Transformador

Es diu transformador a un element elèctric que permet pujar o baixar la tensió en un circuit elèctric de corrent alterna, mantenint la potència. La potència que entra a l'equip, en el cas d'un transformador ideal (açò és, sense pèrdues), és igual a la que s'obté d'eixida. Les màquines reals tenen un mínim percentage de pèrdues, depenent del seu disseny i tamany, entre atres factors. El transformador és un dispositiu que convertix l'energia elèctrica alterna d'un cert nivell de tensió, en energia alterna d'un atre nivell de tensió, basat en el fenomen de l'inducció electromagnètica. Està constituït per dos bobines de material conductor, devanades sobre un núcleu tancat de material ferromagnético, pero aïllades entre sí eléctricamente. L'única conexió entre les bobines la constituïx el fluix magnètic comú que s'establix en el núcleu. El núcleu, en general, és fet be de ferro o de làmines apilades d'acer elèctric, una aleació apropiada per a optimisar el fluix magnètic. Les bobines o devanats es denominen primari i secundari, segons corresponguen a l'entrada o eixida del sistema en qüestió, respectivament. També existixen transformadors en més devanats; en este cas, pot existir un devanat "terciario", de menor tensió que el secundari.

Funcionament principal

Erro al crear miniatura:

Transformador monofàsic ideal.

El funcionament dels transformadors es basa en el fenomen de l'inducció electromagnètica, l'explicació matemàtica del qual es resumix en les equacions de Maxwell. En aplicar una força electromotriz en el devanat primari o inductor, produïda esta per la corrent elèctrica que ho travessa, es produïx l'inducció d'un fluix magnètic en el núcleu de ferro. Segons la llei de Faraday, si dit fluix magnètic és variable, apareix una força electromotriz en el devanat secundari o induït. D'esta manera, el circuit elèctric primari i el circuit elèctric secundari queden acoplats per mig d'un camp magnètic. La tensió induïda en el devanat secundari depén directament de la relació entre el número d'espires del devanat primari i secundari i de la tensió del devanat primari. Dita relació es denomina relació de transformació.

Transformador ideal

Es considera un transformador ideal aquell en el que no hi ha pèrdues de cap tipo. En la pràctica no és realisable, pero és útil per a comprendre el funcionament dels transformadors reals. Estes són les condicions que deuen considerar-se per a un transformador ideal:

• Els devanats primari i secundari tenen resistència zero.
• El fluix produït pels enllaços del devanat primari en el devanat secundari sense cap fluix de fuga.
• Es desprecien les pèrdues del transformador, és dir, les pèrdues del núcleu i del coure.

En un transformador ideal, per l'inducció electromagnètica, les tensions en els devanats són proporcionals a la variació del fluix magnètic que les travessa i al número d'espires del devanat. ya que l'acoplament magnètic dels devanats es considera perfecte, es deduïx que la relació entre les tensions és proporcional a la relació entre el número d'espires dels devanats. D'esta manera:

$\frac{V_P}{V_S}=\frac{N_P}{N_S}\iff V_S=\frac{N_S}{N_P}\cdot V_P$

Se denomina relació de transformación $m$ a la relació de tensiones entre el primario y el secundario. También se puede expresar en función del número d'espires dels devanats.

$m=\frac{V_P}{V_S}=\frac{N_P}{N_S}$

Del misme modo, al no considerarse ningún tipo de pérdidas, la potencia d'entrada en el primario es igual a la potencia de salida en el secundario.

