EL TRANSFORMADOR

Posted on 4 septiembre, 2010

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EL TRANSFORMADOR

En muchas instalaciones eléctricas, e incluso en las de las casa, muchas veces hay necesidad de aumentar o disminuir el voltaje que proporciona la compañía suministradora de electricidad. El dispositivo que permite resolver este problema se denomina Transformador Eléctrico.

Este esta constituido por una pieza de hierro, denominada núcleo del transformador, alrededor de la cual se colocan dos bobinas. A una de tales bobinas se le aplica el voltaje v1, que deseamos transformar, es decir, que se quiere aumentar o disminuir. Esta bobina se denomina enrollamiento primario, o simplemente, primario del transformador. Como veremos luego, otro voltaje v2, después de la transformación, se establecerá entre los terminales de la otra bobina, la cual recibe el nombre de enrollamiento secundario, o simplemente secundario, del transformador.

V2 = N2

V1 N1

Si un campo magnético existente en cierta región del espacio, surge una variación en el tiempo, tal variación hará aparecer en esa región, un campo eléctrico inducido.

ONDA ELECTROMAGNETICA

Maxwell mostró, por medio de sus ecuaciones, que esta perturbación electromagnética, al propagarse debería presentar todas las características de un movimiento ondulatorio. Por lo tanto, de acuerdo con Maxwell, dicha radiación electromagnética experimentara reflexión, refracción, difracción e interferencia, exactamente como sucede con todas las ondas. Por este motivo, la perturbación constituida por la propagación de campos eléctricos y magnéticos ha recibido el nombre de onda electromagnética.

VELOCIDAD DE PROPAGACION DE UNA ONDA ELECTROMAGNETICA

Uno de los resultados de mayor repercusión obtenido por Maxwell a partir de sus ecuaciones, fue la determinación del valor de la velocidad de propagación de una onda electromagnética. Sus cálculos demostraron que en el vacío (o aire), esta onda se propaga con una velocidad v que vale:

V = 3.0 x 108 M/S

La importancia de este resultado se debe a que este valor coincidencia con el de la velocidad de propagación de la luz en el vacío. Al calcular la velocidad de propagación de una onda electromagnética en el vacío, Maxwell encontró un resultado igual a la velocidad de la luz. Este hecho lo llevo a sospechar que la luz era una onda electromagnética. Los experimentos de Hertz y otros ulteriores, demostraron que la idea de Maxwell era correcta.

ESPECTRO ELECTROMAGNETICO

Desde la época de Maxwell hasta nuestros días se ha producido un gran avance en los conocimientos relacionados con las ondas electromagnéticas. De manera que en la actualidad sabemos que existen varios tipos de estas ondas; las cuales, a pesar de todos de la misma naturaleza (constituida por los campos E y B que oscilan en el tiempo y se propagan en el espacio), presentan en ocasiones características muy diferentes.

En general, los diversos tipos de ondas electromagnéticas difieren en el valor de su frecuencia, y también por la forma en que se producen, como describimos mas adelante.

El conjunto de todos estos tipos de ondas o radiaciones se denomina espectro eléctrico – magnético. Todas las ondas que constituyen esta gama se propagan, en el vacío, con la misma velocidad (V = 3.0 x 108m/s, como ya vimos) y son originadas por la aceleración de una carga eléctrica. Entonces, siempre que una carga eléctrica es acelerada, radia cierto tipo de onda de electromagnética, lo cual depende del valor de la aceleración de la carga.

A continuación examinaremos algunas de las características de cada clase de onda que constituye el espectro electromagnético:

ONDAS DE RADIO:

Son las ondas electromagnéticas que presentan las frecuencias mas bajas hasta de 108 hz. (Hertz), es decir, ¡Cien millones de vibraciones por segundo!

MICROONDAS:
Son frecuencias más elevadas que las de las ondas de radio, se llega a las ondas electromagnéticas. Estas tienen frecuencias comprendidas, aproximadamente, entre 108 hz. y 1012hz.

RADIACION INFRARROJA:
Son ondas electromagnéticas con frecuencias de aproximadamente 1011hz.

RADIACION VISIBLE:

Son ondas cuyas frecuencias están comprendidas entre 4.0 x 1014 hz., y 6.7 x 1014 hz. Constituyen una región del espectro electromagnético que tiene una importancia especial para nosotros.

RADIACION ULTRAVIOLETA:
Son ondas electromagnéticas con frecuencias inmediatamente superiores a las de la región visible.

RAYOS X:
Este tipo de radiación esta constituido por las ondas electromagnéticas de frecuencias superiores a las de la radiación ultravioleta.

RAYOS GAMA (0g):

Esta radiación es emitida por los núcleos atómicos de los elementos al desintegrarse.

Posted in: Fisica III