El transformador es uno de los dispositivos eléctricos más básicos que existen y tiene aplicaciones en las industrias eléctrica y electrónica. Un transformador "transforma" el voltaje en un circuito incrementándolo o reduciéndolo. Prácticamente todos los dispositivos electrónicos que usa todos los días necesitan un transformador para reducir el voltaje de salida a uno más útil para circuitos delicados.
Un toro es una forma que se forma cuando un cuerpo sólido se curva sobre sí mismo y forma un bucle cerrado con un agujero en el medio. Para definir toroidal, piense en rosquilla: un transformador toroidal es un transformador en forma de rosquilla. Esta no es la única forma que puede adoptar un transformador, pero es la preferida en la mayoría de las industrias de la electrónica y por los fabricantes de equipos de sonido. Un transformador toroidal puede ser muy pequeño sin perder eficiencia y crea menos interferencia magnética que el otro tipo común de transformador, el E-I o transformador laminado.
Los transformadores confían en la inducción electromagnética
El físico Michael Faraday descubrió la inducción en 1831 cuando notó que mover un imán a través de un cable conductor enrollado alrededor de un solenoide inducía una corriente eléctrica en el conductor. Descubrió que la fuerza de la corriente era proporcional a la velocidad de movimiento del imán y al número de vueltas de la bobina.
Un transformador hace uso de esta proporcionalidad. Envuelva una bobina, la bobina primaria, alrededor de un núcleo ferromagnético y enrolle un segundo cable, la bobina secundaria, alrededor del mismo núcleo o de uno diferente. Cuando la corriente a través de la bobina primaria cambia constantemente de dirección, como ocurre con la corriente CA, induce un campo magnético en el núcleo, y que a su vez induce una corriente eléctrica en el segundo bobina.
Mientras el valor pico de la corriente permanezca igual, el valor pico del campo magnético inducido tampoco cambia. Eso significa que la corriente inducida en la bobina secundaria aumenta con el número de vueltas. Por lo tanto, un transformador proporciona una forma de amplificar una señal eléctrica, que es vital en la industria del audio. También puede usar un transformador para reducir el voltaje haciendo que el número de vueltas en la bobina secundaria sea menor que el número en la bobina primaria. Ese es el principio detrás de los transformadores que se conectan a la pared para alimentar su equipo electrónico.
Un transformador toroidal produce menos ruido
Un transformador E-I, o laminado, consta de un par de bobinas envueltas alrededor de núcleos individuales, colocadas juntas y selladas dentro de un gabinete. Un transformador toroidal, por otro lado, tiene un solo núcleo toroidal ferromagnético alrededor del cual se enrollan las bobinas primaria y secundaria. No importa si los cables se tocan, y con frecuencia se colocan uno encima del otro.
La corriente alterna que pasa a través de la bobina primaria energiza el núcleo, que a su vez energiza la bobina secundaria. Los campos toroidales son más compactos que los campos de un transformador laminado, por lo que hay menos energía magnética que interfiera con los componentes sensibles del circuito. Cuando se utilizan en equipos de audio, los transformadores toroidales producen menos zumbidos y distorsión que los laminados y son los preferidos por los fabricantes.
Otras ventajas del transformador toroidal
Debido a que un inductor toroidal es más eficiente, los fabricantes pueden hacer que los transformadores toroidales sean más pequeños y livianos que los E-I. Esto es importante para los fabricantes de equipos electrónicos y de audio, ya que el transformador suele ser el componente más grande en la mayoría de los circuitos. Su mayor eficiencia crea otra ventaja para el transformador toroidal. Opera a temperaturas más frías que un transformador E-I, lo que reduce la necesidad de ventiladores y otras estrategias de enfriamiento en equipos sensibles.