Los transformadores son dispositivos electromecánicos sin partes móviles, que transfieren energía de un circuito a otro sin ningún contacto físico.
Están estructurados internamente por tres elementos fijos:
- A) Carreter o carrete: Material aislante que separa el alambre del núcleo.
- B) Alambre magnético: Devanado primario y secundario de acuerdo a las especificaciones del cliente.
- C) Núcleo: Elaborado con láminas de hierro en forma de (E) y en forma de ( I ). Es quien entrega la potencia o capacidad de energía disipada. Se mide en vatios y se obtiene a través de una medición base por altura. Este valor da como resultado la sección del núcleo, al cuadrado nos da la potencia.
- En la potencia se utilizan los sub-múltiplos: el micro y el mili-vatio. Casi todos los dispositivos electrolíticos trabajan en mili-vatios.
Tipos de trasformadores
1-Transformador reductor: Este reduce el voltaje de salida respecto de un voltaje de entrada. En una relación voltios-espiras mediante cálculo.
2-Transfomador simétrico: Pertenece a la familia de los reductores pero se diferencia en que posee una simetría o punto común en el mismo centro del devanado secundario, el cual divide el voltaje de salida en dos voltajes iguales respecto del punto común o simétrico.
3-Transformador elevador. Realiza lo inverso al reductor. Eleva un voltaje de salida respecto del voltaje de red o entrada.
4-Transformador múltiple: Pertenecen a los reductores pero se diferencian en que pueden alimentar varios dispositivos a la vez que trabajan diferentes voltajes, siempre manteniendo la misma potencia.
Se puede construir con un calibre promedio o con bobina por separadas.
4-Auto transformador: Tiene como característica que puede ser reductor y elevador al mismo tiempo. Esto significa que su punto de entrada es común con su punto de salida, lo que da como resultado que la entrada puede ser la salida y la salida la entrada.
Diseño y construcción de un transformador
El diseño y construcción de un transformador, parte de una serie de cálculos necesarios para obtener el voltaje deseado.
Las formulas que se utilizan para el cálculo de transformadores son las siguientes
1) Sn = (b)(a)
2) Sn = √(P)
3) P = (Sn)˄2
4) Ep = Tensión primaria.
5) Es = Tensión secundaria.
6) Ip= Corriente primaria.
7) Is = Corriente secundaria.
8) Np = Número de vueltas en el primario.
9) Ns = Número de vueltas en el secundario.
10) AWGp = Calibre de alambre americano en el primario.
11) AWGs = Calibre de alambre americano en el secundario.
12) √(P/0.8)
13) P = ( I )(E)
14) I = P/E
15) E = P/I
16) Ip = P/Ep
17) Is = P/Es
18) Pp = Ps
19) Ep = P/Ip
20) PL = I*I*R = ( I˄2 )(R)
21) Pr = E*E/R = (E˄2)/(R)
22) K = 37.54 Constante.
23) Np = (K*Ep)/Sn
24) Ns = (K*Es)/Sn
Ejemplo:
1) Se quiere construir un transformador que reduzca el voltaje de 120V a 20V con una potencia de 900Watts.
Datos:
Ep = 120V, Es = 20V, P = 900Watts.
Solución
1ro) Sn = √(P) = √(900) = 30cm.
2do) Np = (K*Ep)/Sn = (37.55*120V)/30 = 150 vueltas.
3ro) Ns = (K*Es)/Sn = ( 37.54*20)/30 = 25 vueltas.
4to) Ip = P/Ep = 900watts/120V = 7.5A.
5to) Is = P/Es = 900watts/20V = 45A.
Buscar el calibre en la tabla.
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