1Funcionamiento 2Relacin de Transformacin 3Principio de funcionamiento 4Corriente de inrush 5Historia 5.1Primeros pasos: los experimentos con bobinas de induccin 5.2El nacimiento del primer transformador 5.3Otra informacin de inters 6Transformador trifsico 6.1Componentes 6.1.1El ncleo 6.1.2Bobinas 6.1.3Cambiador de taps 6.1.4Rel de sobrepresin 6.1.5Tablero de control 6.2Configuraciones 6.3Clases de ventilacin 6.4Segn sus aplicaciones 6.4.1Transformador elevador/reductor de tensin 6.4.2Transformadores variables 6.4.3Transformador de aislamiento 6.4.4Transformador de alimentacin 6.4.5Transformador trifsico 6.4.6Transformador de pulsos 6.4.7Transformador de lnea oFlyback 6.4.8Transformador diferencial de variacin lineal 6.4.9Transformador con diodo dividido 6.4.10Transformador de impedancia 6.4.11Estabilizador de tensin 6.4.12Transformador hbrido o bobina hbrida 6.4.13Balun 6.4.14Transformador electrnico 6.4.15Transformador de frecuencia variable 6.4.16Transformadores de medida 6.5Segn su construccin 6.5.1Autotransformador 6.5.2Transformador con ncleo toroidal o envolvente 6.5.3Transformador de grano orientado 6.5.4Bobina de ncleo de aire 6.5.5Transformador de ncleo envolvente 6.5.6Transformador piezoelctrico 7Vase tambin 8Referencias 9Enlaces externosFuncionamiento[editar]

Representacin esquemtica del transformador.Este elemento elctrico se basa en el fenmeno de lainduccin electromagntica, ya que si aplicamos una fuerza electromotriz alterna en el devanado primario, debido a la variacin de la intensidad y sentido de la corriente alterna, se produce la induccin de un flujo magntico variable en el ncleo de hierro.Este flujo originar, por induccin electromagntica, la aparicin de una fuerza electromotriz en el devanado secundario. La tensin en el devanado secundario depender directamente del nmero de espiras que tengan los devanados y de la tensin del devanado primario.Relacin de Transformacin[editar]Artculo principal:Diseo de transformadoresLa relacin de transformacin indica el aumento o decremento que sufre el valor de la tensin de salida con respecto a la tensin de entrada, esto quiere decir, la relacin entre la tensin de salida y la de entrada.La relacin entre la fuerza electromotriz inductora (Ep), la aplicada al devanado primario y la fuerza electromotriz inducida (Es), la obtenida en el secundario, es directamente proporcional al nmero de espiras de los devanados primario (Np) y secundario (Ns) , segn la ecuacin:

Larelacin de transformacin(m)de la tensin entre el bobinado primario y el bobinado secundario depende de los nmeros de vueltas que tenga cada uno. Si el nmero de vueltas del secundario es el triple del primario, en el secundario habr el triple de tensin.

Donde: (Vp) es la tensin en el devanado primario o tensin de entrada, (Vs) es la tensin en el devanado secundario o tensin de salida, (Ip) es la corriente en el devanado primario o corriente de entrada, e (Is) es la corriente en el devanado secundario o corriente de salida.

Esta particularidad se utiliza en lared de transporte de energa elctrica: al poder efectuar el transporte a altas tensiones y pequeas intensidades, se disminuyen las prdidas por elefecto Jouley se minimiza el costo de los conductores.As, si el nmero de espiras (vueltas) del secundario es 100 veces mayor que el del primario, al aplicar una tensin alterna de 230voltiosen el primario, se obtienen 23.000 voltios en el secundario (una relacin 100 veces superior, como lo es la relacin de espiras). A la relacin entre el nmero de vueltas o espiras del primario y las del secundario se le llamarelacin de vueltasdel transformador orelacin de transformacin.Ahora bien, como lapotencia elctricaaplicada en el primario, en caso de un transformador ideal, debe ser igual a la obtenida en el secundario:

