Todo lo que necesita saber sobre los núcleos de transformadores (¡lo básico!)

Acero GNEE Acero al silicio para transformador

Una parte integral de cualquier red eléctrica son sus transformadores eléctricos. Como su nombre lo indica, el papel denúcleos de transformadores convertir o "transformar" el voltaje entrante en un voltaje saliente deseable. La energía puede aumentarse a voltajes más altos o reducirse a voltajes más bajos. Un ejemplo de cuándo sería necesario aumentar la energía es cuando se va a viajar largas distancias, ya que esto aumenta la eficiencia.
Luego, a medida que la energía pasa de las líneas eléctricas a las casas residenciales, se reducirá antes de pasar a la caja de interruptores. Para realizar estas tareas, los transformadores eléctricos pueden ser tan grandes como edificios o tan pequeños como teléfonos móviles.

Las diferentes partes de un transformador eléctrico están hechas de diferentes materiales. Los devanados suelen estar hechos de cobre o aluminio, mientras que las laminaciones están hechas de acero, a menudo acero al silicio. Los núcleos también pueden estar hechos de hierro, metales amorfos y cerámicas de ferrita, entre otros.

Acerca de Transformers: El núcleo

El centro de un transformador se llama núcleo. Aquí, la electricidad fluye a través de un devanado primario creando un flujo magnético. A medida que el campo magnético atraviesa el devanado secundario, el devanado secundario capta el voltaje. La potencia aumenta o disminuye en relación con la cantidad de vueltas de cada devanado. Más vueltas se encienden en el devanado secundario y el voltaje aumenta. Menos vueltas y disminuye.

Los dos tipos principales de núcleos de transformadores son el tipo de carcasa y el tipo de núcleo. En los núcleos de tipo concha, los núcleos rodean el devanado. Por el contrario, el tipo de núcleo se caracteriza por los devanados que rodean el núcleo, como se puede ver en el gráfico siguiente.

Las configuraciones de tipo núcleo se utilizan para necesidades de alto voltaje/alta potencia. Aunque sus pérdidas de potencia tienden a ser mayores, los devanados de tipo núcleo están fácilmente disponibles y, por lo tanto, el mantenimiento es más fácil que en los transformadores de tipo carcasa. Finalmente, debido a que en los transformadores de tipo núcleo los devanados se colocan en patas separadas, se requiere más cobre en la fabricación de transformadores de tipo núcleo.

Por otro lado, los núcleos tipo shell se utilizan para aplicaciones de menor potencia. Tienen menos pérdidas de energía, pero el mantenimiento es más difícil porque los devanados son más difíciles de alcanzar. La mejor contención de energía se debe a que los devanados están más cerca entre sí y al flujo magnético tiene un camino cerrado alrededor de las bobinas por las que viaja. A diferencia del tipo de núcleo, los transformadores de tipo carcasa permiten un enfriamiento natural. La resistencia mecánica de los transformadores de tipo carcasa también es mayor.

El acoplamiento, o conexión electromagnética entre los dos devanados, debe estar bien configurado para evitar pérdidas. Además, las capas de acero que componen la estructura del núcleo deben ser lo más permeables posible para conducir el flujo magnético de un devanado al otro. Apilar capas de laminación delgada, en lugar de un núcleo construido a partir de una sola pieza sólida, tiene el efecto de reducir las corrientes parásitas y el calentamiento.

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