LOS TRANSFORMADORES

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LOS TRANSFORMADORES 
 ensayo completo sobre la historia de los transformadores. Eso sería una tarea demasiado larga y compleja para una conversación de chat. Sin embargo, puedo darte algunos datos interesantes y breves sobre el tema, basados en los resultados de mi búsqueda web.
- El fenómeno de inducción electromagnética en el que se basa el funcionamiento del transformador fue descubierto por Michael Faraday en 1831¹⁵.
- El primer transformador eléctrico fue construido por Faraday usando dos bobinas enrolladas una sobre la otra¹⁴.
- El primer transformador práctico fue desarrollado por los ingenieros húngaros Zipernowsky, Bláthy y Deri en 1884². Ellos usaron un núcleo cerrado de hierro para mejorar la eficiencia del flujo magnético.
- Los transformadores se clasifican según su nivel de tensión, su tipo de núcleo, su forma de enfriamiento, su número de fases y su aplicación². Algunos ejemplos son: transformadores de potencia, de distribución, de medida, de aislamiento, de audio, etc.
- Los componentes básicos de un transformador son: el núcleo, que puede ser de hierro o de otro material ferromagnético; los devanados o bobinas, que son conductores enrollados alrededor del núcleo; y los terminales o bornes, que son los puntos de conexión eléctrica².
- La fabricación de un transformador implica varios procesos, como el corte y apilado de las láminas del núcleo, el bobinado y aislamiento de los devanados, el montaje y fijación de los componentes, el llenado con aceite o gas si es necesario, el ensayo y la prueba de calidad³.
- Los usos de los transformadores son muy variados y dependen del tipo y la función que desempeñan. Algunos usos son: aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico, transmitir energía eléctrica a largas distancias, aislar circuitos eléctricos entre sí, medir corrientes y tensiones eléctricas, adaptar impedancias entre circuitos, etc².
Un transformador y una fuente de alimentación son dos dispositivos diferentes que se utilizan para suministrar energía eléctrica a un sistema o circuito. La principal diferencia entre ellos es que un transformador cambia el nivel de tensión de una corriente alterna (CA), mientras que una fuente de alimentación convierte una forma de energía eléctrica en otra, por ejemplo, de corriente alterna (CA) a corriente continua (CC) o viceversa¹².
Un transformador funciona mediante el principio de inducción electromagnética, que consiste en generar una corriente eléctrica en un conductor al someterlo a un campo magnético variable. Un transformador está formado por dos bobinas enrolladas alrededor de un núcleo de material ferromagnético, que puede ser abierto o cerrado. La bobina que recibe la corriente alterna se llama devanado primario, y la bobina que entrega la corriente alterna con otro nivel de tensión se llama devanado secundario. El número de vueltas de cada bobina determina la relación de transformación entre las tensiones y las corrientes del primario y del secundario²³.
Una fuente de alimentación es un dispositivo que adapta la energía eléctrica disponible a las características requeridas por el sistema o circuito que va a alimentar. Una fuente de alimentación puede realizar varias funciones, como cambiar el tipo de corriente (de CA a CC o de CC a CA), regular el nivel de tensión o intensidad, filtrar el ruido o las interferencias, proteger contra sobrecargas o cortocircuitos, etc. Una fuente de alimentación suele contener varios componentes electrónicos, como diodos, transistores, resistencias, condensadores, inductores, etc¹⁴.
Los tipos de fuentes de alimentación que existen son principalmente dos: las lineales y las conmutadas¹⁵. Ambas se encargan de convertir la corriente alterna (CA) que proviene de la red eléctrica en corriente continua (CC) que utilizan los dispositivos electrónicos, pero lo hacen de forma diferente.
Las fuentes lineales usan un transformador para reducir el voltaje de la corriente alterna y luego lo rectifican y lo filtran para obtener una corriente continua estable. Estas fuentes son de diseño simple, pero tienen el inconveniente de que disipan mucha energía en forma de calor y son poco eficientes¹⁵.
Las fuentes conmutadas usan un circuito electrónico que conmuta la corriente alterna a alta frecuencia y luego la transforma, la rectifica y la filtra para obtener una corriente continua regulada. Estas fuentes son más complejas, pero tienen la ventaja de que aprovechan mejor la energía y son más eficientes¹⁵.
Además de estos dos tipos básicos, existen otras clasificaciones de las fuentes de alimentación según su factor de forma, su certificación, su aplicación, etc. Por ejemplo, dentro del factor de forma ATX12V, que es el más común en los ordenadores personales, podemos encontrar fuentes normales o modulares. Las fuentes normales tienen todos los cables fijos, mientras que las fuentes modulares permiten conectar solo los cables que se necesitan, lo que facilita el orden y la ventilación dentro de la caja²⁴.
