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Transformadores de potenciaJuega un papel crucial en el campo de la transmisión de energía y la fuente de alimentación del equipo. Los usuarios observadores pueden notar que los transformadores de potencia siempre están "emparejados" con corriente alterna （AC） e rara vez interactúan con la corriente continua （DC）. ¿Qué lógica técnica se encuentra detrás de este fenómeno?
El principio operativo central de los transformadores de potencia se basa en la inducción electromagnética. Consisten principalmente en un núcleo de hierro （o núcleo magnético） y bobinas primarias y secundarias. Cuando el CA pasa a través de la bobina primaria, los cambios periódicos en la magnitud y la dirección de la corriente generan un campo magnético periódico igualmente alrededor de la bobina. Según la ley de inducción electromagnética de Faraday, el campo magnético cambiante induce una fuerza electromotriz en la bobina secundaria, logrando así la transformación de voltaje. Por ejemplo, en la transmisión de energía urbana, el CA generado por las centrales eléctricas se asciende al voltaje ultra alto a través de transformadores escalonados para reducir las pérdidas de energía durante la transmisión a larga distancia. Cuando la electricidad llega a las áreas cercanas a los usuarios finales, los transformadores reducidos se utilizan para reducir el voltaje a niveles adecuados para aplicaciones residenciales e industriales.
DC, por otro lado, mantiene una dirección y magnitud de corriente constante. Cuando DC se aplica a la bobina primaria de un transformador de potencia, solo puede generar un campo magnético estable e inmutable. Sin embargo, un campo magnético estable no puede inducir una fuerza electromotriz en la bobina secundaria, lo que hace imposible la conversión de voltaje. Además, la DC constante puede hacer que el núcleo de hierro del transformador se sature. Una vez que el núcleo se satura, la inductancia del transformador cae bruscamente, la corriente magnetizante aumenta significativamente y, en última instancia, el transformador se sobrecalienta severamente, potencialmente quemando las bobinas y dañando el equipo. Hubo un caso en el que una fábrica conectó por error una fuente de alimentación de CC a un transformador. En solo unos minutos, el transformador fumó debido al sobrecalentamiento y tuvo que ser reemplazado con urgencia, lo que resultó en altos costos de mantenimiento e interrumpiendo la producción normal.
Por supuesto, en algunas aplicaciones especiales, aunque puede parecer que el transformador está manejando DC, de hecho, se utiliza un circuito de inversor para convertir el DC en AC primero, y luego el transformador se emplea para la transformación de voltaje. Por ejemplo, en los sistemas de generación de energía solar fotovoltaica, el DC generado por los paneles solares debe convertirse en AC por un inversor antes de que pueda subir o bajar por un transformador e integrarse en la cuadrícula de potencia de CA.
Con el desarrollo continuo de la tecnología de energía, aunqueTransformadores de potenciaActualmente permanecen predominantemente compatibles con la CA, los científicos están explorando nuevas tecnologías y materiales para romper las limitaciones tradicionales y permitir que los transformadores funcionen de manera eficiente en entornos de CC. Sin embargo, en la actualidad, una comprensión profunda de la estrecha relación entre los transformadores de potencia y la CA no solo ayuda a los ingenieros a optimizar los diseños del sistema de energía, sino que también ayuda a los usuarios comunes al uso de equipos eléctricos correctamente, evitando posibles riesgos de seguridad y pérdidas económicas causadas por una operación incorrecta.
