¿Cómo Funciona un Transformador? Principio de funcionamiento de los Transformadores
Summary
TLDREl ingeniero en diseño eléctrico Roberto Jiménez presenta un video educativo sobre los transformadores, destacando su importancia en el ámbito doméstico e industrial. En el video, se explica cómo los transformadores pueden ajustar la amplitud de la tensión para mejorar la eficiencia económica en la transmisión de energía y garantizar una operación segura en equipos eléctricos. Se profundiza en la función de los transformadores, que solo funcionan con corriente alterna (CA), y cómo la CA crea un campo magnético cuyo cambio de polaridad y intensidad induce una corriente en una bobina secundaria. Además, se menciona el uso de un núcleo de material ferromagnético para mejorar la eficiencia del transformador. Se describe cómo los transformadores pueden ser de aumento o reducción de voltaje, dependiendo de la cantidad de vueltas en las bobinas, y cómo se utilizan en centrales eléctricas y en la distribución de energía a edificios y hogares. Finalmente, se toca el tema de los transformadores trifásicos, que son esenciales para la conexión de grandes sistemas eléctricos y se describen sus diferentes configuraciones, como la conexión en delta y estrella. El video concluye con una invitación a los espectadores a profundizar sus conocimientos técnicos a través de cursos y listas de reproducción recomendadas.
Takeaways
- 🔌 Los transformadores son cruciales tanto en aplicaciones domésticas como industriales, ya que permiten ajustar la amplitud del voltaje para mejorar la eficiencia económica en la transmisión y operación segura de equipos eléctricos.
- 🌐 Los transformadores solo funcionan con corriente alterna (AC), no con corriente continua (DC), debido a que la corriente alterna produce un campo magnético cambiante que es esencial para la inducción de la corriente en la bobina secundaria.
- 🧲 La inducción de corriente en la bobina secundaria ocurre debido a los cambios en la intensidad y la dirección del campo magnético, lo cual no sucede con la corriente continua.
- 🔧 Para mejorar la eficiencia, los transformadores utilizan un núcleo de material ferromagnético, como el hierro, que guía el campo magnético para que ambas bobinas lo compartan.
- 💡 El uso de láminas de hierro laminado en lugar de un bloque sólido reduce las corrientes parásitas (eddy currents) y la pérdida de energía en forma de calor.
- ⚙️ Los transformadores se diseñan como elevadores o reductorres, cambiando el voltaje y la corriente en la bobina secundaria en función del número de vueltas en las bobinas primaria y secundaria.
- ⚡ En transformadores elevadores, el voltaje aumenta y la corriente disminuye, mientras que en transformadores reductores, el voltaje disminuye y la corriente aumenta.
- ⚙️ Las centrales eléctricas utilizan transformadores elevadores para aumentar el voltaje y reducir las pérdidas de energía durante la transmisión a larga distancia.
- 🏙️ Al llegar a la ciudad, se utilizan transformadores reductorres para adaptar el voltaje a niveles seguros y utilizables para edificios y hogares.
- 🌀 Los transformadores trifásicos son comunes en aplicaciones industriales y se pueden construir a partir de tres transformadores separados o en una unidad grande compartiendo un núcleo de hierro.
- 📡 Los trifásicos se conectan en configuraciones como delta y estrella, con la opción de conectar el中性点 (中性点) a tierra para establecer una conexión de tierra segura.
Q & A
¿Por qué son importantes los transformadores en el campo doméstico e industrial?
-Los transformadores son importantes porque permiten cambiar la amplitud del voltaje, lo que hace que la transmisión de electricidad sea más económica y, al disminuir la tensión, asegura una operación segura en los equipos eléctricos.
¿Qué tipo de corriente se utiliza en un transformador?
-Los transformadores funcionan con corriente alterna (AC), ya que solo con AC se puede crear un campo magnético que varíe en intensidad y dirección, lo que es esencial para la inducción de corrientes en la bobina secundaria.
¿Cómo se compara la corriente alterna con la marea del mar?
-La corriente alterna se compara con la marea del mar en el sentido de que ambas cambian de dirección y alcanzan puntos máximos y mínimos en su ciclo, lo que se refleja en el patrón de onda sinusoidal de la corriente.
¿Por qué se colocan varios cables juntos al pasar corriente a través de ellos?
