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Transformadores de Aislamiento – Construcción, Trabajo y Aplicaciones
¿Qué es un transformador de aislamiento?
Un transformador es una máquina eléctrica que se utiliza para convertir una forma de energía eléctrica de CA en otra forma de energía eléctrica de CA sin cambiar la frecuencia. Un transformador de aislamiento es un transformador que se utiliza para transferir energía de CA aislada a un dispositivo o equipo para seguridad, protección o para reducir los armónicos y las sobretensiones transitorias. Proporciona aislamiento entre un dispositivo alimentado y una fuente de alimentación en función del aislamiento galvánico sin ruta conductora entre la fuente de alimentación y el dispositivo alimentado.
Los transformadores de aislamiento se utilizan con fines de seguridad y también para reducir transitorios y armónicos. Proporciona aislamiento galvánico. Esto significa que no hay un camino conductor entre la fuente y la carga. Por lo tanto, protege su dispositivo de descargas eléctricas y reduce el ruido eléctrico para dispositivos sensibles.
También se utiliza para conectar dos líneas que no permiten la conexión física. Un transformador de aislamiento puede actuar como transformador elevador o reductor. En general, los transformadores de aislamiento no se utilizan para cambiar el valor de las magnitudes eléctricas. Por lo tanto, en la mayoría de los casos, el transformador de aislamiento tiene una relación de transformación de 1. Esto significa que el número de vueltas en el devanado primario es el mismo que el número de vueltas en el devanado secundario, haciendo que los valores de los voltajes primario y secundario sean iguales.
Los transformadores de aislamiento no permiten que los componentes de CC pasen de un circuito a otro. Sin embargo, puede pasar el componente de CA. Un transformador de aislamiento especialmente diseñado también bloquea la interferencia de los bucles de tierra. Los transformadores de aislamiento se utilizan para proteger dispositivos sensibles como: Computadoras, material de laboratorio y equipo médico.
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Trabajo del transformador de aislamiento
Un transformador de aislamiento no es más que un simple transformador con una relación de transformación de 1:1. La fuente de alimentación está conectada al devanado primario y la carga o circuito que necesita ser protegido está conectado al devanado secundario.
Los transformadores de aislamiento se utilizan para reducir los transitorios de la fuente de alimentación. Las fuentes de alimentación tienen muchas razones para generar picos de suministro, como: Caída de rayos, conmutación o cambios repentinos en la carga. Este pico eleva el nivel de voltaje de unos pocos voltios a miles de voltios. Los picos de forma de onda de voltaje suelen tener una duración muy corta (~3 ns). Si este pico alcanza la carga, puede dañar el equipo. Por lo tanto, el nivel de pico debe reducirse.
Para ello, se utiliza un transformador de aislamiento entre el dispositivo y la fuente de alimentación. Supongamos que una línea eléctrica experimenta un pico de alto voltaje y alta corriente. Este pico luego pasa a través del devanado primario del transformador de aislamiento. Por efecto de la inductancia, el devanado primario no tolera cambios bruscos de corriente.
Un pico en la forma de onda aumentará la corriente y aumentará el flujo magnético. Luego aumente el voltaje en el lado secundario. La inductividad del transformador evita que el pico se regenere en el lado secundario. La resistencia a la corriente es proporcional a la velocidad a la que cambia la corriente.
Los picos contienen cambios rápidos en el voltaje y la corriente. Por lo tanto, los picos del circuito secundario se reducen considerablemente, lo que evita efectos no deseados en el equipo de carga, como se muestra en las formas de onda anteriores.
¿Cómo funciona un transformador de aislamiento como dispositivo de seguridad?
El transformador de aislamiento se utiliza como dispositivo de seguridad para evitar la conexión directa entre la fuente de alimentación y el equipo. Para entender el principio de funcionamiento, considere el siguiente diagrama.
En la primera imagen, cuando el hombre toca los terminales vivos, una corriente de fuga fluye a través de su cuerpo. Y el hombre está en estado de shock.
En la segunda foto, el transformador de aislamiento está conectado a la fuente de alimentación. En este estado, incluso si una persona toca la terminal secundaria del transformador de aislamiento, no recibirá una descarga eléctrica. El cuerpo humano no puede conectarse a tierra porque no hay un camino para que fluya la corriente de fuga.
En la tercera figura, la ruta de retorno se muestra como capacitiva o directa. Un hombre puede sentir un ligero choque de un conductor vivo si hay un acoplamiento capacitivo. El acoplamiento capacitivo se utiliza cuando el cuerpo del aparato está conectado a un conductor. Además, no hay conexión física entre el cuerpo y el suelo.
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solicitud
Las aplicaciones de los transformadores de aislamiento se muestran a continuación.
- Se utiliza un pequeño transformador de aislamiento para el aislamiento del circuito de impulsos.
- Se utiliza un transformador de aislamiento de relación 1:1 en condiciones de carga (como un transformador de potencia) por seguridad.
- El equipo médico y algunos equipos estándar especiales requieren aislamiento eléctrico. En ese caso, conecte un transformador de aislamiento al equipo.
- Los transformadores de aislamiento se utilizan para reducir armónicos y transitorios en circuitos eléctricos.
- También se utilizan para proporcionar aislamiento eléctrico entre fuentes de alimentación y equipos.
- También se utiliza para solucionar problemas y probar componentes eléctricos y electrónicos de manera segura sin tocar las partes vivas de los circuitos que protegen contra descargas eléctricas y voltajes peligrosos.
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