Los diseñadores que desarrollan instalaciones de energía prestan mucha atención a reducir la importancia o eliminar por completo los factores desfavorables que acompañan al funcionamiento de dichos dispositivos. Y, sin embargo, algunos de los efectos negativos no se pueden eliminar por completo. Uno de ellos es el ruido y el zumbido de los transformadores.
El principio de funcionamiento del transformador
Un transformador es un dispositivo técnico que transfiere energía eléctrica de una bobina estacionaria a otra bobina del mismo tipo, que no está conectada a la primera de forma eléctrica. La energía se transmite a través de un flujo magnético que conecta los devanados y cambia continuamente su dirección y magnitud ("Ingeniería eléctrica elemental para radioaficionados", AD Batrakov, 1950).
Cuando una corriente alterna fluye a través de la bobina primaria, crea un campo magnético. Las poderosas líneas de fuerza de este campo penetran no solo en el primero, sino también en el segundo devanado del transformador. Las líneas están bien cerradas alrededor de los conductores, que se conectan magnéticamente en lugar de eléctricamente.
El grado de conexión entre las dos bobinas está determinado por la distancia entre ellas.
Cuando los extremos de la bobina secundaria están conectados a un consumidor de electricidad, surge una corriente eléctrica en el circuito y el dispositivo incluido en el circuito recibe energía. Debido a la diferencia en el número de vueltas de las bobinas primaria y secundaria, se puede obtener cualquier voltaje requerido en la salida. Esta se considera la principal propiedad útil de cualquier transformador.
¿Por qué el transformador hace ruido?
Los transformadores de corriente de alta potencia son una fuente de ruido dañino que a menudo se puede sentir en entornos industriales. El ruido que se asemeja a un zumbido suele ser causado por una fuerte vibración de los elementos activos del dispositivo, que se amplifican por los fenómenos de resonancia.
¿Por qué ocurre la vibración? En la mayoría de los casos, se debe a un fenómeno llamado magnetostricción. Este efecto es una especie de deformación de la red cristalina que forma el material magnético. La magnetoestricción ocurre durante la magnetización de elementos estructurales, durante la cual aumenta la inducción, lo que hace que los cristales del material se desplace.
Los cristales comienzan a girar, como resultado de lo cual las dimensiones lineales del metal cambian con alta periodicidad. Es este fenómeno el que conduce a vibraciones y ruidos.
Otra razón para el zumbido del transformador es la manifestación de fuerzas magnéticas. Este efecto es especialmente pronunciado en las articulaciones de los elementos del dispositivo. Las hojas individuales del núcleo del transformador son dobladas por estas fuerzas transversales, generando una onda de sonido y aumentando el efecto magnetoestrictivo. El transformador comienza a zumbar intensamente.
El nivel de ruido de los transformadores depende directamente de sus dimensiones y peso. La longitud de la varilla del sistema magnético, así como la calidad del acero, pueden afectar la fuerza del sonido. La entrada del sistema en resonancia o el daño a las vueltas de la bobina puede aumentar significativamente el ruido del transformador en funcionamiento.
