Fisica General Burbano

TRANSFORMADORES 543
MUESTRA PARA EXAMEN. PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN. COPYRIGHT EDITORIAL TÉBAR
se arrolla otro hilo de forma que el número de sus espiras sea mayor (si se quiere elevar la tensión)
o menor (para reducirla).
Los cambios constantes de la intensidad y del sentido de la corriente producida por el alternador,
hacen variar el flujo que atraviesa el segundo arrollamiento, ya que las líneas de campo que
se concentran en el interior del núcleo anular cambian constantemente de sentido. Por ello se crean
en el circuito inducido corrientes alternas de la misma frecuencia que las inductoras, pero de distinta
FEM puesto que se cumple:
«Las fuerzas electromotrices inductora e inducida, son directamente proporcionales al número
de espiras de inductor e inducido»:
e
e′ = n
n′
Si el número de espiras en el inducido es 100 veces mayor que en el inductor, la tensión de la
corriente es 100 veces mayor que la de la inductora, y la intensidad 100 veces menor.
Transformada la corriente del alternador en el transformador, es transmitida por las líneas de
alta tensión; a la entrada de las ciudades o fábricas es reducido el voltaje por un nuevo transformador.
En la Fig. XXII-91 se indica el montaje de transformadores en la línea general. El rendimiento
de un transformador puede llegar hasta el 99%.
Fig. XXII – 91. Montaje de transformadores.
Para demostrar los hechos anteriores supongamos originada la corriente del circuito primario
por una FEM alterna de valor instantáneo, e 1
= e 0
cos w t. Los constantes cambios de la intensidad
de la corriente provocan una variación del flujo magnético a través de las espiras del primario y,
por tanto, se produce en él una FEM de autoinducción, cuyo valor será: –n 1
df/dt, si n 1
es el número
de espiras del primario y f el flujo que atraviesa cada espira. La suma de tales FEM, provocará
una intensidad que, por la ley de Ohm, será:
y si la resistencia del primario es despreciable:
El último término es la velocidad de variación del flujo a través de cada espira del primario.
Como el flujo de inducción se transmite prácticamente íntegro a través del núcleo del transformador,
df/dt será, también, la velocidad de variación de flujo en cada espira del circuito secundario
y n 2
df/dt (n 2
= número de espiras del secundario) será la velocidad de variación del flujo de inducción
a través de todo el secundario. Multiplicando los dos miembros de la última igualdad por
(–n 2
), se obtiene:
− 2 = − 2
n n n d f
dt
El segundo miembro de la expresión anterior es, según la ley de Faraday, la FEM inducida en el
circuito secundario (e 2
);
obteniéndose, en valor absoluto la relación de transformación que queríamos demostrar.
PROBLEMAS: 85y 90.
XXII – 54. Corrientes de Tesla
e
e
1 1
− n d f
= RI
dt
e 1 1
e 1
1
e
1
1 1
− 2 = 2 ⇒ = −
n n 1
e2
n
n2
Las CORRIENTES DE Nikola TESLA (1856-1943) son corrientes de gran frecuencia y alta tensión.
Producimos la gran frecuencia en un circuito RLC (párrafo 12) y se obtienen en el TRANSFOR-
MADOR DE TESLA (Fig. XXII-92); S es el secundario de una bobina de inducción; C es un condensador;
e son las escobillas de un excitador; P es un arrollamiento de pocas espiras y de hilo grueso y
S′ es el circuito exterior de hilo fino con un arrollamiento de muchas espiras. Por P circula corrien-
e
= n d f
dt
⇒ n
= d f
dt
e
1
1
Fig. XXII – 92. Transformador de
Tesla.