Funciones principales de los núcleos de transformadores

Funciones principales de los núcleos de transformadores:

Los transformadores prácticos siempre funcionan en condiciones de corriente alterna (CA). Las pérdidas de potencia ocurren no sólo en la resistencia de las bobinas sino también dentro del núcleo cuando es magnetizado por la corriente alterna. El núcleo de un transformador consta de dos partes principales: las patas del núcleo y los yugos. Las bobinas (devanados) están montadas en las patas del núcleo, mientras que los yugos sirven para cerrar todo el circuito magnético. Para reducir la histéresis y las pérdidas por corrientes parásitas dentro del núcleo, normalmente se construye apilando laminaciones de acero al silicio de acuerdo con reglas específicas. Estas laminaciones contienen aproximadamente un 5% de silicio, tienen un espesor de 0,35 a 0,50 mm y están recubiertas por ambas caras con una capa de barniz aislante de 0,01 a 0,13 mm de espesor.

La pérdida por histéresis es un tipo de pérdida de hierro generada durante el proceso de magnetización debido al fenómeno de histéresis. La magnitud de esta pérdida es directamente proporcional al área encerrada por el bucle de histéresis del material. Debido a que el acero al silicio presenta un bucle de histéresis estrecho, su uso para núcleos de transformadores da como resultado pérdidas de histéresis más bajas, lo que reduce significativamente el calentamiento del núcleo.

Los núcleos laminados también ayudan a minimizar otro tipo de pérdida de hierro: la pérdida por corrientes parásitas. Durante el funcionamiento del transformador, la corriente alterna en las bobinas genera un flujo magnético alterno. Este flujo cambiante induce corrientes dentro del núcleo. Estas corrientes inducidas circulan en planos perpendiculares a la dirección del flujo magnético, por lo que se conocen como corrientes parásitas. Las pérdidas por corrientes de Foucault también hacen que el núcleo se caliente. Para reducir las pérdidas por corrientes parásitas, el núcleo del transformador está construido con laminaciones de acero al silicio mutuamente aisladas. Esto obliga a las corrientes parásitas a fluir a través de bucles estrechos y alargados con áreas de sección transversal más pequeñas, aumentando así la resistencia eléctrica a lo largo de las trayectorias de las corrientes parásitas. Además, el silicio del acero aumenta la resistividad eléctrica del material, lo que ayuda aún más a reducir las corrientes parásitas.