43 CALCULO DE TRANSFORMADORES

Cálculo de transformadores para pequeños equipos electrónicos
CALCULO DEL TRANSFORMADOR
En el comercio es posible conseguir el tipo de transformador requerido en cada oportunidad; pero cuando
ello no es factible, se procede entonces a su construcción., realizando previamente el correspondiente cálculo.
A continuación se plantea el cálculo de un transformador y se desarrolla el método que conviene aplicar.
Se consignan primero los datos de funcionamiento que debe proveerlos quien ordene su construcción de
acuerdo a las necesidades.
DATOS DE FUNCIONAMIENTO
Primario: U = 220 Volt
f = 50 ciclos/s.
Secundario:
1) U1 = 1000 Volt ; 200 mA con punto medio.
5 Volt ; 3 A.
2) U2 =
6,3 Volt ; 3 A.
3) U3 =
El problema consiste en determinar:
a) Sección del núcleo y medida de la ventana del mismo para alojar al carrete con los bobinados.
b) Cantidad de espiras de cada uno de los bobinados.
c) Diámetro de los conductores de cada devanado.
Corresponde calcular primero la sección del núcleo, para lo cual se determina la potencia que deberá
suministrar el transformador a su circuito. Se obtiene efectuando el producto entre la diferencia de potencial de
cada bobinado secundario y la respectiva intensidad, tras lo cual se suman los valores parciales obtenidos.
POTENCIA A SUMINISTRAR
1) W1 = 500 V . 0,200 A = 100 w
15 w
2) W2 = 5 V . 3 A =
18,9w
3) W3 = 6,3 V . 3 A =
Suma de potencias =
133,9 w
.
La potencia del bobinado de alta tensión se calculó tomando como diferencia de potencial 500 voltios y no
1000 voltios dado en los datos. La razón de esta modificación estriba en que por tratarse de un devanado de alta
tensión con punto medio, será utilizado para rectificar con un par de diodos, por lo que en cada hemiciclo
trabaja solamente una mitad del devanado por vez.
Para facilitar las operaciones se adopta 134 w, que es un número entero, en lugar de 133,9w calculado.
El rendimiento de los transformadores oscila entre 75% y 90%, según sea la potencia para la cual son
disecados. A continuación se indican los valores aproximados de rendimientos, en relación a las potencias.
75% hasta la potencia de 50 w.
85% hasta la potencia de 75 w.
90% hasta la potencia de 500 w.
95% para potencias mayores de 500 w
POTENCIA A TOMAR DE LA RED
El valor 134w, está comprendido entre 75 y 500 w.
Tomando como valor de rendimiento el correspondiente al último, o sea 90%, la potencia requerida de la
red, por el primario, será:
(134w . 100) / 90 = 148w
Para facilitar el cálculo te adopta 150w.
SECCION DEL NUCLEO
La sección del núcleo se calcula empleando la expresión:
S=a.√W
En la que “a” es una constante para cada tipo de acero que se emplee en la construcción del núcleo.
acero al silicio a = 0,8
acero dulce
a = 1,2
Eligiendo para la construcción, acero común, se obtiene:
S = 1,2 √150 w
con lo que el núcleo resulta, el valor aproximado: S = 15 cm2 .
Por comodidad de trabajo conviene que el núcleo tenga sección cuadrada, por lo que el lado medirá:
l = √15 cm2 ⇒ l = 3,9 cm
Guillermo P. Benéitez. Ingeniero
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ELECCION DEL NUCLEO
En el comercio existen distintos tipos y medidas de chapas ya matrizadas para la construcción de núcleos
de transformadores, comercialmente denominados “laminaciones”.
En el catálogo provisto por el fabricante (Tabla Nº 1) se selecciona la designada con el Nº 60 que se adapta
perfectamente a las necesidades de este calculo pues sus dimensiones son muy similares a los valores
calculados.
Tabla Nº 1
Nº
14
18
63
37
25
62
75
77
111
112
125
30
200
100
155
60
42
150
600
500
700
800
850
102
TABLA DE MEDIDAS DE LAMINACIONES PARA NUCLEOS EN mm.
Peso en
a
b
c
e
f
Kg.secc.
cuadrad
a
3
3,5
2
7
15
0,005
5
4,5
2,5
11
25
0,010
6,3
6,3
3
13,4
3
0,020
9,5
7,75 4,75
19
4,75
0,040
12,5
8
6,5
21
8
0,100
16
8
8
24
8
0,230
19
9,5
9,5
28,5
9,5
0,300
22
12
11
34
12
0,500
25,4 12,7 12,7 38,1 12,7
0,700
28,6 14,3 14,3 42,9 14,3
1,000
32
16
16
48
16
1,340
33
27
16,5
97
17,5
2,450
Importante: La medida “d” se obtiene dé la suma
33
27
16,5
65
17,5
1,850
de: a + 2b + 2c
33
27
16,5
49
17,5
1,650
La medida “g” es igual a: e . 2f.
