Un transformador se puede utilizar para acoplar impedancias. Asumiendo que el acople entre el primario y el secundario es ideal, el coeficiente de acoplamiento k es 1. Si el transformador no es ideal el valor de k es menor a 1.
Entonces:
donde:
- Zp: impedancia reflejada al primario cuando en el secundario la carga es Zs.
- Zs: impedancia reflejada al secundario cuando la impedancia conectada en el primario es Zp.
- n: es la relación de vueltas entre el bobinado primario y el secundario. n = Vs/Vp = Ip/Is
Ejemplo: Se tiene una carga conectada en el secundario de un transformador de 80 ohmios. Si el valor de n = 3, ¿Cuál es la impedancia que se ve desde el bobinado primario?
De la fórmula anterior Zp = Zs/n2 ---> Zp = 80/32 = 80/9 = 8.89 ohmios
Ejemplo: Suponer que se tiene una fuente de voltaje en corriente alterna con una resistencia interna de 400 ohmios y ésta debe alimentar una carga de 4 ohmios.
Si se conectara directamente no habría una máxima transferencia de potencia de la fuente a la carga debido a que la resistencia interna de la fuente es diferente a la resistencia de carga.
Para resolver el problema se incluye un transformador entre la fuente y la carga. Este debe de tener la relación de vueltas adecuada para lograr que la resistencia de 4 ohmios de la carga se refleje como si fuera de 400 ohmios a la fuente. Ver el segundo diagrama arriba. El circuito equivalente de se en el siguiente diagrama.
En este caso la resistencia interna y la resistencia reflejada del secundario del transformador al primario del mismo son iguales y hay máxima transferencia de potencia.
n2 = Zs/Zp = 4/400 = 0.01, lo que significa que n = 0.1
Con la siguiente fórmula: n = Vs/Vp ----> Vs = nVp
reemplazando se obtiene: Vs = 0.1Vp ó lo que es lo mismo: Vp = 10 Vs
Se puede deducir que se necesita un transformador con un número de espiras en el primario 10 veces mayor que en el secundario.
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