Transformador elevador y reductor son dispositivos eléctricos que transfieren energía entre circuitos sin piezas móviles, al tiempo que modifican el nivel de tensión según sea necesario. Ajustan la tensión de entrada (primaria) a un valor distinto en el lado de salida (secundario) para que la energía pueda transmitirse con eficacia y utilizarse con seguridad.
A paso a paso El transformador eleva la tensión de entrada y suministra esta tensión más alta a la carga. Se utiliza cuando la energía de baja tensión de los generadores debe elevarse a alta tensión para una transmisión eficaz a larga distancia, porque la transmisión a alta tensión reduce las pérdidas en las líneas. En los países donde la electricidad se genera en torno a los 11 kV, como en la India en muchas centrales, los transformadores elevadores de las estaciones generadoras aumentan este nivel para la transmisión.
Por tanto, un transformador elevador está asociado principalmente al lado de transmisión del sistema eléctrico. Prepara la energía generada para su transporte por redes de transmisión de alta tensión, de modo que pueda suministrarse a largas distancias con pérdidas mínimas.
A reductor hace lo contrario: reduce la alta tensión a un nivel inferior que los usuarios finales y los aparatos puedan manejar con seguridad. Los circuitos de distribución domésticos típicos pueden transportar unos 230 V o 110 V, pero muchas cargas individuales, como la electrónica de bajo voltaje o los circuitos de control, pueden necesitar tensiones más cercanas a los 16 V. Los transformadores reductores bajan la tensión de la alimentación para adaptarla a las necesidades de cada aparato.
En los hogares y las empresas, distintas partes del sistema eléctrico funcionan a menudo a la misma frecuencia pero requieren tensiones diferentes. Por eso, los Serie DT/ST DT-100VA a DT-10KVA Transformador elevador y reductor se incorporan a muchos aparatos para proporcionarles la tensión exacta que necesitan. Estos transformadores pueden diseñarse para alimentación monofásica o trifásica, según el sistema de alimentación y la aplicación. En general, los transformadores elevadores y reductores se fabrican en varias configuraciones para que puedan satisfacer las necesidades eléctricas y de seguridad específicas de cada instalación.
A Serie STU STU-100VA a STU-5000VA Transformadores elevadores y reductores funciona por inducción electromagnética, utilizando dos bobinados separados enrollados alrededor de un núcleo magnético común. El campo magnético cambiante del núcleo enlaza estos devanados y permite transferir tensión y corriente de un lado al otro sin contacto eléctrico directo.
Un transformador tiene dos bobinas principales:
Ambos devanados se colocan sobre un núcleo de hierro común, pero los hilos nunca se tocan. El núcleo está formado por finas piezas apiladas de material magnético blando (laminaciones). Esta estructura laminada reduce la pérdida de energía en el interior del núcleo cuando cambia el campo magnético, lo que ayuda a evitar el sobrecalentamiento y los daños en el material del núcleo.
Cuando se conecta una fuente de alimentación de CA al devanado primario, circula por él una corriente alterna. Esta corriente crea un campo magnético cambiante en el núcleo de hierro. Parte de este campo magnético atraviesa el devanado secundario. Como el campo cambia, induce una tensión en el devanado secundario por inducción mutua.
Si se conecta una carga al lado secundario, esta tensión inducida hace que fluya una corriente en el circuito secundario. De este modo, se transfiere potencia del primario al secundario a través del campo magnético del núcleo, aunque los devanados estén eléctricamente aislados.
La tensión a cada lado del transformador depende del número de vueltas de alambre que tenga cada bobinado. La relación básica es:
Dónde:
Si el secundario tiene más espiras que el primario, el transformador aumenta la tensión (step-up). Si el secundario tiene menos espiras, reduce la tensión (step-down).
Un transformador elevador aumenta la tensión en su salida y reduce la corriente, manteniendo la misma potencia en ambos lados. Para ello, utiliza más vueltas de alambre en el devanado secundario que en el primario.
En un transformador elevador, el número de espiras del devanado secundario es mayor que el del primario. Esto da:
Toma, y son las tensiones primaria y secundaria, y son las espiras primaria y secundaria, y y son las corrientes primaria y secundaria. El aumento de la tensión viene acompañado de una disminución de la corriente, de modo que la potencia de entrada y de salida (idealmente) permanecen iguales.