38
19
19
57
19
2,360
Indique ahora, los valores que corresponden a la
40
20
20
60
20
2,650
laminación Nº 60
42
21
21
63
21
3,100
a=
45
28,5 22,5 117 22,5
5,300
50
25
25
75
25
5,100 b =
64
32
32
96
32
10,500 c =
64
32
32
192
32
16,500 d =
80
40
40
125
40
23,500 e =
80
40
40
250
40
34,500 f =
102
51
51
153
51
44,000 g =
ELECCION DEL CARRETE
El alambre de, los bobinados se arrolla sobre un carrete de material aislante.
Puede confeccionarse con papel presspan o fibra roja de 1 mm de espesor.
En razón de que esta tarea resulta algo engorrosa y requiere un tiempo considerable se utiliza un carrete
prefabricado y moldeado en material plástico. Puede adquirirse dicho tipo de carretes en las casa de comercio
especializadas en materiales para bobinados. Se fabrican distintos tipos y modelos, cubriendo prácticamente
todas las necesidades de los fabricantes de transformadores.
En el catálogo provisto por el fabricante (Tabla Nº 2) se selecciona el indicado con el Nº 60 cuyas
dimensiones coinciden con las necesarias para alojar la rama central del núcleo.
Guillermo P. Benéitez. Ingeniero
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Por comodidad, el número del catálogo asignado al carrete coincide con el de la laminación.
Tabla Nº 2
TABLA DE MEDIDAS DE CARRETES PLÁSTICOS EN mm.
Nº
A
B
Nº
A
B
14
4
3,5 112 29 29
18 5,5
4 112 33 29
63 6,5 6,5 112 40 29
37 10 10 112 46 29
25 12,5 12,5 125 33 33
25 17 12,5 125 39 33
62 16 16 125 44 33
62 20 16 125 54 33
62 50 16 125 59 33
62 25 16 155 43 38
75 20 20 155 60 38
75 20 20 155 50 42
75 26 20 60 40 40
77 22 22 60 50 40
77 26 22 30 33 33
77 30 22 600 50 50
111 26 26 600 60 50
111 36 26 150 50 45
Según la tabla:
A 40 mm; B 40 mm
El espesor de las tapas laterales del carrete es de 1,5 mm y el de las paredes del tubo de sección cuadrada es
de 2 mm.
En el siguiente dibujo acotar las medidas correspondientes del carrete elegido.
CANTIDAD DE ESPIRAS DEL PRIMARIO
A continuación, se calcula la cantidad de espiras que tendrá el bobinado primario, mediante la expresión:
N = U . 104 / ( B . 4,44 . f . 0,9 . S )
donde:
N=
Cantidad de espiras del devanado primario.
U=
Diferencia de potencial aplicada al primario, medida en Volt eficaces.
B =
Densidad magnética expresada en líneas de fuerza por cada m2 de sección de núcleo
(normalmente entre 1 y 1,15 Weber/m2 hasta 10 KVA).
4,44 = 2 . π / √ 2 . Constantes relacionadas con la pulsación angular, y la relación que existe entre el
valor eficaz y el valor pico (máximo) de la senoide.
f=
Frecuencia de la red.
0,9 =
Constante para compensar las pérdidas de energía en el núcleo (pérdidas en vacío).
S=
Sección del núcleo en cm2.
4
Constante necesaria para relacionar las unidades empleadas (cm2 = 10 - 4 m2).
10 =
Muchos de los valores de la expresión anterior son comunes a la mayoría de los cálculos, como ser la
diferencia de potencial de la red y su frecuencia, como así también la densidad magnética que se emplea.
Por ello, si se efectúan las operaciones correspondientes a esos valores fijos, se obtiene la siguiente
expresión simplificada (valores aproximados):
N = (220V . 2500) / (50Hz . S)
N = 11.000 / S
que permite realizar el cálculo,
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N = 11.000 / 15 cm2
N = 733 espiras.
CANTIDAD DE ESPIRAS POR VOLTIO
Si se divide la cantidad de espiras del primario, por la diferencia de potencial aplicada al mismo, se obtiene
lo que se denomina “cantidad de espiras por cada voltio”.
n = (733 espiras) / (220 Volt)
n = 3,34 espiras / Volt
CANTIDAD DE ESPIRAS DEL SECUNDARIO
Para obtener la cantidad de espiras en cada secundario se multiplica la relación obtenida por la respectiva
diferencia de potencial.