$V_P\cdot I_P=V_S\cdot I_S$

Transformador real

En la pràctica, un transformador ideal no és físicament realisable. Els transformadors reals es diferencien dels ideals en els següents aspectes:

• Els arrollaments o devanats tenen resistència elèctrica i capacitats paràsites.
• En l'interior del núcleu hi ha corrents paràsites o corrents de Foucault.
• El cicle de magnetisació i desmagnetisació del núcleu consumix energia per l'histéresis magnètica.
• L'acoplament magnètic dels devanats no és perfecte, que es traduïx en una inductància o fluix de dispersió.
• la permeabilidad magnètica del núcleu depén de la freqüència.
• la saturació magnètica del núcleu provoca que la inductividad dels devanats no siga constant.
• El núcleu varia llaugerament la seua geometria per la magnetostricció. La resistència dels devanats, la histéresis del núcleu i les corrents paràsites produïxen pèrdues d'energia. Les pèrdues d'energia degudes a la resistència elèctrica dels arrollaments es denominen pèrdues en el coure. Les pèrdues per l'efecte de la histéresis i per les corrents paràsites es denominen pèrdues en el ferro. Les pèrdues en el coure depenen cuadráticamente de la corrent de càrrega del transformador, és dir, del quadrat de l'intensitat de cada arrollament. Les pèrdues en el ferro són pràcticament independents del nivell de càrrega del transformador, pero proporcionals al quadrat de la densitat de fluix magnètic del núcleu. Aixina mateix, les pèrdues per histéresis són proporcionals a la freqüència elèctrica, mentres que les corrents paràsites són proporcionals al quadrat de la freqüència. El fluix magnètic de dispersió provoca que la tensió en el secundari siga un poc menor que en un transformador ideal. La saturació magnètica llimita la freqüència mínima de funcionament o, dit d'un atre modo, donada una freqüència i un número d'espires, llimita la tensió màxima possible del primari. Si se sobrepassen dits llímits i se satura el núcleu, apareixen grans corrents en el primari en poc o cap efecte en la tensió del secundari. La saturació magnètica es pot evitar incrementant el número d'espires en el primari (i per tant també en el secundari) a canvi d'un major volum físic i majors pèrdues en el coure. La saturació magnètica juga també un paper important en la corrent d'inserció; per corrents en el primari vàries voltes la nominal, la saturació evita una sobrecàrrega en el secundari.

Corrent d'inserció

La corrent d'inserció o corrent transitòria de magnetisació és una corrent transitòria que es produïx en el moment de conectar el transformador a la ret. La seua magnitut pot ser de 10 voltes la corrent nominal fins a 100 voltes en casos rars.

Components d'un transformador

Núcleu

Erro al crear miniatura:

La disposició en làmines del núcleu ajuda a reduir les corrents de Foucault.

El núcleu d'un transformador és la zona per la que circula el camp magnètic entre els devanats primari i secundari. Depenent de la finalitat del transformador, pot tindre vàries formes i estar constituït per diferents materials.

Material

El núcleu està format habitualment per vàries chapes o fulls de metal (generalment material ferromagnético) que estan apilades una junt a l'atra, sense soldar, similar als fulls d'un llibre. La funció del núcleu és mantindre el fluix magnètic confinat dins d'ell i evitar que este fluïxca per l'aire favorint les pèrdues en el núcleu i reduint l'eficiència. La configuració per làmines del núcleu laminado es realisa per a reduir les corrents de Foucault i, consegüentment, reduir les pèrdues d'energia en el núcleu. Alguns transformadors no tenen núcleu i se'ls denomina transformadors sense núcleu o en núcleu d'aire. Un núcleu d'aire és essencialment un núcleu sense pèrdues per histéresis o corrents de Foucault. No obstant, l'inductància de dispersió és molt alta, sent inapropiats per a la transmissió de potència. Pel contrari, tenen un ample de banda molt alt i s'ampren freqüentment en aplicacions de radiocomunicació. Dins del concepte de transformadors de núcleu d'aire entren també els sistemes de càrrega inalàmbrica i les bobines de Tesla.

Forma

Núcleu en columnes

Erro al crear miniatura:

Secció d'un transformador trifàsic de columnes.

Al voltant de cada columna s'enrolla un devanat. Una culata superior i una culata inferior tanquen el circuit magnètic del núcleu.

