Tipos de transformadores

Este es el tipo de transformador más común, ampliamente utilizado en la transmisión de energía eléctrica y en aparatos para convertir la tensión de red en baja tensión y alimentar dispositivos electrónicos. Están disponibles en potencias que van desde mW hasta MW. Las láminas aislantes minimizan las pérdidas por corrientes parásitas en el núcleo de hierro.

Los transformadores electrónicos y de pequeños electrodomésticos pueden usar una bobina dividida, lo que proporciona un alto nivel de aislamiento entre los devanados. Los núcleos rectangulares están formados por piezas estampadas, a menudo en pares con forma EI, aunque a veces se utilizan otras formas. Se pueden instalar pantallas entre el primario y el secundario para reducir la EMI (interferencia electromagnética), o en ocasiones se utiliza un devanado de pantalla.

Los transformadores para pequeños electrodomésticos y aparatos electrónicos pueden tener un interruptor térmico incorporado en el bobinado para cortar la alimentación a altas temperaturas y evitar un mayor sobrecalentamiento.

Los transformadores toroidales con forma de rosquilla ahorran espacio en comparación con los núcleos EI y pueden reducir el campo magnético externo. Estos utilizan un núcleo en forma de anillo, bobinados de cobre enrollados alrededor de este anillo (y, por lo tanto, pasados ​​a través del anillo durante el bobinado) y cinta aislante.

Los transformadores toroidales tienen un campo magnético externo menor que los transformadores rectangulares y pueden ser más pequeños para una potencia determinada. Sin embargo, su fabricación es más costosa, ya que el bobinado requiere equipos más complejos y lentos.

Se pueden fijar con un perno central, utilizando arandelas y almohadillas de goma, o bien encapsulándolos en resina. Es importante asegurarse de que el perno no forme parte de un cortocircuito.

Un autotransformador consta de un único devanado con una toma en algún punto a lo largo del mismo. Se aplica tensión a través de un terminal del devanado, y se produce una tensión mayor (o menor) en otra parte del mismo devanado. La potencia nominal equivalente del autotransformador es menor que la potencia nominal real de la carga. Se calcula mediante: carga VA  ×  (|Vin  –  Vout|)/Vin. ^{[ 2 ]} Por ejemplo, un autotransformador que adapta una  carga de 1000 VA con una tensión nominal de 120  voltios a una  fuente de alimentación de 240 voltios tiene una potencia nominal equivalente de al menos: 1000 VA (240 V  –  120 V)  /  240 V  =  500 VA. Sin embargo, la potencia nominal real (que se muestra en la placa de identificación) debe ser de al menos 1000  VA.

Para relaciones de tensión que no superan aproximadamente 3:1, un autotransformador es más económico, ligero, pequeño y eficiente que un transformador de aislamiento (de dos devanados) de la misma potencia. ^{[ 3 ]} Los autotransformadores trifásicos de gran tamaño se utilizan en sistemas de distribución de energía eléctrica, por ejemplo, para interconectar redes de subtransmisión de 220  kV y 33 kV u otros niveles de alta tensión. 

Al dejar al descubierto parte de las bobinas de un autotransformador y realizar la conexión secundaria mediante una escobilla de carbón deslizante , se puede obtener un autotransformador con una relación de espiras casi continuamente variable, lo que permite un amplio ajuste de voltaje en incrementos muy pequeños.

El regulador de inducción tiene un diseño similar al de un motor de inducción de rotor bobinado, pero es esencialmente un transformador cuya tensión de salida se varía al girar su secundario con respecto al primario, es decir, al girar la posición angular del rotor. Puede considerarse un transformador de potencia que aprovecha campos magnéticos giratorios . La principal ventaja del regulador de inducción es que, a diferencia de los variacs, resulta práctico para transformadores de más de 5  kVA. Por lo tanto, estos reguladores se utilizan ampliamente en laboratorios de alta tensión. ^{[ 4 ]}