En el devanado de 1000Volt:
N2 = 3,34 espiras/Volt . 1000 Volt Æ N2 = 3340 espiras.
Este bobinado tendrá una derivación en su punto medio, es decir al completar 1570 vueltas.
En el devanado de 5 Volt:
N3 = 3,34 espiras/Volt . 5 Volt Æ N3 = 17 espiras.
En el devanado de 6,3 Volt:
N4 = 3,34 espiras/Volt . 6,3 Volt Æ N4 = 21 espiras.
SELECCIÓN DE LOS CONDUCTORES
Se determina a continuación, la sección de los conductores de cada uno de los bobinados.
Previamente se fija la densidad de corriente en los arrollamientos, es decir, la cantidad de Ampere que
circularán por cada mm2 de sección del conductor.
La experiencia obtenida en la construcción de transformadores para baja potencia, aconseja utilizar un
valor que oscila entre 2 y 4 A/mm2.
En este caso adoptamos δ = 4 A/mm2
Secundario de alta tensión:
Admitiendo que circulan 4A/mm2, para que circule 0,20A es necesaria una sección de: S1 = I1/δ.
En valores: S2 = 0,2A/(4A/mm2) Æ S2 = 0,05 mm2.
Secundario de 5 Volt:
Asumiendo las mismas consideraciones que en el caso del bobinado de alta tensión:
S3 = 3A/(4A/mm2) Æ S3 = 0,75 mm2.
Secundario de 6,3 Volt:
Asumiendo las consideraciones anteriores:
S4 = 3A/(4A/mm2) Æ S4 = 0,75 mm2.
Sección del primario
Calculamos previamente la corriente del primario:
Corriente del primario = Potencia total / Tensión eficaz del primario.
I1 = Σ (Pi + Pp) / V1 .
En valores: I1 = (134W + 134W . (1 – 0,9)) / 220 Volt Æ I1 = 0,67 A
Conocido el valor de la intensidad: S1 = I1/δ Æ S1 = 0,67 A / 4 A/mm2 Æ S1 = 0,17 mm2 (valor
aproximado).
DIÁMETRO DE LOS ALAMBRES CONDUCTORES
El área del círculo es: S = π . r2 , ó : S = π . (d / 2) 2 , que podemos expresar como: S = π . d 2 / 4 .
En valores: S = 0,785 . d 2 . Esto implica: d = √ S / 0,785
Aplicándola obtenemos:
d2 = 0,25 mm ; d3 - 4 = 1 mm ; d1 = 0,47 mm
Este último valor no existe en forma normalizada, por lo tanto adoptamos el valor normalizado: 0,5 mm.
Podemos utilizar la Tabla 3, para obtener directamente estos valores normalizados.
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Tabla Nº 3
TABLA DE MEDIDAS DE DIÁMETROS Y SECCIONES NORMALIZADAS.
Diámetro
mm
Sección
mm2
Diámetro
mm
Sección
mm2
Diámetro
mm
Sección
mm2
Diámetro
mm
Sección
mm2
0,05
0,06
0,07
0,08
0,09
0,10
0,12
0,14
0,15
0,16
0,18
0,20
0,22
0,25
0,28
0,30
0,32
0,35
0,38
0,40
0,42
0,00196
0,00283
0,00385
0,00503
0,00636
0,00785
0,0113
0,0154
0,0177
0,0201
0,0254
0,0314
0,0380
0,0491
0,0616
0,0707
0,0804
0,0962
0,1134
0,1257
0,1385
0,45
0,48
0,50
0,52
0,55
0,58
0,60
0,62
0,65
0,68
0,70
0,75
0,80
0,85
0,90
0,95
1,00
1,05
1,10
1,15
1,20
0,1590
0,1810
0,1963
0,2124
0,2376
0,2642
0,2827
0,3019
0,3318
0,3632
0,3848
0,4418
0,5027
0,5675
0,6362
0,7088
0,7854
0,8659
0,9503
1,0387
1,131
1,25
1,30
1,35
1,40
1,50
1,60
1,70
1,80
1,90
2,00
2,10
2,20
2,30
2,40
2,50
2,60
2,70
2,80
2,90
3,00
3,10
1,227
1,327
1,431
1,539
1,767
2,011
2,270
2,545
2,835
3,142
3,464
3,801
4,155
4,524
4,909
5,309
5,726
6,158
6,605
7,069
7,548
3,20
3,30
3,40
3,50
3,60
3,70
3,80
3,90
4,00
4,20
4,40
4,50
4,60
4,80
5,00
5,50
5,80
6,00
6,50
6,80
7,00
8,042
8,553
9,079
9,621
10,179
10,752
11,341
11,946
12,566
13,854
15,205
15,904
16,619
18,096
19,635
23,758
26,421
28,274
33,183
36,317
38,485
TIPO DE ALAMBRE CONDUCTOR
En la construcción de cada uno de los bobinados, se utilizará alambre de cobre aislado con esmalte
sintético.
