1- ¿Qué hacen los transformadores?

Los transformadores sólo funcionan con tensión alterna (UAC). Su función es cambiar el valor de la tensión que se le conecta en la entrada. El valor que obtenemos en la salida puede ser mayor, igual o menor.

2- ¿Qué partes tiene un transformador? Explicarlas.

El transformador internamente está constituido por tres partes:

• PRIMARIO: Es el devanado (bobina) de la entrada del transformador. En este devanado se conecta la tensión alterna cuyo valor queremos cambiar. Este devanado puede tener diferentes entradas para poder conectarle tensiones de diferente valor.
• SECUNDARIO: Es el devanado de salida del transformador. Aquí obtenemos la nueva tensión alterna, con el valor deseado. Este devanado también puede tener diferentes salidas con tensiones diferentes.
• NUCLEO: Está construido con material ferromagnético. Tiene una doble función. Aumentar el rendimiento del transformador, creando un campo magnético más intenso y confinar todo el campo magnético dentro del transformador, para que en su totalidad quede aplicado al secundario.

3- Dibujar el símbolo de un transformador (de dos maneras diferentes).

1- Símbolos:

4- ¿Cómo funcionan los transformadores?

Cuando conectamos una tensión alterna en el primario de un transformador, se crea en campo magnético variable. A través del núcleo del transformador, el campo magnético que se ha creado queda aplicado al secundario. Como el campo magnético es variable, gracias a él (por inducción electromagnética), aparece en el secundario una nueva tensión con un valor diferente. Este valor dependerá del número de espiras que haya en el secundario (cuantas más espiras, más tensión), y podrá ser mayor o menor que el de la tensión conectada en el primario.

Aunque varía la tensión en la salida, la potencia que tenemos en el secundario no cambia, y es la misma que la del primario (salvo las pérdidas que tiene el transformador).

5- ¿Qué es la Relación de Transformación (r)? ¿Qué fórmulas tiene?

La relación de Transformación de un transformador es un número que resulta de comparar entre sí las Tensiones, Intensidades y Nº de espiras, de ese transformador. Se representa con la letra “r”.

Conociendo la relación de transformación, podemos realizar cálculos para saber las características de funcionamiento de un transformador.

Fórmula:

6- ¿Qué características eléctricas son importantes en un transformador?

Potencia nominal, tensión del primario, tensión del secundario, intensidad máxima del secundario, frecuencia, relación de transformación, grupo de conexión (en los trifásicos), clase de refrigeración, tensión de cortocircuito y peso.

7- ¿Cómo es el rendimiento de un transformador?

Las pérdidas que tiene un transformador son muy pequeñas y por esta razón su rendimiento es muy alto, superior a un 90%.

8- ¿Qué pérdidas suelen tener los transformadores?

Aunque sean pequeñas, el transformador tiene pérdidas. Se producen en el cobre y en el hierro.

• Pérdidas en el cobre (devanados): se producen por el efecto Joule. La corriente eléctrica produce calor y esto produce pérdidas de potencia.
• Pérdidas en el hierro (núcleo): se producen por dos fenómenos magnéticos, por histéresis y por las corrientes de Foucault. Estos fenómenos producen el calentamiento del transformador y pérdidas de potencia.

9- ¿Qué diferentes tipos de transformadores hay? Explicarlos brevemente.

Hay muchos tipos diferentes de transformadores. Los más importantes son los siguientes:

• Transformadores de alimentación: Para dar tensión a diferentes tipos de elementos, para las fuentes de alimentación, etc.
• Autotransformadores: Transformadores con un solo devanado.
• Transformadores trifásicos: Para circuitos de potencia y para el transporte de la electricidad.
• Transformadores toroidales: Transformadores con núcleo redondo.
• Transformadores de medida: Para realizar medidas elevadas de tensión y de intensidad.
• Transformadores electrónicos: Utilizados en circuitos impresos para aplicaciones electrónicas.
• Transformadores adaptadores de impedancia: Utilizados en circuitos electrónicos.

10- Explicar las características más importantes de los transformadores trifásicos.

Los transformadores trifásicos suelen ser transformadores de potencia, funcionan con tensiones e intensidades elevadas. Tienen tres devanados en el primario y otros tres en el secundario. Hay tres métodos diferentes de conectar entre sí, tanto el primario como el secundario, en estrella, en triángulo y en zig-zag. En su funcionamiento se calientan mucho, y es muy importante que tengan un sistema de refrigeración adecuado. Disponen de diferentes accesorios, internos y externos para su seguridad y correcto funcionamiento.

11- ¿Qué queremos decir cuando decimos que el funcionamiento de un transformador es reversible?

Significa que si metemos tensión en el primario obtenemos una tensión diferente en el secundario y, al contrario, si introducimos tensión en el secundario, obtenemos una diferente en el primario. Siempre tenemos que tener cuidado con las tensiones de funcionamiento del transformador, y no aplicarle más tensión que la que soportan, tanto al primario como al secundario.

12- ¿Por qué es necesario refrigerar los transformadores? ¿Qué diferentes sistemas se utilizan para la refrigeración de los transformadores?

Porque un transformador, sobre todo si es de potencia, se calienta mucho durante su funcionamiento. Entonces, los materiales que hay en su interior corren el riesgo de deteriorarse y producir averías en el transformador.

Se utilizan diferentes sistemas de refrigeración: con aire (por convección), con aceite mineral, con silicona, con aletas de refrigeración, con circulación forzada al exterior del aceite y con ventiladores.