Para sistemas polifásicos , se pueden usar varios transformadores monofásicos o todas las fases pueden conectarse a un solo transformador polifásico. Para un transformador trifásico, los tres devanados primarios están conectados entre sí y los tres devanados secundarios también están conectados entre sí. ^{[ 5 ]} Ejemplos de conexiones son estrella-triángulo, triángulo-estrella, triángulo-triángulo y estrella-estrella. Un grupo vectorial indica la configuración de los devanados y la diferencia de ángulo de fase entre ellos. Si un devanado está conectado a tierra ( conectado a tierra ), el punto de conexión a tierra suele ser el punto central de un devanado en estrella. Si el secundario es un devanado en triángulo, la tierra puede conectarse a una toma central en un devanado ( triángulo de rama alta ) o una fase puede estar conectada a tierra (triángulo de esquina conectado a tierra). Un transformador polifásico de propósito especial es el transformador en zigzag . Hay muchas configuraciones posibles que pueden involucrar más o menos de seis devanados y varias conexiones de tomas.

Los transformadores de puesta a tierra permiten que los sistemas polifásicos de tres hilos (delta) satisfagan las cargas entre fase y neutro, proporcionando una vía de retorno para la corriente hacia el neutro. Generalmente, los transformadores de puesta a tierra incorporan un transformador de un solo devanado con configuración en zigzag, pero también pueden fabricarse con una conexión de transformador de devanado aislado en estrella-delta.

Se trata de un transformador especializado que puede configurarse para ajustar la relación de fase entre la entrada y la salida. Esto permite controlar el flujo de energía en una red eléctrica , por ejemplo, desviando el flujo de energía de un enlace más corto (pero sobrecargado) a una ruta más larga con capacidad sobrante.

Un transformador de frecuencia variable es un transformador de potencia trifásico especializado que permite ajustar continuamente la relación de fase entre los devanados de entrada y salida mediante la rotación de una de sus mitades. Se utilizan para interconectar redes eléctricas con la misma frecuencia nominal, pero sin coordinación de fase síncrona.

Un transformador de fuga, también llamado transformador de campo disperso, presenta una inductancia de fuga significativamente mayor que otros transformadores, a veces incrementada por una derivación magnética en su núcleo entre el primario y el secundario, la cual puede ajustarse mediante un tornillo de ajuste. Esto proporciona al transformador una limitación de corriente inherente debido al acoplamiento débil entre sus devanados primario y secundario. La inductancia de cortocircuito ajustable actúa como un parámetro limitador de corriente.

Las corrientes de entrada y salida se mantienen lo suficientemente bajas como para evitar la sobrecarga térmica bajo cualquier condición de carga, incluso si el secundario está en cortocircuito.

Un transformador resonante es un transformador en el que uno o ambos devanados tienen un condensador conectado en paralelo y funciona como un circuito sintonizado . Utilizados en radiofrecuencias , los transformadores resonantes pueden funcionar como filtros pasabanda de alto factor Q. Los devanados del transformador tienen núcleos de aire o ferrita, y el ancho de banda se puede ajustar variando el acoplamiento ( inductancia mutua ). Un ejemplo común es el transformador de frecuencia intermedia (FI ), utilizado en receptores de radio superheterodinos . También se utilizan en transmisores de radio.

Los transformadores resonantes también se utilizan en balastos electrónicos para lámparas de descarga de gas y en fuentes de alimentación de alta tensión. También se utilizan en algunos tipos de fuentes de alimentación conmutadas . ^{[ 6 ]} Aquí, el valor de la inductancia de cortocircuito es un parámetro importante que determina la frecuencia de resonancia del transformador resonante. A menudo, solo el devanado secundario tiene un condensador resonante (o capacitancia parásita) y actúa como un circuito tanque resonante en serie. Cuando la inductancia de cortocircuito del lado secundario del transformador es L _sc y el condensador resonante (o capacitancia parásita) del lado secundario es C _r , la frecuencia de resonancia ω _s de 1' es la siguiente:

${\displaystyle \omega _{s}={\frac {1}{\sqrt {L_{sc}C_{r}}}}={\frac {1}{\sqrt {(1-k^{2})L_{s}C_{r}}}}}$

Para optimizar la eficiencia, el transformador se alimenta mediante un pulso o una onda cuadrada, generada por un circuito oscilador electrónico . Cada pulso impulsa oscilaciones sinusoidales resonantes en el devanado sintonizado, y debido a la resonancia, se puede generar un alto voltaje en el secundario.