-Al colocar varios cables juntos y pasar corriente a través de ellos, los campos magnéticos se combinan para crear un campo magnético más fuerte, lo que aumenta la eficiencia del transformador.
¿Cómo se mejora la eficiencia de un transformador utilizando un núcleo de material ferromagnético?
-Un núcleo de material ferromagnético, como el hierro, guía el campo magnético a lo largo de un camino hacia la bobina secundaria, permitiendo que ambas bobinas compartan el campo magnético y mejorando así la eficiencia del transformador.
¿Qué son las corrientes de Foucault y cómo afectan a un transformador?
-Las corrientes de Foucault son corrientes que se hinchan alrededor del núcleo del transformador, lo que puede calentar el transformador y causar pérdidas de energía en forma de calor.
¿Cómo se reducen las pérdidas de energía en un transformador?
-Para reducir las pérdidas de energía, se utilizan láminas de hierro laminado para formar el núcleo del transformador, lo que reduce en gran medida las corrientes de Foucault.
¿Cómo funciona un transformador elevador para aumentar el voltaje en la bobina secundaria?
-Un transformador elevador aumenta el voltaje en la bobina secundaria al agregar más vueltas a esta en comparación con la bobina primaria, lo que disminuye la corriente, según la relación de transformación de voltaje.
¿Cómo se utiliza un transformador reductor para disminuir el voltaje en la bobina secundaria?
-Un transformador reductor disminuye el voltaje en la bobina secundaria utilizando menos vueltas en la bobina secundaria en comparación con la primaria, lo que resulta en un aumento de la corriente.
¿Por qué se utilizan transformadores trifásicos en las centrales eléctricas y edificios comerciales?
-Los transformadores trifásicos se utilizan porque proporcionan una forma más eficiente de transmitir energía a grandes distancias y son más adecuados para la alimentación de sistemas de alta potencia, como los encontrados en centrales eléctricas y edificios comerciales.
¿Cuál es la configuración más común para conectar las bobinas en un transformador trifásico?
-Una de las configuraciones más comunes para conectar las bobinas en un transformador trifásico es la conocida como triángulo o estrella, donde el lado primario está cableado en delta y el lado secundario en Y, con el punto central de la estrella a menudo conectado a tierra.
Outlines
🔌 Función y tipos de transformadores
Este primer párrafo aborda la importancia de los transformadores tanto en ámbitos domésticos como industriales. Se explica que los transformadores permiten cambiar la amplitud del voltaje para mejorar la eficiencia en la transmisión y operación segura de equipos eléctricos. Roberto Jiménez, ingeniero en diseño eléctrico, introduce el tema de los transformadores y menciona que solo funcionan con corriente alterna (AC). Se describe el funcionamiento de los transformadores, cómo la corriente alterna (CA) produce un campo magnético variable que induce una corriente en una bobina secundaria. Además, se discute cómo el uso de un núcleo de material ferromagnético mejora la eficiencia del transformador. Finalmente, se mencionan los transformadores de paso hacia arriba y hacia abajo y se toca el tema de los transformadores trifásicos.
🛠 Configuración y uso de transformadores trifásicos
El segundo párrafo se enfoca en los transformadores trifásicos, que son comunes en edificios comerciales y centrales eléctricas. Se describe cómo estos transformadores pueden estar compuestos por tres transformadores separados o construirse en una unidad grande compartiendo un núcleo de hierro. Se explica que las bobinas están aisladas entre sí y que el campo magnético es el que interactúa entre ellas. Se menciona la configuración más utilizada, la conexión en triángulo o estrella, donde el lado primario está en delta y el secundario en Y, con el centro de la estrella a tierra. Se indica que se abordarán las conexiones y cálculos de transformadores en un vídeo más avanzado, y se alienta al espectador a continuar su aprendizaje a través de la lista de reproducción o inscribiéndose en cursos eléctricos.
Mindmap
Keywords
💡Transformadores
💡Corriente Alterna (CA)
💡Campo Magnético
💡Fuerza Electromotriz (EMF)
💡Núcleo Ferromagnético
💡Corrientes de Foucault
💡Transformador Elevador
💡Transformador Reductor
💡Transformadores Trifásicos
💡Configuración Triangular o Estrella
💡Cálculos y Conexiones del Transformador
Highlights
Los transformadores son de gran importancia en el ámbito doméstico e industrial para cambiar la amplitud del voltaje.
