Transformadores

SENA

Transformador Bobinacion y rebobinacion

ELVIS CARRILLO - CARLOS LORZA 20/11/2008

Procedimiento que se debe llevar a cabo para bobinar o rebobinar un transformador mediante cรกlculos y formulas.

CALCULO DE TRANSFORMADORES. La razón de transformación (m) del voltaje entre el bobinado primario y el secundario depende de los números de vueltas que tenga cada uno. Si el número de vueltas del secundario es el triple del primario, en el secundario habrá el triple de tensión.

El proceso de rebobinar transformadores es un poco diferente al de los motores por el hecho de que en los motores se deben contar el numero de vueltas, mientras que en los transformadores estas se calculan mediante formulas previamente ya establecidas.

Si se aplica corriente alterna en el devanado primario, las variaciones de intensidad y sentido de la corriente alterna crearán un campo magnético variable dependiendo de la frecuencia de la corriente. Este campo magnético variable originará, por inducción, la aparición de corriente en los extremos del devanado secundario.

La relación ón entre la corriente inductora (Ep), ), la aplicada al devanado primario y la corriente inducida (Es), ), la obtenida en el secundario, es directamente proporcional al número de espiras de los devanados primario (Np) ( y secundario (Ns) .

Así, si el número de espiras (vueltas) del secundario es 100 veces mayor que el del primario, al aplicar una tensión alterna de 230 voltios en el primario, se obtienen 23.000 voltios en el secundario (una relación 100 veces superior, como lo es la relación de espiras). A la relación entre el número de vueltas o espiras del primario y las del secundario se le llama relación de vueltas del transformador o relación de transformación. transformación

Ahora bien, como la potencia aplicada en el primario, en caso de un transformador ideal, debe ser igual a la obtenida en el secundario, el producto de la fuerza electromotriz por la intensidad (potencia) debe ser constante, con lo que en el caso del ejemplo, si la intensidad circulante por el primario es de 10 amperios, la del secundario será de solo 0,1 amperios (una centésima parte).

CHAPAS

Las chapas es hierro en forma de E pero también existen otras formas como la forma de L estas son las que atrapan las dos bobinas y hacen que la corriente circule a traves de una bobina a otra por medio de la inducción Primero es vital importancia conocer o medir las dimensiones del transformador pues de aquí es de donde se empieza el cálculo: Tomamos las características con las cuales va a quedar sirviendo el transformador:

Vp = voltaje del primario, este voltaje es aquel por el cual vamos a alimentar el transformador y este dato es fundamental para en el desarrollo de las formulas que se darán más adelante.

En este caso vamos a tomar que el voltaje a utilizar serán 120 v Vs = voltaje del secundario, al igual que el primario este dato es vital para el desarrollo de este ejercicio.

Y el voltaje queremos será de 12 v b = largo del núcleo. = 2.3 cm

a = Ancho del núcleo = 1.6 cm

Con estas medidas, procedemos a realizar la siguiente formula; s= a*b, donde "s" representa la sección del transformador o área útil.

Ya sabiendo esta fórmula y tomando las medidas del las chapas realizamos la siguiente operación: a= 1.6 cm b= 2.3 cm s= 3.68 cm

s=axb s = 1.6 x 2.3 = 3.68 cm2

La sección (s) nos ayuda a saber cuál es la potencia que va consumir este transformador mediante la siguiente fórmula:

s =1.1 P P = ( s )2 1.1 P = ( 3.68 )2 1.1

P = 11.19 VA

Una vez conocida la potencia realizamos la siguiente operación P=VxI Ip = P Ip = 11.19 Vp 120 Ip = 0.09Amp Is = P Vs Is = 0.9 Amp

Is = 11.19 12

Por medio de la potencia y mediante tablas normatizadas podemos saber exactamente el calibre del alambre tanto en el primario como en el secundario.

Pero aun no sabemos el número de vueltas que tenemos que dar en cada una de las bobinas.

Para saber estos datos también existen formulas que las veremos a continuación: Np = Vp -8 4.44 x 10 x ƒ x Ǿ max Ns =

Vs 4.44 x 10 x ƒ x Ǿ max -8

Np = numero de vueltas de la primera bobina la cual va recibir 120 voltios

Ns = en su defecto esto significa numero de vueltas del secundario del cual vamos a recibir 12 voltios β = Inducción máxima, esta va desde 4.000 hasta 12.000 gauss pero generalmente para hallar el numero de vueltas tanto del primario como del secundario se utilizan 10.000 Ǿ max = flujo máximo de la corriente que va a circular, para hallar el flujo máximo hay una formula q es Ǿ max = β x s Ǿ max = 10.000 x 3.68 esto es igual a 36800 ƒ = frecuencia = 60 Hz

Np = Vp 4.44 x 10-8x ƒ x Ǿ max

Np = 120 -8 4.44 x 10 x 60 x 36800 Np =

120 x 10 8 9803520

Np = 1224.050 Este resultado es el número de vueltas que llevara la bobina del primario

Ahora vamos a realizar la misma operación para el numero de vueltas del secundario, en este va a cambiar el voltaje ya que vamos a tomar el que queremos que nos dé el transformador el resto va hacer lo mismo que en el primario.

Ns =

Vs 4.44 x 10 x ƒ x Ǿ max -8

Ns =

12 4.44 x 10-8x 60 x 36800 Ns = 12 x 10 8 9803520 Ns = 122.405 Numero de vueltas del secundario.

Cálculos para averiguar el diámetro del hilo

Shp: sección del hilo para la primera bobina Shs: sección del hilo para la segunda bobina D: densidad que se mide en A mm2 D1: diámetro del hilo en la primera bobina D2: diámetro del hilo en la segunda bobina La formula es la siguiente: Shp: I1 = 0.09 = 0.03 D 3 Shs: I2 = 0.9 = 0.3 D 3 D1 : √4(Shp) = 0.1954 π Diámetro del hilo para la primera bobina D2: √4 (Shs) = 0.61 π diámetro del hilo para la segunda bobina una vez teniendo estos dos resultados y por medio de tablas ya existentes por los fabricadores de estos aparatos encontramos que el valor del hilo en el primario es igual a 32 mm calibre del conductor de la primera bobina y para segunda bobina es igual a 22 mm Una vez hallado todos los requisitos para la creación del transformador podemos empezar su construcción