Lankide:Carlos Barbazán/Proba orria

Transformadorea

Transformadoreak indukzio elektromagnetikoan oinarritzen diren gailu elektrikoak dira. Korronte alternoko zirkuitu batean maiztasun bera mantenduz, tentsioa igotzeko edo jaisteko erabiltzen den makina estatikoari deritzo. Korronte alternoa transformadoretik sartzen eta irteten den potentzia intentsitate berdinekoa izango da. Galerak ez dituzten transformadoreak transformadore idealak dira. Galerak dituzten transformadoreei ordea, nahiz eta galerak oso txikiak izan, transformadore errealak deritze. Hauek bi bobina eroalez eta nukleo batez osatuta daude. Bobina hauek beraien artean isolatuta daude, bata bobina primarioa (induktorea) izanik eta bestea bobina sekundarioa (induzitua). Nukleoa, normalean, burdinazkoa edo altzairuzkoa izaten da. Makina hauek fidagarriak eta errendimendu handikoak izaten dira; sinpleak, gogorrak eta galera txikikoak.

Funtzionamendu printzipioa

Transformadore baten funtzionamendua, indukzio elektromagnetikoan oinarritzen da. Horren portaera Maxwell-en ekuazioen bidez islada daiteke. Lehenengo harilkatuan, hau da, induktorean, indar elektroeragile bat aplikatzen da. Horrek, nukleoan fluxu magnetiko bat induzitzea eragiten du. Faraday-ren legeak dioenez, induzitzen den fluxu magnetikoa aldakorra denean bigarren harilkatuan indar elektroeragile bat sortzen da. Hau gertatzean, zirkuitu elektriko primarioa eta sekundarioa eremu magnetiko baten bitartez erlazionatzen dira. Lehenengo harilkatua eta bigarren harilkatua transformazio erlazio batekin erlazionatzen dira. Transformazio erlazio hori espira kopuruaren (N) mende dago. Hau da, transformadorearen nukleoan harilkatu primarioa eta sekundarioa dago, bakoitzak espira kopuru bat izango duena (N1 eta N2). Horrek eragingo du sistema elektrikoaren tentsioa aldatzea.

Transformadore ideala

Transformadorea ideala da inolako galerarik ez duenean. Izatez ez dira existitzen beti egongo baitira galerak, oso txikiak izan arren. Baina transformadore errealen funtzionamendua ulertzeko erabilgarria da. Transformadore ideal batean, harilkatuetako tentsioak fluxu magnetikoaren aldaketak eta harilkatuen espira kopuruak proportzionalak dira. Harilketen akoplamendu magnetikoa perfektutzat hartzen baldin badugu, ondorioztatzen da, tentsioen arteko erlazioa harilkatuen espiretako kopuruaren arteko erlazioarekin alderantziz proportzionala dela.

                                                                                                                           ${\frac {V_{s}}{V_{p}}}={\frac {N_{s}}{N_{p}}}$

Transformadore erreala

Praktikan, ezin da garatu transformadore ideal bat. Transformadore ideal eta erreal baten ezberdintasunak hurrengoak dira: Harilkatuek erresistentzia elektrikoa eta kapazitate parasitoak dauzkate. Nukleoaren barruan, korronte parasitoak edo Foucault-en korronteak daude. Nukleoaren magnetizazio eta desmagnetizazio zikloak, energia kontsumitzen du. Hori histeresi magnetikoaren ondorioz gertatzen da. Harilketetan akoplamendu magnetikoa ez da perfektua; hau da induktantzia edo dispertsio fluxuan bihurtzen dela. Nukleoaren iragazkortasun magnetikoa maiztasunaren menpe dago. Nukleoak bere geometria aldatzen du. Harilkatuen erresistentziak nukleoaren histeresiak eta korronte parasitoak energian galerak sortzen dituzte. Erresistentzia elektrikoaren ondorioz harilkatuetan galdutako energiari kobre galerak deritze. Histeresi magnetikoaren eta korronte parasitoen ondorioz galdutako energiari ordea, burdinazko galerak deritze.

