Transformadores monofásicos

Los transformadores de instrumentación

Los transformadores para instrumentación están diseñados para poder medir tensiones e intensidades elevadas por aparatos de medida como voltímetros y amperímetros.
Además, garantizan la seguridad del técnico que tiene que realizar las mediciones al tener las bobinas aisladas.
Existen dos tipos de transformadores de instrumentación.

Transformador de corriente

Son los transformadores diseñados para poder medir altos niveles de intensidad. La construcción física del transformador de corriente o intensidad, se basa en una bobina primaria de pocas vueltas con un alambre muy grueso, en cambio, la bobina secundaria tiene muchas espiras (vueltas) con un alambre bastante fino. El funcionamiento técnico del transformador de corriente consiste en elevar la tensión para poder disminuir la intensidad. El amperímetro que se utiliza para tomar la medida de amperios, se coloca a la salida del transformador, es decir, en la bobina secundaria. Normalmente cuando se coloca un amperímetro se hace en serie para poder tomar la medida, esto es así porque de otra manera fundiriamos el fusible que acostumbran a utilizar como medida de seguridad estos aparatos. Pero para poder medir la intensidad de un transformador de corriente, el amperímetro se coloca en paralelo, no hay ningún problema porque no existe ninguna carga, o dicho de otro modo, el amperímetro es la carga que colocamos al transformador.
Este tipo de transformador, también se utiliza para poder monitorizar la línea de alta tensión desde una sala de control eléctrica.

Transformador de potencial

Con el transformador de potencial lo que pretendemos medir es la tensión o la potencia de línea con un voltímetro. La constitución física del transformador de potencia consiste en dos bobinas. La bobina primaria tiene muchas espiras o vueltas y, en cambio, la bobina secundaria tiene pocas espiras o vueltas.
El voltímetro se coloca en paralelo con la bobina secundaria. Para proteger al técnico se conecta una de las salidas de la bobina secundaria a la masa. Normalmente, este tipo de transformador tiene una tensión en el secundario de 115 V, aunque depende de las especificaciones técnicas del fabricante. A diferencia del transformador de corriente, en la bobina primaria del transformador de potencial se conectan dos fases o líneas de tensión. Asimismo, este tipo de transformador también es utilizado para monitorizar las tensiones en las salas de control eléctricas.

Los transformadores de corriente constante

Como su nombre indica, este tipo de transformador esta diseñado con la intención de mantener una intensidad constante. Para ello las dos bobinas, primaria y secundaria, son colocadas en la misma sección del núcleo, de esta forma se disminuye considerablemente el flujo de dispersión. Asimismo, la permeabilidad del núcleo es muy baja porque el núcleo esta muy saturado gracias al flujo de dispersión.
El funcionamiento técnico de un transformador de corriente constante es debido a que las dos bobinas funcionan como dos electroimanes. Al ser electroimanes, existe un rechazo entre las dos bobinas por la polaridad que tienen cada una. Aquí tendriamos que recordar, que dos polos iguales de dos imanes se rechazan mutuamente, mientras que dos polos desiguales se atraen. Lo que ocurre físicamente es que la bobina secundaria se desplaza hacia arriba o hacia abajo según varía la carga y, por tanto, el grado de rechazo por parte de la bobina primaria. De esta manera, siempre se tiene una corriente constante, porque la bobina secundaria es móvil.
Cuando la carga aumenta lo que sucede en la bobina primaria es que disminuye la fuerza magnetomotriz, por lo tanto, disminuye el poder de rechazo de la bobina primaria. De igual manera si disminuye las fuerza magnetomotriz de la bobina primaria también lo hace la fuerza magnetomotriz de la bobina secundaria (también disminuye el poder de rechazo de esta bobina), lo cual hace que las dos bobinas se acerquen. Cuanto más se aumenta la carga más cerca se encuentra la bobina secundaria de la bobina primaria.
En este tipo de transformador el voltaje varía con la carga, pero la intensidad se mantiene siempre constante.

El transformador toroidal

El transformador toroidal consiste en un transformador de corriente, como los ya explicados más arriba en esta misma página. La diferencia se encuentra en el núcleo y en la bobina primaria que utilizan.
El núcleo toroidal esta laminado, la bobina secundaria se encuentra enrollada en el núcleo toroidal, mientras que la bobina primaria consiste en un conductor que atraviesa el núcleo por el centro vacio.
Resultan bastante económicos y se suelen utilizar para medir intensidades superiores a los 100A. Al igual que los transformadores de intensidad, son usados para monitorizar las intensidades de línea en una sala de control eléctrico.

El transformador de frecuencia

El transformador de frecuencia se utiliza para aparatos electrónicos complejos porque se reduce el gasto económico de capacitancias, inductancias, resistencias,etc. Los núcleos de estos transformadores son de una aleación especial de acero y níquel para disminuir las pérdidas por histéresis debido al calentamiento que sufre el transformador, a mayor frecuencia más incremento de corrientes parásitas y pérdidas por histéresis. Con el núcleo de acero y níquel se consigue disminuir la densidad de flujo.

El transformador de impedancia

El transformador de impedancia es utilizado en juguetes eléctricos, lámparas fluorescentes, soldadores de arco, hornos de arco, quemadores de petróleo, lámparas de neón, reguladores de potencia.
Al tener una impedancia elevada, si el transformador entra en cortocircuito no se sobrecalienta.

El transformador de calentamiento

El transformador de calentamiento por inducción es un tipo de transformador diseñado especialmente para producir aceros y aleaciones en los llamados hornos de inducción.