El producto de la diferencia de potencial por la intensidad (potencia) debe ser constante, con lo que en el caso del ejemplo, si la intensidad circulante por el primario es de 10amperios, la del secundario ser de solo 0,1 amperios (una centsima parte).Principio de funcionamiento[editar]

Transformador monofsico ideal.El principio de funcionamiento del transformador tiene sus bases en la teora del electromagnetismo resumida en lasecuaciones de Maxwell.Corriente de inrush[editar]La corriente de inrush o corriente transitoria de magnetizacin es una corriente varias veces la corriente nominal que se produce al momento de conectar el transformador

Se denominatransformadora undispositivo elctricoque permite aumentar o disminuir latensinen un circuito elctrico decorriente alterna, manteniendo lapotencia. Lapotenciaque ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal (esto es, sin prdidas), es igual a la que se obtiene a la salida. Las mquinas reales presentan un pequeo porcentaje de prdidas, dependiendo de su diseo y tamao, entre otros factores.El transformador es un dispositivo que convierte la energa elctrica alterna de un cierto nivel de tensin, en energa alterna de otro nivel de tensin, basndose en el fenmeno de lainduccin electromagntica. Est constituido por dos bobinas de material conductor, devanadas sobre un ncleo cerrado de materialferromagntico, pero aisladas entre s elctricamente. La nica conexin entre las bobinas la constituye elflujo magnticocomn que se establece en el ncleo. El ncleo, generalmente, es fabricado bien sea de hierro o de lminas apiladas deacero elctrico, aleacin apropiada para optimizar el flujo magntico. Las bobinas o devanados se denominanprimarioysecundariosegn correspondan a la entrada o salida del sistema en cuestin, respectivamente. Tambin existen transformadores con ms devanados; en este caso, puede existir un devanado "terciario", de menor tensin que el secundario.ndicea la red. Puede ser de 10 veces la corriente nominal hasta 100 veces en casos raros.1Historia[editar]

Transformador de ncleo laminado mostrando el borde de las laminaciones en la parte superior de la unidad.Primeros pasos: los experimentos con bobinas de induccin[editar]El fenmeno de induccin electromagntica en el que se basa el funcionamiento del transformador fue descubierto porMichael Faradayen 1831, se basa fundamentalmente en que cualquier variacin de flujo magntico que atraviesa un circuito cerrado genera una corriente inducida, y en que la corriente inducida slo permanece mientras se produce el cambio de flujo magntico.La primera "bobina de induccin" fue inventada por el sacerdote Nicholas Joseph Callan en la Universidad de Maynooth en Irlanda en 1836. Callan fue uno de los primeros investigadores en darse cuenta de que cuantas ms espiras hay en el secundario, en relacin con el bobinado primario, ms grande es el aumento de la tensin elctrica.Los cientficos e investigadores basaron sus esfuerzos en evolucionar las bobinas de induccin para obtener mayores tensiones en las bateras. En lugar de corriente alterna (CA), su accin se bas en un "do&break" mecanismo vibrador que regularmente interrumpa el flujo de la corriente directa (DC) de las bateras.Entre la dcada de 1830 y la dcada de 1870, los esfuerzos para construir mejores bobinas de induccin, en su mayora por ensayo y error, revel lentamente los principios bsicos de los transformadores. Un diseo prctico y eficaz no apareci hasta la dcada de 1880, pero dentro de un decenio, el transformador sera un papel decisivo en la Guerra de las Corrientes, y en que los sistemas de distribucin de corriente alterna triunfaron sobre sus homlogos de corriente continua, una posicin dominante que mantienen desde entonces.En 1876, el ingeniero rusoPavel Yablochkovinvent un sistema de iluminacin basado en un conjunto de bobinas de induccin en el cual el bobinado primario se conectaba a una fuente de corriente alterna y los devanados secundarios podan conectarse a varias lmparas de arco, de su propio diseo. Las bobinas utilizadas en el sistema se comportaban como transformadores primitivos. La patente aleg que el sistema podra, proporcionar suministro por separado a varios puntos de iluminacin con diferentes intensidades luminosas procedentes de una sola fuente de energa elctrica.En 1878, los ingenieros de la empresa Ganz en Hungra asignaron parte de sus recursos de ingeniera para la fabricacin de aparatos de iluminacin elctrica para Austria y Hungra. En 1883, realizaron ms de cincuenta instalaciones para dicho fin. Ofreca un sistema que constaba de dos lmparas incandescentes y de arco, generadores y otros accesorios.En 1882, Lucien Gaulard y John Dixon Gibbs expusieron por primera vez un dispositivo con un ncleo de hierro llamado "generador secundario" en Londres, luego vendieron la idea a la compaa estadounidenseWestinghouse Electric. Tambin este sistema fue expuesto en Turn, Italia en 1884, donde fue adoptado para el sistema de alumbrado elctrico.El nacimiento del primer transformador[editar]Entre 1884 y 1885, los ingenieros hngarosKroly Zipernowsky,Ott BlthyyMiksa Dri, de la compaa Ganz, de ese pas, crearon enBudapestel modelo ZBD detransformador de corriente alterna, basado en un diseo de Gaulard y Gibbs (Gaulard y Gibbs slo disearon un modelo de ncleo abierto). Descubrieron la frmula matemtica de los transformadores:

