Transformadores

Transformadores:

La idea básica a la hora de diseñar una bobina, es delimitar mediante un conductor una superfície (espira), hacer que en ella circule una corrente vaiable, y reforzar éste fenómeno con más espiras.

Hay muchas formas de conseguirlo, por ejemplo mediante un devanado en una estructura toroidal, o en una estructura solenoidal, incluso hay bonbinas no solenoidales.

Un fenómeno muy relevante y con muchas aplicaciones, es el acoplamiento magnético.

Éste, se basa en bobinas cuyos flujos se conectan, debido a que están situadas de modo que la geometría lo permita. Por ejemplo si se situan en el mismo toroide, o devanadas en série en el mismo solenoide (colineales), etc.

Si conectamos dos bobinas en el mismo toroide, y hacemos circular correinte en los terminales de la primera, se va a inducir una diferencia de potencial entre los terminales de la segunda, aunque en teoria se haya inducido directamente corriente en ésta. Esto es lo que se conoce como un transformador.

Para analizar circuitalmente dicho fenómeno, se entiende el transformador real, como la bobina L1 del primario, en serie con un elemento transformador ideal, que simplemente se caracteriza con su parametro n, n = N1/N2.

Por ejemplo, si tenemos un circuito con una resistencia R, en paralelo a la derecha de un transformador, representamos el transformador como la inductancia L1, y el simbolo del transformador ideal. Podemos analizar el circuito, pasando esa resistencia ahora con valor n^2·R, a la izquierda, y eliminando el símbolo del transformador ideal. Por otro lado, al tener un transformador, se pierde amplitud en Vo = Vo/n.

El transformador puede ser usado tanto como para obtener tensiones inferiores, como multiplicador de impedáncias, o como detector de metales en el paso de vehículos.

Para evitar la degradación del pico de resonancia Q, debido a la resistencia interna de las bobinas, es posible realizar el transformador mediante una solución capacitiva.

Transformaciones serie-paralelo de una resistencia con un condensador;

Rp y Cp, entendidos como una resistencia en paralelo con un condensador, se pueden transformar en una resistencia en serie con un condensador y viceversa.

Rs = 1/(RpCp^2w^2)
Cs = Cp

Rp = 1/(RsCs^2w^2)

Cp = Cs

Autotransformador:

El autotransformador, se trata de una toma intermadia en un único devanado de una bobina.

Con un número total de espiras N = N1+N2, y por lo tanto el parámetro n del autotransformador, es (N1+N2)/N1 = N/N1. Seguidamente, el autotransformador se puede analizar como el transformador real.