Aplicaciones:

• Transformador de frecuencia intermedia (FI) en un receptor de radio superheterodino.
• Transformadores de tanque en transmisores de radio
• Bobina de Tesla
• inversor de potencia
• Bobina de Oudin (o resonador de Oudin; llamado así en honor a su inventor, Paul Oudin )
• Aparato de D'Arsonval
• Bobina de encendido o bobina de inducción utilizada en el sistema de encendido de un motor de gasolina.
• Pruebas de ruptura dieléctrica y aislamiento de equipos y cables de alta tensión. En este último caso, el secundario del transformador resuena con la capacitancia del cable.

Los transformadores de potencia con núcleo de ferrita se utilizan ampliamente en fuentes de alimentación conmutadas (SMPS). El núcleo de polvo permite el funcionamiento a alta frecuencia ^{[ 7 ]} y, por lo tanto, una relación tamaño-potencia mucho menor que la de los transformadores de hierro laminado.

Los transformadores de ferrita no se utilizan como transformadores de potencia a la frecuencia de la red eléctrica, ya que los núcleos de hierro laminado cuestan menos que un núcleo de ferrita equivalente.

Transformador planar

Los fabricantes utilizan láminas planas de cobre o graban patrones en espiral en una placa de circuito impreso para formar los "bobinados" de un transformador planar , reemplazando las vueltas de alambre utilizadas para fabricar otros tipos. Algunos transformadores planares se venden comercialmente como componentes discretos, otros transformadores planares se graban directamente en la placa de circuito impreso principal y solo necesitan que se les añada un núcleo de ferrita sobre la PCB. Un transformador planar puede ser más delgado que otros transformadores, lo que es útil para aplicaciones de bajo perfil o cuando se apilan varias placas de circuito impreso. ^{[ 8 ]} Casi todos los transformadores planares utilizan un núcleo planar de ferrita .

Los transformadores grandes utilizados en la distribución de energía o en subestaciones eléctricas tienen su núcleo y bobinas sumergidos en aceite , que los enfría y aísla. El aceite circula por conductos dentro de la bobina y alrededor del conjunto bobina-núcleo, impulsado por convección. En transformadores de baja potencia, el aceite se enfría mediante el exterior del tanque, y en transformadores de mayor potencia, mediante un radiador refrigerado por aire. Cuando se requiere una potencia mayor, o cuando el transformador se encuentra en un edificio o bajo tierra, se utilizan bombas de aceite para hacer circular el aceite, ventiladores para impulsar aire sobre los radiadores o un intercambiador de calor aceite-agua. ^{[ 9 ]}

El aceite de transformador es inflamable, por lo que los transformadores llenos de aceite dentro de un edificio se instalan en bóvedas para evitar la propagación del fuego y el humo de un transformador en llamas. Algunos transformadores se construyeron para usar PCB resistentes al fuego , pero debido a que estos compuestos persisten en el medio ambiente y tienen efectos adversos en los organismos, su uso se ha interrumpido en la mayoría de las áreas; por ejemplo, después de 1979 en Sudáfrica. ^{[ 10 ] [ 11 ]} Ahora se utilizan líquidos ignífugos sustitutos, como aceites de silicona .

Los transformadores de potencia de resina fundida encapsulan los devanados en resina epoxi. Estos transformadores simplifican la instalación, ya que son secos, no requieren aceite refrigerante y, por lo tanto, no necesitan una cámara ignífuga para instalaciones interiores. El epoxi protege los devanados del polvo y las atmósferas corrosivas. Sin embargo, debido a que los moldes para fundir las bobinas solo están disponibles en tamaños fijos, el diseño de los transformadores es menos flexible, lo que puede encarecerlos si se requieren características personalizadas (tensión, relación de espiras, tomas). ^{[ 12 ] [ 13 ]}

Un transformador de aislamiento conecta dos circuitos magnéticamente, pero no proporciona una vía conductora metálica entre ellos. Un ejemplo de aplicación sería en la alimentación de equipos médicos, donde es necesario evitar fugas de corriente alterna hacia los dispositivos conectados a un paciente. Los transformadores de aislamiento para aplicaciones especiales pueden incluir blindaje para evitar el acoplamiento de ruido electromagnético entre circuitos, o bien, contar con aislamiento reforzado para soportar miles de voltios de diferencia de potencial entre los circuitos primario y secundario.