Núcleu acorazar o núcleu envolvente

Ademés de les columnes, dos culatas laterals sense devanats es disponen als costats. Eviten els fluix de dispersió.

Núcleu toroidal

chicotet transformador en núcleu toroidal.

El núcleu consistix en un anell (toroide), normalment de composts artificials de ferrita, sobre el que es bobinan el primari i el secundari. Són més voluminosos, pero el fluix magnètic queda confinat en el núcleu, tenint fluix de dispersió molt reduïts i baixes pèrdues per corrents de Foucault.

Núcleu de gra orientat

Erro al crear miniatura:

Transformador de gra orientat.

El núcleu està format per una chapa de ferro de gra orientat, enrollada sobre sí mateixa, sempre en el mateix sentit, en lloc de les làmines de ferro dolç separades habituals. Presenta pèrdues molt reduïdes, pero és car. La chapa de ferro de gra orientat pot ser també utilisada en transformadors orientats (chapa en I), reduint les seues pèrdues.

Núcleu d'aire

En aplicacions d'alta freqüència s'ampren bobinados sobre un carret sense núcleu o en un chicotet cilindre de ferrita que s'introduïx més o menys en el carret, per a ajustar la seua inductància.

Bobines

Material

Les bobines són generalment de coure enrollado en el núcleu. Segons el número d'espires (regressos) al voltant d'una cama induirà un voltage major. Es juga llavors en el número de regressos en el primari versus les del secundari. En un transformador trifàsic el número de regressos del primari i secundari deuria ser igual per a totes les fases.

Disposició

El devanat primari i secundari se solen enrollar un dins de l'atre. La raó és reduir al màxim l'inductància de dispersió i aprofitar al màxim el núcleu magnètic disponible. Entre els arrollaments és necessari una capa aïllant, ya que abdós funcionen a tensions diferents. Per a evitar tindre gruixa de capa aïllant massa grossos, lo més habitual és trobar el devanat de baixa tensió enrollat sobre el núcleu i el devanat d'alta tensió enrollat sobre el devanat de baixa tensió.

Aïllament

Degut a que les diferents parts elèctriques d'un transformador es troben a distintes tensions, és necessari aïllar-les entre sí per a evitar l'aparició d'arcs elèctrics i conseqüent degradació dels components. Existixen varis tipos d'aïllament en un mateix transformador.

• Aïllament entre arrollament i núcleu - En transformadors d'alta tensió sol ser una làmina de paper impregnada en oli mineral.
• Aïllament entre distints arrollaments - En transformadors d'alta tensió sol ser una làmina de paper impregnada en oli mineral.
• Aïllament entre espires no consecutives d'un mateix arrollament - Dos espires diferents d'un transformador tenen distints nivells de tensió i deuen ser aïllades. En transformadors d'alta tensió pot ser una làmina de paper impregnada en oli mineral o una capa de laca sobre el coure.
• Aïllament entre espires consecutives d'un mateix arrollament - Inclús dos espires consecutives tenen distints nivells de tensió i deuen ser aïllades entre sí. Una fina capa de laca sobre el coure sol fer esta funció.

Atres components

Depenent del tamany i finalitat del transformador, també pot tindre els següents components.

Cambiador de prens

Artícul principal → Cambiador de prens.

El cambiador de prens o derivació és un dispositiu electromecànic que pot ser accionado manualment per a canviar la relació de transformació en un transformador. Típicament, són cinc passos o prens: un d'ells és neutral (representa la relació de transformació nominal) i els atres alteren la relació de transformació en més o menys el 2,5 % i més o menys el 5 % respectivament. Açò ajuda, per eixemple, a corregir la tensió en el secundari si esta cau massa en alguna barra del sistema.

Relé de sobrepresión

És un dispositiu mecànic que nivella l'aument de pressió del transformador que poden fer-ho explotar. No obstant, existixen varis equips que exploten a pesar de tindre este dispositiu. Existixen el relé de pressió súbita per a pressions transitòries i el relé de sobrepresión per a pressions més permanents.