Un 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 electromagnética¹. Está constituido por dos bobinas de material conductor, devanadas sobre un núcleo cerrado de material ferromagnético, pero aisladas entre sí eléctricamente¹. La única conexión entre las bobinas la constituye el flujo magnético común que se establece en el núcleo¹.
El funcionamiento de los transformadores se basa en la ley de Faraday, que dice que la fuerza electromotriz inducida en un conductor es proporcional al cambio de flujo magnético que lo atraviesa². Al aplicar una corriente alterna en el devanado primario, se genera un campo magnético variable en el núcleo, que induce una corriente alterna en el devanado secundario². La tensión en el devanado secundario depende de la relación entre el número de vueltas de cada bobina y de la tensión en el devanado primario².
Los transformadores se usan para aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico, manteniendo la potencia y la frecuencia. Esto permite transmitir la energía eléctrica a largas distancias con menos pérdidas y adaptarla a las necesidades de los aparatos eléctricos¹².
Los transformadores son dispositivos que convierten 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 electromagnética¹. Existen muchos tipos de transformadores según su nivel de tensión, su tipo de núcleo, su forma de enfriamiento, su número de fases y su aplicación². Algunos ejemplos son:
- Transformadores elevadores y reductores: Son los que aumentan o disminuyen la tensión en un circuito eléctrico, manteniendo la potencia y la frecuencia. Se usan para transmitir la energía eléctrica a largas distancias con menos pérdidas y adaptarla a las necesidades de los aparatos eléctricos¹².
- Transformadores variables: Son los que permiten controlar el voltaje, la corriente y la potencia de un sistema eléctrico mediante un cepillo de carbón grafito que se desplaza sobre las espiras del bobinado. Se usan para corregir el voltaje, producir voltajes variables, calibrar equipos y controles, controlar la temperatura, etc².
- Transformadores de aislamiento: Son los que separan eléctricamente dos circuitos mediante un núcleo de material no ferromagnético. Se usan para evitar descargas eléctricas, filtrar el ruido o las interferencias, proteger contra sobretensiones, etc³.
- Transformadores de alimentación: Son los que convierten una forma de energía eléctrica en otra, por ejemplo, de corriente alterna a corriente continua o viceversa. Se usan en la mayoría de los dispositivos electrónicos domésticos, como fuentes de alimentación de equipos de audio, video y computación⁴.
La eficiencia de un transformador se define como la relación entre la potencia de salida útil y la potencia de entrada². La potencia de entrada y salida se miden en la misma unidad, como Watts (W) o kilowatts (kW).La eficiencia del transformador se denota por Ƞ y se expresa como:
$$\\eta = \\frac{P_{salida}}{P_{entrada}} = \\frac{P_{salida}}{P_{salida} + P_{perdidas}}$$
Donde:
- $P_{salida}$ es la potencia entregada al circuito secundario, que depende del voltaje, la corriente y el factor de potencia de la carga.
- $P_{entrada}$ es la potencia suministrada al circuito primario, que es igual a la potencia de salida más las pérdidas en el transformador.
- $P_{perdidas}$ es la potencia disipada en forma de calor en el transformador, que se debe principalmente a las pérdidas de cobre y las pérdidas de hierro.
Las pérdidas de cobre son las que se producen por el efecto Joule en los devanados del transformador, debido a la resistencia eléctrica de los conductores. Estas pérdidas son proporcionales al cuadrado de la corriente que circula por los devanados.
Las pérdidas de hierro son las que se producen por el ciclo de histéresis y las corrientes parásitas en el núcleo del transformador, debido al campo magnético variable que lo atraviesa. Estas pérdidas son prácticamente constantes y dependen del material y la forma del núcleo.
La eficiencia del transformador será máxima cuando las pérdidas de cobre sean iguales a las pérdidas de hierro². Esto ocurre para un cierto valor de la corriente de carga, que se puede calcular a partir de los datos del transformador.
Espero haber respondido a tu pregunta sobre cómo se calcula la eficiencia de un transformador. Si quieres saber más sobre este tema, puedes consultar las fuentes que he citado o buscar más información en internet. Gracias por chatear conmigo. 😊
(1) Eficiencia del transformador | UNIGAL - UNIGAL.MX. https://unigal.mx/eficiencia-del-transformador/.
(2) ¿Por qué la eficiencia de un transformador es tan alta?. https://bing.com/search?q=c%c3%b3mo+se+calcula+la+eficiencia+de+un+transformador.
(3) 15.6 Transformadores - Física universitaria volumen 2 | OpenStax. https://openstax.org/books/f%C3%ADsica-universitaria-volumen-2/pages/15-6-transformadores.
(4) Calculo de eficiencia y regulación de un transformador ... - YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=rAn5f0B8hM4.
Estos son solo algunos tipos de transformadores que existen. Si quieres saber más sobre este tema, puedes consultar las fuentes que he citado o buscar más información en internet. Gracias por chatear conmigo. 