Un transformador de estado sólido es, en realidad, un convertidor de potencia que realiza la misma función que un transformador convencional, a veces con funcionalidades adicionales. La mayoría incluye un transformador de alta frecuencia más pequeño. Puede consistir en un convertidor de CA a CA o en un rectificador que alimenta un inversor.

Un transformador de corriente (TC) es un dispositivo de medición conectado en serie, diseñado para proporcionar una corriente en su bobina secundaria proporcional a la corriente que fluye por su bobina primaria. Los transformadores de corriente se utilizan comúnmente en relés de medición y protección en la industria eléctrica .

Los transformadores de corriente suelen construirse haciendo pasar una sola espira primaria (ya sea un cable aislado o una barra colectora sin aislar) a través de un núcleo toroidal bien aislado , envuelto con múltiples espiras de alambre. El transformador de corriente se describe normalmente por su relación de corriente entre el primario y el secundario. Por ejemplo, un transformador de corriente de 1000:1 proporciona una corriente de salida de 1  amperio cuando circulan 1000 amperios por el devanado primario. Las corrientes secundarias estándar son de 5 amperios o 1 amperio, compatibles con los instrumentos de medición estándar. El devanado secundario puede ser de relación única o tener varios puntos de derivación para proporcionar un rango de relaciones. Es fundamental asegurarse de que el devanado secundario no se desconecte de su carga de baja impedancia mientras circula corriente por el primario, ya que esto puede generar una tensión peligrosamente alta en el secundario abierto y afectar permanentemente la precisión del transformador.

También se utilizan transformadores de corriente de banda ancha especialmente diseñados , generalmente con un osciloscopio , para medir formas de onda de alta frecuencia o corrientes pulsadas en sistemas de potencia pulsada . Un tipo proporciona una salida de voltaje proporcional a la corriente medida. Otro, denominado bobina de Rogowski , requiere un integrador externo para proporcionar una salida proporcional.

Una pinza amperimétrica utiliza un transformador de corriente con un núcleo dividido que se puede enrollar fácilmente alrededor de un conductor en un circuito. Este es un método común en instrumentos portátiles de medición de corriente, pero en instalaciones permanentes se utilizan transformadores de corriente más económicos.

Los transformadores de tensión (VT), también llamados transformadores de potencial (PT), son transformadores de medida conectados en paralelo, utilizados para la medición y protección en circuitos de alta tensión o para el aislamiento de desfase fasorial. Están diseñados para presentar una carga mínima a la fuente de alimentación que se está midiendo y para tener una relación de tensión precisa que permita una medición exacta. Un transformador de potencial puede tener varios devanados secundarios en el mismo núcleo que el devanado primario, para su uso en diferentes circuitos de medición o protección. El primario puede conectarse fase a tierra o fase a fase. El secundario generalmente se conecta a tierra en uno de sus terminales.

Existen tres tipos principales de transformadores de voltaje (TV): electromagnéticos, capacitivos y ópticos. El transformador de voltaje electromagnético es un transformador bobinado. El transformador de voltaje capacitivo utiliza un divisor de potencial capacitivo y se utiliza a voltajes más altos debido a su menor costo en comparación con un TV electromagnético. Un transformador de voltaje óptico aprovecha las propiedades eléctricas de los materiales ópticos. ^{[ 15 ]} La medición de altos voltajes es posible mediante transformadores de potencial. Un transformador de voltaje óptico no es estrictamente un transformador, sino un sensor similar a un sensor de efecto Hall .

Un transformador de instrumentos combinado integra un transformador de corriente y un transformador de tensión en un mismo transformador. Existen dos diseños principales de transformadores combinados de corriente y tensión: con aislamiento de papel impregnado en aceite y con aislamiento de SF6 _. [ ^{16 ] Una} ventaja de aplicar esta solución es la reducción del espacio ocupado por la subestación , debido a la disminución del número de transformadores en una bahía, las estructuras de soporte y las conexiones, así como a la reducción de los costos de obra civil, transporte e instalación. ^{[ 17 ]}

Los denominados transformadores de “núcleo de aire” en realidad no tienen núcleo alguno; se enrollan sobre soportes o estructuras no magnéticas, o simplemente se mantienen en forma gracias a la rigidez del alambre enrollado. Se utilizan para frecuencias muy altas y ondas cortas superiores .

