La razón por la que los transformadores utilizan láminas de acero al silicio para sus núcleos.

Para reducir otro tipo de pérdida de hierro: la 'pérdida por corrientes parásitas'. Cuando un transformador está en funcionamiento, hay corriente alterna en las bobinas y el flujo magnético que genera, por supuesto, también es alterno. Este flujo magnético cambiante induce una corriente en el núcleo de hierro. La corriente inducida en el núcleo de hierro circula en un plano perpendicular a la dirección del flujo magnético, de ahí el nombre de corriente parásita. La pérdida de corrientes de Foucault también hace que el núcleo de hierro se caliente.

¿Por qué se utilizan láminas de acero al silicio para los núcleos de los transformadores? Sus ventajas:

Los núcleos de transformadores comunes generalmente están hechos de láminas de acero al silicio. El acero al silicio es un tipo de acero aleado con silicio (también llamado siliciuro), con un contenido de silicio del 0,8 al 4,8%. El acero al silicio se utiliza para los núcleos de los transformadores porque es un material magnético altamente permeable. En una bobina energizada, puede producir una mayor intensidad de inducción magnética, permitiendo así reducir el tamaño del transformador.

Sabemos que los transformadores reales siempre funcionan en condiciones de corriente alterna. La pérdida de potencia se produce no sólo en la resistencia de las bobinas sino también en el núcleo de hierro bajo magnetización por corriente alterna. La pérdida de potencia en el núcleo de hierro generalmente se denomina 'pérdida de hierro', y es causada por dos factores: 'pérdida por histéresis' y 'pérdida por corrientes parásitas'.

La pérdida por histéresis es la pérdida de hierro causada por el fenómeno de histéresis durante el proceso de magnetización del núcleo de hierro. La magnitud de esta pérdida es directamente proporcional al área encerrada por el bucle de histéresis del material. El acero al silicio tiene un bucle de histéresis estrecho, por lo que su uso para núcleos de transformadores da como resultado una menor pérdida de histéresis, lo que reduce significativamente la generación de calor.

Dado que el acero al silicio tiene las ventajas anteriores, ¿por qué no utilizar un bloque sólido de acero al silicio para el núcleo, en lugar de procesarlo en láminas?

Esto se debe a que el núcleo laminado puede reducir otro tipo de pérdida de hierro: la 'pérdida por corrientes parásitas'. Cuando un transformador está en funcionamiento, hay corriente alterna en las bobinas y el flujo magnético que genera, por supuesto, también es alterno. Este flujo magnético cambiante induce una corriente en el núcleo de hierro. La corriente inducida en el núcleo de hierro circula en un plano perpendicular a la dirección del flujo magnético, de ahí el nombre de corriente parásita. La pérdida de corrientes parásitas también hace que el núcleo de hierro se caliente. Para reducir las pérdidas por corrientes parásitas, el núcleo del transformador está hecho de láminas de acero al silicio apiladas y aisladas entre sí. Esto obliga a las corrientes parásitas a fluir en caminos estrechos y alargados a través de secciones transversales más pequeñas, aumentando la resistencia en el camino de las corrientes parásitas. Al mismo tiempo, el silicio del acero aumenta la resistividad del material, reduciendo aún más las corrientes parásitas.

Los núcleos de los transformadores suelen estar fabricados con láminas de acero al silicio laminadas en frío de 0,35 mm de espesor. Estas láminas se cortan en tiras rectangulares según las dimensiones del núcleo requeridas y luego se apilan en forma de 'E' o 'I'. En teoría, para minimizar las corrientes parásitas, serían más efectivas láminas de acero al silicio más delgadas y tiras más estrechas. Esto no sólo reduciría las pérdidas por corrientes parásitas y el aumento de temperatura, sino que también ahorraría material de acero al silicio. Sin embargo, en la práctica, al fabricar núcleos de acero al silicio, no se pueden considerar únicamente estas ventajas, ya que hacerlo aumentaría significativamente el tiempo de fabricación y reduciría el área transversal efectiva del núcleo. Por lo tanto, al fabricar núcleos de transformadores a partir de láminas de acero al silicio, se deben considerar las circunstancias específicas y sopesar las ventajas y desventajas para seleccionar las dimensiones adecuadas.