Transformadores Electricos

CALCULO SIMPLIFICADO DE TRANSFORMADORES

DE PEQUEÑA POTENCIA:

El cálculo simplificado de pequeños transformadores ( de hasta 400 Watts) se divide

en varios pasos:

Recordar siempre:

La potencia del transformador depende de la carga conectada a la misma.

Elección del núcleo.

Potencia del Transformador.

Determinación de la sección del núcleo.

Determinación del número de espiras para cada bobinado

Tipo de alambre para el bobinado.

Determinación de las corrientes para cada bobinado.

Densidad de corriente eléctrica.

Determinación de la sección transversal del conductor para cada bobinado.

Determinación de la sección normalizada transversal del conductor para cada

bobinado.

Ejemplos Prácticos.

Formas de armar el Transformador.

Preguntas frecuentes.

Bibliografía.

Elección del núcleo:

Podemos usar tanto el tipo de núcleo “ F ” como el tipo “ E e I ”. Ver figura:Potencia del Transformador:

La potencia del transformador depende de la carga conectada a la misma. Esta

potencia esta dada por el producto de la tensión secundaria y la corriente secundaria

Es decir:

Potencia útil = tensión secundaria x corriente secundaria

Determinación de la sección del núcleo:

La sección del núcleo del transformador está determinada por la potencia útil

conectada a la carga. Esta sección se calcula mediante la siguiente fórmula:

Sección = 1,1 x

P

Donde:

S: es la sección del núcleo en cm2.

P: es la potencia útil en Watts.

Nota del Autor: Esta expresión empírica ha sido obtenida de la práctica.

La sección del núcleo esta dada por el producto de los lados “A x B” ,ver figura:

S=AxB

Donde:

A: es uno de los lados en cm.

B: es el otro lado en cm.

Determinación del Número de Espiras para cada bobinado:

Para el determinación del número de espiras se utiliza la siguiente expresión:

N = V / (f x S x B x 4,4 x 10 –8 )

Para el bobinado primario tenemos :

N1 = V1 / (f x S x B x 4,4 x 10 –8 )

Y para el bobinado secundario tenemos :

N2 = V2 / (f x S x B x 4,4 x 10 –8 )

Donde:

N1 : es el número de espiras del bobinado primario.Donde:

N2 : es el número de espiras del bobinado secundario.

f : es la frecuencia de la red domiciliaria en Hertz (Hz).

V1 : es la tensión en el bobinado primario en Voltios (V).

V2 : es la tensión en el bobinado secundario en Voltios (V).

B : es la inducción magnética en el núcleo elegido en Gauss. Este valor puede variar

entre 4.000 y 12.000 Gauss.

S: es la sección del núcleo en cm2.

10 –8 : Es una constante para que todas las variables estén en el Sistema M.K.S.

La inducción magnética en Gauss está dada por la siguiente expresión

B=μxH

Donde:

B : es la inducción magnética en el núcleo elegido en Weber/m 2 .

μ : es la permeabilidad del acero usado en el núcleo en Weber/A x m.

H : es la intensidad del campo magnético en A/m (Amper/metro).

Nota del Autor: Se sugiere utilizar en forma práctica un valor de inducción magnética

de:

B = 10.000 Gauss

Tipo de alambre para el bobinado:

La sección de los alambres que se usarán dependen directamente de la intensidad de

la corriente eléctrica que circula por ella (alambre).

Los alambres usados pueden ser: aluminio ó cobre recocido. Se usa más el cobre que el

aluminio por ser este mucho más dúctil, maleable y flexible.

El cobre recocido posee sobre su superficie un barniz aislante.

Determinación de las corrientes para cada bobinado:

Teniendo en cuenta la potencia del transformador y la tensión aplicada podemos

hallar la corriente eléctrica.

Potencia eléctrica = Tensión aplicada x Corriente eléctricaDespejando la corriente eléctrica de la expresión anterior tenemos que:

Corriente = Potencia / Tensión

Suponiendo que nuestro transformador posee únicamente dos bobinados. Para el

bobinado primario tenemos:

I 1 = P / V 1

Donde:

I 1 : es la corriente eléctrica del bobinado primario.

P : es la potencia eléctrica del transformador.

V 1 : es la tensión aplicada en el bobinado primario.

Y para el bobinado secundario tenemos:

I 2 = P / V 2

Donde:

I 2 : es la corriente eléctrica del bobinado secundario.

P : es la potencia eléctrica del transformador.

V 2 : es la tensión aplicada en el bobinado secundario.

Nota del Autor: para lo anterior consideramos un transformador ideal (no posee

pérdidas) por lo que la potencia en el primario es idéntica en el secundario.

Densidad de Corriente eléctrica:

Definimos densidad de corriente eléctrica como la corriente eléctrica que atraviesa

un conductor por unidad de superficie.

D=I/S

Donde:

D : es la densidad de corriente eléctrica.

I : es la corriente eléctrica que circula por un conductor.

S : es la sección transversal del conductor.

Determinación de la sección transversal del conductor para cada bobinado:

Despejando la sección de la expresión anterior

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