La ausencia de un núcleo magnéticamente reactivo implica una inductancia muy baja por vuelta, lo que requiere muchas vueltas de alambre en la bobina del transformador. Toda corriente directa excita la corriente inversa e induce un voltaje secundario que es proporcional a la inductancia mutua. ^{[ 19 ]} En VHF , dichos transformadores pueden ser simplemente unas pocas vueltas de alambre soldadas a una placa de circuito impreso .

Los transformadores con núcleo de ferrita se utilizan ampliamente en transformadores de radiofrecuencia, especialmente para el balance de corriente ( véase más abajo ) y la adaptación de impedancias en antenas de televisión y radio. Gracias a la enorme mejora en la inductancia que proporciona la ferrita, muchos transformadores con núcleo de ferrita funcionan correctamente con solo una o dos espiras.

La ferrita es un material cerámico intensamente reactivo al campo magnético, compuesto de óxido de hierro (herrumbre) mezclado con pequeñas fracciones de otros metales o sus óxidos , como magnesio , zinc y níquel . Las distintas mezclas responden mejor a diferentes frecuencias. Debido a su naturaleza cerámica, las ferritas son (casi) no conductoras, por lo que responden únicamente a los campos magnéticos generados por corrientes cercanas, y no a los campos eléctricos generados por las tensiones asociadas.

Para su uso en radiofrecuencia , los transformadores de choque a veces se fabrican con devanados de línea de transmisión conectados en paralelo. En ocasiones, los devanados son de cable coaxial , en otras, bifilares (pares de cables paralelos); en ambos casos, se enrollan alrededor de un núcleo de ferrita , hierro en polvo o aire. Este tipo de transformador proporciona un ancho de banda extremadamente amplio , pero solo permite un número limitado de relaciones de impedancia (como 1:1, 1:4 o 1:9).

Los transformadores de choque a veces se denominan transformadores de línea de transmisión (aunque más abajo se describe otro tipo de transformador con el mismo nombre ), transformadores Guanella , balunes de corriente o aisladores de línea . Si bien se les llama transformadores de "línea de transmisión", son distintos de los transformadores fabricados con segmentos de línea de transmisión .

• El término "línea de transmisión" se utiliza porque a veces se emplea un cable coaxial real, y cuando se utilizan pares de cables, se espera que el constructor tenga especial cuidado con el espaciado de los cables, para garantizar que la impedancia de la línea de transmisión del cable coaxial o de los pares de cables se encuentre cerca de la media geométrica de las impedancias de entrada y salida.
• El término " estrangulador " se utiliza porque las corrientes iguales y opuestas (antiparalelas, equilibradas) en el cable coaxial o los cables emparejados cancelan sus campos magnéticos entre sí, permitiendo que pasen sin obstáculos; sin embargo, el campo magnético del flujo desequilibrado inhibe la corriente desequilibrada, "estrangulándola". Un razonamiento similar se aplica al término "aislador de línea".
• Se le denomina "balun de corriente" o "transformador de corriente" porque el flujo transformado produce corrientes equilibradas, en lugar de voltajes equilibrados, como es típico de otros tipos de transformadores.

En frecuencias de radio y microondas , un transformador de impedancia de cuarto de onda puede proporcionar adaptación de impedancia entre circuitos en un rango limitado de frecuencias, utilizando únicamente un tramo de línea de transmisión de no más de un cuarto de onda de longitud . La línea puede ser coaxial, de guía de onda, de tira o de microcinta . Para frecuencias VHF y UHF superiores, donde la autorresonancia de la bobina interfiere con el funcionamiento correcto, suele ser el único método viable para transformar las impedancias de línea. 

Los transformadores de frecuencia única se fabrican utilizando secciones de línea de transmisión, a menudo denominadas "sección de adaptación" o "stub de adaptación". Al igual que el transformador de choque mencionado anteriormente, también se le llama "transformador de línea de transmisión", aunque ambos son muy diferentes en forma y funcionamiento.