Manovacuometro

Erro al crear miniatura:

Manovacuometro de transformador

Este accessori indica la diferència de pressió entre el gas atrapat entre l'oli del transformador i el seu cuba i la pressió atmosfèrica. S'utilisa exclusivament en transformadors de tanc sagellat en oli, tipo de transformadors que s'utilisen en instalacions no majors a 7500 kVA. La pressió en el gas atrapat entre l'oli i la cuba, sofrix expansió o contracció per les variacions de volum en elíquit aïllant, variacions de temperatura ambiente o en la càrrega pròpia del transformador. Pressions altes negatives o positives poden indicar condicions anormals en els transformadors, com a fuga de gas o ingrés d'elements a la cuba. Este accessori és normalment equipat en alarmes, que permeten detectar valors extrems de pressió positiva o negativa. Permetre pressions extremes en el gas que queda entre l'oli i la cuba pot causar deformacions o ruptura en la cuba. Les alarmes d'este dispositiu es vinculen normalment a atres dispositius de protecció dels transformadors com a vàlvules de consol.

Depòsit d'expansió

En transformadors d'un cert tamany i de refrigeració primària en bany d'oli, s'utilisa un depòsit d'expansió per a absorbir l'aument de volum produït pel calfament del refrigerant.

Relé de Buchholz

Artícul principal → Relé de Buchholz.

En transformadors de gran tamany i refrigeració en bany d'oli, s'utilisa un relé de Buchholz per a detectar fallos del dielèctric (material aïllant entre els arrollaments). Este tipo de fallos generen un arc elèctric en l'interior del transformador que descomponen l'oli. Producte de dita descomposició química, es generen gasos que s'acumulen en el relé de Buchholz, provocant el descens del nivell d'oli. Un interruptor conectat al nivell d'oli dispara les proteccions i alarmes pertinents.

Relés de protecció

Erro al crear miniatura:

Relé de protecció multifuncional per a transformador

En el advenimiento de l'electrònica i de la gran difusió que han tingut els microprocessadors, es troben hui en el mercat distints dispositius que permeten realisar la protecció de transformadors. Hi ha dispositius que incorporen funcions de protecció especialment dissenyades per a transformadors, i que, adicionalment, monitorean canvi en les proteccions electromecàniques incloses en estos; este monitoreo es dona per mig de contactes digitals i es sensa el seu canvi d'obert a tancat, donant com a conseqüència l'obertura dels interruptors associats al transformador, el bloqueig del seu tancament o alarmes. Dins de les funcions incorporades en estos dispositius de protecció, es troben:

1. Sobreexcitació (ANSI 24)
2. Sobretemperatura (ANSI 49)
3. Protecció diferencial de transformador (ANSI 87T)
4. Bloqueig de proteccions per detecció de corrent inrush

Tauler de control

Conté les conexions elèctriques per al control, relés de protecció elèctrica, senyals de control de vàlvules de sobrepresión cap a dispositius de protecció.

Caracterisació d'un transformador

Per als càlculs de circuits o llínees en transformadors, s'utilisa un circuit equivalent que represente el comportament del transformador real. Per a la majoria dels casos, és suficient en que dit circuit equivalent represente el transformador en règim permanent. Per a l'anàlisis de transitoris el circuit equivalent en règim permanent no és suficient i, per lo tant, és necessari realisar ensajos adicionals que duguen a un circuit equivalent més complex. Els ensajos més comuns són:

• Ensaig de buit
• Ensaig de curtcircuit
• Ensage d'aïllament

Erro al crear miniatura:

Circuit equivalent d'un transformador en règim permanent.

Ensaig de buit

Artícul principal → Ensage de buit.

l'ensaig de buit permet determinar l'impedència de buit o impedència d'excitació del transformador i la relació de transformació. L'impedència de buit representa tant l'inductància de magnetisació del núcleu com les pèrdues en el ferro. Abdós se solen considerar independents del nivell de càrrega del transformador.