dondeVses la tensin en el secundario yNses el nmero de espiras en el secundario;VpyNpse corresponden al primario.Su solicitud de patente hizo el primer uso de la palabratransformador, que haba sido acuada porBlthy Ott.En 1885,George Westinghousecompr las patentes delZBDy las de Gaulard y Gibbs. l le encomend aWilliam Stanleyla construccin de un transformador de tipo ZBD para uso comercial. Este diseo se utiliz por primera vez comercialmente en 1886.Otra informacin de inters[editar]

Transformador de tres fases.El primer sistema comercial de corriente alterna con fines de distribucin de la energa elctrica que usaba transformadores se puso en operacin en 1886 en Great Barington, Massachussets, en los Estados Unidos de Amrica. En ese mismo ao, la electricidad se transmiti a 2.000 voltios en corriente alterna a una distancia de 30 kilmetros, en una lnea construida en Cerchi, Italia. A partir de esta pequea aplicacin inicial, la industria elctrica en el mundo ha recorrido en tal forma, que en la actualidad es factor de desarrollo de los pueblos, formando parte importante en esta industria el transformador. El aparato que aqu se describe es una aplicacin, entre tantas, derivada de la inicialbobina de Ruhmkorffo carrete de Ruhmkorff, que consista en dos bobinas concntricas. A una bobina, llamadaprimario, se le aplicaba una corriente continua proveniente de una batera, conmutada por medio de unruptormovido por el magnetismo generado en un ncleo de hierro central por la propia energa de la batera. El campo magntico as creado variaba al comps de las interrupciones, y en el otro bobinado, llamadosecundarioy con muchas ms espiras, se induca una corriente de escaso valor pero con una fuerza elctrica capaz de saltar entre las puntas de unchispmetroconectado a sus extremos.Tambin da origen a las antiguasbobinas de ignicindel automvilFord T, que posea una por cada buja, comandadas por undistribuidorque mandaba la corriente a travs de cada una de las bobinas en la secuencia correcta.Transformador trifsico[editar]

