Diferencia clave: convertidor de voltaje vs transformador
En la práctica, el voltaje proviene de muchas fuentes diferentes, a menudo por la red eléctrica. Esas fuentes de voltaje, ya sea CA o CC, tienen un valor de voltaje específico o estándar (por ejemplo, 230 V en la red de CA y 12 V CC en la batería de un automóvil). Sin embargo, los dispositivos eléctricos y electrónicos no funcionan realmente en estos voltajes específicos; están hechos para trabajar con ese voltaje mediante un método de conversión de voltaje en la fuente de alimentación. Los convertidores y transformadores de voltaje son dos tipos de métodos que realizan esta conversión de voltaje. La diferencia clave entre el convertidor de voltaje y el transformador es que el transformador solo puede convertir voltajes de CA, mientras que los convertidores de voltaje están hechos para convertir entre ambos tipos de voltajes.
CONTENIDO
1. Descripción general y diferencia clave
2. Qué es un transformador
3. Qué es un convertidor de voltaje
4. Comparación lado a lado - Convertidor de voltaje vs transformador en forma tabular
5. Resumen
¿Qué es un transformador?
Un transformador transforma un voltaje variable en el tiempo, típicamente un voltaje de CA sinusoidal. Funciona según los principios de la inducción electromagnética.
Figura 01: Transformador
Como se muestra en la figura anterior, dos bobinas conductoras (generalmente de cobre), primaria y secundaria, se enrollan alrededor de un núcleo ferromagnético común. Según la ley de inducción de Faraday, el voltaje variable en la bobina primaria produce una corriente variable en el tiempo que corre alrededor del núcleo. Esto produce un campo magnético variable en el tiempo y el flujo magnético se transfiere al núcleo a la bobina secundaria. El flujo variable en el tiempo crea una corriente variable en el tiempo en la bobina secundaria y, en consecuencia, un voltaje variable en el tiempo en la bobina secundaria.
En una situación ideal en la que no se produce una pérdida de potencia, la entrada de potencia al lado primario es igual a la potencia de salida en el secundario. Así, Yo p V p = Yo s V s
También, Yo p / Yo s = N s / N p
Esto hace que la relación de conversión de voltaje sea igual a la relación del número de vueltas.
V s V p = N s / N p
Por ejemplo, un transformador de 230 V / 12 V tiene una relación de giro de 230/12 primario a secundario.
En la transmisión de energía, el voltaje generado en la planta de energía debe incrementarse para reducir la corriente de transmisión, lo que reduce la pérdida de energía. En subestaciones y estaciones de distribución, el voltaje se reduce al nivel de distribución. En una aplicación final como una bombilla LED, el voltaje de CA de la red debe convertirse en aproximadamente 12-5 V CC. Los transformadores elevadores y reductores se utilizan para subir y bajar el voltaje del lado primario al secundario, respectivamente.
¿Qué es un convertidor de voltaje?
La conversión de voltaje se puede realizar de muchas formas, como CA a CC, CC a CA, CA a CA y CC a CC. Sin embargo, los convertidores de CC a CA generalmente se denominan inversores. Sin embargo, todos estos convertidores e inversores no son unidades de un solo componente como los transformadores, sino circuitos electrónicos. Estos se utilizan como diferentes fuentes de alimentación.
Convertidores de CA a CC
Estos son los tipos más comunes de convertidores de voltaje. Estos se utilizan en unidades de suministro de energía de muchos aparatos para convertir el voltaje de la red de CA en voltaje de CC para los circuitos electrónicos.
Convertidor o inversor de CC a CA
Estos se utilizan principalmente en la generación de energía de respaldo a partir de bancos de baterías y sistemas solares fotovoltaicos. El voltaje de CC de los paneles fotovoltaicos o las baterías se invierte a voltaje de CA para alimentar el sistema de alimentación de la casa o un edificio comercial.
