Un transformador es un dispositivo eléctrico que funciona según los principios de la inducción electromagnética para transferir energía eléctrica de un circuito a otro. Permite el cambio de niveles de voltaje en un sistema eléctrico de corriente alterna (CA), ya sea aumentando (aumentando) o disminuyendo (disminuyendo) el voltaje mientras se mantiene la frecuencia de la energía eléctrica.
Así es como funciona un transformador:
Componentes básicos:
Un transformador consta de dos bobinas o devanados de alambre. La bobina conectada a la fuente de alimentación de CA se denomina "devanado primario", mientras que la bobina conectada a la carga se denomina "devanado secundario".
Estas bobinas se enrollan alrededor de un núcleo, típicamente hecho de un material magnético, como el hierro. El núcleo ayuda a concentrar y guiar el campo magnético producido por la corriente que fluye a través del devanado primario.
Principio de la inducción electromagnética:
Cuando una corriente alterna (CA) fluye a través del devanado primario, crea un campo magnético cambiante alrededor de la bobina primaria.
De acuerdo con la ley de inducción electromagnética de Faraday, este campo magnético cambiante induce un voltaje (fuerza electromotriz o EMF) en el devanado secundario, incluso si no están conectados eléctricamente.
Transformación del voltaje:
La tensión inducida en el devanado secundario depende de la relación de vueltas entre los devanados primario y secundario. La relación de vueltas es el número de vueltas de alambre en el devanado secundario en comparación con el devanado primario.
Si el devanado secundario tiene más vueltas que el primario, el voltaje aumenta (aumenta). Si el devanado secundario tiene menos vueltas, el voltaje se reduce (disminuye).
Transformación actual:
Dado que la energía eléctrica debe ser conservada, existe una relación inversa entre el voltaje y la corriente. Cuando el voltaje se incrementa, la corriente se reduce, y cuando el voltaje se reduce, la corriente se incrementa para mantener el equilibrio de potencia.
Conexión de la carga:
La carga, tal como aparatos eléctricos o maquinaria, está conectada al devanado secundario del transformador. El devanado secundario proporciona la tensión transformada para alimentar la carga.
Aislamiento y separación galvánica:
Los transformadores proporcionan aislamiento eléctrico y separación galvánica entre los circuitos primario y secundario. Esto significa que no hay conexión eléctrica directa entre los devanados primario y secundario, lo que mejora la seguridad y evita el flujo de corriente no deseado entre ellos.
En resumen, un transformador funciona según el principio de inducción electromagnética, donde un campo magnético cambiante creado por el devanado primario induce una tensión en el devanado secundario. Al variar el número de vueltas en los devanados, los transformadores pueden aumentar o reducir los niveles de voltaje mientras se mantiene el equilibrio de potencia entre los circuitos primario y secundario. Los transformadores son dispositivos esenciales en los sistemas de distribución y transmisión de energía, que permiten una transferencia eficiente y segura de energía eléctrica.