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Como hacer y calcular un transformador.



INTRODUCCIÓN: El transformador componente eléctrico que tiene la capacidad de cambiar el nivel del voltaje y de la corriente, mediante dos bobinas enrolladas alrededor de un núcleo o centro común. El núcleo está formado por una gran cantidad de chapas o láminas de una aleación de Hierro y Silicio (que tienen la forma de E y I). Esta aleación reduce las pérdidas por histéresis magnética (capacidad de mantener una señal magnética después de ser retirado un campo magnético) y aumenta la resistividad del Hierro. 

El cambio de voltaje o corriente que hace un Transformador, sucede gracias a que el devanado secundario es inducido por un campo magnético producido por el devanado primario en conjunto con el núcleo. El cambio de voltaje o corriente, que entrega el transformador es inverso, es decir que cuando el transformador aumenta el voltaje, la corriente baja; y cuando el voltaje baja, la corriente sube. Esto nos lleva a una ley: la energía que entrega un transformador, no puede ser superior a la energía que entra en él.

Aunque el devanado primario y el secundario están aislados por cartón, papel parafinado, prespán, papel pescado o plástico, el campo magnético se transmite del devanado primario al secundario.

Existe una relación entre las vueltas del devanado primario y el devanado secundario. Esta relación, determina el voltaje de salida del transformador y son iguales, la relación entre las vueltas de los devanados y los voltajes de entrada y salida. 

Cuando el devanado primario es igual al devanado secundario (1:1), el voltaje y la corriente de entrada, son iguales al voltaje y corriente de salida.  En este caso este transformador sólo sirve para hacer un aislamiento galvánico, es decir que podemos tocar la corriente de salida sin ser electrocutados.

Cuando queramos hacer o diseñar un transformador, hay que hacernos las siguientes preguntas.

¿Qué voy alimentar con el transformador?
¿Para qué lo voy a utilizar?
¿El uso del transformador que lo vamos a dar?
¿Voltaje de salida?
¿Corriente de salida?
Y la potencia de un transformador.

En mi caso voy hacer este transformador para alimentar un amplificador de audio de 20w, este amplificador se va alimentar con 12v/3A, por lo tanto, hay que realizar ese transformador con esas características, a continuación, les dejo una imagen donde vemos como calcular la potencia de un trasformador, de acuerdo a eso vamos a buscar un núcleo apropiado para nuestro amplificado de audio.



Como vemos en el diagrama del cálculo, lo hemos sumados 2 voltios más, esto es por la caída de tensión en los diodos rectificadores, como están diseñados a base de silicio va a ver una caída de tensión de 0.7v, en dos diodos rectificadores tendríamos una caída de 1.4v, pero al momento de poner un condensador electrolítico (en mi caso 4700uf/63v) en la fuente va a subir el voltaje, por lo tanto pueden hacerlo con 12v, y así gastan menos materiales, más adelante aremos mas transformadores.  


Ahora vamos a sumar ambas potencias, para sacar la potencia total (PT) de nuestro transformador, a continuación, les dejó una imagen donde allí sacamos la potencia total de nuestro transformador.




En nuestro caso nos sale un potencia de 68w, entonces tenemos que buscar un transformador que nos de 68w como mínimo, ¿y como sabemos la potencia de un transformador?, pues abajo les dejo  unos links de descarga, allí esta las medidas de los transformadores comerciales que existen en el mercado, y para hallar la potencia solo hay que multiplicar el ancho del centro de las chapas por el alto de las chapas “E”, ojo tengamos en cuenta que el núcleo de un transformador lo conforman las chapas de forma  E y I.


NOTA: Siempre hay que buscar un transformador con una potencia superior a nuestro calculo, nunca busquen uno inferior, así que en mi caso voy a buscar una potencia superior a 68w, a continuación, les dejo una imagen donde allí vemos como calcular la potencia real de un trasformador. 





En mi caso voy a buscar un transformador con las siguientes medidas: X= 2.5cm y Y=3.4cm., estas medidas nos dan una potencia de 72.25w.


