Calculadora de transformador ideal

Un transformador ideal transfiere energía entre devanados aislados eléctricamente mediante un flujo magnético común, con las hipótesis de libro de texto de resistencia nula en los arrollamientos, flujo de dispersión nulo y pérdidas nulas en el núcleo. Bajo esas hipótesis la relación de tensiones coincide con la relación de espiras Ns entre Np, y la corriente escala con la relación inversa de modo que se conserva la potencia instantánea: Vp por Ip igual a Vs por Is. Esta calculadora de transformador ideal acepta una magnitud de primario, un recuento finito y no nulo de espiras del primario, y la relación de espiras secundario a primario Ns/Np, y devuelve el valor de secundario correspondiente.

Qué conserva un transformador ideal y por qué Ns/Np es la aplicación

Un transformador ideal es un modelo de primer orden de un dispositivo de dos devanados que transfiere energía por acoplamiento magnético y no por una conexión galvánica entre las bobinas. El devanado primario de Np espiras lo alimenta una fuente; el secundario de Ns espiras entrega tensión y corriente a una carga. En el modelo ideal los arrollamientos son inductores perfectos, el núcleo tiene permeabilidad infinita y no presenta histéresis ni pérdidas por corrientes de Foucault, y toda línea de flujo que enlaza el primario enlaza también el secundario.

La ley de Faraday obliga entonces a que las tensiones inducidas escalen con el número de espiras: Vs dividido entre Vp es igual a Ns dividido entre Np. La potencia instantánea se conserva porque no hay adónde ir la energía salvo al otro arrollamiento, de modo que Vp por Ip iguala Vs por Is, lo que se reordena como Is entre Ip igual a Np entre Ns. Esas dos identidades son todo el motor de esta calculadora.

La relación de espiras adimensional que se usa aquí es n igual a Ns entre Np, el recuento de secundario a primario que convierte una tensión de primario en la tensión esperada de secundario por multiplicación. Cuando n es mayor que uno el aparato eleva la tensión y reduce la corriente; cuando n es menor que uno reduce la tensión y eleva la corriente; cuando n vale uno el secundario refleja al primario para aislar.

Los transformadores reales se desvían por la regulación, la corriente de magnetización, la inductancia de dispersión y la resistencia de los arrollamientos; esta capacidad no inventa esas correcciones. Entradas idénticas producen siempre los mismos resultados en coma flotante porque la implementación es aritmética pura, sin llamadas de red, sin aleatoriedad y sin depender del reloj de pared.

Dónde una calculadora de transformador ideal justifica su sitio

Mantenga los recuentos de espiras, las tensiones y las corrientes dentro del rango publicado para que un secundario escalado no desborde a un valor no finito que el solver deba rechazar.

Empareje a propósito los ejemplos de aula: mil espiras de primario, n igual a un décimo y doscientos cuarenta voltios en el primario dan veinticuatro voltios en el secundario, un reductor de red clásico; doscientas espiras de primario, n igual a cuatro y ocho amperios en el primario dan dos amperios en el secundario, un elevador que cambia tensión por corriente; quinientas espiras de primario y n igual a un quinto dan cien espiras de secundario sin exigir tensión ni corriente.

Esta página se dirige a quien busca una calculadora de transformador ideal, la tensión de secundario a partir de la relación de espiras, o la corriente de secundario a partir de Np y Ns. No es una página de relación de transformación que parta de ambos recuentos bobinados y anuncie a igual a Np entre Ns como titular; no es un solver de pérdidas en el núcleo, regulación o circuito equivalente; y no es una herramienta de dimensionado trifásico ni de autotransformador.

Prefiera esta capacidad cuando ya conozca la magnitud de primario y la relación de secundario a primario y necesite el valor de secundario como respuesta principal.