Los transformadores son componentes formados por un núcleo de chapas o láminas de hierro sobre el cual se colocan muchas o pocas vueltas de hilo de cobre esmaltado, ejerciendo diversas funciones.
Su construcción se indica en la fig. 1.
Las chapas que componen el núcleo y que se encuentran en el carrete sobre el que se han colocado las vueltas o espiras de hilo de cobre .deben de ser de material ferromagnético.
Veamos a continuación los principios de funcionamiento y operación de este elemento:
Cuando una corriente eléctrica recorre una bobina, se crea un campo magnético el cual se ejerce por el espacio, representándose mediante unas líneas imaginarias llamadas líneas de fuerza. Fig. 2.
Si las líneas de fuerza cortan las vueltas de hilo denominadas espiras de una a otra bobina, existe una inducción de tensión eléctrica en esta bobina que se manifiesta en sus extremos. Fig. 3.
El fenómeno en cuestión es dinámico, es decir, ocurre en dos condiciones: cuando conectamos la corriente a la primera bobina, el campo se «propaga»; cuando desconectamos la corriente, el campo se «contrae», tendiendo a desaparecer. Fig. 4.
Es decir, si conectamos y desconectamos el interruptor de la bobina (a y b), tendremos un campo magnético variable; en caso de que permanezca conectado (c) no existirá inducción.
Estas variaciones del campo magnético son el principio de funcionamiento del transformador: en dos bobinas arrolladas de una misma forma y sin contacto eléctrico entre ambas, cuando circula una corriente por la primera (llamada primario) se genera un campo magnético que se induce sobre la segunda (denominada secundario), el cual crea una tensión.
Asimismo, solamente si aplicamos en el primario una tensión variable se puede generar una inducción, por cuyo motivo se conecta a una c.a. (corriente alterna). Con una c.c. (corriente continua) no obtendríamos nada, ya que este fenómeno es dinámico.
A su vez, una pila sólo puede excitar un transformador en el momento de ser conectada y desconectada. Para un funcionamiento constante, el transformador (como se ha dicho antes) necesita ser alimentado con una corriente alterna, como se indica en la fig. 5.
Otro factor importante en un transformador es que la transformación de energía depende de las espiras de hilo que existan en las dos bobinas.
Si la primera bobina (primario) tiene 100 espiras de hilo y la bobina denominada secundario 1000 espiras, la tensión aplicada se multiplicará por 10 (tenemos 10 veces más espiras en un arrollamiento que en otro).
Del mismo modo, si en el primario tenemos 1000 espiras y en el secundario 100, la tensión se dividirá por 10.
Un transformador de alimentación puede ser fabricado para reducir 110 ó 220 V y obtener 6, 9 6 12 V o para elevar dicha tensión a 300, 400 o más voltios, de acuerdo al número de espiras que tenga. Fig. 6.
Entretanto, en todos los casos, siempre conservamos la cantidad de energía que pasa. Asimismo, si la tensión aumenta, la corriente disminuye en la misma proporción y viceversa.