Figura 02: Convertidor de CC a CA simple
Convertidor de CA a CA
Este tipo de convertidor de voltaje se utiliza como adaptadores de viaje; también se utilizan en unidades de suministro de energía de electrodomésticos fabricados para varios países. Dado que algunos países como EE. UU. Y Japón usan 100-120V en la red nacional y algunos como el Reino Unido, Australia usan 220-240V, los fabricantes de aparatos electrónicos como televisores, lavadoras, etc.utilizan este tipo de convertidores de voltaje para cambiar el voltaje del red eléctrica a un voltaje de CA correspondiente antes de convertir a CC en el sistema. Los viajeros que viajan de un país a otro pueden necesitar adaptadores de viaje para diferentes países para que sus computadoras portátiles y cargadores móviles se adapten al voltaje de la red del condado.
Convertidor DC a DC
Este tipo de convertidores de voltaje se utiliza en adaptadores de corriente de vehículos para hacer funcionar cargadores móviles y otros sistemas electrónicos en la batería del vehículo. Dado que la batería generalmente produce 12 V CC, es posible que los dispositivos deban cambiar el voltaje de 5 V a 24 V CC según los requisitos.
La topología utilizada en estos convertidores e inversores puede ser diferente entre sí. Allí, también pueden usar transformadores para convertir el alto voltaje en uno más bajo. Por ejemplo, en una fuente de alimentación de CC lineal, se utiliza un transformador en la entrada para bajar la red de CA al nivel deseado. Pero también hay aplicaciones sin transformador. En la topología sin transformador, el voltaje de CC (ya sea de entrada o convertido de CA) se enciende y apaga para generar una señal de CC pulsada de alta frecuencia. La relación de tiempo de encendido y apagado define el nivel de voltaje de CC de salida. Esto puede considerarse como una transformación descendente. Además, se emplean convertidores reductores, convertidores elevadores y convertidores reductores-elevadores para convertir este voltaje de CC pulsante en un voltaje más alto o más bajo deseado. Este tipo de convertidores son únicamente circuitos electrónicos compuestos por transistores, inductores,y condensadores.
Sin embargo, los diseños involucrados en circuitos sin transformador y fuentes de alimentación conmutadas que usan transformadores comparativamente más pequeños son más baratos de producir. Además, su eficiencia es mayor y el tamaño y el peso son menores.
¿Cuál es la diferencia entre convertidor de voltaje y transformador?
Diferencia del medio del artículo antes de la mesa
Convertidor de voltaje vs transformador |
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| Existen diferentes tipos de convertidores de voltaje para realizar conversiones entre voltajes de CC y CA. | Los transformadores solo se utilizan para convertir voltajes alternos; no pueden operar en corriente continua. |
| Componentes | |
| Los convertidores de voltaje son circuitos electrónicos, a veces también equipados con transformadores. | Los transformadores se componen de bobinas de cobre, terminales y núcleos de ferrita; es un dispositivo independiente. |
| Principio de funcionamiento | |
| La mayoría de los convertidores de voltaje funcionan con principios electrónicos y conmutación de semiconductores. | El principio básico del funcionamiento del transformador es el electromagnetismo. |
| Eficiencia | |
| Los convertidores de voltaje tienen una eficiencia comparativamente más alta debido a la baja generación de calor durante la conmutación de semiconductores. | Los transformadores son menos eficientes ya que enfrentan varias pérdidas de energía, incluida la alta generación de calor debido al cobre. |
| Aplicaciones | |
| Los convertidores de voltaje se utilizan principalmente en dispositivos portátiles como adaptadores de corriente, adaptadores de viaje, etc., ya que son más livianos y pequeños. | Los transformadores se utilizan en muchas aplicaciones, incluso en convertidores de voltaje. Sin embargo, si se van a convertir voltajes más altos, se deben usar transformadores grandes. |
Resumen - Convertidor de voltaje vs transformador
Los transformadores y convertidores de voltaje son dos tipos de dispositivos convertidores de potencia. Si bien un transformador es un dispositivo único independiente, los convertidores de voltaje son circuitos electrónicos compuestos de semiconductores, inductores, condensadores y, a veces, incluso transformadores. Los convertidores de voltaje se pueden usar con entrada CC o CA para convertirlos a CA o CC. Pero los transformadores solo pueden tener una entrada de voltajes CA. Esta es la principal diferencia entre convertidor de voltaje y transformador.
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