¿Qué es un transformador ideal?
Un transformador ideal es un modelo sin pérdidas de un transformador real en el que todo el flujo magnético enlaza ambos devanados y no existe resistencia, dispersión ni pérdidas en el núcleo. Bajo esta suposición, la potencia de entrada es igual a la de salida, y los voltajes y corrientes se relacionan únicamente mediante el cociente entre el número de espiras de cada devanado. Esta calculadora resuelve la relación clásica del transformador para obtener el voltaje secundario, la relación de espiras y la corriente secundaria.
Cómo usar esta calculadora
Introduce el voltaje primario (Vp), las espiras del primario (Np) y las espiras del secundario (Ns). Si lo deseas, añade también la corriente primaria (Ip) para obtener la corriente secundaria. Pulsa calcular y verás el voltaje secundario, la relación de espiras \(\text{Np}/\text{Ns}\) y la corriente secundaria Is.
La fórmula explicada
La ecuación que rige el comportamiento es \(\text{Vp}/\text{Vs} = \text{Np}/\text{Ns} = \text{Is}/\text{Ip}\). El voltaje se transforma de forma proporcional a las espiras: cuantas más espiras tenga el secundario, mayor será el voltaje (transformador elevador); con menos espiras, el voltaje baja (transformador reductor). La corriente, en cambio, se transforma en sentido contrario, porque la potencia (\(V \times I\)) se conserva. Por tanto:
$$V_s = \text{Vp} \cdot \frac{\text{Ns}}{\text{Np}} \quad \text{e} \quad I_s = \text{Ip} \cdot \frac{\text{Np}}{\text{Ns}}$$
Ejemplo resuelto
Una fuente de 120 V alimenta un transformador con \(\text{Np} = 100\) y \(\text{Ns} = 50\), que consume \(\text{Ip} = 2\ \text{A}\) en el primario. La relación de espiras es \(100/50 = 2\). El voltaje secundario es \(120 \times \frac{50}{100} = 60\ \text{V}\) (reductor). La corriente secundaria es \(2 \times \frac{100}{50} = 4\ \text{A}\). Fíjate en que la potencia primaria \(120 \times 2 = 240\ \text{W}\) coincide con la potencia secundaria \(60 \times 4 = 240\ \text{W}\), tal y como cabe esperar en un transformador ideal.
Preguntas frecuentes
¿Sirve para un transformador real? Utiliza el modelo ideal (sin pérdidas). Los transformadores reales tienen un rendimiento inferior al 100 % por las pérdidas en el cobre y en el núcleo, así que la salida real es algo menor.
¿Qué significa la relación de espiras? Una relación \(\text{Np}/\text{Ns}\) mayor que 1 indica un transformador reductor; menor que 1, uno elevador.
¿Por qué sube la corriente cuando baja el voltaje? Porque la potencia se conserva: si reduces el voltaje en un factor determinado, la corriente aumenta en ese mismo factor.
