Funciones principales de los núcleos de transformadores

Funciones principales de los núcleos de transformadores:

Dado que los transformadores siempre funcionan con corriente alterna (CA), las pérdidas de potencia se producen no sólo en la resistencia de los devanados sino también en el núcleo debido a la magnetización por la corriente alterna. El núcleo del transformador consta de dos partes: las ramas del núcleo (o columnas del núcleo) y los yugos. Los devanados (bobinas) están montados en las ramas del núcleo, mientras que los yugos se utilizan para completar el circuito magnético. Para reducir la histéresis y las pérdidas por corrientes parásitas dentro del núcleo, normalmente se ensambla apilando láminas de acero al silicio de acuerdo con reglas específicas. Estas láminas contienen aproximadamente un 5% de silicio, tienen un espesor de 0,35 a 0,50 mm y están recubiertas por ambas caras con barniz aislante de 0,01 a 0,13 mm de espesor.

La pérdida por histéresis es la pérdida de hierro generada durante el proceso de magnetización debido al fenómeno de histéresis magnética. La magnitud de esta pérdida es proporcional al área encerrada por el bucle de histéresis del material. Dado que el acero al silicio tiene un bucle de histéresis estrecho, su uso para el núcleo del transformador produce una pérdida de histéresis relativamente pequeña, lo que reduce significativamente el grado de calentamiento. Además, la estructura laminada (lámina) del núcleo ayuda a minimizar otro tipo de pérdida de hierro: la pérdida por corrientes parásitas. Cuando el transformador está en funcionamiento, la corriente alterna en los devanados produce naturalmente un flujo magnético alterno. Este flujo magnético cambiante induce una corriente dentro del núcleo. Esta corriente inducida circula dentro de planos perpendiculares a la dirección del flujo magnético, de ahí el nombre de 'corriente de Foucault'. La pérdida de corrientes de Foucault también hace que el núcleo se caliente. Para reducir las pérdidas por corrientes parásitas, el núcleo del transformador se apila utilizando láminas de acero al silicio mutuamente aisladas. Esto obliga a las corrientes parásitas a fluir a través de caminos estrechos y alargados con áreas de sección transversal más pequeñas, aumentando así la resistencia eléctrica a lo largo del camino de las corrientes parásitas. Al mismo tiempo, el contenido de silicio en el acero aumenta la resistividad del material, lo que también sirve para reducir las corrientes parásitas.