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12/7/2015 CalculodeTransformadores
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Clculo de Transformadores
Calculoydiseodetransformadoresdepoder,parapotenciasdehasta1000W.Dirigidoapersonasconconocimientosbsicosdeelectrnicaquedeseandisearoconstruirlostransformadoresdealimentacinpararedelctricade50o60Hzparasusproyectoselectrnicos.(Noaplicaparatransformadoresdefuentescomputadas)RedactadoporJorgeL.Jimnez,deLadelec.com
Resumendeconceptos
Para sentar las bases de este tutorial es importante conocer lostrminosqueusaremos, loscualesmostramosacontinuacinynosondedifcilcomprensin.
Relacindetransformacin:Eslarelacin(oresultadodedividir)entreelnmerodeespirasdelprimario y del secundario, la cual es igual a la relacin entre latensindelprimarioydelsecundariosincarga.
Relacinentrecorrientes:Es inversa a la relacin de transformacin. Es decir que amayorcorrientemenos vueltas o espiras. Mientras que en la relacin detransformacinamayortensin(voltaje)msespirasovueltas.
Rendimiento:Nos dice cuanta potencia se aplica al transformador y cuantaentregaestealacarga.LadiferenciasepierdeenlosdevanadosenformadecalorporefectoJOULE,debidoaqueestosnotienenunaresistencianula,ytambinenelncleodebidoahistresisycorrientesdeFoucault.El transformador ideal rendirun100%peroenlaprcticanoexiste.
Ncleo:Son las chapas de material ferromagntico, hierro al que se aade una pequea porcin de silicio. Se recubre de barnizaislantequeevitalacirculacindecorrientesdeFoucault.Desucalidaddependequeaumenteelrendimientodeltransformadorhastaunvalorcercanoal100%.
Potencia=VxI
N1/N2=V1/V2lase:nmerodevueltasdelprimariosobreelnmerodevueltasdelsecundarioesigualalarelacinentreelvoltajedelprimariosobreelvoltajedelsecundario.
Frmulas:Sonmuchaslasfrmulasqueentranenjuegoperolamayoratienenqueverconelementosqueafectanmuypocoelrendimiento.Sinembargohaydossumamenteimportantesquenopodemosignorarysonlassiguientes:
Frmulas
Area=A
Lase:reaesigualalaconstante*multiplicadaporlarazcuadradadelapotenciadeltransformador
donde*=0.8sielncleoesfinoy1.2sielncleoesdeinferiorcalidad.Tomamosnormalmente1
Elresultadoseobtieneencm2yeselrearectangulardelncleomarcadaenazuldelafigura.
Relacindevueltas(espiras)porvoltio=Ax0.02112
Elvoltajedeseadoparacadacasosedividirporelresultadodeestenmero.Elresultadoeselnmerodevueltasoespirasparaesevoltajeenparticular.
Ejemploreal:Paraconstruirobobinaruntransformadorde200WattparaunVoltajeprimariode115Vyunsecundario50V
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ComenzamosporelreadelncleodelTransformador:Verlaformulaarribaenfondogris.Paraunapotenciade200W,obtenemosunreade14.14cm2
Luegocalculamoslarelacindevueltasporvoltio:
Ax0.02112
14.14x0.02112=0.29Relacindevueltas=0.29
Entonces:115V/0.29=396vueltasenelprimario50V/0.29=172vueltasenelsecundario
Ahorasabiendo lapotencia (200W)podemoscalcular la corrientemximapresente en ambos devanados para esa potencia,partiendodelaformulaI=W/V
I=200/115=1.73Acorrienteenelprimario1.73amperios.I=200/50=4Acorrientemximaenelsecundario4amperios.
Siutilizamosuna tabladeequivalenciasenAWGcomo laquemostramosacontinuacin,sabremoselcalibredelalambreautilizarparalosrespectivosbobinados(oembobinados).
Deacuerdoalatabla,paraelprimarionecesitamosalambrecalibreAWG19o20yparaelsecundarioalambrecalibre15o16.
AWG Diam.mm Amperaje
AWG Diam.mm Amperaje1 7.35 120 16 1.29 3,72 6.54 96 17 1.15 3,23 5.86 78 18 1.024 2,54 5.19 60 19 0.912 2,05 4.62 48 20 0.812 1,66 4.11 38 21 0.723 1,27 3.67 30 22 0.644 0,928 3.26 24 23 0.573 0,739 2.91 19 24 0.511 0,5810 2.59 15 25 0.455 0,4611 2.30 12 26 0.405 0,3712 2.05 9,5 27 0.361 0,2913 1.83 7,5 28 0.321 0,2314 1.63 6,0 29 0.286 0,1815 1.45 4,8 30 0.255 0,15
Colaboracinde:JorgeL.Jimnezde:www.ladelec.comparaComunidadElectrnicos
Informacinrelacionada:
Tabladeequivalencias:AWGMilimtricasTabladeconversindemedidasAWG(AmericanWireGauge)deconductoreselctricos.
CSTProgramaparacalculartransformadoresSoftwareCSTv1.0paraclculosimplificadodetransformadoreshasta400Watts.
TransformadoraisladorQueesuntransformadoraislador,cualessupropsitoycomoimplementarunoconmaterialrecicladodeequiposendesuso.
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