DIVISIÓN ACADÉMICA DE MECÁNICA

INDUSTRIAL

1

Programa Educativo de Mecatrónica Área Automatización

NOMBRE DEL PROYECTO:

TRANSFORMADOR

MATERIA: CIRCUITOS ELÈCTRICOS

Integrantes del equipo: PÉREZ BASAVE CARLOS

CARRISOZA DELGADO RAYMUNDO

SALAZAR RODRIGUEZ ANZURES CARLO

CARRISOZA BARRERA GANDHI

BENITEZ CERVANTES MIGUEL

Responsable del proyecto: Ing. Gabriel Beltrán Roman

DIVISIÓN ACADÉMICA DE MECÁNICA

INDUSTRIAL

2

ÌNDICE

Contenido Pág.

Introducción……………………………………………………………... 3

Objetivo…………………………………………………………………… 4

Desarrollo del proyecto…………………………………………………. . 5

Conclusión………………………………………………………………… 10

DIVISIÓN ACADÉMICA DE MECÁNICA

INDUSTRIAL

3

INTRODUCCIÓN

¿QUÉ ES UN TRANSFORMADOR?

El transformador es un dispositivo eléctrico que utilizando las propiedades físicas

de la inducción electromagnética es capaz de elevar y disminuir la tensión

eléctrica, transformar la frecuencia (Hz), equilibrar o desequilibrar circuitos

eléctricos según la necesidad y el caso específico. Transportar la energía eléctrica

desde las centrales generadoras de la electricidad hasta las residencias

domésticas, los comercios y las industrias.

CONSTITUCION Y FUNCIONAMIENTO

Constan esencialmente de un circuito magnético cerrado sobre el que se arrollan

dos bobinados, de forma que ambos bobinados están atravesados por el mismo

flujo magnético. El circuito magnético está constituido por chapas de acero de

poco espesor apiladas, para evitar las corrientes invasoras.

El bobinado donde se conecta la corriente de entrada se denomina primario, y el

bobinado donde se conecta la carga útil, se denomina secundario.

La corriente alterna que circula por el bobinado primario magnetiza el núcleo de

forma alternativa. El bobinado secundario está así atravesado por un flujo

magnético variable de forma aproximadamente senoidal y esta variación de flujo

engendra por la Ley de Lenz, una tensión alterna en dicho bobinado.

DIVISIÓN ACADÉMICA DE MECÁNICA

INDUSTRIAL

4

Constitución de un transformador

OBJETIVO

El objetivo de este proyecto es observar el funcionamiento de un trasformador, así

mismo el objetivo principal es el de llevar a cabo la construcción de un

trasformador reductor de voltaje.

DIVISIÓN ACADÉMICA DE MECÁNICA

INDUSTRIAL

5

DESARROLLO

Para la construcción de un transformador reductor de 127 v a 24 v se deben de

tomar en cuenta varios factores a calcular, los cuales se presentaran a

continuación.

E1= Voltaje del devanado primario (127 V)

E2= voltaje del devanado secundario (24V)

I1= Corriente del devanado primario

I2= Corriente del devanado secundario

Hz= Frecuencia de la red (60 𝑐 𝑠⁄ )

PT= Potencia (40W)

N1= Espiras del devanado primario

N2= Espiras del devanado secundario

A= Área del núcleo (cm2)

Sn= A (0.95)

Bm= Densidad del flujo o cantidad de líneas de fuerza magnética que pasan por el

núcleo. (10,000 L x cm2)

Φm= Flujo máximo. Es la cantidad de líneas que pasan por el núcleo. (4.44)

DIVISIÓN ACADÉMICA DE MECÁNICA

INDUSTRIAL

6

Calculo del transformador:

Numero de vueltas:

N=𝐸𝑛 𝑥 108

(4.44)(𝐻𝑧)(𝛷𝑚) =

𝐸𝑛 𝑥 108

(4.44)(60)(𝐵𝑚)(𝑆𝑛)

E1 = 120 V

E2 = 24 V

A= L1 x L2 = 3.2 cm x3.2cm =10.24 cm2

Sn= A x 0.95 = 10.24 (0.95) = 9.728 cm2

N1= 120 𝑥 108

(4.44)(60)(10,000 𝐿 𝑥 𝑐𝑚2)(9.728 𝑐𝑚2) =

120 𝑥 108

25,915,392 = 463.045282

N1= 463 vueltas

N2= 24 𝑥 108

25,915,392 = 92.609056

N2= 93 vueltas

Calibre del conductor secundario:

Cal. S y B = 𝐼2

3.5 𝐴𝑚𝑝.𝑚𝑚2�

I2 = 𝑃𝐸2

= 40𝑊24𝑉

= 1.66 Amp.