COMPROBACIÓN DEL CALCULO
El objetivo de la comprobación, es determinar si los materiales seleccionados de acuerdo al cálculo, son los
que corresponden para que la construcción del transformador resulte factible.
Para ello se procede a determinar si los devanados con sus respectivas aislaciones, quedan
convenientemente dispuestas en el espacio útil del núcleo, denominado ventana. Si así no ocurriera, es
necesario realizar una modificación en la selección de la chapa, hasta encontrar el modelo que se adapte a las
características del transformador calculado.
La ventana del núcleo tiene por medidas las indicadas, de acuerdo al catálogo del fabricante:
b = ancho de la ventana
e = alto de la ventana
Según la tabla de laminaciones, para la Nº 60 corresponde: b = 20 mm; e = 60 mm.
ESPACIO ÚTIL DE LA VENTANA
El carrete de plástico ocupa parte de
la ventana, (Ver figura adjunta - 2-).
Para obtener las medidas del
espacio útil de la ventana se le resta a
las longitudes “b” y “e” los respectivos
espesores del carrete.
b’ = b - 2mm
b’ = 20 mm - 2 mm
b’ = 18 mm
b’ = 1,8 cm
Guillermo P. Benéitez. Ingeniero
5 de 14
e’ = e - 3 mm
e’ = 60 mm - 3 mm
e’ = 57 mm
e’ = 5,7 cm
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ESPACIO OCUPADO POR LOS DEVANADOS
En razón que el devanado se hará en el carrete rodeando a la rama central con espiras colocadas
sucesivamente una al lado de la otra, se puede determinar la cantidad de espiras que se ubicarán en una sola
capa. Para ello se emplea la tabla Nº 4. En ella figuran los diferentes diámetros de alambre conductor en una
columna y en las subsiguientes, los respectivos números de espiras que se pueden arrollar en cada centímetro de
bobinado, para cada tipo de aislación.
Tabla Nº 4
TABLA DEL NÚMERO DE ESPICAS QUE CABEN EN CADA CM. LINEAL, CON LAS
ESPIRAS JUNTAS PARA LOS CONDUCTORES CUYOS AISLAMIENTOS SE INDICAN.
Diámetro
Hilo
Esmaltado Doble capa Una capa Doble capa
nominal esmaltado y 1 capa
de ceda de algodón de algodón
mm
de ceda
0,04
0,05
0,06
0,07
0,08
0,09
0,10
0,12
0,15
0,18
0,20
0,22
0,25
0,28
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
0,55
0,60
0,65
0,70
0,75
0,80
0,85
0,90
0,95
1,00
1,10
1,20
1,30
1,40
1,50
1,60
1,70
1,80
1,90
2,00
Guillermo P. Benéitez. Ingeniero
172,00
147,00
122,00
108,00
98,00
88,50
81,30
67,10
55,50
47,60
43,30
39,20
35,10
31,00
29,60
25,40
22,50
19,90
18,20
16,40
15,20
14,10
13,20
12,10
11,40
10,80
10,20
9,78
9,32
8,52
7,86
7,28
6,74
6,31
5,91
5,60
5,27
5,00
4,74
107,00
97,00
85,50
78,70
73,10
67,60
63,30
53,30
46,40
40,98
37,70
34,00
30,90
28,10
26,50
23,40
20,90
18,90
17,20
15,70
14,50
13,50
12,70
11,90
11,20
10,60
10,10
9,60
9,16
8,39
7,74
7,18
6,65
6,23
5,86
5,54
5,21
4,95
4,70
88,50
81,40
75,90
70,50
65,80
61,30
57,80
51,50
44,50
39,20
36,20
33,90
30,80
28,00
26,50
23,00
20,60
18,50
16,90
15,40
14,30
13,40
12,50
11,60
11,00
10,40
9,88
9,40
9,00
8,26
7,62
7,08
6,54
6,14
5,78
5,46
5,14
4,88
4,62
6 de 14
49,30
44,60
39,30
35,00
32,70
30,80
28,20
25,80
24,60
21,00
19,00
17,30
15,90
14,70
13,70
12,80
12,10
11,30
10,70
10,20
9,70
9,25
8,84
8,12
7,51
6,98
6,42
6,03
5,69
5,39
5,04
4,80
4,53
30,50
28,60
26,40
24,50
22,10
21,20
20,00
18,80
18,20
15,90
14,80
13,70
12,80
11,40
10,80
10,20
9,72
9,26
8,85
8,48
8,13
7,83
7,25
6,76
6,33
5,87
5,55
5,25
4,99
4,70
4,49
4,25
4,05
Cálculo de transformadores para pequeños equipos electrónicos
BOBINADO PRIMARIO
En la primera columna de la tabla se busca el valor 0,50 mm. Coincide con el valor 18,2 de la columna
inmediata y correspondiente a la cantidad de espiras del alambre de 0,50 mm de diámetro con esmalte que se
pueden ubicar en cada centímetro de longitud del carrete, ocupando una sola capa, La cantidad de espiras por
capa se determina:
Espiras en cada capa: 18,2 espiras /cm . e’
18,2 espiras / cm . 5,7 cm = 94 espiras en cada capa.