A menos que se termine en su impedancia característica , cualquier línea de transmisión producirá ondas estacionarias de impedancia a lo largo de su longitud, repitiéndose exactamente cada longitud de onda completa y cubriendo todo su rango de valores absolutos en tan solo un cuarto de onda . Se puede aprovechar este comportamiento para transformar corrientes y voltajes conectando secciones de línea de transmisión con impedancias diferentes para crear deliberadamente una onda estacionaria en una línea, y luego cortar y volver a conectar a la línea en la posición donde se alcanza la impedancia deseada, sin requerir nunca más de un cuarto de onda de línea desadaptada . 

Este tipo de transformador es muy eficiente (muy poca pérdida) pero está severamente limitado en el rango de frecuencia en el que operará: mientras que el transformador de choque , arriba, tiene una banda ancha , un transformador de sección de línea tiene una banda estrecha.

El término «balun» es un nombre genérico para cualquier transformador configurado específicamente para conectar circuitos balanceados (sin conexión a tierra) y desbalanceados (con conexión a tierra). Se pueden fabricar con cualquier tipo de transformador, pero el balance real que se logra depende del tipo; por ejemplo, los balunes de choque producen corriente balanceada y los balunes de autotransformador producen voltajes balanceados. Los balunes también se pueden fabricar a partir de configuraciones de línea de transmisión, utilizando cable bifilar o coaxial , de forma similar a los transformadores de línea de transmisión en su construcción y funcionamiento.

Además de servir de interfaz entre cargas balanceadas y desbalanceadas mediante la producción de corriente balanceada o voltaje balanceado (o ambos), los balunes también pueden transformar (adaptar) la impedancia entre las cargas de forma independiente.

De la misma manera que los transformadores crean circuitos de transmisión de alta tensión que minimizan las pérdidas de transmisión, los transformadores para altavoces pueden alimentar varios altavoces individuales desde un único circuito de audio que funciona a tensiones superiores a las habituales. Esta aplicación es común en sistemas de megafonía . Dichos circuitos se conocen comúnmente como sistemas de altavoces de tensión constante . Estos sistemas también se conocen por la tensión nominal de la línea de altavoces, como los sistemas de altavoces de 25 , 70 y 100 voltios (la tensión correspondiente a la potencia nominal de un altavoz o amplificador). Un transformador eleva la salida del amplificador del sistema a la tensión de distribución. En las ubicaciones de los altavoces más alejados, un transformador reductor adapta el altavoz a la tensión nominal de la línea, de modo que el altavoz produce la salida nominal cuando la línea está a la tensión nominal. Los transformadores para altavoces suelen tener varias tomas primarias para ajustar el volumen de cada altavoz por etapas.

Los amplificadores de válvulas (tubos) casi siempre utilizan un transformador de salida para adaptar la alta impedancia de carga requerida por las válvulas (varios kiloohmios) a un altavoz de baja impedancia.

Los cartuchos fonográficos de bobina móvil producen un voltaje muy pequeño. Se puede utilizar un transformador ^{[ 22 ]} para convertir el voltaje al rango de los cartuchos de imán móvil más comunes.

Los micrófonos también pueden adaptarse a su carga mediante un pequeño transformador blindado con mu-metal para minimizar la captación de ruido.

En un amplificador push-pull , se requiere una señal invertida, la cual se puede obtener mediante un transformador con devanado de toma central, utilizado para excitar dos dispositivos activos en fase opuesta. Estos transformadores divisores de fase no se utilizan mucho en la actualidad.

Un transactor es una combinación de un transformador y un reactor . Un transactor tiene un núcleo de hierro con un entrehierro, que limita el acoplamiento entre los devanados. ^{[ 23 ]}

Los transformadores tipo erizo se encuentran ocasionalmente en radios caseras de la década de 1920. Son transformadores de acoplamiento entre etapas de audio de fabricación casera.

Para formar el devanado, se enrolla alambre de cobre esmaltado alrededor de la mitad central de un manojo de alambre de hierro aislado (por ejemplo, alambre de floristería). A continuación, se doblan los extremos de los alambres de hierro alrededor del devanado eléctrico para completar el circuito magnético, y se sujeta todo con cinta adhesiva o cuerda.

