Transformadores

Modificando el Voltaje

Un transformador es una máquina eléctrica estática que transfiere energía de un circuito a otro, cambiando el voltaje y la corriente, pero manteniendo la misma frecuencia ( $50$ o $60$ Hz según el país).

1. Breve Historia

Faraday y Henry (1831): Michael Faraday descubrió la inducción cuando notó que un cambio en el magnetismo podía generar electricidad en un cable cercano.
La Bobina de Ruhmkorff: Un precursor importante que generaba altos voltajes a partir de baterías de bajo voltaje.
Zipernowsky, Bláthy y Déri (1885): Estos ingenieros húngaros crearon el primer transformador de alta eficiencia con núcleo cerrado, muy similar a los que usamos hoy. Fue la pieza clave para que la Corriente Alterna (AC) de Tesla ganara la “Guerra de las Corrientes” contra la Continua (DC) de Edison.

2. Estructura y Partes

Un transformador básico consta de tres componentes principales:

Núcleo Magnético: Generalmente hecho de láminas de acero al silicio apiladas. Su función es canalizar el flujo magnético. Se usan láminas para evitar las “Corrientes de Foucault” que calientan el metal y desperdician energía.
Devanado Primario: Es la bobina de entrada, conectada a la fuente de energía.
Devanado Secundario: Es la bobina de salida, donde obtenemos el nuevo voltaje.
Aislamiento: El barniz que recubre el alambre de cobre (alambre magneto) para que las vueltas no hagan cortocircuito entre sí.

transformador de microondas — **Transformador de microondas (de voltaje medio a muy alto)**

3. Relación de Vueltas y Fórmulas

El funcionamiento se rige por la relación entre el número de vueltas de alambre en cada bobina.

La Fórmula Fundamental

La relación de transformación se define como:

$\frac{V_p}{V_s} = \frac{N_p}{N_s}$

Donde:

$V_p$ : Voltaje Primario (Entrada).
$V_s$ : Voltaje Secundario (Salida).
$N_p$ : Número de vueltas en el primario.
$N_s$ : Número de vueltas en el secundario.

¿Cómo calcular el voltaje deseado?

Si tienes un voltaje de entrada ( $V_p$ ) y necesitas obtener un voltaje de salida ( $V_s$ ), puedes despejar para saber cuántas vueltas necesitas en el secundario:

$N_s = N_p \cdot \left(\frac{V_s}{V_p}\right)$

Ejemplo: Si tu primario tiene $1000$ vueltas y entran $220$ V, y quieres obtener $12$ V: $N_s = 1000 \cdot (12 / 220) \approx 54$ vueltas.

4. Tipos de Transformadores

Elevadores: Tienen más vueltas en el secundario que en el primario ( $N_s > N_p$ ). Suben el voltaje.
Reductores: Tienen menos vueltas en el secundario ( $N_s < N_p$ ). Bajan el voltaje (como los cargadores de celular).
De Aislamiento: Tienen el mismo número de vueltas ( $1:1$ ). Se usan por seguridad, para separar eléctricamente un equipo de la red eléctrica.
Autotransformadores: Usan una sola bobina con una “toma intermedia”. Son más pequeños pero no ofrecen aislamiento galvánico.

transformador trafo de fuente conmutada — **Transformador de fuentes conmutadas y cargadores**

flyback — **Transformador Flyback de televisores CRT**

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5. Formas de Medición y Fallos

Prueba de Continuidad: Con el multímetro en modo continuidad o resistencia baja ( $\Omega$ ), verificamos que los bobinados no estén cortados.
Aislamiento: Medimos entre el bobinado y el núcleo de hierro. No debería haber continuidad; si la hay, el transformador está “a masa” y es peligroso.
Relación de Voltaje: Conectamos el primario a la red y medimos con el multímetro en AC el voltaje de salida.

transformador de alta tension — **Transformador de Alta-Media tensión**

Dato de Seguridad: Nunca conectes un transformador diseñado para $110$ V a una red de $220$ V, el núcleo se saturará, el bobinado se calentará rápidamente y se quemará el aislante, provocando un incendio o cortocircuito.