Ensaig de curtcircuit

Artícul principal → Ensage de curtcircuit.

l'ensaig de curtcircuit permet determinar l'impedència de curtcircuit o impedència en série del transformador. L'impedència de curtcircuit representa les pèrdues en el coure dels devanats, aixina com l'inductància de dispersió i atres inductància paràsites. Depenen del nivell de càrrega del transformador.

Ensaig d'aïllament

S'utilisa un megóhmetro o megger per a medir la resistència elèctrica entre dos parts aïllades del transformador. Servix per a medir l'estat del dielèctric o aïllant entre fases o entre una fase i el chassis del transformador. La mida sol donar valors en l'orde dels megaohmios, valor que es veu reduït si l'aïllant està deteriorat.

Transformador trifàsic

Diagrama fasorial d'un transformador trifàsic en conexionado Dy5.

Els transformadors trifàsics són molt importants ya que estan presents en moltes parts del sistema elèctric. Este tipo de transformadors s'ocupa de l'elevació i reducció de la tensió en diverses parts del sistema elèctric: En generació prop dels generadors per a elevar l'insuficient tensió d'estos, aixina com també en les llínees de transmissió i, per últim, en distribució en a on es distribuïx l'energia elèctrica a voltages menors cap a cases, comerços i indústries. Tots els transformadors des del generador fins a l'entrada a les nostres llars o indústries són transformadors trifàsics. Un transformador trifàsic consta de tres fases desplaçades en 120 graus elèctrics, en sistemes equilibrats tenen igual magnitut. Una fase consistix en un pol positiu i negatiu pel que circula una corrent alterna. Es poden fer transformadors trifàsics de tres formes distintes:

1. Conectant tres transformadors monofàsics
2. Núcleu tipo acorazar
3. Transformador tipo núcleu.

Conexió dels bobinados

Artícul principal → Grup de conexió.

Les diferents formes de conexió dels bobinados trifàsics d'un transformador, rep el nom de grup de conexió. Ademés d'identificar les conexions dels bobinados primari i secundari (en estrela, en triàngul o en zigzag), el grup de conexionado indica el desfasament entre les tensions de llínea primària i secundària, dels sistemes trifàsics vinculats pel transformador. Els grups de conexionado més comunament utilisats en la distribució d'energia elèctrica són Dy5 (primari en triàngul, secundari en estrela, desfasaje 150 graus) i Dy11 (triàngul, estrela, 330 graus), Yy0 (estrela, estrela, 0 graus), Yd11 (estrela, triàngul, 330 graus), entre uns atres. El concepte pràctic de grup de conexionado adquirix rellevància per a realisar una operació segura, durant la posada en paral de transformadors.

Classes de ventilació

Els transformadors de la ret elèctrica manegen un fluix important de potència elèctrica. Per les pèrdues en el coure i en el ferro, els transformadors generen una cantitat important de calor per les pèrdues que cal evacuar. Hi ha diferents tipos de ventilació en un transformador. La ventilació pot ser per:

• Convecció natural (N) - El decorregut refrigerant es mou de manera natural.
• Convecció forçada (F) - El decorregut refrigerant es mou de manera forçada, en una bomba o ventilador.
• Convecció forçada a través d'un refrigerador (D)

El refrigerant a l'interior de l'estant del transformador és de varis tipos:

