Qué es un transformador, tipos y funcionamiento

En este art√≠culo vamos a ver qu√© es exactamente un transformador el√©ctrico, en qu√© consiste, los tipos que hay, su principio de funcionamiento, para qu√© sirve,…, es decir, una gu√≠a completa con todo lo que debes de saber acerca de este componente que es muy importante en nuestras vidas aunque muchos no lo sepan.

Nota: en el artículo vamos a hablar del transformador monofásico (el más simple) para entender qué es un transformador, sin embargo, citar que también están los transformadores trifásicos que podríamos considerarlos como la unión de tres sistemas monofásicos.

‚ĄĻ Qu√© es un transformador

Un transformador o trafo es b√°sicamente un dispositivo electro-magn√©tico est√°tico, constituido por dos arrollamientos o bobinas,¬†que funciona seg√ļn el principio de la ley de inducci√≥n de Faraday.

Qué es un transformador

El transformador es capaz de modificar, sin variar la frecuencia, los componentes de la energía eléctrica alterna de la entrada (voltaje y corriente) a otros distintos en la salida.

Esto es posible gracias a la inducción mutua, es decir, el proceso por el cual una bobina de alambre induce magnéticamente un voltaje en otra bobina situada muy cerca de ella.

Idealmente se supone que la¬†potencia¬†de entrada es igual a la de salida, sin embargo, los trafos reales presentan¬†peque√Īas p√©rdidas, dependiendo de factores tales como su dise√Īo o su tama√Īo.

ūüĒ鬆Partes

Sin entrar en detalles podemos decir que un transformador est√° formado por los siguientes elementos:

  • Bornes de entrada y salida: estos son los puntos de conexi√≥n del circuito de entrada y el de salida con el transformador.
  • N√ļcleo de chapas magn√©ticas:¬†este es el encargado de que el flujo magn√©tico generado se mantenga dentro del transformador, evitando que se disperse por el aire lo cual provocar√≠a p√©rdidas y reducir√≠a la eficiencia del proceso. Se establece una configuraci√≥n por l√°minas (o chapas) para evitar la aparici√≥n de¬†corrientes de Foucault, ya que favorecen las p√©rdidas.
  • Bobinados primario y secundario:¬†est√°n formados por¬†conductores de cobre en forma de hilos redondos o rectangulares. Cuando una corriente el√©ctrica pasa a trav√©s del devanado primario, se desarrolla un campo magn√©tico que induce una tensi√≥n en el devanado secundario.

Partes de un transformador

‚öô Funcionamiento

Como dijimos anteriormente, el principio de funcionamiento de un transformador se basa en el fenómeno de la inductancia magnética entre dos circuitos.

Funcionamiento del transformador

Recordemos que un transformador el√©ctrico tiene un devanado primario y uno secundario. Al conectar el bobinado primario a una fuente de tensi√≥n alterna, se produce una inducci√≥n de flujo magn√©tico en el n√ļcleo de hierro.

En un transformador ideal el 100% del flujo es recogido por el bobinado secundario, sin embargo, en la realidad una peque√Īa parte de este flujo se pierde.¬†Si el segundo circuito est√° cerrado, por el principio de inducci√≥n magn√©tica se generar√° una tensi√≥n inducida en √©l.

Si suponemos que se trata de un transformador ideal, esta tensi√≥n inducida depender√° √ļnicamente de la relaci√≥n existente entre el n√ļmero de espiras o vueltas del bobinado primario (n1) y del secundario (n2), adem√°s de la tensi√≥n de entrada en el bobinado primario. Esta relaci√≥n se conoce como ¬ęRelaci√≥n de transformaci√≥n¬ę.

La fórmula sería la siguiente:

m = n1 / n2 = V1 / V2

Si conocemos la relaci√≥n entre el n√ļmero de vueltas del bobinado primario y del secundario, podremos conocer la relaci√≥n de transformaci√≥n (m).

Ejemplo

Vamos a suponer que trabajamos con un transformador ideal y que el devanado primario est√° formado por 2000 vueltas de hilo de cobre, mientras que el secundario est√° por 1000. En el circuito primario hay 220V y 3A. En base a ello tenemos que:

m = 2000 / 1000

m = 2

Esto significa que en el secundario habrá la mitad de voltaje, es decir, 110V. Esta relación se representa, en este caso, como 2:1.

Por otro lado, recordemos que no hay pérdida de potencia entre el primario y el secundario, por tanto la corriente en el secundario sería:

P1 = P2

V1 * I1 = V2 * I2

I2 = (V1 * I1) / V2 = m * I1 = 2 * 3

I2 = 6A

Aquí se puede comprobar que la corriente aumenta si disminuye la tensión y disminuye si aumenta la tensión en la misma proporción.

Un transformador es empleado principalmente para aumentar o disminuir en el bobinado secundario la tensión del bobinado primario.

Cuando se utiliza un transformador para aumentar la tensión se denomina transformador elevador, mientras que si es para disminuir el voltaje se denomina transformador reductor.

También existe la posibilidad de que haya el mismo voltaje en el devanado secundario que en el primario. Este tipo de transformador se conoce como transformador de aislamiento y como bien dice el nombre se utiliza para aislar eléctricamente dos circuitos.