Teniendo presente que se tienen 94 espiras en cada capa se determina la cantidad de capas, de la siguiente
manera:
(733 espiras) / (94 espiras/capa) = 8 capas
En razón de que cada capa tiene el espesor de una espira, se determina la cantidad de centímetros
necesarios para alojar las 8 capas calculadas como si cada una de ellas fuera una espira alojada en sentido
transversal, aplicando una regla de tres simple.
18,2 espiras Æ 1cm
8 espiras
Æ X cm
(8 espiras) / (18,2 espiras/cm) = 0,44 cm = 4, 4 mm.
En consecuencia, el espesor que el bobinado primario ocupa en la ventana es de 0,44cm = 4,4 mm.
De la misma manera se calculan los espesores para cada uno de los devanados secundarios.
BOBINADO DÉ ALTA TENSIÓN
El diámetro del alambre es de 0,25 mm y tiene 3340 espiras.
Para este alambre, en la tabla se obtiene 35,1 espiras por cada centímetro de arrollamiento.
Se determina la cantidad de espiras por cada capa:
(35,1espiras / cm) . 5,7 cm = 200 espiras.
Se calcula la cantidad de capas:
(3340 espiras) / (200 espiras / capa) = 17 capas.
La longitud transversal ocupada por este bobinado será entonces:
(17 espiras) / (35,1 espiras / cm) = 0,48 cm = 4,8 mm.
BOBINADO DE BAJA TENSIÓN
Se puede simplificar el cálculo, sumando las cantidades de espiras de ambos bobinados secundarios, por ser
de la misma sección de alambre.
El bobinado de 6,3 V tiene 21 espiras,
el bobinado de 5V tiene
17 espiras,
ambos bobinados tienen 38 espiras.
Diámetro del alambre 1mm.
Según la tabla caben 9,32 espiras / cm, y en cada capa se pueden devanar: (9,32 espiras / cm) . e’:
(9,32 espiras / cm) . 5,7 cm = 53 espiras.
Y la cantidad de capas se obtiene como:
(38 espiras) / (53 espiras / capa) = 0,71 capas.
De acuerdo a los datos obtenidos se comprueba que las 38 espiras caben en una sola capa.
Sumando los espesores de cada uno de los devanados se obtiene el espesor que el bobinado del
transformador ocupa en la ventana.
Espesor del primario:
4,4 mm
Espesor del secundario de alta tensión: 4,8 mm
Espesor del secundario de baja tensión: 1 mm .
Espesor total del bobinado
10,2 mm
A este espesor se le Debe adicionar el que corresponde a las aislaciones.
La experiencia de trabajo permite establecer que las aislaciones no superan los 4 mm.
En consecuencia el espesor total, incluidas las aislaciones, es:
Espesor de los devanados
10,2
mm
Espesor de las aislaciones
4
mm .
Espesor total del devanado
14,2
mm
Guillermo P. Benéitez. Ingeniero
7 de 14
Cálculo de transformadores para pequeños equipos electrónicos
Este valor de 14,2 mm no supera el ancho b de la ventana del núcleo, por lo tanto es factible la
construcción del transformador con los cálculos realizados. Si el espesor del devanado fuera muy pequeño con
respecto al ancho de la ventana convendría seleccionar una nueva laminación a fin de adecuarla al tamaño del
transformador que se calcula.
Recíprocamente, si el devanado tuviera mayor espesor que el ancho de la ventana, debería seleccionarse
una nueva laminaci6n,, tal que su ventana permitiera alojar el bobinado.
