Relación de transformación
La base del transformador determina el fenómenoinducción electromagnética. El núcleo del transformador consiste en placas de acero separadas ensambladas en un marco cerrado de una forma u otra. Dos bobinados S₁ y S₂ con el número de vueltas w₁ y w se colocan en el núcleo. Los devanados tienen una resistencia insignificante y una gran inductancia.
Aplicar a ambos extremos del devanado S₁, quellamemos a la tensión primaria alterna U₁. La corriente alterna I pasará a través del devanado, que magnetizará el acero del núcleo, creando una corriente alterna magnética en él. El efecto de magnetización de la corriente es proporcional al número de amperios-vueltas (Iw₁).
A medida que la corriente aumenta, el magnéticoflujo y en el núcleo, cuyo cambio excitará en las vueltas de la bobina la fuerza electromotriz de autoinducción. Tan pronto como alcance el valor del voltaje aplicado, el crecimiento de la corriente en el circuito primario cesará. Por lo tanto, en el circuito de la bobina primaria del transformador, la tensión aplicada U₁ y la fuerza electromotriz de autoinducción Е будут actuarán. Al mismo tiempo, la tensión U₁ es mayor que E₁ por la caída de tensión en el devanado, que es muy pequeña. En consecuencia, podemos escribir aproximadamente:
U₁ = E₁.
El flujo variable magnético que surge enel núcleo del transformador, también pasa a través de los devanados de su devanado secundario, excitando en cada arrollamiento de este arrollamiento la misma fuerza electromotriz que en cada vuelta del arrollamiento primario.
Partiendo del hecho de que el número de vueltas del devanado primario es w₁, y el devanado secundario es w₂, las fuerzas inducidas en ellas serán, respectivamente, iguales:
E₁ = w₁e,
E₂ = w₂e,
donde e es la fuerza electromotriz que surge en una revolución.
La tensión U₂ en los extremos del devanado abierto es igual a la fuerza electromotriz en ella, es decir:
U₂ = E₂.
En consecuencia, podemos concluir que la cantidadtensión en ambos extremos del devanado de modo primario del transformador se refiere al valor de la tensión en los extremos de la segunda bobina, el número de espiras del primario se relaciona con el número de vueltas en el devanado secundario:
(U₁ / U₂) = (w₁ / w₂) = k.
El valor constante k es la relación de transformador del transformador de corriente.
En caso de que necesite aumentar el voltaje,disponga un devanado secundario con un mayor número de vueltas (el llamado transformador elevador); en el caso de que sea necesario reducir la tensión, el devanado secundario del transformador se toma con un número menor de vueltas (un transformador reductor). Un transformador puede actuar como un factor de conversión ascendente y como un transformador reductor, dependiendo de qué bobinaje se utiliza como primario.
El devanado secundario todavía está abierto (corriente en élno es). El transformador está inactivo. Al mismo tiempo, consume poca energía, ya que la corriente, el núcleo de acero magnetizante, es muy pequeña debido a la gran inductancia de la bobina. La transferencia de energía al circuito secundario desde el primario no está presente en absoluto. Esta experiencia permite conocer el coeficiente de transformación, la resistencia del ralentí y la corriente del transformador.
Cargamos el transformador, cerrándolo a través del reóstatocircuito de bobinado secundario. Ahora una corriente de inducción fluirá a lo largo de ella, lo denotamos por la letra I₂. Esta corriente, de acuerdo con la ley de Lenz, causará una disminución en el flujo magnético en el núcleo. Pero el debilitamiento del flujo magnético en el núcleo conducirá a una disminución en la fuerza electromotriz de autoinducción en el devanado primario y a un desequilibrio entre esta fuerza E₁ y el voltaje U₁ dado por el generador al devanado primario. Como resultado, en el bobinado primario, la corriente aumentará en cierta cantidad I₁ y se convertirá en I + I₁. Debido al aumento de la corriente, el flujo magnético en el núcleo del transformador aumentará al valor anterior, y el equilibrio perturbado entre U₁ y E₁ se restablecerá nuevamente. Por lo tanto, la aparición de la corriente secundaria I₂ provoca un aumento en la corriente en el devanado primario en una cantidad I₁, que determinará la corriente de carga del devanado primario del transformador.
Cuando el transformador está cargado,transmisión continua de energía en el circuito secundario desde el primario. De acuerdo con la ley de conservación y transformación de energía, la corriente en el circuito primario es igual a la corriente en el circuito secundario; por lo tanto, la igualdad debe funcionar:
I₁ U₁ = I₂U₂.
De hecho, esta igualdad no se respeta, ya que cuando el transformador está funcionando hay pérdidas, aunque pequeñas. La relación de transformación es aproximadamente 94-99%.
