El uso de los transformadores en el campo doméstico como industrial es de gran importancia ya que con ellos podemos cambiar la amplitud del voltaje aumentando la para que sea más económica la transmisión y luego disminuyendo la para una operación segura en los equipos eléctricos.
Existen dos tipos de electricidad ac/dc pero los transformadores solo pueden funcionar con ac o corriente alterna, cuando conectamos un generador de ac a un circuito de cable cerrado una corriente podrá fluir a través de este cable y la dirección de la corriente se alternará hacia atrás y hacia adelante con la rotación del generador y la alternancia significa que la corriente alcanza su punto máximo y mínimo durante el ciclo que le da su patrón de onda sinusoidal el cual podemos comprobar al conectarlo a un osciloscopio.
Ahora puedes pensar en esto como la marea del mar cuando cambia de dirección y alcanza su punto máximo y mínimo a medida que la corriente fluye a través del cable emitirá un campo magnético si pasamos corriente continua de ese a través del cable el campo magnético se mantendrá constante pero si pasamos corriente alterna ac a través del cable entonces el campo magnético aumentará y disminuirá en fuerza y ésta cambiará la polaridad a medida que la corriente cambie de dirección si colocamos varios cables juntos y pasamos corriente a través de ellos los campos magnéticos se combinarán para crear un campo magnético más fuerte si luego envolvemos el cable en una bobina el campo magnético se volverá aún más fuerte si ahora colocamos una segunda bobina muy cerca de la primera bobina y posteriormente pasamos corriente alterna ac a través de la primera bobina entonces el campo magnético que se crea inducida a una corriente en la segunda bobina y esta fuerza magnética empujará y tirará de los electrones obligándolos a moverse el componente clave aquí es que el campo magnético está cambiando tanto de polaridad como de intensidad es cambio en la intensidad y la dirección del campo magnético perturba constantemente los electrones libres en una bobina secundaria y esto nos obliga a moverse este movimiento se conoce como fuerza electromotriz o ENF.
La fuerza electromotriz no ocurre cuando pasamos corriente continua a través de la bobina primaria y eso se debe a que el campo magnético es constante por lo que los electrones no se ven obligados a moverse la única vez que se produce un ENF es muy brevemente cuando el circuito primario está abierto y cerrado o cuando el voltaje aumenta o disminuye y eso es porque estas acciones dan como resultado un cambio en el campo magnético por lo tanto usamos corriente alterna ya que este cambio ocurre constantemente.
Ahora el problema con esta configuración es que una gran parte del campo magnético del lado primario se está desperdiciando porque no está dentro del rango de la bobina secundaria entonces para arreglar esto los ingenieros y técnicos colocan un núcleo de material ferromagnético como el hierro en un bucle entre las bobinas primaria y secundaria ahora este bucle guía el campo magnético a lo largo de un camino hacia la bobina secundaria de modo que compartirán el campo magnético y esto hace que el transformador sea mucho más eficiente el uso de un núcleo de hierro no es una solución perfecta algo de energía se perderá a través de algo conocido como corrientes de foco donde la corriente se hincha alrededor del núcleo y esto calienta el transformador y esto significa que la energía se pierde en forma de calor para reducir esto utilizan láminas de hierro laminado para formar el núcleo y esto reduce en gran medida las corrientes de fuco.
Los transformadores son fabricados para ser transformadores elevadores o reductores y éstos se utilizan para aumentar o disminuir el voltaje simplemente usando diferente número de vueltas dentro de la bobina en un lado secundario en un transformador elevador el voltaje aumenta en la bobina secundaria y esto significará que la corriente disminuirá, pero no te preocupes mucho en este momento acerca de por qué ocurre eso para aumentar el voltaje en un transformador elevador solo necesitamos agregar más vueltas a la bobina en el lado secundario que en el lado primario. En un transformador reductor el voltaje disminuye en la bobina secundaria lo que significa que la corriente aumenta para hacer esto solo usamos menos vueltas en la bobina en el lado secundario en comparación con el lado primario.
Por ejemplo, una central eléctrica necesita transportar la electricidad que se genera a una ciudad a cierta distancia la central utilizará un transformador elevador para aumentar el voltaje y reducir la corriente ya que esto reducirá las pérdidas de la transmisión por el largo recorrido de los cables luego una vez que llegue a una ciudad será necesario un reductor para que sea seguro y utilizable por edificios y hogares por lo que será necesario un transformador reductor.
Los transformadores para edificios comerciales y centrales eléctricas suelen tener una configuración trifásica estos transformadores trifásicos se pueden hacer a partir de tres transformadores separados que están conectados entre sí o se pueden construir en una unidad grande con un núcleo de hierro compartido.
En esta configuración las bobinas normalmente se asentarán de forma concéntrica entre sí con una bobina de voltaje más alto en el exterior y la bobina de voltaje más bajo en el interior ahora estas bobinas están aisladas entre sí de modo que solo el campo magnético pasará entre las dos bobinas para conectar los dos lados hay muchas configuraciones diferentes pero una de las más utilizadas es conectar las bobinas en una configuración conocida como triángulo estrella también es denominada delta estrella esto se refiere a que el lado primario está cableado en la configuración delta y el lado secundario está cableado en una configuración de cable el punto central del lado de la estrella donde se encuentran los tres conectores a menudo está conectado a tierra lo que permite que la línea del neutro también se conecte.