Como dato adicional, el transformador lo podemos representar por los siguientes símbolos:

Simbolo del Transformador

ūüďƬ†Tipos de transformadores

En este caso podemos clasificar los transformadores de diversas formas:

Por fabricación

  • H√ļmedo:¬†enfriado en aceite.
  • Seco: enfriado por la acci√≥n del aire.

Por devanados

  • Elevador: aumenta el voltaje.
  • Reductor:¬†disminuye el voltaje.
  • Aislamiento: mantiene el voltaje y a√≠sla el√©ctricamente los circuitos.

Por clase

  • Baja Tensi√≥n (BT):¬†< 1 kV
  • Media Tensi√≥n (MT):¬†desde 1 kV hasta 25 kV
  • Alta Tensi√≥n (AT):¬†> 25 kV

En función de la tensión que soporta el bobinado primario.

Por dise√Īo y funcionalidad

  • Aislamiento:¬†mantiene el voltaje y a√≠sla el√©ctricamente los circuitos.
  • Alimentaci√≥n:¬†proporciona las tensiones necesarias para que funcione un dispositivo.
  • Pulsos:¬†se encarga de transmitir impulsos sobre elementos de control de potencia como SCR, triacs,…
  • Flyback o de l√≠nea: se trata de un caso concreto de transformador de pulsos.
  • Con diodo dividido:¬†es un tipo de transformador de l√≠nea que posee un diodo rectificador que permite proporcionar tensi√≥n continua.
  • Variable:¬†conocido tambi√©n como ¬ęvariac¬Ľ, proporciona una tensi√≥n de salida variable ajustable.
  • Impedancia:¬†es usado para adaptar¬†antenas¬†y¬†l√≠neas de transmisi√≥n como tel√©fonos, por ejemplo.

✅ Para qué sirve

Algunas de las aplicaciones m√°s importantes de los transformadores son:

  • Distribuci√≥n de electricidad:¬†abastecer de electricidad a la totalidad de la poblaci√≥n es una tarea que requiere el uso de cables, sin embargo, estos cables tienen una cierta resistencia que puede provocar p√©rdidas de¬†energ√≠a por efecto Joule a una velocidad igual al cuadrado de la corriente (I¬≤*R). Si recordamos, al elevar la tensi√≥n en un transformador la corriente disminuye, por este motivo se trabaja a Alta Tensi√≥n (AT) para transportar la electricidad a grandes distancias. Ya en un n√ļcleo poblacional, la tensi√≥n es reducida nuevamente hasta alcanzar la Baja Tensi√≥n (BT), desde donde es distribuida a hogares, establecimientos, f√°bricas,…
  • Dispositivos electr√≥nicos:¬†la mayor√≠a de los aparatos electr√≥nicos funcionan a una tensi√≥n inferior a la suministrada por la red. Por este motivo son usados para disminuir la tensi√≥n de suministro a un nivel adecuado.
  • Aislamiento:¬†un trafo permite aislar el√©ctricamente al usuario de hacer contacto con la tensi√≥n de alimentaci√≥n.
  • M√°quina de soldadura: en un dispositivo como el soldador, el transformador es un elemento de vital importancia puesto que puede elevar la corriente a valores muy altos.

Son muchas más las funciones que tienen los trafos, pero sólo queríamos recoger las más cotidianas.

ūüõ†¬†C√≥mo hacer un transformador el√©ctrico

Si quieres realizar tu propio transformador casero, te dejamos el siguiente v√≠deo de nuestros compa√Īeros de Youtube ¬ęAmpletos¬Ľ, donde te explican paso a paso como hacerlo.

Y despu√©s de esto, ¬Ņqu√© crees que pasar√≠a si no existieran los transformadores? Ya ves que son un elemento esencial en nuestro d√≠a a d√≠a.

Víctor González

Ingeniero Técnico en Electrónica Industrial y Automática. Gran interesado en el mundo tecnológico, el marketing digital y el SEO. Piensa 3D me ha permitido unir mis dos principales pasiones: la electrónica y la creación de proyectos online.

9 Comentarios
  1. Excelente art√≠culo, me agrada la forma de como ha logrado sintetizar la informaci√≥n y hacerla p√ļblica. Necesitamos m√°s sitios educativos enfocados en las personas, para su mejor comprensi√≥n. En la secci√≥n de transformadores hace falta un poco m√°s de dinamismo con las f√≥rmulas. Ando buscando sitios que contengan f√≥rmulas y no encuentro. As√≠ que podr√≠a ayudarle a usted poner m√°s f√≥rmulas. Gracias y un saludo cordial.

  2. Responder Avatar
    Sander Fernandez Rocha 14/01/2019 a 03:12

    Reciba usted mis mas sinceras felicitaciones excelente articulo, saludos desde Oruro Bolivia.

  3. me puedes decir cuando compartiste esta informacion es que necesito la fecha para un trabajo, gracias <3

  4. excelente aporte, el vídeo muy bueno, gracias por compartir felicitaciones.

  5. Buen trabajo compadre

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