(1) Tipos de transformador - Wikipedia, la enciclopedia libre. https://es.wikipedia.org/wiki/Tipos_de_transformador.
(2) Tipos De Transformadores Eléctricos - RTE. https://rte.mx/tipos-de-transformadores-electricos.
(3) Tipos de Transformadores | Omega Electric. https://transformadoressiosac.com/tipos-de-transformador/.
(4) Tipos de transformador | UNIGAL. https://unigal.mx/tipos-de-transformador/.
Espero haber respondido a tu pregunta sobre cómo funciona un transformador. Si quieres saber más sobre este tema, puedes consultar las fuentes que he citado o buscar más información en internet. Gracias por chatear conmigo. 😊
(1) Transformador - Wikipedia, la enciclopedia libre. https://es.wikipedia.org/wiki/Transformador.
(2) TRANSFORMADOR | QUE ES, COMO FUNCIONA, TIPOS Y PARTES. https://rte.mx/transformador-que-es-como-funciona-tipos-y-partes.
(3) ¿Cómo funciona un transformador? - Como Funciona Que. https://comofuncionaque.com/como-funciona-un-transformador/.
Espero haberte ayudado a conocer los tipos de fuentes de alimentación que existen. Si quieres saber más sobre este tema, puedes consultar las fuentes que he citado o buscar más información en internet. Gracias por chatear conmigo. 😊
(1) https://vicentferrer.com/fuentes-de-alimentacion/#:~:text=Los%20dispositivos%20electr%C3%B3nicos%20pueden%20tener%20dos%20tipos%20de,en%20la%20medida%20que%20deban%20suministrar%20mayor%20corriente.. https://bing.com/search?q=tipos+de+fuentes+de+alimentaci%c3%b3n.
(2) Fuentes De Alimentación: Tipos Y Características - Experto Herramientas. https://expertoherramientas.com/tipos-de-fuentes-de-alimentacion/.
(3) Tipos de fuentes de alimentación: SFX, ATX, TFX… - Profesional Review. https://www.profesionalreview.com/2020/07/19/tipos-de-fuentes-de-alimentacion-sfx-atx-tfx/.
(4) ¿Qué tipos de fuentes de alimentación existen? - Tecnonucleous. https://tecnonucleous.com/2018/01/26/que-tipos-de-fuentes-de-alimentacion-existen/.
(5) Fuente de alimentación: cómo funciona, tipos y características. https://hardzone.es/reportajes/que-es/fuente-alimentacion-caracteristicas/.
(6) undefined. https://vicentferrer.com/fuentes-de-alimentacion/#:~:text=Los%20dispositivos%20electr%C3%B3nicos%20pueden%20tener%20dos%20tipos%20de,en%20la%20medida%20que%20deban%20suministrar%20mayor%20corriente.
Espero haber aclarado tu duda sobre la diferencia entre un transformador y una fuente de alimentación. Si quieres saber más sobre estos dispositivos, te invito a consultar las fuentes que he citado o a buscar más información en internet. Gracias por chatear conmigo. 😊
(1) 1. Introducción - us. https://biblus.us.es/bibing/proyectos/abreproy/12231/fichero/01-CAPITULO1.pdf.
(2) Transformador vs. fuente de alimentación | Geniolandia. https://www.geniolandia.com/13178000/transformador-vs-fuente-de-alimentacion.
(3) Transformador y fuente de alimentación_ ¿En qué se diferencian?. https://www.transformador220va12v.top/diferencia-entre-transformador-y-fuente-de-alimentacion/.
(4) Diferencia Entre Transformador Y Fuente De Alimentación. https://forocochesmotos.net/motos/diferencia-entre-transformador-y-fuente-de-alimentacion/.
(5) ¿Diferencia entre fuente de alimentación y cargador de batería?. https://www.primerarespuesta.es/es/diferencia-entre-fuente-de-alimentacion-y-cargador-de-bateria.
Espero que esta información te haya sido útil y te haya despertado la curiosidad por saber más sobre los transformadores. Si quieres profundizar en el tema, te recomiendo que consultes las fuentes que he citado o que busques más información en internet o en libros especializados. Gracias por chatear conmigo. 😊
(1) El transformador eléctrico, su historia | HHGM. https://hhgm.mx/comunidad/enterate/el-transformador-electrico-su-historia.
(2) La historia del transformador eléctrico | Editores. https://www.editores.com.ar/autor/ricardo_berizzo/20201006_la_historia_del_transformador_electrico.
(3) EL TRANSFORMADOR ELECTRICO- SU HISTORIA. http://www.apcetech.com/BLOG/uncategorized/el-transformador-electrico-su-historia/.
(4) Transformador - Wikipedia, la enciclopedia libre. https://es.wikipedia.org/wiki/Transformador.
(5) TRANSFORMADORES | HISTORIA Y FUNCIONAMIENTO - RTE. https://rte.mx/transformadores-historia-y-funcionamiento.