• Oli, o líquits aïllants en un punt d'inflamació ≤ 300 °C (O de l'anglés Oil).
• Líquits aïllants en un punt d'inflamació > 300 °C (K).
• Líquits aïllants en un punt d'inflamació no mesurable (L).
• Aigua (W, de l'anglés "Water").
• Gas (G, de l'anglés "Gas").
• Aire (A, de l'anglés "Air"). La nomenclatura que designa la ventilació és del tipo XYXY, a on X indica el tipo de refrigerant, I indica la ventilació usada, el primer parell XY es referix al circuit primari de refrigeració i el segon parell XY es referix al circuit secundari. Per eixemple:
• ONAN - Refrigeració primària en oli en convecció natural i refrigeració secundària en aire en convecció natural.
• ONAF - Refrigeració primària en oli en convecció natural i refrigeració secundària en aire en convecció forçada.
• ONWF - Refrigeració primària en oli en convecció natural i refrigeració secundària en aigua en convecció forçada.
• OFAF - Refrigeració primària en oli en convecció forçada i refrigeració secundària en aire en convecció forçada. Quan la calor que es genera en els transformadors per efecte de les pèrdues no s'evacua convenientment es pot produir la destrucció dels materials aïllants dels devanats. Per a evacuar esta calor s'utilisen diferents métodos de refrigeració en funció de la potència nominal del transformador i l'ubicació d'est, com per eixemple:

Si els transformadors són de chicoteta potència (fins a 50 kVA) la refrigeració es realisa aprofitant l'aire que els envol. Per a això es construïx la coberta en unes obertures, en l'objecte de que l'aire puga circular d'una forma natural pels transformadors (ventilació per convecció). En el cas de que esta ventilació no fora suficient, s'afigen ventiladors que forcen la refrigeració del transformador. Si els transformadors són de distribució de mija potència (menys de 200 kVA) se sumergixen en oli mineral o silicona. L'oli transmet la calor del transformador a l'exterior per convecció natural. Ademés, en l'oli es conseguix millorar l'aïllament dels devanats d'alta tensió. Si els transformadors són de distribució de gran potència s'afigen aletes de refrigeració en la coberta exterior del transformador. Ademés es fa circular l'oli calent des de l'interior del transformador cap a dites aletes en la finalitat d'accelerar el procés de refrigeració. Per a transformadors de més potència es poden afegir ventiladors que forcen l'evacuació dels radiadors externs. En els transformadors en oli, est tendix a dilatar-se en els auments de temperatura, per lo que per a evitar sobrepresión es coloca sobre la cuba d'oli un depòsit d'expansió de forma cilíndrica a mig omplir i en contacte en l'exterior per mig d'un orifici. Per a evitar l'entrada d'humitat de l'exterior al depòsit, que podria alterar les qualitats de l'oli, es coloca una espècie de filtre que absorbix la humitat que poguera entrar de l'exterior. Este dispositiu es coneix pel nom de desecador i sol anar dotat de sals absorbents de la humitat, com per eixemple el silicagel. Quan el desecador, en el temps, se satura d'humitat canvia de color, lo que nos indica que cal renovar les substàncies d'absorció. En la finalitat de dotar al sistema de refrigeració per oli d'un sistema de protecció adequat davant una sobrepresión en el circuit, s'instala en el mateix el relé Buchholz. Dit dispositiu es intercala en el circuit de refrigeració entre la cuba i el depòsit d'expansió. En situacions de sobrepresión en el circuit de refrigeració, ben ocasionades per un curtcircuit o per una falta d'aïllament, el relé Buchholz pot desconectar el transformador o provocar una senyal d'alarma, depenent de la gravetat de l'incident. Aixina mateix actua en cas d'un descens ràpit del nivell d'oli provocat per una fuga d'est.

Potències recomanades

Els valors preferits per als transformadors de potències superiors a 20 MVA deurien ser segons la serie R10 donada en la norma ISO3:1973. La série de números preferits són: (...100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, etc.) kVA

Aplicacions

Erro al crear miniatura:

Transformador en la planta de generació Limestone en Manitoba, Canadà

Artícul principal → tipos de transformador.

Varis dissenys d'aplicació específicament elèctrics requerixen una varietat de tipos de transformador. Encara que tots compartixen les característiques bàsiques dels principis del transformador, en el procés de fabricació es realisen algunes modificacions en les seues propietats elèctriques per a certs requeriments d'instalació o aplicacions especials. La gran major part de l'energia elèctrica produïda ha passat a través d'un transformador a mida que aplega al consumidor final.

