¿Por qué un transformador solo puede cambiar el voltaje de una corriente alterna?

Un transformador simplificado consiste principalmente en un devanado primario, un devanado secundario y un núcleo ferromagnético. Dado que las vueltas individuales de los devanados deben estar aisladas eléctricamente entre sí, generalmente se usa alambre esmaltado.

Para reducir las pérdidas por corrientes parásitas, el núcleo no está hecho de acero sólido, sino de laminaciones de acero aisladas.

Como se puede ver en la figura, los devanados primario y secundario están aislados eléctricamente.

Si aplicamos un voltaje de CC al devanado primario, no se genera voltaje en el devanado secundario.

Solo un voltaje variable aplicado al devanado primario puede generar un voltaje en el devanado secundario. La corriente cambiante en el devanado primario crea un campo magnético cambiante en el núcleo. Este campo magnético variable induce una fuerza electromotriz (EMF) o voltaje variable en el devanado secundario debido a la inducción electromagnética.

El voltaje aplicado al devanado primario puede ser el voltaje de CA clásico de los circuitos de energía eléctrica, pero también podría ser una señal de audio o una señal de RF (en este caso se usaría un núcleo diferente o ningún núcleo).

Un transformador convierte la energía de las corrientes eléctricas en campos magnéticos y luego de vuelta a la corriente eléctrica. La transformación de un campo magnético a corriente eléctrica es proporcional a 1) la fuerza del campo magnético multiplicada por 2) la tasa de cambio en el campo magnético. Si la tasa de cambio es cero (por ejemplo, CC), no se produce corriente eléctrica en el devanado secundario.

Es notable que DC produce un campo magnético en el núcleo del transformador; sin embargo, no producirá corriente en el devanado secundario.

DC en el primario o secundario puede ser problemático porque puede saturar el núcleo del transformador. El núcleo del transformador solo puede transportar tanto campo magnético (denominado flujo magnético). Cuando se impone demasiado flujo en el núcleo, el núcleo se comporta como si fuera aire (frente a hierro) para un flujo adicional.

También vale la pena señalar que una corriente primaria de CC puede producir una corriente secundaria si la primaria se mueve con respecto a la secundaria. De esta manera, la corriente continua crea un campo magnético cambiante y, por lo tanto, corriente en el secundario. Esta es la forma en que funcionan los campos generadores síncronos.

Un transformador aumenta o disminuye el voltaje mediante un principio de inducción electromagnética. Esto fue descubierto por Michael Faraday en 1831. Su fuerza electromotriz simple (fem) se induce en una bobina si cambia el campo magnético alrededor de esta bobina. Entonces, para un transformador, debe haber un cambio en el campo magnético, y esto solo es posible con corriente alterna y no con corriente continua. La corriente alterna en la bobina primaria produce un campo magnético alterno (cambiante), que a su vez se experimenta en la bobina secundaria. Esto da como resultado un cambio del campo magnético en la bobina secundaria, por lo tanto, la fem se configura en el lado secundario según el principio de Faraday.

Básicamente y de manera fácil porque el transformador necesita corriente alterna para crear un campo magnético cambiante que verifique con el tiempo y que cree un voltaje en el secundario.

Eso es

Vagamente por la misma razón que el pistón en el motor de un automóvil tiene que seguir cambiando de dirección. Si el pistón no cambiaba de dirección pero seguía generando potencia (en forma de fuerza X velocidad), el “cilindro” tendría que ser “muy largo”. La analogía aproximada en el caso del transformador es que la corriente seguirá aumentando (en la misma dirección) hasta que inevitablemente se vuelva “muy grande”.

Un transformador no puede pasar CC, simplemente no hay forma de que esto pueda suceder. El principio del transformador es transferir señales eléctricas o energía por inducción magnética. La corriente a través del primario genera un voltaje en el devanado secundario. Y recuerde que es cuando la tasa de flujo es máxima que el voltaje inducido es máximo. Entonces, si no hay cambio de corriente, no puede haber una transferencia magnética de energía.

También puede pulsar DC como en un automóvil, sistema de encendido de moto y un convertidor DC a DC