Calcular un transformador: tensión, espiras e intensidad
Escribe una pareja de datos que dé la relación (las dos tensiones o las dos bobinas) y los que conozcas del otro lado: se calcula lo que falta. En la otra pestaña, el rendimiento de un transformador real.
En resumen
En un transformador ideal se cumple V₁ / V₂ = N₁ / N₂ = I₂ / I₁: la tensión cambia en la misma proporción que el número de espiras, y la intensidad, en la proporción contraria. Para pasar de 230 V a 12 V con 1150 espiras en el primario, el secundario necesita N₂ = 1150 · 12 / 230 = 60 espiras; si da 5 A, el primario consume 5 · 12 / 230 = 0,26 A.
Cómo funciona un transformador
Tiene dos bobinas enrolladas en un mismo núcleo de hierro. La corriente alterna del primario crea en el núcleo un flujo magnético que cambia 50 veces por segundo, y ese flujo variable induce una tensión en el secundario (ley de Faraday). Como las dos bobinas comparten el mismo flujo, la tensión de cada una es proporcional a su número de espiras.
- V₁ y V₂: tensión del primario (la entrada) y del secundario (la salida), en voltios.
- N₁ y N₂: número de espiras de cada bobina.
- I₁ e I₂: intensidad en cada lado, en amperios.
- m: relación de transformación.
Con corriente continua el flujo no cambia y no se induce nada: por eso la red eléctrica es de alterna, para poder subir y bajar la tensión con transformadores.
La potencia se conserva
Un transformador no crea energía: si baja la tensión, sube la intensidad en la misma proporción, y al revés. Por eso el cable del secundario de un transformador reductor es más grueso: por él pasa más corriente.
Elevador y reductor
- Reductor (N₂ < N₁): baja la tensión. Es el de los cargadores, las lámparas halógenas de 12 V, los timbres y los centros de transformación que alimentan los barrios a 230/400 V.
- Elevador (N₂ > N₁): sube la tensión. Es el que hay a la salida de las centrales, que pasa de unos 20 kV a 220 o 400 kV para el transporte.
Por qué la electricidad se transporta en alta tensión
Los cables pierden en calor una potencia P = I² · R (efecto Joule). Para transportar 1 MW por una línea de 10 Ω:
| Tensión de la línea | Intensidad (I = P / V) | Pérdidas (I² · R) |
|---|---|---|
| 20 kV | 50 A | 25 000 W (2,5 %) |
| 400 kV | 2,5 A | 62,5 W (0,006 %) |
Con 20 veces más tensión, la corriente es 20 veces menor y las pérdidas, 20² = 400 veces menores.
Ejemplos resueltos
Un transformador de cargador baja de 230 V a 5 V y tiene 920 espiras en el primario. ¿Cuántas tiene el secundario? ¿Qué intensidad consume si da 2 A?
N₂ = 920 · 5 / 230 = 20 espiras. I₁ = 2 · 5 / 230 = 0,0435 A (43,5 mA): 10 W a cada lado.
Probar este ejemploUn transformador tiene 1200 espiras en el primario y 60 en el secundario. ¿Qué tensión da con 230 V? ¿Y qué corriente toma de la red si el secundario da 3 A?
V₂ = 230 · 60 / 1200 = 11,5 V (reductor, m = 20). I₁ = 3 / 20 = 0,15 A.
Probar este ejemploEl elevador de una central pasa de 20 kV a 400 kV con 500 espiras en el primario. ¿Cuántas tiene el secundario y qué corriente entra si salen 50 A?
N₂ = 500 · 400 000 / 20 000 = 10 000 espiras. I₁ = 50 · 20 = 1000 A: 20 MW a cada lado.
Probar este ejemploUn transformador absorbe 500 W y entrega 480 W. ¿Cuál es su rendimiento?
η = 480 / 500 · 100 = 96 %. Los 20 W restantes se pierden en calor.
Probar este ejemploRendimiento de un transformador real
Los transformadores son de las máquinas más eficientes que existen: los grandes de las redes eléctricas superan el 98-99 % y los pequeños rondan el 80-95 %. Lo que se pierde se va en calor, en el cobre de las bobinas (efecto Joule) y en el núcleo (corrientes de Foucault, que se reducen fabricándolo con chapas finas aisladas, e histéresis). Por eso los cargadores se calientan un poco. Para otras máquinas, mira la calculadora de rendimiento.
Errores típicos
- Poner la intensidad en la misma proporción que la tensión. Es al revés: si la tensión baja 20 veces, la intensidad sube 20 veces (I₂ / I₁ = N₁ / N₂).
- Pensar que funciona con pilas. Un transformador necesita corriente alterna: con continua solo hay flujo variable al conectar y desconectar.
- Creer que un elevador da más energía. Sube la tensión, pero la corriente baja lo mismo: la potencia es igual (o algo menor, en uno real).
Hoy muchos cargadores de móvil no llevan un transformador grande de 50 Hz, sino una fuente conmutada: primero convierten la corriente en alterna de muy alta frecuencia y la bajan con un transformador diminuto. El principio es el mismo.
Un poco de historia
El transformador moderno, con núcleo de hierro cerrado, lo patentaron en 1885 tres ingenieros de la empresa Ganz de Budapest: Károly Zipernowsky, Ottó Bláthy y Miksa Déri. Hizo posible transportar la electricidad en alterna y a alta tensión, y decidió la «guerra de las corrientes» a favor de la alterna.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la fórmula de un transformador?
V₁ / V₂ = N₁ / N₂: las tensiones van en la misma proporción que las espiras. En uno ideal la potencia se conserva, así que I₂ / I₁ = N₁ / N₂. Con 230 V, 1000 espiras en el primario y 50 en el secundario: V₂ = 230 · 50 / 1000 = 11,5 V.
¿Cómo se calcula un transformador?
Con la relación V₁ / V₂ = N₁ / N₂ = I₂ / I₁. Para bajar de 230 V a 12 V con 1150 espiras en el primario, N₂ = 1150 · 12 / 230 = 60 espiras. Si el secundario da 5 A, el primario consume I₁ = 5 · 12 / 230 = 0,26 A, y la potencia es de 60 W a cada lado.
¿Qué es la relación de transformación?
El cociente m = N₁ / N₂ entre las espiras del primario y del secundario, que es igual a V₁ / V₂. Si m es mayor que 1, el transformador es reductor; si es menor que 1, elevador.
¿Cómo sé si un transformador es elevador o reductor?
Si el secundario tiene más espiras que el primario, es elevador (sube la tensión); si tiene menos, reductor (la baja). Un transformador de 230 V a 12 V es reductor.
¿Por qué un transformador no funciona con corriente continua?
Porque funciona por inducción, y la inducción necesita un flujo magnético que cambie. La corriente continua crea un flujo constante, así que no induce tensión en el secundario.
¿Cómo se calcula el rendimiento de un transformador?
Dividiendo la potencia que entrega entre la que absorbe y multiplicando por 100: si absorbe 500 W y entrega 480 W, η = 96 %. Los 20 W que faltan se pierden en calor.
¿Por qué la electricidad se transporta a alta tensión?
Para que la corriente sea pequeña y se pierda poco en los cables, ya que las pérdidas son I² · R. Con 20 veces más tensión, la corriente es 20 veces menor y las pérdidas, 400 veces menores.
Revisado en septiembre de 2026.
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