Transformadorearen osagaiak

Nukleoa

Nukleoa energia magnetikoa garraiatzen den tokia da. Lehenengo eta bigarren harilkatuen artean kokatzen da. Transformadorearen erabileraren arabera hainbat material izan dezake:

Materiala

Nukleoa hainbat burdin-xafla fin ezberdinez dago osatuta. Xafla hauek bata bestearen gainean daude kokatuta, elkar soldatu gabe. Fluxuak kanpora ez ateratzeko nukleoak fluxu magnetikoa bere barnean zirkulatzen du. Fluxu magnetikoa airean galtzen bada, galera handiagoak egongo dira eta hori saihestu beharrekoa da, efizientzia txikitzen baitu. Nukleoaren egitura xafla pilatuen bitartez egiten da Foucault-en korronteak txikitzeko. Transformadore batzuk ez dute nukleorik, eta nukleo gabeko transformadoreak edo airezko nukleoa duten transformadoreak deitzen dira.

Harilkatuak

Materiala

Normalean burdinezkoak dira eta nukleoan kokatuta daude. Espira kopuruaren arabera (bira kopurua) tentsio altuago edo baxuago bat induzituko da nukleoan zehar. Transformadore monofasiko batean espira primarioen eta espira sekundarioen kopurua ezberdina izaten da transformadorearen tentsioa jasotzeko edo jaisteko. Transformadore trifasiko batean berriz, primarioan dauden espirak eta sekundarioan daudenak berdinak izan behar dira fase guztietan.

Isolamendua

Transformadore baten konposatu elektrikoak tentsio ezberdinetara dagoenez, beharrezkoa da euren artean isolamendu bat izatea. Bestela, arku elektrikoak agertu daitezke; horrela transformadoreko atal ezberdinak kaltetetu daitezke. Transformadore batean isolamendu ezberdinak daude: Nukleoaren eta harilkatuen arteko isolamendua. Harilkatu ezberdinen arteko isolamendua. Harilkatu batean, ondoz ondoko ez diren espiren arteko isolamendua. Harilkatu batean, ondoz ondoko espiren arteko isolamendua.

Beste osagaiak

Transformadoreak duen tamainaren eta helburuaren arabera, beste osagai batzuk izan dezake. Garrantzitsuenak hauek dira:

Hartuneen aldatzailea

Gailu elektromekaniko bat da. Horrek, transformadore baten transformazio erlazioa aldatu dezake. Aldaketa hori, manuala izango da normalean. Bost hartune izango dira: horietako bat neutrala izanik eta transformazio erlazio nominala adieraziko du. Beste laurek, transformazio erlazioa aldatzen dute. Honek sekundarioko tentsioa zuzentzen laguntzen du.

Buchhloz errelea

Biltegi kontserbadorearen eta biltegi nagusiaren artean, gasen ordezkatzaile bat jartzen da. Honi, Buchhloz errelea deritzo eta transformadorearen barneko akatsak antzemateko erabiltzen da.

Neurketa transformadoreak

Neurketa-transformadoreen helburua ez da energia primariotik sekundariora transmititzea. Horiek, sareko magnitudeak (korrontea eta tentsioa) neurketa eremuetara egokitzea dute helburu. Bi neurketa transformadore daude: korronte transformadorea eta tentsio transformadorea.

Korronte transformadorea

Sekundarioan, korronte primarioarekiko proportzionala den korronte normalizatu bat hornitzen dute. Transformadore hauek, induktiboak dira eta seriean konektatzen dira.

Korronte-transformadoreen helburua linea edo eroale batetik zirkulatzen duen intentsitatea eraldatzea da. Horregatik, primariotik sekundariora oso potentzia txikia eraldatzen dute. Ezin dute hutsean lan egin eta ia-ia zirkuitu-laburrean lan egiten dute.

Tentsio transformadorea

Neurgailuen hari voltmetrikoak elikatzeko tentsio transformadoreak erabiltzen dira. Neurketa transformadore hauek paraleloan konektatzen dira. Ia-ia hutsean lan egiten dute eta segurtasun arrazoiengatik sekundarioa lurrera konektatuta dago. Potentzia-transformadore monofasikoak bezala konektatzen dira eta funtzionamendu printzipioaren aldetik antzekoak dira. Ezin dute zirkuitu-laburrean lan egin eta ia-ia hutsean lan egiten dute.