Concluidos el cálculo y su correspondiente comprobación se procede entonces a la confección de una
planilla en la que se resumen solamente los valores calculados que sean necesarios para la construcción del
transformador.
RESUMEN DE LOS DATOS CALCULADOS NECESARIOS PARA LA CONSTRUCCIÓN
Sección del núcleo
Chapa laminación
Carrete de plástico
Diámetro del alambre del primario
Cantidad de espiras del primario
Diámetro del alambre del bobinado de alta tensión
Cantidad de espiras del bobinado de alta tensión
Diámetro del alambre del secundario de 6,3 V
Cantidad de espiras del secundario de 6,3 V
Diámetro del alambre del secundario de 5 V
Cantidad de espiras del secundario de 5 V
Guillermo P. Benéitez. Ingeniero
8 de 14
S=
Nº =
Nº =
d1 =
N1 =
d2 =
N2 =
d3 =
N3 =
d4 =
N4 =
Cálculo de transformadores para pequeños equipos electrónicos
EJERCICIO A RESOLVER
Siguiendo el mismo método del ejemplo de cálculo, proceda a calcular el transformador para la fuente de
alimentación que deberá responder a los siguientes datos de funcionamiento.
DATOS DE FUNCIONAMIENTO
Primario U = 220 V
50 ciclos / s.
Secundarios: 1) U = 700 V ; 100 mA ; con punto medio
2) U = 5 V ; 2 A.
3) U = 6,3 V ; 2 A
CALCULOS
POTENCIA A SUMINISTRAR
_________
1) W1 = V1 . I1 =
_________
2) W2 = V2 . I2 =
_________
3) W3 = V3 . I3 =
Suma de potencias. Potencia total:
Wt = _________
POTENCIA A TOMAR DE LA RED
W = (Wt . 100) / rendimiento = _________
SECCION DEL NUCLEO
S=a.√W
a = _________
S = _________cm2
ELECCION DEL NUCLEO Y DEL CARRETE
Chapa Nº: _________; Carrete Nº:_________
A: _________; B: _________.
Ventana: b: _________; e: _________.
CANTIDAD DE ESPIRAS DEL PRIMARIO
N = 11.000 / S
N = 11.000 / _________cm2
N = _________espiras.
CANTIDAD DE ESPIRAS POR VOLTIO
Si se divide la cantidad de espiras del primario, por la diferencia de potencial aplicada al mismo, se obtiene
lo que se denomina “cantidad de espiras por cada voltio”.
n = (N1 espiras) / (220 Volt)
n = _________espiras / Volt
CANTIDAD DE ESPIRAS DE LOS SECUNDARIOS
N2 = n espiras/V . V2 V Æ N2 = _________espiras.
N3 = _________espiras.
N4 = _________espiras.
SELECCIÓN Y DIÁMETRO DE LOS CONDUCTORES
Se adopta δ = _________A/mm2
S2 = I2A / δ(A/mm2)
S2 = _________mm2. d = √ S / 0,785
d2 = _________mm.
Guillermo P. Benéitez. Ingeniero
9 de 14
Cálculo de transformadores para pequeños equipos electrónicos
S3 = _________mm2. d3 = _________mm.
S4 = _________mm2. d4 = _________mm.
Sección del primario
I1 = Σ (Pi + Pp) / V1 .
I1 = (Pi W + Pi W . (1 – rendimiento)) / 220 Volt Æ I1 = _________A
S1 = I1/δ Æ S1 = _________A / _________ A/mm2 Æ S1 = _________mm2. d1 = _________mm.
COMPROBACIÓN DEL CALCULO
ESPACIO ÚTIL DE LA VENTANA
b = _________mm; b’ = _________mm
e = _________mm ; e’ = _________mm
ESPACIO OCUPADO POR LOS DEVANADOS
Espesor del bobinado primario
M1
d1
mm
Espiras/cm
Espiras en cada capa: M1 espiras /cm . e’
_________espiras / cm . _________cm = _________espiras en cada capa.
(N1_________espiras) / (_________espiras/capa) = _________capas
Espesor = _________espiras / _________(espiras / cm)
Espesor N1 = _________cm
BOBINADO N2
d2
mm
M2
Espiras/cm
Espiras en cada capa: M2 espiras /cm . e’
_________espiras / cm . _________cm = _________espiras en cada capa.
(N2_________espiras) / (_________espiras/capa) = _________capas
Espesor = _________espiras / _________(espiras / cm)
Espesor N2 = _________cm
BOBINADO N3
d3
mm
M3
Espiras/cm
Espiras en cada capa: M3 espiras /cm . e’
