Supongamos un transformador ideal, sin carga/resistencia conectada en el secundario (circuito abierto), se dice que el primario actuaría también como si fuera un circuito abierto, por lo que no fluye corriente por el primario.
Mi pregunta es ¿cómo el primario 'sabe' que no hay nada conectado en el secundario? (y actúa como un circuito abierto aunque no lo sea)
Si no hay un circuito conductor completo, la emf inducida en el secundario no produce corriente inducida y esto a su vez significa que no hay campo magnético inducido producido por la bobina secundaria.
Si la bobina secundaria no produce un campo magnético inducido, el primario no sabrá de la "presencia" de la bobina secundaria y, por tanto, el circuito primario se comporta como si no hubiera una bobina secundaria presente, es decir, como un autoinductor.
. . por lo que no circula corriente por el primario.
Siendo así habrá una corriente en el primario y si no hubiera resistencia en el circuito primario y fuera un autoinductor ideal entonces la corriente y la tensión aplicada serían $90^\circ$ fuera de fase entre sí, lo que significa que, por término medio, no se disipa calor/energía en el circuito primario.
Si ese circuito secundario se completa, entonces la emf inducida en el secundario induce una corriente en el secundario que a su vez produce un campo magnético inducido que la bobina primaria puede "sentir".
Este campo magnético inducido por el secundario induce entonces una emf en el primario que modifica la relación de fase entre la tensión y la corriente del primario.
Con una carga resistiva y un transformador ideal, la corriente y la tensión en el primario están en fase.
No es así. Un transformador funciona por inducción magnética entre las dos bobinas, no importa si el secundario está cargado o no. El primario, si está conectado a una fuente de corriente, conduce perfectamente.
El campo magnético alterno, creado por el primario, está siempre presente en el sistema y la inducción se produce incluso en un secundario abierto. Sólo que no hace ningún trabajo.
A diferencia de lo que dijo PhysicsDave más abajo, añadir una resistencia en cualquier lugar produce resultados diferentes. Añadir una resistencia a lo largo del primario reduce la tensión, llegando a la bobina de inducción disipando parte de la energía en forma de calor. Mientras que añadiendo una resistencia o carga a lo largo del secundario se aprovecha la energía en lugar de desperdiciarla en el caso de la resistencia en el devanado primario.
Además, la apertura del circuito del devanado primario con el secundario descargado puede hacer saltar la chispa a través del interruptor, causada por el reflujo de corriente debido a la autoinducción del primario.
La inducción en un transformador es un poco complicada, cuando una bobina se energiza y se forma un campo magnético a su alrededor, esta energía parece almacenarse en algún lugar del espacio dentro del campo como potencial. Este banco de energía energiza el electrón en el devanado secundario.
Ahora bien, si el secundario no consume la energía y el circuito primario también se interrumpe bruscamente, ¿qué ocurre con la energía potencial del campo y la energía de los electrones energizados en el devanado secundario? No está en una forma de energía que pueda propagarse al espacio -calor, sonido o electromagnética-, así que si no puede fluir hacia fuera, entonces fluye de nuevo hacia dentro. Si la autoinducción no se produce en un caso así, entonces tendremos una nube de energía flotando en el espacio 3D, y cualquier conductor en su camino se tostará (me refiero a un humano).
Hay flujo de corriente pero sólo sirve para construir el campo magnético y luego el campo magnético a su vez construye la corriente más tarde en el ciclo asumiendo la tensión de CA. No se consume energía hasta que se añade una resistencia en algún lugar del circuito. (en el primario o en el secundario)
A continuación, una copia de la wikipedia:
Cuando hay un cambio en la corriente, hay un cambio en la fuerza del campo magnético inducido. Sin pérdida de generalidad, supongamos que hemos aumentado la corriente sobre nuestro inductor, y ahora nuestro campo magnético inducido es más fuerte. Sin embargo, esto tiene un precio. Los campos magnéticos almacenan energía, y cuanto más fuertes son, más energía almacenan. Para compensar el aumento de la energía potencial magnética en el campo magnético inducido, debemos tomar algo de energía del inductor en forma de energía eléctrica. Aquí experimentamos una caída del potencial eléctrico sobre el inductor, es decir, una tensión negativa. Una vez que dejamos de aumentar la corriente, y la mantenemos constante, no hay que suministrar energía adicional al campo magnético y el potencial eléctrico vuelve a su valor original, por lo que no vemos ninguna caída de tensión sobre el inductor.
Una idealización de un transformador tiene una impedancia de entrada igual a la relación del transformador dividida entre la impedancia de carga conectada al secundario. Este es un modelo simplificado, un transformador real tendrá cierta inductancia de entrada al circuito (es una especie de de electroimán) en el secundario en circuito abierto.
¿Cómo sabe el primario que no hay nada conectado en el secundario?
Un circuito primario de un transformador suministra energía, hace un trabajo real en el circuito secundario secundario, al igual que usted tiene que hacer un trabajo real cuando ata a su mascota y la saca a pasear. y la sacas a pasear. El tirón de la correa, que se opone a su progreso, está ahí porque se necesita algo de energía para mantener la roca en movimiento contra la fricción. Abrir el circuito secundario, como poner la roca encima de un monopatín, disminuye en gran medida la potencia entregada, lo que significa (en un transformador perfecto) que la impedancia cambia. La baja potencia consumida corresponde a una baja corriente en el lado de entrada de entrada (suponiendo una fuente de tensión alterna), que es la ecuación de la impedancia del transformador.
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