El transformador ideal y la relación de vueltas
¿Qué se conserva al girar la relación?
Un solo flujo atraviesa ambas bobinas. Cambia la relación y el voltaje y la corriente secundarios se mueven con ella. Elige lo que permanece pese a todo.
El flujo compartido crea la razón de voltaje
Cuando el mismo flujo Φ atraviesa ambas bobinas, el voltaje inducido de cada una es proporcional a sus vueltas. De V = N·dΦ/dt con dΦ/dt común, V₁/V₂ = N₁/N₂. Así la relación a = N₁/N₂ es la razón de voltaje.
La conservación de potencia invierte la corriente
Un transformador ideal no tiene pérdidas, así que la potencia entra y sale igual: V₁I₁ = V₂I₂. Si el voltaje se hace a veces mayor, la corriente debe hacerse 1/a para mantener el producto. Por eso un transformador elevador baja la corriente, y las líneas transportan a alto voltaje y baja corriente para reducir pérdidas.
La impedancia también cambia al cuadrado
Una carga Z₂ en el secundario se ve como a²Z₂ desde el primario. Como el voltaje es a veces y la corriente 1/a, la impedancia vista en el primario es V₁/I₁ = (aV₂)/(I₂/a) = a²·(V₂/I₂). El transformador es así una herramienta de adaptación de impedancias, no solo de voltaje y corriente.
De vuelta a la primera pantalla
Gires como gires la relación, lo conservado fue la potencia. El flujo compartido reescala el voltaje por la razón de vueltas, y el transformador sin pérdidas cancela ese cambio con uno opuesto en la corriente. Sube el voltaje por a y la corriente baja por 1/a, fijando el producto VI = 200 W. El transformador deja la potencia intacta y solo cambia el emparejamiento de voltaje y corriente.
La transformación por relación de vueltas es la columna de los sistemas de potencia. Los transformadores reales se apartan de este ideal por flujo de fuga, corriente de magnetización y pérdidas en hierro y cobre. La próxima unidad recoge esa desviación en un circuito equivalente para calcular eficiencia y regulación (MC-A4). El mismo principio de flujo compartido sigue en el acoplamiento estator–rotor de máquinas de inducción y síncronas.