Un variómetro es un tipo de inductor de RF de núcleo de aire de variación continua con dos bobinados. ^{[ 24 ]} Una forma común consistía en una bobina enrollada en un cilindro hueco corto, con una segunda bobina más pequeña en su interior, montada sobre un eje de manera que su eje magnético pudiera girar con respecto a la bobina exterior. Las dos bobinas están conectadas en serie. Cuando las dos bobinas son colineales, con sus campos magnéticos apuntando en la misma dirección, los dos campos magnéticos se suman y la inductancia es máxima. Si la bobina interior gira de manera que su eje forme un ángulo con la bobina exterior, los campos magnéticos no se suman y la inductancia es menor. Si la bobina interior gira de manera que sea colineal con la bobina exterior, pero sus campos magnéticos apuntan en direcciones opuestas, los campos se cancelan entre sí y la inductancia es muy pequeña o cero. La ventaja del variómetro es que la inductancia se puede ajustar de forma continua, en un amplio rango. Los variómetros se utilizaron ampliamente en los receptores de radio de la década de 1920. Uno de sus principales usos en la actualidad es como bobinas de adaptación de antena para acoplar transmisores de radio de onda larga a sus antenas.

El acoplador variable era un dispositivo de construcción similar, pero las dos bobinas no estaban conectadas entre sí, sino que pertenecían a circuitos separados. Por lo tanto, funcionaba como un transformador de RF con núcleo de aire y acoplamiento variable. La bobina interna podía girar de 0° a 90° con respecto a la externa, reduciendo la inductancia mutua desde un valor máximo hasta casi cero.

El variómetro de bobina plana era otra construcción común utilizada tanto en receptores como en transmisores de la década de 1920. Consistía en dos bobinas espirales planas suspendidas verticalmente una frente a la otra, articuladas en un extremo para que una pudiera girar 90° con respecto a la otra y así reducir el acoplamiento. El diseño de espiral plana servía para reducir la capacitancia parásita y las pérdidas en radiofrecuencias.

En la década de 1920, los receptores de radio regenerativos Armstrong o de tipo "tickler" utilizaban acopladores de bobina plana o de "panal" . Una bobina se conectaba al circuito de rejilla del tubo detector . La otra bobina, la bobina "tickler", se conectaba al circuito de placa (salida) del tubo. Esta realimentaba parte de la señal del circuito de placa a la entrada, y esta realimentación positiva aumentaba la ganancia y la selectividad del tubo .

Un transformador rotatorio es un transformador especializado que acopla señales eléctricas entre dos partes que giran una respecto a la otra, como alternativa a los anillos colectores , que son propensos al desgaste y al ruido de contacto. Se utilizan comúnmente en aplicaciones de cinta magnética de escaneo helicoidal .

Un transformador diferencial variable es un sensor de posición robusto y sin contacto. Cuenta con dos devanados primarios desfasados ​​que, en teoría, producen una salida nula en el secundario, pero cualquier movimiento del núcleo modifica el acoplamiento para generar una señal.

El resolver bifásico y el síncrono trifásico asociado son sensores de posición rotativos que funcionan en un rango completo de 360°. El primario gira dentro de dos o tres secundarios en diferentes ángulos, y las amplitudes de las señales secundarias se pueden decodificar para obtener un ángulo. A diferencia de los transformadores diferenciales variables, las bobinas, y no solo el núcleo, se mueven unas con respecto a otras, por lo que se requieren anillos colectores para conectar el primario.

Los resolutores generan componentes en fase y en cuadratura que son útiles para el cálculo. Los síncronos generan señales trifásicas que pueden conectarse a otros síncronos para hacerlos girar en una configuración de generador/motor.

Se pueden acoplar mecánicamente dos transductores piezoeléctricos o integrarlos en una misma pieza de material, creando así un transformador piezoeléctrico .

Un transformador flyback es un transformador de alta frecuencia utilizado en un circuito flyback, como los que se encuentran en las esferas de plasma y las fuentes de alimentación de los tubos de rayos catódicos (CRT). Los transformadores flyback pueden contener varios devanados secundarios para proporcionar diferentes voltajes.