¿Cómo transmite energía eléctrica un transformador en funcionamiento?

Sus componentes principales son un núcleo de hierro y dos devanados enrollados sobre él. Entre los dos devanados solo existe acoplamiento magnético, no hay conexión eléctrica. Cuando se aplica un voltaje alterno al devanado primario, se genera un flujo magnético variable que enlaza ambos devanados, induciendo fuerzas electromotrices (e1 y e2) en cada uno.

Siempre que haya un cambio en el flujo magnético del núcleo y el número de espiras del lado primario y secundario sea diferente, el transformador puede lograr cambiar el voltaje.

Donde el voltaje generado en el lado primario es e1 = -N1 dφ/dt, y el voltaje generado en el lado secundario es e2 = -N2 dφ/dt.

El funcionamiento del transformador no solo estabiliza el voltaje y la corriente, sino que es, más importante, un proceso de transferencia de energía. La transferencia de energía en un transformador no solo está relacionada con el voltaje, sino también con la corriente y el tiempo (ignoraremos el tiempo aquí, ya que no es relevante para nuestra discusión). Mientras el transformador cambia el voltaje, también reduce la corriente, disminuyendo así la pérdida de energía en las líneas de transmisión. La fórmula de la energía transferida que representa la pérdida en la línea es W = I² * R * t. Al disminuir I, la energía disipada en la línea se reduce, que es el propósito principal de la invención del transformador, no el de aumentar la energía.

Según el principio de inducción electromagnética, suponiendo que se ignore la resistencia del devanado primario y la impedancia de dispersión (es decir, considerando un transformador ideal con permeabilidad infinita y sin pérdidas en el núcleo), según la ley de equilibrio de potencial en el circuito, la fuerza electromotriz inducida en el devanado primario e1 = u1, y la fuerza electromotriz inducida en el devanado secundario e2 = (N2/N1) * e1.

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