Instituto Tecnológico de Saltillo
El TRANSFORMADOR
Alexis Guadalupe Arriaga Silva / 21051275 / Ingeniería Electrónica / Maquinas Eléctricas 11:00-12:00
Resumen: Un transformador eléctrico es un componente clave en
los sistemas de distribución de electricidad. Su propósito principal es
ajustar los niveles de voltaje entre diferentes circuitos, facilitando el
transporte de energía a largas distancias de manera más eficiente. En
las plantas de generación, los transformadores aumentan el voltaje
para minimizar las pérdidas de energía durante el traslado, y
posteriormente, en las subestaciones, reducen el voltaje para que sea
seguro utilizarlo en viviendas y fábricas.
I. INTRODUCCION
Un transformador eléctrico es un dispositivo fundamental
en la transmisión y distribución de energía eléctrica, diseñado para
cambiar el voltaje de una corriente alterna (CA) sin alterar su
frecuencia. Su funcionamiento se basa en el principio de inducción
electromagnética, que permite transferir energía de un circuito a otro
mediante un campo magnético común. Este proceso de
transformación de voltaje es crucial para minimizar las pérdidas de
energía durante su transporte y garantizar la disponibilidad y
estabilidad del suministro eléctrico en todo tipo de aplicaciones
II. Funcionamiento
El funcionamiento de un transformador se basa en la
inducción mutua entre las bobinas. Cuando una corriente alterna pasa
por la bobina primaria, genera un campo magnético fluctuante en el
núcleo. Este campo magnético induce un voltaje en la bobina
secundaria. La relación entre el número de espiras en ambas bobinas
determina si el transformador eleva (transformador elevador) o
reduce (transformador reductor) el voltaje. La fórmula básica que
describe esta relación es
III. Tipo de Transformadores
Los transformadores eléctricos se clasifican en varios tipos
según diferentes criterios, como su función, construcción y
aplicación.
• Transformadores de Potencia: Utilizados en centrales
generadoras y subestaciones para elevar el voltaje y
permitir la transmisión de electricidad a largas distancias
con mínimas pérdidas. Son de gran tamaño y capacidad.
• Transformadores de Distribución: Se encargan de reducir
el voltaje en la etapa final del suministro eléctrico para que
pueda ser utilizado por los consumidores finales. Son más
pequeños que los de potencia y están instalados cerca de
los usuarios.
• Transformadores Reductores: Disminuyen el voltaje en el
devanado secundario respecto al primario. Son esenciales
en la distribución de energía para adaptar los niveles de
voltaje a los requerimientos de los consumidores.
• Autotransformadores: Tienen un solo devanado que actúa
tanto como primario como secundario. Se utilizan para
cambios pequeños de voltaje y son más compactos y
económicos.
Fig 1. Reductor trifásico tipo acorazado 150 KVA
IV. Partes de un transformador
1. Núcleo: El núcleo es el componente central del
transformador, generalmente hecho de chapas de acero al
silicio. Su función es guiar el flujo magnético generado por
los devanados, minimizando las pérdidas de energía.
2. Devanado Primario: Este es el devanado donde se aplica
la tensión de entrada.
3. Devanado Secundario: Aquí se obtiene la tensión de
salida. Ambos devanados están enrollados alrededor del
núcleo.
4. Materiales Aislantes: Los materiales aislantes separan
eléctricamente los devanados y el núcleo para evitar
cortocircuitos. En transformadores de alta tensión, se
utilizan capas de papel impregnadas en aceite mineral.
5. Bujes: Los bujes son elementos que proporcionan
aislamiento a los terminales de salida, asegurando que la
electricidad no se escape.
6. Conservador: En transformadores refrigerados por aceite,
el conservador permite la expansión y contracción del
aceite, manteniendo un nivel adecuado de refrigerante.
7. Relés y Dispositivos de Protección: Estos componentes
son cruciales para prevenir daños por sobrecarga o
cortocircuito, asegurando un funcionamiento seguro del
transformador.
