El transformador ideal

EL TRANSFORMADOR IDEAL

-  En Vacío

Para analizar un transformador, vamos a iniciar su estudio suponiendo que el mismo es ideal, por lo que debe presentar las siguientes características:
• Las bobinas primaria y secundaria no tienen resistencia óhnmica.
• Todo el flujo magnético se encuentra en el núcleo de láminas de acero.
• El núcleo no tiene reluctancia.
• El núcleo no tiene pérdidas por corrientes parásitas ni por histéresis.

Si al transformador en estudio lo alimentamos desde su bobinado primario, por medio de una fuente de tensión alterna sinusoidal de la forma:

u1 = Umáx. sen ωt 

En el núcleo se originará un flujo magnético (Φ), en correspondencia con dicha tensión, de acuerdo a la siguiente expresión:

 U1 = 4,44 N1 f Φ 

Como en este análisis, en el secundario no se encuentra ninguna carga, por lo cual no habrá circulación de corriente y dado que la reluctancia del núcleo la consideramos de valor cero, por el bobinado primario no es necesario que circule corriente ó sea:

 N1 I1 = Φ . ℜ = 0 Fuerza magnetomotriz = Flujo x reluctancia 

Este flujo magnético, también variable en el tiempo, dará lugar a que se induzcan fuerzas electromotrices en los bobinados, cuyos valores, serán de acuerdo a la ley de Faraday, a la polaridad asignada a dicha fuerzas electromotrices como positivas, y en función del sentido en que se realizan los bobinados las siguientes:

- Con carga

Si al transformador anterior le colocamos una carga en su secundario, aparecerá una corriente en el secundario y otra en el primario

 Como analizamos un transformador ideal en el cual no hay pérdidas, la potencia que se consume en la carga, es la misma que suministra la fuente, por lo que se cumple:
 P1 = P2 = U1 I1 cos ϕ = U2 I2 cos ϕ S1 = S2 = U1 I1 = U2 I2 de la cual surge:


I2/I1= N1/N2= a

Al mismo resultado podemos llegar, teniendo en cuenta las fuerzas magnetomotrices presentes en el circuito magnético. Si recorremos el circuito magnético, en sentido horario, en el bobinado primario, tenemos una fuerza magnetomotriz cuyo valor es N1 I1 y en el bobinado secundario N2 I2 pero en sentido contrario, y dado que se considera el núcleo ideal se cumple:

N1 I1 - N2 I2 = 0 o sea que:
N1 I1 = N2 I2 obtenemos:

I2/I1= N1/N2= a

Ver Presentación: El transformador ideal

Ver video: Construcción de un transformador