La fem inducida en un circuito es proporcional a la variación temporal del flujo magnético que lo atraviesa.

El magnetismo es un fenómeno por el que los materiales ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales. Hay algunos materiales conocidos que han presentado propiedades magnéticas detectables fácilmente como el níquel, hierro y sus aleaciones que comúnmente se llaman imanes. Sin embargo todos los materiales son influenciados, de mayor o menor forma, por la presencia de un campo magnético.

Existen diversos tipos de comportamiento de los materiales magnéticos:

Ferromagneticos.

Diamagneticos.

Paramagneticos.

Tesla [T] = unidad de campo magnético

Weber [Wb] = unidad de flujo magnético

Amper [A] = unidad de corriente eléctrica, que genera campos magnéticos

Otras unidades

Gauss, abreviado como G, es la unidad CGS de inducción magnética (B).

Oersted, es la unidad CGS de campo magnético.

Maxwell, es la unidad CGS de flujo magnético.

Tipo de Material y Características

No magnético

No facilita o permite el paso de las líneas de Campo magnético. Ejemplo: el Vacío.

Diamagnético

Material débilmente magnético. Si se sitúa una barra magnética cerca de él, esta lo repele. Ejemplo: Bismuto (Bi), Plata (Ag), Plomo (Pb), Agua.

Paramagnético

Presenta un magnetismo significativo. Atraído por la barra magnética. Ejemplo: Aire, Aluminio (Al), Paladio (Pd), Magneto Molecular.

Ferromagnético

Magnético por excelencia o fuertemente magnético. Atraído por la barra magnética. Paramagnético por encima de la temperatura de Curie (La temperatura de Curie del hierro metálico es aproximadamente unos 770 °C). Ejemplo: Hierro (Fe), Cobalto (Co), Níquel (Ni), Acero suave.

Antiferromagnético

No magnético aun bajo acción de un campo magnético inducido. Ejemplo: Óxido de Manganeso (MnO2).

Ferrimagnético

Menor grado magnético que los materiales ferromagnéticos. Ejemplo: Ferrita de Hierro.

Superparamagnético

Materiales ferromagnéticos suspendidos en una matriz dieléctrica. Ejemplo: Materiales utilizados en cintas de audio y video.

Ferritas

Ferrimagnético de baja conductividad eléctrica. Ejemplo: Utilizado como núcleo inductores para aplicaciones de corriente alterna

Es la facilidad con que una substancia permite el paso de las líneas de fuerza a través de su masa. En cada substancia magnética la permeabilidad es diferente.

La permeabilidad del hierro ofrece menos oposición que el aire al paso de las líneas de fuerza, esto permite que puedan construirse con el audífonos, transformadores, etc.

Es la oposición al paso del magnetismo. La reluctancia es el equivalente de la resistencia en una corriente eléctrica. Para ser más claros, comparemos los puntos semejantes:

En la electricidad Fuerza Electromotriz o voltaje(F.E.M)

Corriente Resistencia

En el magnetismo El campo magnético

Corriente magnética o líneas de fuerza Reluctancia

Toda corriente eléctrica produce un campo magnético alrededor del

conductor, la intensidad de este depende del número de amperios de la

corriente; cuanto más fuerte sea la corriente, por lógica, más fuerte será

el campo magnético. El campo magnético se extiende del centro del

conductor hacia afuera hasta que alcanza su valor máximo, según sea la

intensidad de la corriente, cuando el circuito se abre, el campo

nuevamente se concentra hasta que desaparece.

LEY DE FARADAY: Esta indica que siempre que se mueve un alambre a través de las líneas de fuerza de un campo magnético, se genera en este(alambre) una corriente eléctrica, misma que es proporcional al número de líneas de fuerza cortadas en un segundo.

Si se mueve el imán según indica la flecha, esto generará un campo magnético en la bobina y por lo tanto, el instrumento medidor indicara una corriente eléctrica. El alambre o medio utilizado se llama INDUCTOR e INDUCCIÓN el fenómeno. En nuestro caso hemos formado una bobina devanando el inductor en un núcleo. Cuando se hace el movimiento indicado, se cortan las líneas de fuerza magnética y se genera la corriente antes dicha.

Si cogemos un alambre de cobre o conductor de

cobre, ya sea con forro aislante o sin éste, y lo movemos de un lado a otro entre los polos diferentes de dos imanes, de forma tal que atraviese y corte sus líneas de fuerza magnéticas, en dicho alambre se generará por inducción una pequeña fuerza electromotriz (FEM), que es posible medir con un galvanómetro, instrumento semejante a un voltímetro, que se utiliza para detectar pequeñas tensiones o voltajes.

INDUCTANCIA: Es la propiedad de un circuito para generar en el mismo, una fuerza contra electromotriz (F.C.E.M), cuando se alimenta con corriente alterna.

