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Universidad Fermín Toro
Vice Rectorado Académica
Facultad de Ingeniería
Escuela de Telecomunicaciones
Alumno: Javier Virgüez
C.I. 20.942.875
Saia A
Los transformadores (a veces
llamados "transformadores de
voltaje"); son dispositivos usados
en circuitos eléctricos para
cambiar el voltaje de la
electricidad que fluye en el
circuito.
Los transformadores se
pueden utilizar para
aumentar (intensificación) o
disminuir (reducción) el
voltaje.
El principio de inducción
electromagnética es lo que hace que
los transformadores trabajen. Cuando
una corriente atraviesa un alambre,
crea un campo magnético alrededor
del alambre. De la misma manera, si
un alambre está en un campo
magnético que está cambiando, fluirá
una corriente por el alambre.
En un transformador, un conductor lleva
corriente a un lado. Esa corriente crea un
campo magnético, que a cambio produce
una corriente en el conductor al otro lado
del transformador. La segunda corriente
fluye fuera del transformador.
Los alambres presentes en un
transformador están envueltos
en una bobina alrededor de un
núcleo de hierro.
Los transformadores son dispositivos basados en el fenómeno de la
inducción electromagnética y están construidos en su forma mas
simple por dos inductores (bobinas) devanadas sobre un núcleo
cerrado de hierro dulce o hierro silicio.
Las bobinas se denominan primario y secundario según
correspondan a la entrada o salida del sistema respectivamente.
También existen transformadores con devanados, es decir, que
pueden tener un tercer devanado con menor tensión que el
secundario
Transformador Ideal
Un transformador puede ser"elevador o reductor" dependiendodel número de espiras de cadabobinado. Si se supone que eltransformador es ideal. (la potenciaque se le entrega es igual a la quese obtiene de él, se desprecian lasperdidas por calor y otras)
Transformador de Núcleo de Aire
En aplicaciones de alta frecuenciase emplean bobinados sobre uncarrete sin núcleo o con unpequeño cilindro de ferrita que seintroduce más o menos en elcarrete, para ajustar su inductancia
Transformador Ideal Transformador Núcleo de Aire
Esta construido por un núcleo de chaspas queatrapan el flujo producido por el arrollamientoprimario produciendo una tensión inducida enotro arrollamiento secundario
Los trasformadores reales tienen perdidas debobinas porque estas bobinas tienen unasresistencias algo que no tiene el transformadorideal.
Toda la potencia producida por el primario setransmite al secundario sin perdida.
Los núcleos tienen corrientes parasitas yperdidas por histéresis que son los queaumentan el calor del trasformador real.
Se basan primordialmente en los componentesque integran el transformador real o núcleo delaire y las perdidas por calentamiento. El pasode la electricidad produce calor, y en el caso deltrasformador este calor se considera una
perdida de rendimiento.
El flujo de la bobina primaria no escompletamente capturado por la bobinasecundaria en el caso practico de untransformador real, por tanto, debemos teneren cuenta el flujo de dispersión.
Transformador Ideal
Transformador de Núcleo de Aire
El transformador esta
formado por dos bobinas
colocadas de modo que
el flujo cambiante que
desarrolla una enlace a
la otra
Esto producirá un voltaje
inducido a través de cada
bobina. Para diferenciar las
bobinas, aplicaremos la
convención de los
transformadores que
establece: la bobina a la que
se aplique la fuente de
alimentación se denomina el
primario y la bobina a la que
se aplique la carga se
conocerá como secundario
La inductancia mutua entre dos bobinas
se determina mediante:
Se observa en la ecuación anterior que elsímbolo para la inductancia mutua es la letra M,y que su unidad de medida, al igual que para laauto inductancia, es el henrio. En forma textual,las ecuaciones plantean que:
La inductancia mutua entre dos bobinas esproporcional al cambio instantáneo en el flujoque enlaza a una bobina producido por uncambio instantáneo en la corriente a través dela otra bobina.
En términos de la inductancia de cada bobina yel coeficiente de acoplamiento, la inductanciamutua se determina mediante la siguienteformula
Si una corriente ENTRA en la
terminal punteada de una bobina,
la polaridad de referencia de la
tensión mutua en la segunda
bobina es positiva en la terminal
punteada de la segunda bobina.
Si la corriente deja la terminal
punteada de una bobina, la
polaridad de referencia de la
tensión mutua en la segunda
bobina es negativa en la terminal
punteada de la segunda bobina.
Solución:
Para la bobina 1, la LTK da para la bobina 2, la LTK da
-12 +(-j4 +j5) I1 - j3 I2 = 0 -3jI1 + (12+j6) I2 = 0
jI1 - j3 I2= 12 𝐼 =12+𝑗6 𝐼2
𝑗3
I= (2-j4) I2
12∠ 0° 𝑉
−𝑗4Ω 𝑗3Ω
𝑗6Ω
12Ωj5Ω
Sustituyendo esto en la ecuación que nos queda de la primera bobina
encontramos el valor de una de las corriente:
(j2 + 4 – j3) I2 = (4 - j) I2 - 12 ó 𝐼2 =12
4 − 𝑗= 2.91 ∠ 14.04° 𝐴
Ya encontrada I2 , sustituimos en la ecuación de I1
𝐼1 = (2 − 𝑗4)𝐼2 = (4.472 ∠ − 63.43 °)(2.91 ∠14.04°)
𝐼1 = 13.01 ∠ − 49.39° 𝐴
Por se bobinas acopladas, el signo de la tensión mutua V2 esta
determinada por la polaridad de referencia para V2 y la dirección de I1,
puesto que I1 entra a la terminal punteada de la bobina 1 y V2 es positiva
en la terminal punteada de la bobina 2, la tensión mutua es +𝑀𝑑𝐼1
𝑑𝑡
