El transformador del poste
En lo alto de un poste hay un cajón gris que zumba. Le entran 20 000 V y le salen 400 V, y no tiene ninguna pieza que se mueva. ¿Cómo cambia la tensión con solo dos bobinas y un trozo de hierro, y por qué zumba?
Un poco de historia
- 1831Michael Faraday descubre la inducción con dos bobinas arrolladas a un anillo de hierro: es, sin saberlo, el primer transformador.
- 1836Nicholas Callan construye en Irlanda una bobina de inducción, con la que se consiguen tensiones muy altas a partir de una pila.
- 1885Károly Zipernowsky, Miksa Déri y Ottó Bláthy presentan en Budapest el primer transformador de núcleo cerrado, que permite alimentar muchas lámparas desde una sola línea.
- 1886George Westinghouse y William Stanley prueban en Great Barrington (Massachusetts) la primera red de corriente alterna con transformadores.
- Finales del siglo XIXEn la «guerra de las corrientes», la alterna gana a la continua precisamente porque su tensión se puede subir y bajar con un transformador.
Con qué herramienta se relaciona
Autoinducción e inducción mutua · Electromagnetismo
Un transformador ideal es dos bobinas con acoplamiento perfecto (k = 1): la fem de la secundaria es la inducción mutua M por lo deprisa que cambia la corriente del primario, y su cociente con la del primario es la relación de vueltas.
ε₂ = −M dI₁/dt , M = μ₀ N₁ N₂ h ln(b/a) / 2π , ε₂/ε₁ = N₂/N₁ = 1/50
Se abre en la pestaña de inducción mutua, en la geometría «Bobina sobre un toroide (k = 1)»: N₁ = 2500, N₂ = 50, un núcleo de 8 a 12 cm de radio y 4 cm de alto, sin hierro (con hierro L y M se multiplican por μr, pero el cociente es el mismo). Con el ritmo de cambio del primario que corresponde a 20 kV de pico, sale ε₂ ≈ 566 V de pico, es decir 400 V eficaces.