Los núcleos de transformadores lo pueden encontrar en las tiendas donde rebobinan transformadores, o donde vendan alambre de cobre esmaltado, en mi caso los compro de un servicio técnico, dónde arreglan televisores radio, amplificadores, etc.…, aquí en Perú los que son de la ciudad de Chiclayo pueden comprarlo en un lugar conocido como la cachina o tacora, allí compro estos núcleos. 





También hay que buscar el carrete para el núcleo del transformador, el carrete puede ser de plástico o cartón, las medidas de este carrete es de 2.5cm por 3.4cm.



Ahora procedemos a hallar el calibre de cobre que vamos a utilizar para realizar el bobinado de nuestro transformador, el calibre de cable se saca de acuerdo a la corriente que va a utilizar en nuestro circuito, en mi caso son 3A, a continuación, les dejo una imagen donde hallamos el calibre de alambre para las 3 bobinas.



El alambre de cobre esmaltado lo pueden comprar en las tiendas donde rebobinan motores eléctricos, rebobinado de licuadoras o rebobinados de transformadores.


Para el primario: Necesitamos alambre numero 29 (0.25 A)
Para el secundario: Necesitamos alambre numero 18 (3A)
Para el devanado adicional: Necesitamos alambre numero 23 (1A)





NUMERO DE VUELTAS POR VOLTIO.


Ahora vamos hallar el numero de vueltas por voltio para el primario y secundario, para este cálculo vamos a utilizar una constante 42, esta constante aplica para cualquier transformador, 42 lo vamos a dividir entre el área del núcleo del transformador o del carrete, en nuestro caso nos sale 4.94, entonces daremos 4,94 vueltas por voltio, a continuación les dejo una imagen donde explico como hallar el numero de vueltas , es muy simple de hacerlo , tan solo hay que saber multiplicar. 



BOBINADO DEL TRANSFORMADOR: En mi caso daré 1086 vueltas en le primario, utilizare alambre de cobre esmaltado numero 29, la forma de enrollar el alambre es en forma horaria, el enrollamiento debe de ser en orden, en ambos extremos debemos de soldar un cable grueso para poder conectarlo a AC, en el vídeo explicamos más a detalle de cómo hacer la bobina.


Y lo mismo aremos para el secundario, para aislar las bobinas utilizo papel pescado, o también pueden utilizar papel parafinado o papel prespan, no olviden de ver el vídeo allí explicamos mas a detalle de cómo hacer las bobinas.





Una vez terminado de realizar las bobinas, ahora vamos aponer las chapas “E” y “I”, las “E” se pondrán en forma ordenada intercaladas de un lado para el otro, las Chapas “E” deben de entrar a presión , traten de poner las mas que puedan , debe de ir bien ajustado, luego terminamos de poner las “I”, y al final lo vamos ajustar con unos pie de amigos, esto es para justar el transformador y evitar que este vibre, y también nos va ayudar para sujetarlo al gabinete.





Como vemos es muy fácil de realizar un transformador, es mejor hacer uno mismo que estar comprando, y créanme que así uno va mejorando su conocimiento en la construcción de transformadores, ahora tan solo falta realizar las pruebas, hay que realizar un circuito serie, en la entrada de voltaje AC ira una lámpara, al conectarlo a la red pública el foco no debe de encender, y si chocamos las puntas de salida allí si debe de encender, hasta allí todo bien, a continuación les dejo el diagrama del circuito serie.



Hasta aquí todo bien, ahora vamos a ver cuánto de corriente nos entrega nuestro transformador, vamos a utilizar un rectificador tipo puente mayor a 5A, yo utilizare un diodo tipo puente de 15A , y una resistencia de 5Ω/10w, la resistencia ira en serie en la salida positiva del rectificador, y lo conectamos a la red publica y vamos achocar la punta de la resistencia con el negativo del diodo rectificador, por 5 segundos, y allí debe de marcar la corriente que nos da nuestro transformador, lo mediremos con una pinza amperimétrica, en mi caso me da 2.8A, aquí les dejó el diagrama para medir la corriente de nuestro transformador.




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Vídeo.



Links de descarga:


1.-Numero de alambres de cobre, y núcleo de transformadores, todas las medidas.



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