Sigue la explicación
Volver al modelo ↑Cómo funcionan juntas las piezas
Comience con la lata sellada
Orbite el transformador completo. Los bujes proporcionan caminos eléctricos aislados a través del tanque de acero lleno de aceite; no hay eje, pistón ni otra parte móvil de transferencia de potencia.
Siga un campo variable
Aísle el núcleo y los bobinados. El voltaje primario y el voltaje secundario aumentan juntos mientras el flujo del núcleo sigue un cuarto de ciclo atrás. La visualización corre a 0.2 Hz—300 veces más lento que la CA modelada a 60 Hz—para que la inversión sea visible.
Establezca la relación de vueltas
Elija 30:1. El primario de 240 vueltas rodea el mismo núcleo que un secundario de 8 vueltas, dividido en dos secciones de lámina de 4 vueltas. A 7.2 kV RMS, el voltaje secundario ideal es 240 V RMS.
Conecte una resistencia
Con 24 Ω conectados, 240 V impulsan 10 A en el secundario. El primario ideal toma un treintaavo de corriente, aproximadamente 0.333 A, y ambos lados transfieren 2.4 kW.
Abra el secundario
Desconecte la carga. El voltaje secundario y el flujo alterno permanecen, pero la corriente y la potencia se vuelven cero en este modelo ideal. Un transformador real aún toma una pequeña corriente de excitación y tiene pérdidas en el núcleo.
Las piezas principales
- Tanque de acero
- La lata lisa montada en el poste encierra el conjunto activo y el aceite aislante. Sus dimensiones son originales y normalizadas, no medidas copiadas del producto.
- Dos lazos de núcleo bobinado
- Dos lazos redondeados de acero eléctrico laminado enlazan una estructura central de bobinado. Su flujo variable se muestra con un pulso de color ralentizado; no es un cálculo de intensidad de campo.
- Primario de 240 vueltas
- Cuatro capas conectadas de 60 vueltas de alambre aislado reciben la entrada de CA. La película del bobinado separa vueltas vecinas, mientras que barreras de papel separan regiones de voltaje.
- Bobinado de lámina de bajo voltaje
- Dos secciones de lámina conectadas en serie están dentro y fuera del primario. Cada sección tiene 6, 4 o 3 vueltas ilustradas, dando 12, 8 o 6 vueltas secundarias totales y relaciones de 20:1, 30:1 o 40:1.
- Aislamiento de papel y conductos de aceite
- Barreras de papel, bloques de cartón prensado y caminos claros de aceite separan las regiones del núcleo y bobinado. Sus espesores están aumentados para que la construcción sea legible.
- Bujes de alto voltaje
- Dos bujes de porcelana llevan las conexiones primarias a través de la tapa del tanque conectada a tierra mientras mantienen los conductores aislados de la carcasa de acero.
- Bujes de bajo voltaje
- Dos bujes laterales conectan un bobinado secundario a la carga. Esta lección usa deliberadamente sin toma central ni terminal neutro.
- Abrazaderas y soportes
- Marcos rígidos y calzas de cartón prensado sostienen el conjunto núcleo-bobina dentro del tanque. El modelo no calcula fuerzas mecánicas por fallas.
- Aceite aislante
- El aceite rodea el conjunto activo y entra en conductos rectangulares del bobinado. El corte transparente revela este camino sin simular flujo o temperatura.
- Conexiones internas
- Conexiones aisladas unen cada bobinado a sus bujes. El primario pasa por una placa terminal rígida; el enrutamiento exacto de fábrica y dimensiones del conector son ilustrativos.
Preguntas que vale la pena explorar
¿Cómo puede funcionar un transformador sin partes móviles?
El voltaje alterno produce un flujo magnético variable en el núcleo. Ambas bobinas estacionarias enlazan ese flujo, por lo que induce voltaje en el secundario. La energía cruza a través del campo electromagnético variable en lugar de un eje giratorio. Esta lección ralentiza el ciclo visible a 0.2 Hz mientras calcula un transformador sinusoidal a 60 Hz.
OpenStax · University Physics Volume 2, §15.6, Fig. 15.22 and Eqs. 15.20-15.22U.S. DOE · Electrical Science Vol. 4, Module 13, pp. 3-7 and 13-15
¿Cómo determina el número de vueltas el voltaje del transformador?
Para un transformador ideal, el voltaje secundario dividido por el voltaje primario es igual al número de vueltas secundarias dividido por el número de vueltas primarias. Aquí 240 vueltas primarias y 8 vueltas secundarias hacen una relación 30:1, por lo que 7.2 kV RMS se convierte en 240 V RMS. Seleccionar 12 o 6 vueltas secundarias cambia tanto el bobinado visible de lámina como el cálculo.
OpenStax · University Physics Volume 2, §15.6, Fig. 15.22 and Eqs. 15.20-15.22U.S. DOE · Electrical Science Vol. 4, Module 13, pp. 3-7 and 13-15
¿Qué cambia una carga resistiva?
Con voltaje de entrada y relación de vueltas fijos, el voltaje secundario ideal permanece fijo. Una resistencia menor extrae más corriente y potencia secundaria, y la corriente primaria aumenta según la relación inversa de vueltas. La resistencia real del bobinado y las fugas también causarían caída de voltaje y calor, que este modelo no calcula.
OpenStax · University Physics Volume 2, §15.6, Fig. 15.22 and Eqs. 15.20-15.22U.S. DOE · Electrical Science Vol. 4, Module 13, pp. 3-7 and 13-15
¿Por qué están dispuestos así los bobinados, núcleo y aceite?
La construcción monofásica referenciada usa dos lazos de núcleo de acero bobinado alrededor de una estructura concéntrica de bobinado bajo-alto-bajo. Su conductor de bajo voltaje es lámina, el conductor de alto voltaje es alambre aislado, y barreras de papel y conductos rectangulares de aceite separan las regiones. El tanque circundante lleno de aceite se muestra como construcción, no como simulación térmica.
ERMCO · Single Phase Core & Coil Assembly, p. 1 (shell form, LO-HI-LO windings, insulation and leads)ERMCO · Single Phase Pole Mounted Distribution Transformer, pp. 1-3 (tank, oil and bushings)