Los transformadores son dispositivos eléctricos que se basan en los principios de la inducción electromagnética para transferir energía entre dos o más bobinas. La operación fundamental de un transformador implica corriente alterna (AC). Hay algunas razones por las que los transformadores no funcionan bien, o en absoluto, con corriente continua (CC):
Principio de Inducción Electromagnética: Los transformadores operan según el principio de la inducción electromagnética, donde un campo magnético cambiante induce un voltaje en una bobina cercana. En AC, la corriente alterna dirección, causando un campo magnético cambiante. Sin embargo, en DC, la corriente fluye en una dirección continuamente, lo que resulta en un campo magnético constante. Sin un campo magnético cambiante, no hay inducción de voltaje en la bobina secundaria, y el transformador no funciona según lo previsto.
Saturación magnética: los transformadores están diseñados para operar con campos magnéticos variables. En el caso de la CC, el campo magnético puede saturar el núcleo del transformador. Cuando el núcleo se satura, pierde su capacidad de inducir voltaje de manera efectiva, y la eficiencia del transformador disminuye significativamente.
Corrientes de Foucault y pérdidas por histéresis: Los transformadores experimentan pérdidas debido a corrientes de Foucault e histéresis en el material del núcleo. Estas pérdidas son más pronunciadas en DC que en AC. Las corrientes de Foucault son corrientes circulantes inducidas en el núcleo, y la histéresis implica la pérdida de energía a medida que la magnetización del núcleo cambia constantemente de dirección. Estas pérdidas hacen que las operaciones de CC sean menos eficientes y pueden provocar un sobrecalentamiento.
Desafíos de diseño del transformador de CC: el diseño de un transformador específicamente para el funcionamiento de CC requiere consideraciones especializadas, como el uso de una polarización magnética para evitar la saturación. Los transformadores de CC tienden a ser más complejos y menos prácticos que sus homólogos de CA.
Si bien los transformadores no son adecuados para la corriente continua, existen dispositivos llamados convertidores o inversores que pueden convertir CC a CA y viceversa. Estos dispositivos permiten transformadores en sistemas que involucran fuentes de corriente directa. Además, los sistemas de energía modernos utilizan principalmente CA para la transmisión de energía a larga distancia debido a la facilidad de la transformación de voltaje utilizando transformadores y la pérdida reducida durante la transmisión.