Un transformador es una máquina estática que modifica tensiones alternas mediante inducción electromagnética.
Supongamos que la central eléctrica genera a 20.000V. Para transportarla con menos pérdidas, la subimos a 400.000V. Luego la bajamos a 20.000V en la ciudad, y finalmente a 230V para tu enchufe.
¿Cómo cambiamos el voltaje sin cortar los cables y sin usar electrónica compleja? Usando la inducción magnética que vimos en el Módulo 5.
¿Cómo funciona?
Un transformador consta de tres partes básicas:
- Bobinado Primario: Donde conectamos la entrada (ej: 230V).
- Núcleo Ferromagnético: Un anillo de chapas de hierro que conecta las dos bobinas.
- Bobinado Secundario: Donde conectamos la salida (la carga).
El proceso físico
Metemos Corriente Alterna en el Primario.
Al variar la corriente, se crea un Campo Magnético Variable (Ley de Ampère/Oersted).
El núcleo de hierro “canaliza” ese campo magnético y lo lleva hasta el otro lado.
El Secundario “siente” un campo magnético que cambia dentro de él.
Por la Ley de Faraday, el Secundario genera (induce) su propio voltaje.
El transformador solo funciona con Corriente Alterna (AC). Si le metes Corriente Continua (DC), el campo magnético sería fijo, no habría variación (
La relación de transformación (
En el modelo ideal, la relación entre las tensiones depende del número de espiras (
Es una regla de tres simple:
- 𝑉₁, 𝑁₁: Voltaje y vueltas del Primario.
- 𝑉₂, 𝑁₂: Voltaje y vueltas del Secundario.
- 𝑚: Relación de transformación.
Ejemplo práctico
Queremos bajar de 230V a 12V (un transformador de halógenos).
- Si el primario tiene 1000 vueltas.
- ¿Cuántas vueltas necesita el secundario?
Si ponemos menos vueltas a la salida, el voltaje baja (Reductor). Si ponemos más vueltas a la salida, el voltaje sube (Elevador).
Conservación de la potencia
Si usamos un transformador para subir el voltaje de 10V a 1000V… ¿hemos creado energía de la nada? Obviamente no.
La Potencia se mantiene constante (idealmente):
Esto implica una ley fundamental:
Si el Voltaje SUBE, la Intensidad BAJA proporcionalmente.
Si multiplicas el voltaje por 10, la corriente disponible se divide por 10.
En un transformador real, la potencia de salida es algo menor por las pérdidas en el cobre y el núcleo.
Aislamiento galvánico
Aparte de cambiar voltajes, el transformador tiene una función de seguridad crítica: No hay conexión eléctrica entre la entrada y la salida.
Los electrones del enchufe de 230V nunca tocan tu móvil. La energía pasa a través del magnetismo. Esto se llama Aislamiento Galvánico.
¿Por qué es importante?
- Protección: Si hay un cortocircuito brutal en la red de alta tensión, el pico no pasa directamente a tu equipo (aunque el campo magnético sí podría inducir un pico, no hay paso directo de corriente).
- Referencias Flotantes: El secundario no tiene referencia a Tierra a menos que tú se la des. Si tocas un solo cable del secundario de un transformador de aislamiento 1:1, no te da corriente, porque no hay camino de retorno a tierra.