_________espiras / cm . _________cm = _________espiras en cada capa.
(N3_________espiras) / (_________espiras/capa) = _________capas
Espesor = _________espiras / _________(espiras / cm)
Espesor N3 = _________cm
BOBINADO N4
d4
mm
M4
Espiras/cm
Espiras en cada capa: M4 espiras /cm . e’
_________espiras / cm . _________cm = _________espiras en cada capa.
(N4_________espiras) / (_________espiras/capa) = _________capas
Espesor = _________espiras / _________(espiras / cm)
Guillermo P. Benéitez. Ingeniero
10 de 14
Cálculo de transformadores para pequeños equipos electrónicos
Espesor N4 = _________cm
Sumando los espesores de cada uno de los devanados se obtiene el espesor que el bobinado del
transformador ocupa en la ventana.
Espesor del primario:
_________mm
Espesor del secundario 2:
_________mm
Espesor del secundario 3 y 4: _________mm .
Espesor total del bobinado
_________mm
Espesor total, incluidas las aislaciones, es:
Espesor de los devanados
_________mm
Espesor de las aislaciones
4
mm .
Espesor total del devanado
_________mm
RESUMEN DE LOS DATOS CALCULADOS NECESARIOS PARA LA CONSTRUCCIÓN
Sección del núcleo
Chapa laminación
Carrete de plástico
Diámetro del alambre del primario
Cantidad de espiras del primario
Diámetro del alambre del bobinado de alta tensión
Cantidad de espiras del bobinado de alta tensión
Diámetro del alambre del secundario de 6,3 V
Cantidad de espiras del secundario de 6,3 V
Diámetro del alambre del secundario de 5 V
Cantidad de espiras del secundario de 5 V
Guillermo P. Benéitez. Ingeniero
11 de 14
S=
Nº =
Nº =
d1 =
N1 =
d2 =
N2 =
d3 =
N3 =
d4 =
N4 =
Cálculo de transformadores para pequeños equipos electrónicos
RESUMEN DE TABLAS
TABLA DE MEDIDAS DE LAMINACIONES PARA NUCLEOS EN mm.
Tabla Nº 1
Nº
a
b
c
e
f
14
18
63
37
25
62
75
77
111
112
125
30
200
100
155
60
42
150
600
500
700
800
850
102
3
5
6,3
9,5
12,5
16
19
22
25,4
28,6
32
33
33
33
38
40
42
45
50
64
64
80
80
102
3,5
4,5
6,3
7,75
8
8
9,5
12
12,7
14,3
16
27
27
27
19
20
21
28,5
25
32
32
40
40
51
2
2,5
3
4,75
6,5
8
9,5
11
12,7
14,3
16
16,5
16,5
16,5
19
20
21
22,5
25
32
32
40
40
51
7
11
13,4
19
21
24
28,5
34
38,1
42,9
48
97
65
49
57
60
63
117
75
96
192
125
250
153
15
25
3
4,75
8
8
9,5
12
12,7
14,3
16
17,5
17,5
17,5
19
20
21
22,5
25
32
32
40
40
51
Tabla Nº 2
Peso en
Kg.secc.
cuadrad
a
0,005
0,010
0,020
0,040
0,100
0,230
0,300
0,500
0,700
1,000
1,340
2,450
1,850
1,650
2,360
2,650
3,100
5,300
5,100
10,500
16,500
23,500
34,500
44,000
Importante: La medida “d” se obtiene dé la suma
de: a + 2b + 2c
La medida “g” es igual a: e . 2f.
a=
b=
c=
d=
e=
f=
g=
TABLA DE MEDIDAS DE CARRETES PLÁSTICOS EN mm.
Nº
A
B
Nº
A
B
14
4
3,5 112 29 29
18 5,5
4 112 33 29
63 6,5 6,5 112 40 29
37 10 10 112 46 29
25 12,5 12,5 125 33 33
25 17 12,5 125 39 33
62 16 16 125 44 33
62 20 16 125 54 33
62 50 16 125 59 33
62 25 16 155 43 38
75 20 20 155 60 38
75 20 20 155 50 42
75 26 20 60 40 40
77 22 22 60 50 40
77 26 22 30 33 33
77 30 22 600 50 50
111 26 26 600 60 50
111 36 26 150 50 45
Guillermo P. Benéitez. Ingeniero
12 de 14
Cálculo de transformadores para pequeños equipos electrónicos
Tabla Nº 3
TABLA DE MEDIDAS DE DIÁMETROS Y SECCIONES NORMALIZADAS.
