerza alterno senoidal en el circuito magnético del transformador.

Este flujo sirve para transmitir la energía eléctrica de uno a otro. Por otra parte, al ser un flujo variable, hace que en ambos bobinados se genere una fuerza electromotriz inducida.

Constitución General de un Transformador

Circuito Magnético - Núcleo

En los circuitos magnéticos de los transformadores se emplea chapa magnética (generalmente de acero al silicio laminado para reducir las pérdidas por corrientes de Foucault).

Formas del Circuito Magnético

Desde el punto de vista de la forma del circuito magnético, los transformadores monofásicos pueden ser de dos clases:

• De columnas
• Acorazados

De columnas o de circuito magnético simple es el formado por dos columnas iguales y dos culatas. En cada columna va arrollada la mitad de las espiras de cada bobinado, tanto de alta como de baja tensión.