Los transformadores permiten aumentar la eficiencia de la transmisión de energía al elevar el voltaje y disminuir la corriente.
Roberto Jiménez, ingeniero en diseño eléctrico, presenta un vídeo sobre los transformadores.
Los transformadores solo funcionan con corriente alterna (AC) y no con corriente continua (DC).
La corriente alterna (AC) produce un campo magnético que cambia de dirección y polaridad, lo que induce una corriente en la bobina secundaria.
Los transformadores consisten en dos bobinas, primaria y secundaria, donde se induce una corriente debido al campo magnético.
El uso de un núcleo de material ferromagnético, como el hierro, mejora la eficiencia del transformador al guiar el campo magnético.
Las corrientes de Foucault provocan pérdidas de energía en forma de calor en el núcleo del transformador.
Para reducir las pérdidas, se utilizan láminas de hierro laminado en lugar de un bloque sólido.
Los transformadores se diseñan como elevadores o reductores para aumentar o disminuir el voltaje.
En un transformador elevador, el voltaje aumenta en la bobina secundaria, lo que disminuye la corriente.
Los transformadores reductores disminuyen el voltaje en la bobina secundaria, aumentando así la corriente.
Las centrales eléctricas utilizan transformadores elevadores para transmitir electricidad a larga distancia con menor pérdida.
Los transformadores reductores son necesarios para adaptar la electricidad a niveles seguros para su uso en edificios y hogares.
Los transformadores trifásicos son comunes en instalaciones comerciales y centrales eléctricas.
Los trifásicos se pueden construir con tres transformadores separados o en una unidad grande compartiendo un núcleo de hierro.
Las bobinas en transformadores trifásicos están aisladas entre sí y solo se interconectan a través del campo magnético.
La configuración de conexión más común para los transformadores trifásicos es la conexión en triángulo o estrella.
Los cálculos y conexiones detalladas de los transformadores se cubrirán en futuras sesiones avanzadas.
Transcripts
y el uso de los transformadores en el
campo doméstico como industrial es de
gran importancia ya que con ellos
podemos cambiar la amplitud del voltaje
aumentando la para que sea más económica
la transmisión y luego disminuyendo la
para una operación segura en los equipos
eléctricos
hola buenas mi nombre es roberto jiménez
ingeniero en diseño eléctrico en este
vídeo estaremos hablando sobre los
transformadores
vamos a estar viendo la función de los
transformadores porque solo en corriente
alterna puede ser utilizado un
transformador crear un campo magnético
con electricidad
transformadores de paso hacia arriba y
hacia abajo y por último terminaremos
con los transformadores trifásicos
podemos decir que existen dos tipos de
electricidad ac/dc
pero nos transformadores sólo pueden
funcionar con ac o corriente alterna
cuando conectamos un generador de ac a
un circuito de cable cerrado una
corriente podrá fluir a través de este
cable y la dirección de la corriente se
alternará hacia atrás y hacia adelante
con la rotación del generador
y la alternancia significa que la
corriente alcanza su punto máximo y
mínimo durante el ciclo que le da su
patrón de onda sinusoidal el cual
podemos comprobar al conectarlo a un
osciloscopio
ahora puedes pensar en esto como la
marea del mar cuando cambia de dirección
y alcanza su punto máximo y mínimo a
medida que la corriente fluye a través
del cable emitirá un campo magnético si
pasamos corriente continua de ese a
través del cable el campo magnético se
mantendrá constante pero si pasamos
corriente alterna ac a través del cable
entonces el campo magnético aumentará y
disminuirá en fuerza y ésta cambiará la
polaridad a medida que la corriente
cambie de dirección si colocamos varios
cables juntos y pasamos corriente a
través de ellos los campos magnéticos se
combinarán para crear un campo magnético
más fuerte si luego envolvemos el cable
en una bobina el campo magnético se
volverá aún más fuerte si ahora
colocamos una segunda bobina muy cerca
de la primera bobina y posteriormente
pasamos corriente alterna ac a través de
la primera bobina entonces el campo
magnético que se crea inducir a una
corriente en la segunda bobina y esta
fuerza magnética empujará y tirará de
los electrones resolverán dolosa moverse
el componente clave aquí es que el campo
magnético está cambiando tanto de
polaridad como de intensidad es cambio
en la intensidad y la dirección del
campo magnético perturba constantemente
los electrones libres en una bobina
