Transformación

Introducción de conceptos

Corriente eléctrica: es la circulación de cargas o electrones a través de un circuito eléctrico cerrado, que se mueven siempre del polo negativo al polo positivo de la fuente de suministro de fuerza electromotriz (FEM).

Para que exista una corriente eléctrica es necesario que las cargas eléctricas estén sometidas a un campo eléctrico, de tal manera que éste origine la fuerza necesaria para que las cargas adquieran un movimiento definido. La carga fluye cuando hay una diferencia de potencial entre los extremos de un conductor.

Intensidad: es la cantidad de electricidad o carga eléctrica(Q) que circula por un circuito en la unidad de tiempo(t). Para denominar la Intensidad se utiliza la letra I y su unidad es el Amperio(A).

Voltaje: es la magnitud física que, en un circuito eléctrico, impulsa a los electrones a lo largo de un conductor. Es decir, conduce la energía eléctrica con mayor o menor potencia. Voltaje y voltio son términos en homenaje a Alessandro Volta, que en 1800 inventara la pila voltaica y la primera batería química. Tambien se le denomina tensión.

Hay tres tipos de tensiones: 

Alta:

las instalaciones de alta tensión (AT) son las que superan los 36 kV de voltaje, aunque en Cataluña el voltaje más utilizado son 110 kV – 220 kV – 400 kV. Generalmente, la alta tensión se utiliza para transportar la electricidad a grandes distancias, desde las centrales generadoras hasta las subestaciones eléctricas.
La razón es que, como hemos visto antes, para poder transportar la electricidad a grandes distancias, hay que elevar la tensión para reducir la intensidad que circula por la línea y, de este modo, evitar las pérdidas de energía por el calentamiento de los cables conductores
y por los fenómenos electromagnéticos.

Media:
Cuando la electricidad ha viajado desde el lugar donde se genera (central eléctrica) hasta el punto donde se consumirá, pasa por una subestación eléctrica (por ejemplo, la de Can Vinyals) que transforma la electricidad de alta tensión en media tensión (MT). Las instalaciones de media tensión tienen un voltaje de entre 1 y 36 kV, aunque en Cataluña el voltaje más utilizado es de 25 kV.
Normalmente, la media tensión se utiliza para transportar la electricidad desde las subestaciones hasta las centrales transformadoras que dan suministro a los barrios y pueblos. Las líneas de media tensión también pueden ser aéreas o subterráneas y, por motivos de seguridad, deben cumplir algunos requisitos.

Baja:
Para que la electricidad pueda ser consumida en los hogares, empresas, etc. que utilizan circuitos y aparatos con un voltaje estándar de 220-230 voltios, hay que transformarla de media tensión a baja tensión (BT).
Esto se hace con instalaciones transformadoras situadas cerca de los puntos de consumo (es posible que en tu barrio o pueblo haya una central transformadora) y a partir de este punto se distribuye a las viviendas, comercios, fábricas, etc.
La baja tensión es la que usan la mayoría de los aparatos eléctricos y resulta menos peligrosa que la alta tensión o la media tensión; pero con el fin de evitar el riesgo de accidentes, las instalaciones deben estar protegidas por los interruptores y diferenciales que tenemos en la entrada de las casas, para mayor seguridad.

Elevadores de tensión 

Transformadores:

¿Qué es?

Se denomina transformador a un elemento eléctrico que permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la potencia. La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal (esto es, sin pérdidas), es igual a la que se obtiene a la salida. Las máquinas reales presentan un pequeño porcentaje de pérdidas, dependiendo de su diseño y tamaño, entre otros factores.

El transformador es un dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna de un cierto nivel de tensión, en energía alterna de otro nivel de tensión, basándose en el fenómeno de la inducción electromagnética. Está constituido por dos bobinas de material conductor, devanadas sobre un núcleo cerrado de material ferromagnético, pero aisladas entre sí eléctricamente. La única conexión entre las bobinas la constituye el flujo magnético común que se establece en el núcleo. El núcleo, generalmente, es fabricado bien sea de hierro o de láminas apiladas de acero eléctrico, aleación apropiada para optimizar el flujo magnético. Las bobinas o devanados se denominan primario y secundario según correspondan a la entrada o salida del sistema en cuestión, respectivamente. También existen transformadores con más devanados; en este caso, puede existir un devanado "terciario", de menor tensión que el secundario.

¿Para qué sirve?


Podemos ampliar los voltios y reducir la intensidad para reducir las pérdidas energéticas en forma de calor, estaríamos aplicando la ley de Joule que mencionaremos posteriormente. De esta forma ahorramos dinero. También disminuir voltios y ampliar intensidad en el momento en el que llega a las casas ya que un alto voltaje es peligroso.

Fórmulas

Ley de Joule

P = I² x R

De esta manera calculamos la potencia de calor. 

Po= Pf

La ecuación de la potencia: V1 x I1= V2 x I2

La potencia tiene que ser la misma antes y después de la transformación (si es 100% efectiva), por lo tanto si subimos los voltios la intensidad bajará. Por el otro lado si bajamos los voltios la intensidad aumentará.

N1/N2 = V1/V2 

El número de vueltas del  primer núcleo entre las del segundo será proporcional  al voltaje del principio entre el voltaje final.
Podemos comprobar si el transformador es elevador o reductor, el elevador aumenta los voltios y el reductor los disminuye. El lado con mas vueltas tendrá mas tensión, con este dato lo podremos determinar. Explicaremos los elevadores y transformadores en la siguiente página.