Transformadores
1. El nacimiento del transformador
TRANSFORMADORES
El nacimiento del primer transformador
Entre 1884 y 1885, los ingenieros húngaros Miksa Déri, Ottó Titusz Bláthy y Károly Zipernowsky, de la compañía Ganz, de ese país, crearon en Budapest el modelo “DBZ” de transformador de corriente alterna, basado en un diseño de Gaulard y Gibbs (Gaulard y Gibbs solo diseñaron un modelo de núcleo abierto). Descubrieron la fórmula matemática de los transformadores:
{\displaystyle {\frac {V_{s}}{V_{p}}}={\frac {N_{s}}{N_{p}}}}donde {\displaystyle V_{s}}es la tensión en el secundario y {\displaystyle N_{s}} es el número de espiras en el secundario;{\displaystyle V_{p}}
y {\displaystyle N_{p}} se corresponden al primario.
Su solicitud de patente hizo el primer uso de la palabra transformador, que había sido acuñada por Ottó Titusz Bláthy.
En 1885, George Westinghouse compró las patentes del DBZ y las de Gaulard y Gibbs. Él le encomendó a William Stanley la construcción de un transformador de tipo ZBD para uso comercial. Este diseño se utilizó por primera vez comercialmente en 1886.
Se denomina transformador a una máquina eléctrica que permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la potencia. La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal (esto es, sin pérdidas), es igual a la que se obtiene a la salida. Las máquinas reales presentan un pequeño porcentaje de pérdidas, dependiendo de su diseño y tamaño, entre otros factores.
El transformador es un dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna de un cierto nivel de tensión, en energía alterna de otro nivel de tensión, basándose en el fenómeno de la inducción electromagnética. Está constituido por dos bobinas de material conductor, devanadas sobre un núcleo cerrado de material ferromagnético, pero aisladas entre sí eléctricamente. La única conexión entre las bobinas la constituye el flujo magnético común que se establece en el núcleo. El núcleo, generalmente, es fabricado bien sea de hierro o d5e láminas apiladas de acero eléctrico, aleación apropiada para optimizar el flujo magnético. Las bobinas o devanados se denominan primario y secundario según +correspondan a la entrada o salida del sistema en cuestión, respectivamente. También existen transformadores con más devanados; en este caso, puede existir un devanado "terciario", de menor tensión que el secundario.
PRINCIPIO DE FUNCIONAMINETO
El funcionamiento de los transformadores se basa en el fenómeno de la inducción electromagnética, cuya explicación matemática se resume en las ecuaciones de Maxwell.
Al aplicar una fuerza electromotriz en el devanado primario o inductor, producida esta por la corriente eléctrica que lo atraviesa, se produce la inducción de un flujo magnético en el núcleo de hierro. Según la ley de Faraday, si dicho flujo magnético es variable, aparece una fuerza electromotriz en el devanado secundario o inducido. De este modo, el circuito eléctrico primario y el circuito eléctrico secundario quedan acoplados mediante un campo magnético.
La tensión inducida en el devanado secundario depende directamente de la relación entre el número de espiras del devanado primario y secundario y de la tensión del devanado primario. Dicha relación se denomina relación de transformación.