En el procés de transmissió d'energia elèctrica, els transformadors permeten la transmissió de potència elèctrica a altes tensions, el qual reduïx les pèrdues pel calfament dels cables. Açò permet la viabilitat econòmica a les plantes de generació que es troben a distància dels consumidors elèctrics.

En molts dispositius electrònics, un transformador s'usa per a transformar el voltage del cablejat de distribució a valors adequats per als requeriments del circuit, ya siga directament en la freqüència de la potència o a través d'una font commutada. Els transformadors de senyals i àudio s'usen per a acoplar etapes d'amplificadors i per a acoplar dispositius com a micròfons i gravadores a l'entrada dels amplificadors. Els transformadors d'àudio permeten que els circuits de telefonia duguen una conversació a dos canals a través d'un parell de cables. Un transformador de balun convertix una senyal que està referenciada a terra a una senyal que té tensions balancejades a terra, ya siga entre cables externs o circuits interns. Els transformadors d'aïllament reduïxen la fuga de corrent entre el circuit secundari i són usats en equips mèdics i en obres de construcció. Els transformadors resonantes són usats per a acoplar entre etapes de receptors de radi, o en bobines de Tesla d'alta tensió.

Història

Erro al crear miniatura:

Transformador de Déri, Bláthy i Zipernowsky, 1885, Budapest.

Primers passos: els experiments en bobines d'inducció

El fenomen d'inducció electromagnètica en el que es basa el funcionament del transformador va ser descobert per Michael Faraday en 1831, es basa fonamentalment en que qualsevol variació de fluix magnètic que travessa un circuit tancat genera una corrent induïda, i en que la corrent induïda solament permaneix mentres es produïx el canvi de fluix magnètic. La primera "bobina d'inducció" va ser inventada pel sacerdot Nicholas Joseph Callen en l'Universitat de Maynooth en Irlanda en 1836. Callen va ser un dels primers investigadors en donar-se conte de que quantes més espires hi ha en el secundari, en relació en el bobinado primari, més gran és l'aument de la tensió elèctrica. Els científics i investigadors varen basar els seus esforços en evolucionar les bobines d'inducció per a obtindre majors tensions en les bateries. En lloc de corrent alterna (CA), la seua acció es va basar en un "do&break" mecanisme vibrador que regularment interrompia el fluix de la corrent directa (DC) de les bateries. Entre la década de 1830 i la década de 1870, els esforços per a construir millors bobines d'inducció, en la seua majoria per ensaig i error, varen revelar llentament els principis bàsics dels transformadors. Un disseny pràctic i eficaç no va aparéixer fins a la década de 1880, quan el transformador tindria un paper decisiu en la guerra de les Corrents, en la que els sistemes de distribució de corrent alterna varen triumfar sobre els seus homòlecs de corrent contínua, una posició dominant que mantenen des de llavors. En 1876, l'ingenier rus Pavel Yablochkov va inventar un sistema d'allumenament basat en un conjunt de bobines d'inducció en el qual el bobinado primari es conectava a una font de corrent alterna i els devanats secundaris podien conectar-se a vàries llànties d'arc, del seu propi disseny. Les bobines utilisades en el sistema es comportaven com a transformadors primitius. La palesa va alegar que el sistema podria, “proporcionar suministrament per separat a varis punts d'allumenament en diferents intensitat lluminoses procedents d'una sola font d'energia elèctrica”. En 1878, els ingeniers de l'empresa Ganz en Hongria varen assignar part dels seus recursos d'ingenieria per a la fabricació d'aparats d'allumenament elèctric per a Àustria i Hongria. En 1883, varen realisar més de cinquanta instalacions per a dit fi. Oferia un sistema que constava de dos llànties incandescents i d'arc, generadors i atres accessoris. En 1882, Lucien Gaulard i John Dixon Gibbs varen expondre per primera volta un dispositiu en un núcleu de ferro cridat "generador secundari" en Londres, després varen vendre l'idea a la companyia nortamericana Westinghouse Electric. També este sistema va ser expost en Torí, Itàlia en 1884, a on va ser adoptat per al sistema d'allumenat elèctric.