Como la potencia se conserva (sin tener en cuenta las pérdidas), cuando la tensión aumenta, la intensidad debe disminuir. Por eso, un transformador elevador siempre reduce la intensidad en el secundario con respecto al primario.
El grosor del hilo del bobinado depende de la corriente que deba transportar con seguridad. El devanado primario de un transformador elevador transporta una corriente mayor que el secundario, por lo que utiliza un hilo de cobre más grueso y bien aislado. El secundario transporta menos corriente a mayor tensión, por lo que se utiliza un hilo de cobre más fino y bien aislado.
Los transformadores suelen tener una potencia aparente, expresada en kVA (kilovoltios-amperios), que es el producto de la tensión y la corriente. Este valor indica la carga que puede soportar el transformador sin sobrecalentarse ni sufrir daños.
Consideremos un transformador con una relación de vueltas de 1:10 (primario:secundario), alimentado con 10 V en el lado primario:
Utilizando la fórmula:
Así que la tensión secundaria es diez veces la primaria.
Un transformador reductor disminuye la tensión de salida al tiempo que aumenta la corriente de salida, de modo que la potencia total en ambos lados se mantiene (idealmente) igual. Para ello, utiliza menos vueltas de alambre en el devanado secundario que en el primario.
En un transformador reductor, la bobina secundaria tiene menos vueltas que la primaria, por lo que:
Toma, y son las tensiones primaria y secundaria, y son las vueltas en el primario y el secundario, y y son las corrientes primaria y secundaria. Cuando se reduce la tensión en el secundario, aumenta la corriente, de modo que la potencia (sin tener en cuenta las pérdidas) permanece prácticamente constante.
Dado que la potencia se conserva aproximadamente, la disminución de la tensión en la salida significa que la corriente debe aumentar. Por esta razón, un transformador reductor siempre aumenta la corriente en el secundario en comparación con el primario.
En un transformador reductor, el devanado secundario transporta más corriente que el primario. Por eso, en el secundario se utiliza un hilo de cobre grueso y aislado para manejar con seguridad la corriente más alta, mientras que en el primario se utiliza un hilo aislado más fino.
Los transformadores reductores se utilizan ampliamente como transformadores de baja tensión, por ejemplo en iluminación paisajística y otras aplicaciones en las que la tensión de red debe reducirse a un nivel más seguro.
Consideremos un transformador con una relación de vueltas de 100:1 (primario:secundario), alimentado con 10 V en el primario:
Usando la relación:
Así, la tensión secundaria es 100 veces menor que la primaria.
Si su empresa busca soluciones de transformadores elevadores y reductores, póngase en contacto con nosotros hoy mismo para solicitar un catálogo de productos o un presupuesto adaptado a sus necesidades.
Una sola transformador puede realizar tanto la función de transformador elevador como la de transformador reductor; la función depende únicamente del bobinado que se utilice como lado de entrada. Cuando alimentas el devanado de baja tensión, actúa como transformador elevador, y cuando alimentas el devanado de alta tensión, se comporta como transformador reductor.
Transformador elevador y reductor desempeñan un papel vital en los sistemas eléctricos modernos al ajustar de forma segura y eficaz los niveles de tensión para la transmisión y el uso cotidiano. Los transformadores elevadores aumentan la tensión y reducen la corriente para minimizar las pérdidas de energía en largas distancias, lo que hace que la transmisión de alta tensión sea práctica y económica. Por el contrario, los transformadores reductores reducen las altas tensiones de transmisión a niveles más seguros, aumentan la corriente según sea necesario y suministran la tensión exacta que necesitan los hogares, las empresas y los dispositivos individuales.
Ambos Transformadores elevadores y reductores se basan en el mismo principio de inducción electromagnética y difieren principalmente en la forma en que se conectan los devanados y se diseñan para manejar la corriente. Juntos garantizan que la electricidad generada en las centrales eléctricas pueda transportarse por vastas redes y adaptarse con precisión a las necesidades de equipos electrónicos sensibles y electrodomésticos comunes.
Un u003cstrongu003eTransformador elevador y reductoru003c/strongu003e funciona por inducción mutua, según la cual una bobina portadora de corriente produce un campo magnético proporcional y viceversa.
El mismo tipo de transformador puede utilizarse para ambos fines. La función de un transformador depende de cómo se instale en un circuito.
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