Diámetro
mm
Sección
mm2
Diámetro
mm
Sección
mm2
Diámetro
mm
Sección
mm2
Diámetro
mm
Sección
mm2
0,05
0,06
0,07
0,08
0,09
0,10
0,12
0,14
0,15
0,16
0,18
0,20
0,22
0,25
0,28
0,30
0,32
0,35
0,38
0,40
0,42
0,00196
0,00283
0,00385
0,00503
0,00636
0,00785
0,0113
0,0154
0,0177
0,0201
0,0254
0,0314
0,0380
0,0491
0,0616
0,0707
0,0804
0,0962
0,1134
0,1257
0,1385
0,45
0,48
0,50
0,52
0,55
0,58
0,60
0,62
0,65
0,68
0,70
0,75
0,80
0,85
0,90
0,95
1,00
1,05
1,10
1,15
1,20
0,1590
0,1810
0,1963
0,2124
0,2376
0,2642
0,2827
0,3019
0,3318
0,3632
0,3848
0,4418
0,5027
0,5675
0,6362
0,7088
0,7854
0,8659
0,9503
1,0387
1,131
1,25
1,30
1,35
1,40
1,50
1,60
1,70
1,80
1,90
2,00
2,10
2,20
2,30
2,40
2,50
2,60
2,70
2,80
2,90
3,00
3,10
1,227
1,327
1,431
1,539
1,767
2,011
2,270
2,545
2,835
3,142
3,464
3,801
4,155
4,524
4,909
5,309
5,726
6,158
6,605
7,069
7,548
3,20
3,30
3,40
3,50
3,60
3,70
3,80
3,90
4,00
4,20
4,40
4,50
4,60
4,80
5,00
5,50
5,80
6,00
6,50
6,80
7,00
8,042
8,553
9,079
9,621
10,179
10,752
11,341
11,946
12,566
13,854
15,205
15,904
16,619
18,096
19,635
23,758
26,421
28,274
33,183
36,317
38,485
Guillermo P. Benéitez. Ingeniero
13 de 14
Cálculo de transformadores para pequeños equipos electrónicos
Tabla Nº 4
TABLA DEL NÚMERO DE ESPICAS QUE CABEN EN CADA CM. LINEAL, CON LAS
ESPIRAS JUNTAS PARA LOS CONDUCTORES CUYOS AISLAMIENTOS SE INDICAN.
Diámetro
Hilo
Esmaltado Doble capa Una capa Doble capa
nominal esmaltado y 1 capa
de ceda de algodón de algodón
mm
de ceda
0,04
0,05
0,06
0,07
0,08
0,09
0,10
0,12
0,15
0,18
0,20
0,22
0,25
0,28
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
0,55
0,60
0,65
0,70
0,75
0,80
0,85
0,90
0,95
1,00
1,10
1,20
1,30
1,40
1,50
1,60
1,70
1,80
1,90
2,00
Guillermo P. Benéitez. Ingeniero
172,00
147,00
122,00
108,00
98,00
88,50
81,30
67,10
55,50
47,60
43,30
39,20
35,10
31,00
29,60
25,40
22,50
19,90
18,20
16,40
15,20
14,10
13,20
12,10
11,40
10,80
10,20
9,78
9,32
8,52
7,86
7,28
6,74
6,31
5,91
5,60
5,27
5,00
4,74
107,00
97,00
85,50
78,70
73,10
67,60
63,30
53,30
46,40
40,98
37,70
34,00
30,90
28,10
26,50
23,40
20,90
18,90
17,20
15,70
14,50
13,50
12,70
11,90
11,20
10,60
10,10
9,60
9,16
8,39
7,74
7,18
6,65
6,23
5,86
5,54
5,21
4,95
4,70
88,50
81,40
75,90
70,50
65,80
61,30
57,80
51,50
44,50
39,20
36,20
33,90
30,80
28,00
26,50
23,00
20,60
18,50
16,90
15,40
14,30
13,40
12,50
11,60
11,00
10,40
9,88
9,40
9,00
8,26
7,62
7,08
6,54
6,14
5,78
5,46
5,14
4,88
4,62
14 de 14
49,30
44,60
39,30
35,00
32,70
30,80
28,20
25,80
24,60
21,00
19,00
17,30
15,90
14,70
13,70
12,80
12,10
11,30
10,70
10,20
9,70
9,25
8,84
8,12
7,51
6,98
6,42
6,03
5,69
5,39
5,04
4,80
4,53
30,50
28,60
26,40
24,50
22,10
21,20
20,00
18,80
18,20
15,90
14,80
13,70
12,80
11,40
10,80
10,20
9,72
9,26
8,85
8,48
8,13
7,83
7,25
6,76
6,33
5,87
5,55
5,25
4,99
4,70
4,49
4,25
4,05