El naiximent del primer transformador

Entre 1884 i 1885, els ingeniers hongaresos Miksa Déri, Ottó Titusz Bláthy i Károly Zipernowsky, de la companyia Ganz, d'eixe país, varen crear en Budapest el model “DBZ” de transformador de corrent alterna, basat en un disseny de Gaulard i Gibbs (Gaulard i Gibbs solament varen dissenyar un model de núcleu obert). Varen descobrir la fòrmula matemàtica dels transformadors:

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

a on $V_s$ es la tensión en el secundario y $N_s$ es el número d'espires en el secundario;$V_p$ y $N_p$ es corresponen al primari. La seua solicitut de palesa va fer el primer us de la paraula transformador, que havia segut falcada per Ottó Titusz Bláthy. En 1885, George Westinghouse va comprar les paleses del DBZ i les de Gaulard i Gibbs. Elli va encomanar a William Stanley la construcció d'un transformador de tipo ZBD per a us comercial. Este disseny es va utilisar per primera volta comercialment en 1886.

Una atra informació d'interés

El primer sistema comercial de corrent alterna en fins de distribució de l'energia elèctrica que usava transformadors es va posar en operació en 1886 en Great Barington, Massachusetts, en els Estats Units d'Amèrica. En eixe mateix any, l'electricitat es va transmetre a 2000 volts en corrent alterna a una distància de 30 quilómetros, en una llínea construïda en Cerchi, Itàlia. A partir d'esta chicoteta aplicació inicial, l'indústria elèctrica en el món ha recorregut en tal forma, que en l'actualitat és factor de desenroll dels pobles, formant part important en esta indústria el transformador. L'aparat que ací es descriu és una aplicació, entre tantes, derivada de l'inicial bobina de Ruhmkorff o carret de Ruhmkorff, que consistia en dos bobines concèntriques. A una bobina, cridada primari, se li aplicava una corrent contínua provinent d'una bateria, commutada per mig d'un ruptor mogut pel magnetisme generat en un núcleu de ferro central per la pròpia energia de la bateria. El camp magnètic aixina creat variava al compàs de les interrupcions, i en l'atre bobinado, cridat secundari i en moltes més espires, s'induïa una corrent d'escàs valor pero en una força elèctrica capaç de botar entre les puntes d'un chispómetro conectat als seus extrems. També dona orige a les antigues bobines d'ignició de l'automòvil Ford T, que posseïa una per cada bugia, comandades per un distribuïdor que manava la corrent a través de cada una de les bobines en la seqüència correcta.

Vore també

• Autotransformador
• Multiplicador de tensió
• Divisor de tensió
• Cambiador de prens

Referències

• Transformadors - Convertidors: Enciclopèdia CEAC. ISBN 84-329-6004-7
• Transformadors: Ing. Francisco Singer. Editorial H. A. S. A.
• Kuznetsov: 'Fonaments d'Electrotècnia,' Editorial Mir

Enllaços externs

Commons

• Wikimedia Commons alberga contingut multimèdia sobre Transformador.

Commons

• Wikimedia Commons alberga contingut multimèdia sobre Transformador.

Erro al crear miniatura: Transformador en el Viccionari. Tens que especificar títul = i url = al usar {{cita web}}..

• unican. es/rodrigma/PDFs/Trafos.pdf Resum de la teoria dels transformadors de potència de l'Universitat de Cantàbria (Espanya).
• amperis. com/recursos/articulos/medida-resistencia-bobinados-transformadores/ Mida de la resistència de bobinados en transformadors. Artícul didàctic.