¿Alguna vez te has preguntado cómo es posible tener electricidad segura en nuestros hogares? El secreto está en los transformadores de aislamiento, dispositivos esenciales en el suministro de energía. En este artículo, descubrirás qué es un transformador de aislamiento, cómo funciona y cuáles son sus usos principales. ¡Prepárate para adentrarte en el fascinante mundo de la electricidad y descubrir cómo este dispositivo nos ayuda a mantenernos seguros!
Un transformador de aislamiento proporciona aislamiento físico y eléctrico entre dos circuitos. Aísla y protege los circuitos eléctricos y electrónicos.
Un transformador es un dispositivo estático que se utiliza para aumentar o disminuir un nivel de voltaje particular desde un nivel de voltaje diferente, lo que hace con una frecuencia constante y funciona según el principio de inducción magnética. Tiene diferentes niveles de voltaje en cada lado y puede funcionar. como transformador elevador o reductor.
¿Qué es un transformador de aislamiento?
Un transformador de aislamiento es más similar a un transformador básico, pero con la característica de que tiene el mismo número de vueltas en los lados primario y secundario. Por lo tanto, el voltaje en ambos lados del transformador es el mismo. Aquí, como un transformador elevador o reductor, la transferencia de energía del primario al secundario se lleva a cabo según el principio de inducción electromagnética.
En los transformadores elevadores, el voltaje secundario (V2) es mayor que el voltaje primario (V1). La razón de esto es que los giros secundarios (N2) son más que los giros primarios (N1). Lo mismo ocurre a la inversa en el transformador reductor. El secundario del transformador reductor tiene menos vueltas que las vueltas primarias. Por lo tanto, el voltaje secundario (V2) es menor que el voltaje primario (V1).
Sin embargo, el primario gira (N1) y vueltas secundarias (N2) son iguales para un transformador de aislamiento. Por lo tanto, la corriente primaria (I1) y corriente secundaria (I2) son iguales. Por lo tanto, el transformador de aislamiento también se denomina transformador de relación de vueltas 1:1, y su construcción es similar a la de los transformadores de dos devanados.
La siguiente tabla muestra el resumen de las características del transformador elevador, reductor y de aislamiento.
| S.No | Vueltas sinuosas | Voltaje | Actual |
| Transformador elevador | norte2 > norte1 | V2 > V1 | I2 |
| Transformador reductor | norte2 < norte1 | V2 |
I2 >yo1 |
| Transformador de aislamiento | norte2 = norte1 | V2 = V1 | I2 = yo1 |
Función del transformador de aislamiento:
El transformador de aislamiento se utiliza para cumplir las siguientes funciones.
1. Reducción de la magnitud de los picos de tensión
Los picos de voltaje en el sistema de energía ocurren debido a rayos, electricidad estática, fallas eléctricas y variaciones repentinas en el lado del suministro. Los picos de voltaje son muy peligrosos para los equipos eléctricos y electrónicos, y estos picos pueden dañar el equipo. Podemos decir que el pico de voltaje es un aumento repentino en los niveles de voltaje durante un período muy corto (3 nanosegundos o más) que viaja a alta velocidad.
El transformador de aislamiento tiene la capacidad de impedir estos picos de voltaje y, por lo tanto, reduce los picos de voltaje en el sistema de suministro.
La magnitud de los picos de tensión puede variar desde unos pocos voltios hasta varios miles de voltios. El alto voltaje puede causar fallas en el aislamiento y el equipo es más vulnerable a estos picos de alto voltaje. Ahora, veamos cómo el transformador de aislamiento instalado entre el sistema de suministro y el equipo protege el equipo contra picos de voltaje.
El devanado primario del transformador de aislamiento tiene propiedades inductivas. El inductor siempre se opone al cambio repentino en la corriente. Cuando los picos de alto voltaje se superponen a la frecuencia de la red, el transformador consume una gran corriente. Sin embargo, el primario del transformador no permite instantáneamente este enorme cambio en la corriente. Se deja pasar la corriente de forma exponencial.
Con un aumento en la corriente, el flujo también aumenta y el aumento del flujo que se une al primario y al secundario induce un voltaje en ambos devanados del transformador. El voltaje inducido adicional debido al pico se opone al voltaje entrante y, por lo tanto, el transformador impide que la corriente pase a través de él. La disminución de la corriente provoca una reducción del flujo y, por lo tanto, se reduce la magnitud del pico de tensión en el lado secundario del transformador.