secundaria y esto los obliga a moverse
este movimiento se conoce como fuerza
electromotriz o ene efe la fuerza
electromotriz no ocurre cuando pasamos
corriente continua a través de la bobina
primaria y eso se debe a que el campo
magnético es constante por lo que los
electrones no se ven obligados a moverse
la única vez que se produce un mf es muy
brevemente cuando el circuito primario
está abierto y cerrado o cuando el
voltaje aumenta o disminuye y eso es
porque estas acciones dan como resultado
un cambio en el campo magnético por lo
tanto usamos corriente alterna ya que
este cambio ocurre constantemente ahora
el problema con esta configuración es
que una gran parte del campo magnético
del lado primario se está desperdiciando
porque no está dentro del rango de la
bobina secundaria entonces para arreglar
esto los ingenieros y técnicos colocan
un núcleo de material ferromagnético
como el hierro en un bucle entre las
bobina primaria y secundaria ahora este
bucle guía el campo magnético a lo largo
de un camino hacia la bobina secundaria
de modo que compartirán el campo
magnético y esto hace que el
transformador sea mucho más eficiente el
uso de un núcleo de hierro no es una
solución perfecta algo de energía se
perderá a través de algo conocido como
corrientes de fútbol donde la corriente
se hincha alrededor del núcleo y esto
calienta el transformador y esto
significa que la energía se pierde en
forma de calor para reducir esto
utilizan láminas de hierro laminado para
formar el núcleo y esto reduce en gran
medida la corriente de edfú con los
transformadores son fabricados para ser
transformadores elevadores o reductores
y éstos se utilizan para aumentar o
disminuir el voltaje simplemente usando
diferente número de vueltas dentro de la
bobina en un lado secundario en un
transformador elevador el voltaje
aumenta en la bobina secundaria y esto
significará que la corriente disminuirá
pero no te preocupe mucho en este
momento acerca de por qué ocurre eso
para aumentar el voltaje en un
transformador elevador solo necesitamos
agregar más vueltas a la bobina en el
lado secundario que en el lado primario
en un transformador reductor el voltaje
disminuye en la bobina secundaria lo que
significa que la corriente aumenta para
hacer esto solo usamos menos vueltas en
la bobina en el lado secundario en
comparación con el lado primario por
ejemplo una central eléctrica necesita
transportar la electricidad que se
genera a una ciudad a cierta distancia
la central utilizará un transformador
elevador para aumentar el voltaje y
reducir la corriente ya que esto
reducirá las pérdidas de la transmisión
por el largo recorrido de los cables
luego una vez que llegue a una ciudad
será necesario un reductor para que sea
seguro y utilizable por edificios y
hogares por lo que será necesario un
transformador reductor los
transformadores para edificios
comerciales y centrales eléctricas
suelen tener una configuración trifásica
estos transformadores trifásicos se
pueden hacer a partir de tres
transformadores separados que están
conectados entre sí o se pueden
construir en una unidad grande con un
núcleo de hierro compartido en esta
configuración las bobinas normalmente se
asentarán de forma concéntrica entre sí
con una bobina de voltaje más alto en el
exterior y la bobina de voltaje más bajo
en el interior ahora estas bobinas están
aisladas entre sí de modo que solo el
campo magnético pasará entre las dos
bobinas para conectar los dos lados hay
muchas configuraciones diferentes pero
una de las más utilizadas es conectar
las bobinas en una configuración
conocida como triángulo estrella también
es denominada de alta estrella esto se
refiere a que el lado primario está
cableado en la configuración delta y el
lado secundario está cableado en una
configuración de cable el punto central
del lado de la estrella donde se
encuentran los tres conectores a menudo
está conectado a tierra lo que permite
que la línea del neutro también se
conecte cubriremos las conexiones del
transformador y los cálculos en otro
vídeo más avanzado ya que esto puede
volverse muy complejo por el momento
solo concéntrese en cómo funcionan de
manera general los transformadores para
desarrollar su conocimientos básicos
y eso es todo por este vídeo si quieres
continuar con tu aprendizaje te
recomiendo nuestra lista de
reproducciones o inscribirte en uno de
nuestros cursos eléctricos para expandir
aún más tus conocimientos técnicos nos
vemos en el próximo vídeo que la suerte
y la inteligencia de test land los
acompañen
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