Pero, ¿por qué un transformador? ¿Por qué no utilizar un puente rectificador para obtener la corriente continua, suavizar las ondulaciones con un tapón, y añadir un regulador de voltaje... digamos un 7812 en este caso?
Bueno, para empezar, 120V está por encima de la tensión de entrada máxima especificada en la hoja de datos del 7812.
Sin embargo, digamos que encontramos o construimos un regulador de tensión lineal similar al 7812, pero que podría manejar una tensión de entrada de este tipo. ¿Por qué no?
En todos los reguladores de tensión lineales, la corriente de entrada es igual a la de salida, sin tener en cuenta una corriente muy pequeña para el funcionamiento del propio regulador. Esto se debe a que funcionan ajustando efectivamente una resistencia para mantener la tensión de salida deseada.
Recuerde que una resistencia con una corriente a través de ella también tendrá un voltaje a través de ella de acuerdo con la ley de Ohm: \$E = IR\$ . Por lo tanto, para cualquier corriente requerida por la carga para tener la tensión de salida diseñada, el regulador de voltaje ajusta efectivamente \$R\$ tal que \$E\$ es la diferencia entre las tensiones de entrada y de salida.
Así, para una entrada de 120V, y una salida de 12V, la tensión a través del regulador será de 108V.
Recuerda también que la potencia eléctrica es el producto de la tensión y la corriente: \$P=IE\$ . Para el regulador de voltaje, \$E=108\text{V}\$ como en el caso anterior. \$I\$ estará determinada por la carga.
Digamos que tenemos una carga bastante pequeña, y \$I=10\text{mA}\$ . La energía eléctrica en el regulador de voltaje es entonces \$P=10\text{mA} \cdot 108\text{V} = 1.08\text{W}\$ . Este regulador de voltaje no sólo se calienta bastante, sino que es terriblemente ineficiente. La potencia en la carga es sólo \$10\text{mA} \cdot 12\text{V} = 0.12\text{W}\$ :
$$ \frac{0.12\text{W}}{1.08\text{W} + 0.12\text{W}} = 10 \text{% efficient} $$
Esta ineficiencia podría ser aceptable para cargas de potencia muy bajas, donde el calor es más manejable y el coste de la energía de entrada es asequible. Sin embargo, 10mA ni siquiera son suficientes para encender el típico LED indicador a pleno rendimiento, así que para la mayoría de las cosas, un regulador lineal no es viable.
La solución es utilizar un transformador, o utilizar un regulador de tensión no lineal, como un convertidor buck . Con estos métodos es posible convertir tensiones con (dados los componentes ideales) una eficiencia del 100%.
Por cierto, la facilidad de hacer esto con la CA y los transformadores es la razón por la que Edison es un idiota y perdió la Guerra de corrientes .
