Transformadores

En esta entrada se resumen las clases de los días 18, 22 y 25 de abril en las que vimos en qué 

consisten los transformadores.

Un transformador es un dispositivo eléctrico que consiste en dos bobinas acopladas magnéticamente alrededor de un núcleo común y sirve para cambiar voltajes, corrientes e impedancias.  

El devanado conectado a la fuente de entrada, se denomina primario y el secundario es el devanado que está conectado a la salida del circuito. El numero de vueltas de cada devanado en el circuito se designa por N1 en el primario y N2 en el secundario.

El transformador ideal es un modelo circuital del dispositivo eléctrico que consiste en un elemento formado por un puerto de entrada (de tensión v1 y corriente i1) y un puerto de salida (de tensión v2 y corriente i2). Por tanto, está definido por las ecuaciones: v1 = nv2 y ni1 = -i2. La relación de transformación n, es un número real positivo y es el cociente entre las tensiones y corrientes en el primario y el secundario. También se denomina conversor de impedancias, ya que actúa como un multiplicador de impedancias por n2. El efecto sobre una resistencia R es n2R  y en una inductancia L es L n2.

A pesar de que realmente no existe ningún dispositivo que admita el modelo circuital del transformador  ideal, el más parecido es el transformador perfecto. Consiste en un núcleo de ferrita, que puede tener forma de toroide, en el cual se devanan dos espiras.  

Dadas las ventajas del transformador ideal, el objetivo del transformador perfecto consiste en adquirir un comportamiento de la forma más parecida posible al transformador ideal. Para conseguirlo,  hay dos posibilidades:

- Tener un número elevado de espiras en N1 con el inconveniente de que el dispositivo sea muy grande.

- Que el núcleo tenga una alta permeabilidad magnética y, en consecuencia los materiales necesarios para fabricar transformadores sean el cobre y la ferrita. Al ser dos tipos de materiales caros, elevan el precio total del dispositivo.

Otra opción es la cancelación de la inductancia del primario mediante un condensador en paralelo.

A parte del tema de transformadores, también se definió el teorema de la máxima transmisión de potencia.

El teorema de la máxima transmisión de potencia establece que, en un circuito, la máxima potencia disponible de un generador (P_DMAX) es el módulo de módulo del fasor Vg dividido entre 8 veces la resistencia Rg (resistencia interna del generador).