2.1. Constitución de un transformador

Básicamente, todos los transformadores están constituidos de la misma manera, al margen de las bobinas o fases que sobre él se enrollen y como se enrollen, o del tamaño que tengan, o de la forma de su núcleo. Así pues, en un transformador encontraremos:
  • un núcleo magnético,
  • un arrollamiento primario o de entrada,
  • y un arrollamiento secundario o de salida.
De la misma manera, y en función de la energía a transformar el transformador estará dotado de un sistema de refrigeración; bien por convección, si intercambia el calor con el aire circundante, o bien de un sistema de refrigeración líquido, si se hace necesario disipar una mayor cantidad de calor.

Imagen 4: Transformador

Fuente: Wikipedia. Licencia Creative Commons

El núcleo estará formado por un material ferromagnético que favorezca la propagación del flujo Φ, tal es el caso del acero con aleación de silicio. Para minimizar las "pérdidas en el hierro" por las corrientes parasitarias de Foucault, la sección conductora del flujo magnético se divide en pequeñas partes, o láminas y se intercala entre lámina y lámina de acero un papel o barniz aislante.

Imagen 5: Núcleo laminado y arrollamientos primario y secundario

Elaboración propia

Las chapas magnéticas se suelen montar a tope o solapadas para evitar la dispersión de flujo y que éste cambie bruscamente de dirección.

 


Imagen 6: Láminas a tope

Elaboración propia

Imagen 7: Láminas solapadas

Elaboración propia

En cuanto a los arrollamientos, el número de espiras y la sección del hilo de cada uno de ellos estarán en función de los valores de tensión e intensidad tanto de entrada como de salida, cuestión esta que será estudiada con más detenimiento en apartados posteriores. En lo que respecta a la manera de enrollar las bobinas en el núcleo, se distinguen varias formas:


Imagen 8: Arrollamientos simétricos

Elaboración propia

Imagen 9: Arrollameintos concéntricos

Elaboración propia

Como puede verse en las imágenes, el núcleo es de color azul y sobre él se enrollan las bobinas primaria y secundaria de color verde y salmón. Así, mientras que en el arrollamiento simétrico se montan las bobinas en columnas diferentes, en el arrollamiento concéntrico ambas bobinas están en la misma columna.

Por otro lado, también se pueden dar los siguientes casos:



Imagen 10: Arrollamiento alternado

Elaboración propia

Imagen 11: Arrollamiento acorazado

Elaboración propia

En el caso de los arrollamientos alternados, ambas bobinas están repartidas en ambas columnas, y en los arrollamientos acorazados, las bobinas se enrollan sobre la columna central; en este caso debe cumplirse que la sección de la columna central sea el doble que la de los extremos para que no haya pérdidas de flujo magnético.

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Y hablando de pérdidas, cabe señalar que el transformador es una máquina bastante eficiente, pues las pérdidas son muy pequeñas en comparación con las potencias que es capaz de transmitir.

Esas pérdidas se manifiestan en forma de calor en los arrollamientos de cobre y en relación al núcleo magnético tenemos pérdidas por histéresis magnética y pérdidas por corrientes de Foucault, ambas también en forma de calor. Esto ya fue estudiado en temas anteriores al hablar de los materiales magnéticos.

Imagen 12: Balance de pérdidas

Elaboración propia


 

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Podemos concluir pues que las potencias de entrada y de salida son practicamente iguales Pe≈Ps, ya que las pédidas en el transformador son muy pequeñas Pp‹‹Pe en comparación con la potencia de entrada Pe.

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