INDUCCIÓN: Es la influencia ejercida por un campo magnético, sobre cuerpos o conductores cercanos a este.

Se denomina transformador a una máquina eléctrica que permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la frecuencia. La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal, esto es, sin pérdidas, es igual a la que se obtiene a la salida.

Se basa en el fenómeno de la inducción electromagnética, si aplicamos una fuerza electromotriz alterna en el devanado primario, debido a la variación de la intensidad y sentido de la corriente alterna, se produce la inducción de un flujo magnético variable en el núcleo de hierro. Este flujo originará por inducción electromagnética, la aparición de una fuerza electromotriz en el devanado secundario. La tensión en el devanado secundario dependerá directamente del número de espiras que tengan los devanados y de la tensión del devanado primario.

Según sus aplicaciones

Transformador elevador/reductor de

tensión

Transformadores variables

Transformador de aislamiento

Transformador de alimentación

Transformador trifásico

Transformador de pulsos

Transformador de línea o Flyback

Transformador diferencial de

variación lineal

Transformador de impedancia

Estabilizador de tensión

Balun

Transformadores de medida

Según su construcción

Autotransformador

Transformador con núcleo toroidal

Transformador de grano orientado

Transformador de núcleo de aire

Transformador de núcleo

envolvente

Transformador piezoeléctrico

Según funcionalidad Transformadores de potencia

Transformadores de comunicaciones

Transformadores de medida

Por los sistemas de tensiones

Monofásicos

Trifásicos

Trifásicos-exafásicos

Trifásicos-dodecafásicos

Trifásicos-monofásicos

Según tensión secundario Elevadores

Reductores

Según medio Interior

Intemperie

Según elemento refrigerante En seco

En baño de aceite

Con pyraleno

Según refrigeración Natural

Forzada

Determinación de la sección del núcleo:

La sección del núcleo del transformador está determinada por la potencia útil conectada a la carga. Esta sección se calcula mediante la siguiente fórmula:

La sección del núcleo está dada por el producto de los lados “A x B” ,ver figura:

DETERMINACIÓN DEL NÚMERO DE ESPIRAS

PARA CADA BOBINADO: Para el determinación del número de espiras se utiliza la siguiente expresión:

N = V / (f x S x B x 4,4 x 10–8)

Para el bobinado primario tenemos:

N1 = V1 / (f x S x B x 4,4 x 10–8 )

Y para el bobinado secundario tenemos:

N2 = V2 / (f x S x B x 4,4 x 10–8 )

N1: es el número de espiras del bobinado primario. N2 : es el número de espiras del bobinado secundario. f : es la frecuencia de la red domiciliaria en Hertz (Hz). V1 : es la tensión en el bobinado primario en Voltios (V). V2 : es la tensión en el bobinado secundario en Voltios (V). B : es la inducción magnética en el núcleo elegido en Gauss. Este valor puede variar entre 4.000 y 12.000 Gauss. S: es la sección del núcleo en cm². 10–8 : Es una constante para que todas las variables estén en el Sistema M.K.S.

B = 10.000 Gauss

La inducción magnética en Gauss está dada por la siguiente expresión

B=µxH Donde:

B : es la inducción magnética en el núcleo elegido en Weber/m2.

µ : es la permeabilidad del acero usado en el núcleo en Weber/A x m.

H : es la intensidad del campo magnético en A/m (Amper/metro).

Se sugiere utilizar en forma práctica un valor de inducción magnética de:

Suponiendo que nuestro transformador posee únicamente

dos bobinados. Para el bobinado primario tenemos:

I1 = P / V1

Dónde:

I1 : es la corriente eléctrica del bobinado primario.

P : es la potencia eléctrica del transformador.

V1 : es la tensión aplicada en el bobinado primario.

y para el bobinado secundario tenemos:

I2 = P / V2

Dónde:

I2 : es la corriente eléctrica del bobinado

secundario.

P : es la potencia eléctrica del transformador.

V2 : es la tensión aplicada en el bobinado

secundario.

Densidad de Corriente eléctrica:

Definimos densidad de corriente eléctrica como la corriente eléctrica que atraviesa un conductor por unidad de superficie.

D=I/S

Dónde: D : es la densidad de corriente eléctrica. I : es la corriente eléctrica que circula por un conductor. S : es la sección transversal del conductor.

Corriente (Amper)

2 Densidad (A/mm ))

0.005 2.5 0.007-319 3

Determinación de la sección transversal

del conductor para cada bobinado:

Despejando la sección de la expresión anterior tenemos que:

S = I/ D

Para la sección del bobinado primario tenemos

que: S1 = I1 / D

Y para la sección del bobinado secundario tenemos que:

S2 = I2 / D