El cobre no se utiliza como material central en transformadores principalmente debido a sus propiedades magnéticas. Si bien el cobre es un excelente conductor de electricidad, no exhibe las características magnéticas necesarias para un acoplamiento y transformación eficiente del flujo magnético en los transformadores. Los transformadores funcionan según la inducción electromagnética, donde la corriente alterna en la bobina primaria genera un campo magnético que induce un voltaje en la bobina secundaria. Los materiales utilizados en los núcleos de los transformadores deben tener una alta permeabilidad magnética para facilitar una vinculación eficiente del flujo magnético y minimizar las pérdidas de energía. El cobre, a pesar de su conductividad, carece de suficiente permeabilidad magnética y no canalizaría eficientemente el flujo magnético a través de los devanados del transformador.
De manera similar, el aluminio no se suele utilizar como material del núcleo de los transformadores por razones similares relacionadas con sus propiedades magnéticas. Si bien el aluminio es liviano y ofrece buena conductividad eléctrica, no posee las características magnéticas necesarias para transferir y sostener eficientemente el flujo magnético requerido para el funcionamiento efectivo del transformador. Los materiales utilizados como núcleos de transformadores deben exhibir una alta permeabilidad magnética para garantizar pérdidas mínimas de energía y una eficiencia óptima del transformador. La menor permeabilidad magnética del aluminio en comparación con materiales como el hierro o el acero lo hace menos adecuado para los núcleos de transformadores, donde las propiedades magnéticas son cruciales para el rendimiento.
El hierro se elige comúnmente como material del núcleo de los transformadores debido a sus favorables propiedades magnéticas. El hierro tiene una alta permeabilidad magnética, lo que significa que puede conducir y sostener fácilmente líneas de flujo magnético generadas por el devanado primario. Esta propiedad permite que los núcleos de hierro transfieran eficientemente energía magnética desde la bobina primaria a la bobina secundaria en los transformadores, facilitando así una transformación de voltaje efectiva. Además, los núcleos de hierro se pueden magnetizar y desmagnetizar fácilmente, lo que los hace adecuados para los campos magnéticos alternos producidos en los transformadores de CA. Estas características hacen del hierro un material preferido para los núcleos de los transformadores, lo que permite una transferencia de energía eficiente y reduce las pérdidas.
El acero, aunque similar al hierro en muchos aspectos, no se suele utilizar como material del núcleo de los transformadores debido a su mayor conductividad eléctrica. El acero tiene una resistividad más baja en comparación con el hierro, lo que puede provocar corrientes parásitas y mayores pérdidas de energía dentro del núcleo del transformador. Estas corrientes parásitas generan calor, lo que reduce la eficiencia general y potencialmente causa problemas térmicos en los transformadores. Por lo tanto, a pesar de que sus propiedades magnéticas son adecuadas para núcleos de transformadores, la mayor conductividad eléctrica del acero y las pérdidas asociadas lo hacen menos deseable en comparación con el hierro para esta aplicación específica. El diseño de transformadores tiene como objetivo minimizar las pérdidas y maximizar la eficiencia, razón por la cual el hierro sigue siendo la opción predominante para los núcleos de los transformadores a pesar de sus propias limitaciones.