Los picos de tensión se caracterizan por una tensión y corriente de carga rápida, por lo que la oposición a los picos de tensión en los lados primario y secundario del transformador de aislamiento es mayor. Por lo tanto, la magnitud del pico de voltaje en el lado secundario o de carga se reduce considerablemente.
2. Elimina la puesta a tierra de los equipos de carga.
Un transformador de aislamiento elimina la conexión a tierra del equipo de carga o del lado secundario. Por lo tanto, elimina la interferencia del bucle de tierra y los efectos del ruido en la carga.
Se utiliza un transformador de aislamiento para garantizar la seguridad y protección del equipo sensible contra picos de tensión, bucles de tierra y otras distorsiones de la línea eléctrica.
Consideración de diseño del transformador de aislamiento
Pero se debe tener en cuenta una cosa al diseñar un transformador de aislamiento, la capacitancia entre los devanados crea un acoplamiento capacitivo que permite que la señal de CA pase del lado primario al secundario y, por lo tanto, aumenta el nivel de ruido. Entonces, para evitar esto, el devanado está rodeado por una tira metálica, y la tira está más conectada a tierra para protección electrostática. El blindaje electrostático también suprime el ruido eléctrico.
Un autotransformador nunca se puede utilizar como transformador de aislamiento ya que solo tiene un devanado en común y tiene un devanado primario y secundario conectados.
El núcleo del transformador de aislamiento está hecho de núcleo de silicio hierro o níquel-hierro y para aplicaciones de alta frecuencia, el núcleo está hecho de aleación amorfa.
Se usa principalmente para aislar un circuito de alto voltaje de un circuito de bajo voltaje y, por lo tanto, se usa en circuitos electrónicos. También sirve para la seguridad del personal.
Aplicaciones del transformador de aislamiento
- Un transformador de aislamiento se utiliza como transformador de impulsos en dispositivos electrónicos de potencia. Cuando se utiliza en un circuito de impulsos, se denomina transformador de impulsos. Proporciona aislamiento entre el circuito de suministro de alta potencia y el circuito de compuerta de baja potencia y protege los dispositivos electrónicos de baja potencia de las sobretensiones. También genera un pulso rectangular que se suministra al terminal de puerta para activar dispositivos semiconductores de potencia.
- Transformador de aislamiento en modo de ultra aislamiento construido con características especiales que elimina la señal de modo común. Aquí, el ruido de modo transversal se reduce y también el ruido de modo común se atenúa con el uso de materiales de alto aislamiento y técnicas de blindaje especializadas. El transformador de aislamiento de modo ultra se utiliza para periféricos de computadora muy sensibles y máquinas CNC, etc.
- Los transformadores de aislamiento con blindaje electrostático se utilizan para fuentes de alimentación para instrumentos sensibles en medicina y laboratorio.
- Se utiliza para reducir o eliminar los picos de voltaje en las líneas de suministro que surgen debido a cambios repentinos en el voltaje de suministro o la iluminación. El transformador de aislamiento absorbe los picos entrantes desde el lado de entrada y mantiene un voltaje constante en la salida, protegiendo así al personal y otros equipos conectados a él.
- El transformador de aislamiento también elimina el problema de conexión a tierra en el lado secundario y, por lo tanto, reduce la interferencia del ruido en la carga.
- Se utiliza como adaptador de corriente en ordenadores portátiles y teléfonos móviles.
- Se utiliza en la unidad UPS. A continuación se muestra el diagrama de bloques del transformador de aislamiento que consta del SAI.
Resumen
- Un transformador de aislamiento proporciona aislamiento galvánico para suprimir el ruido eléctrico a la supresión eléctrica delicada.
- Un transformador de aislamiento Mejora la intensidad de la señal en las comunicaciones inalámbricas y por radio.
- Disminuye las interferencias electromagnéticas y eléctricas de otros dispositivos de potencia.
- El transformador de aislamiento disminuye la posibilidad de fuga de corriente y, por lo tanto, eleva el estándar de transferencia de energía a la carga.
- El transformador de aislamiento eléctrico bloquea la interferencia causada por los bucles de tierra.
- Un transformador de aislamiento no pasa los componentes de CC, si hay alguno presente en el suministro de servicios públicos.
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