¿Qué es la construcción y el funcionamiento del transformador de una sola fase?

Construcción y funcionamiento de un transformador monofásico

Un transformador monofásico es un dispositivo estático que transfiere energía eléctrica de un circuito a otro a través de la inducción electromagnética, con los niveles de voltaje y corriente que se cambian en el proceso. Aquí hay un desglose de su construcción y trabajo:

Construcción:

1. núcleo:

- Típicamente hechos de láminas de acero laminado para reducir las pérdidas de corriente deult.

- Proporciona una ruta de baja reticencia para el flujo magnético.

- Dos tipos:

- Tipo de núcleo: El bobinado rodea el núcleo.

- tipo shell: El núcleo rodea el devanado.

2. Bobinados:

- devanado primario: Conectado a la fuente de voltaje de entrada.

- devanado secundario: Conectado a la carga.

- El número de giros en cada devanado determina la relación de transformación de voltaje.

3. Aislamiento:

- aislamiento entre giros: Entre giros del mismo devanado para evitar cortocircuitos.

- Aislamiento entre ventiladores: Entre los devanados primarios y secundarios para la seguridad y el aislamiento de voltaje.

- bujes: Proporcione aislamiento para los conductores que ingresan y dejan el transformador.

4. tanque:

- Encierra el núcleo y los devanados, llenos de aceite aislante para enfriar y aislamiento.

- Proporciona protección contra la humedad y otros riesgos ambientales.

5. Tanque conservador:

- Conectado con el tanque principal para permitir la expansión y la contracción del aceite debido a los cambios de temperatura.

6. Respiro:

- Permite que el aire ingrese al tanque del conservador para compensar los cambios en el volumen de aceite.

- Contiene gel de sílice para absorber la humedad del aire.

7. Sistema de enfriamiento:

- Los transformadores inmersos en aceite dependen de la convección natural o el enfriamiento de aire forzado.

- Los transformadores más grandes pueden usar radiadores, ventiladores u otros métodos de enfriamiento.

Principio de trabajo:

1. Voltaje de entrada: Cuando se aplica el voltaje de CA al devanado primario, crea un flujo magnético alterno en el núcleo.

2. Inducción electromagnética: El flujo magnético cambiante induce una fuerza electromotriz (EMF) en el devanado secundario, según la ley de inducción electromagnética de Faraday.

3. Voltaje de salida: La magnitud del EMF inducido en el devanado secundario es proporcional a la relación de giros en los devanados primarios y secundarios. Esto determina la transformación de voltaje.

4. Transformación de corriente: La corriente que fluye a través del devanado secundario es inversamente proporcional a la relación de transformación de voltaje. Esto significa que si el voltaje se intensifica, la corriente se reduce y viceversa.

5. Transferencia de potencia: La potencia transferida del devanado primario a la secundaria es casi igual, descuidando las pérdidas.

Tipos de transformadores monofásicos:

- Transformador de paso arriba: Aumenta el voltaje (más giros en el devanado secundario).

- Transformador reducido: Disminuye el voltaje (más giros en el devanado primario).

- Transformador de aislamiento: Proporciona aislamiento eléctrico entre circuitos primarios y secundarios.

Ventajas de los transformadores monofásicos:

- Transferencia de potencia eficiente: Alta eficiencia debido a las bajas pérdidas.

- Transformación de voltaje: Proporciona flexibilidad para ajustar los niveles de voltaje.

- Aislamiento eléctrico: Aislados Circuitos por seguridad.

Desventajas de los transformadores monofásicos:

- Capacidad de manejo de potencia limitada: Los transformadores monofásicos se usan típicamente para aplicaciones de menor potencia.

- caída de voltaje más alta: Más propenso a la caída de voltaje en comparación con los transformadores trifásicos.

Los transformadores monofásicos son componentes esenciales en diversas aplicaciones, incluida la distribución de energía residencial y comercial, dispositivos electrónicos y sistemas industriales. Desempeñan un papel crucial para garantizar la transferencia de potencia segura y eficiente y la regulación de voltaje.