Cal. S y B = 1.66 𝐴𝑚𝑝.

3.5 𝐴𝑚𝑝.𝑚𝑚2�

= 0. 4761 mm2

DIVISIÓN ACADÉMICA DE MECÁNICA

INDUSTRIAL

7

Calibre secundario = 20 (este valor es obtenido de una tabla de valores, de

acuerdo con la medida en mm obtenida anteriormente)

Calibre del conductor primario:

Cal. S y B = 𝐼1

3.5 𝐴𝑚𝑝 𝑚𝑚2� I1= �𝐸2

𝐸1� (𝐼2) = 24𝑉

120 𝑥 1.666 𝑚𝑚2 = 0.3333 Amp.

Cal. S y B= 0.3333𝐴𝑚𝑝.

3.5 𝐴𝑚𝑝.𝑚𝑚2�

= 0.095238 mm2

Calibre secundario = 27

Diámetro, capas del devanado primario y secundario:

∅ Primario:

Cal. 27 largo de la placa (L) = 47 mm

∅= 0.360 mm altura de la placa (h) = 16 mm

N1 = 463 vueltas

N0 h x capa= 𝐿

∅ 𝑝𝑟𝑖𝑚𝑎𝑟𝑖𝑜 = 47𝑚𝑚

0.360𝑚𝑚 = 130 .555

N0 h x capas = 130 vueltas

N0 de capas= 𝑁1

𝑁0 ℎ 𝑥 𝑐𝑎𝑝𝑎𝑠 = 463

130 = 3.5615 capas (4)

Laminas del transformador

DIVISIÓN ACADÉMICA DE MECÁNICA

INDUSTRIAL

8

∅ Secundario:

Cal. 20

∅= .812 mm

N2 = 93 vueltas

N0 h x capa= 𝐿

∅ 𝑠𝑒𝑐𝑢𝑛𝑑𝑎𝑟𝑖𝑜 = 47𝑚𝑚

0.812𝑚𝑚 = 57.8817

N0 de capas= 58 vueltas

N0 h x capas = 𝑁2

𝑁0 ℎ 𝑥 𝑐𝑎𝑝𝑎𝑠 = 93

58 = 1.6 capas (2)

Al obtener todos los cálculos se empieza la construcción del trasformador.

Bobinado del carrete:

Comenzamos a bobinar del punto al plato en el sentido de las agujas del reloj.

Cuando hemos terminado nos toca volver al contrario, las espiras deben estar

juntas para que cuando caiga otra encima no se hunda, sino que se que se quede

encima. Cuando hayamos terminado el primario los extremos de este se deja

fuera, no cortar muy junto al carrete, hay que dejarle bastante hilo. Le ponemos

otro trozo de papel aislante para cubrir el bobinado primario. Después

comenzamos a bobinar el secundario, cuando hayamos dado las vueltas

necesarias para el primero del secundario el hilo no hace falta cortarlo, sino que

sale fuera y le hacemos un doble bastante largo y continuamos bobinando. Una

vez terminado de dar todas las vueltas necesarias, sacaremos los extremos del

secundario como lo hemos hecho en el primario.

DIVISIÓN ACADÉMICA DE MECÁNICA

INDUSTRIAL

9

Montaje del núcleo:

Una vez terminado de bobinar el carrete y comprobarlo, tenemos que montar el

núcleo del transformador, utilizaremos las chapas con las que realizamos los

cálculos. Habrá que colocarlas de una en una, de dos en dos, etc., como os guste,

pero siempre igual. Primero las introduciremos por un lado y luego por el otro,

alternativamente, también colocaremos las l a continuación de la E (formas de las

láminas). Una vez colocadas todas las chapas necesarias tendremos que aislarlas

del resto del transformador con papel pescado.

Transformador terminado

DIVISIÓN ACADÉMICA DE MECÁNICA

INDUSTRIAL

10

CONCLUSIÓN

Con los transformadores se han podido resolver una gran cantidad de problemas

eléctricos, en los cuales si no fuera por estos, sería imposible resolver.

• Gracias a los transformadores la distribución de energía eléctrica se a

podido usar y distribuir a las diferentes ciudades del mundo, desde las

plantas generadoras de electricidad.

• Se distinguieron las partes principales de un transformador, como el núcleo

magnético y los devanados.

• Se conoció una diferencia fundamental en la construcción de

transformadores, la cual depende de la forma del núcleo, el sistema de

enfriamiento, o bien en términos de su potencia y voltaje para aplicaciones,

como por ejemplo clasificar en transformadores de potencia a tipo

distribución.

• Se conoció que la razón de transformación del voltaje entre el bobinado

primario y el segundario depende del número de vueltas que tenga cada

uno.