Diagrama fasorialde un transformador trifsico conconexionadoDy5.Los transformadores trifsicos son muy importantes ya que estn presentes en muchas partes del sistema elctrico. Este tipo de transformadores se ocupa de la elevacin y reduccin de la tensin en diversas partes del sistema elctrico: Engeneracincerca de los generadores para elevar la insuficiente tensin de estos, as como tambin en laslneas de transmisiny, por ltimo, endistribucinen donde se distribuye la energa elctrica a voltajes menores hacia casas, comercios e industrias. Todos los transformadores desde el generador hasta la entrada a nuestros hogares o industrias son transformadores trifsicos.Un transformador trifsico consta detres fasesdesplazadas en 120grados elctricos, en sistemas equilibrados tienen igual magnitud. Una fase consiste en un polo positivo y negativo por el que circula una corriente alterna.Las diferentes formas de conexin de los bobinados trifsicos de un transformador, recibe el nombre degrupo de conexionado. Adems de identificar las conexiones de los bobinados primario y secundario (estrella, tringulo o zig-zag), el grupo de conexionado indica eldesfasajeentre las tensiones de lnea primaria y secundaria, de los sistemas trifsicos vinculados por el transformador. Los grupos de conexionado ms comnmente utilizados en la distribucin de energa elctrica son Dy5 (primario en tringulo, secundario en estrella, desfasaje 150 grados) y Dy11 (tringulo, estrella, 330 grados), Yy0 (estrella, estrella, 0 grados), Yd11 (estrella, tringulo, 330 grados), entre otros. El concepto prctico de grupo de conexionado adquiere relevancia para realizar una operacin segura, durante la puesta en paralelo de transformadores.Componentes[editar]El ncleo[editar]El ncleo est formado por varias chapas u hojas de metal (generalmente material ferromagntico) que estn apiladas una junto a la otra, sin soldar, similar a las hojas de un libro. La funcin del ncleo es mantener el flujo magntico confinado dentro de l y evitar que este fluya por el aire favoreciendo las perdidas en el ncleo y reduciendo la eficiencia. La configuracin por laminas del ncleo laminado se realiza para evitar lascorrientes de Foucault, que son corrientes que circulan entre laminas, indeseadas pues favorecen las perdidas.Bobinas[editar]Las bobinas son simplemente alambres generalmente de cobre enrollado en las piernas del ncleo. Segn el nmero de espiras (vueltas) alrededor de una pierna inducir un voltaje mayor. Se juega entonces con el nmero de vueltas en el primario versus las del secundario. En un transformador trifsico el nmero de vueltas del primario y secundario debera ser igual para todas las fases.Cambiador de taps[editar]El cambiador de taps o derivaciones es un dispositivo generalmente mecnico que puede ser girado manualmente para cambiar la razn de transformacin en un transformador, tpicamente, son 5 pasos uno de ellos es neutral, los otros alteran la razn en ms o menos el 5%. Por ejemplo esto ayuda a subir el voltaje en el secundario para mejorar un voltaje muy bajo en alguna barra del sistema.Rel de sobrepresin[editar]Es un dispositivo mecnico que nivela el aumento de presin del transformador que pueden hacerlo explotar. Sin embargo existen varios equipos que explotan a pesar de tener este dispositivo. Existen el rel de presin sbita para presiones transitorias y el rel de sobrepresin para presiones ms permanentes.Tablero de control[editar]Contiene las conexiones elctricas para el control, rels de proteccin elctrica, seales de control de vlvulas de sobrepresin hacia dispositivos de proteccin.Configuraciones[editar]Las bobinas pueden ser conectadas de forma diferente en delta, estrella, o T. Se pueden hacer transformadores trifsicos de tres formas distintas:1. Conectando tres transformadores monofsicos2. Ncleo tipo acorazado3. Transformador tipo ncleo.Clases de ventilacin[editar]Hay diferentes tipos de ventilacin en un transformador. La ventilacin puede ser por: Conveccin natural (N). Ventilacin forzada (F).El refrigerante al interior del estante del transformador es de varios tipos: Aceite (O del inglsOil). Agua (W, del inglsWater). Gas (G).La nomenclatura que designa la ventilacin es del tipo XYXY, donde X indica el tipo de refrigerante, y el Y la ventilacin usada. Segn esto existen: ONAN ONAF ONWF OFAFSegn sus aplicaciones[editar]Transformador elevador/reductor de tensin[editar]