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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