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Tutorial cálculo de transformadores



Hola a todos y bienvenidos a este nuevo tutorial..!!

A menudo nos suele suceder que estamos entusiasmados por montar un circuito, pero nos vemos estancados al ver que la fuente de alimentacion que requiere ese equipo necesita un transformador a menudo bastante caro de comprar, o en el peor de los casos, no lo conseguimos..

Existe alguna alternativa..? Yo creo que si..!! Por qué no montar nosotros mismos nuestro propio transformador..? Ya verán que tanto los calculos como la construccion del mismo son muy simples.

En esta primera parte veremos los calculos pertinentes, ya proximamente les mostraré como montarlo ustedes mismo... sin mas introduccion, comencemos..!!

El calculo de un transformador se puede dividir en tres fases

1-Eleccion del nucleo a usar
2-nº de espiras de cada bobinado
3-calibre o seccion del alambre de cada bobinado

ELECCION DEL NUCLEO

La elección adecuada de nuestro transformador depende únicamente de un sólo parámetro: La potencia que consume el equipo que alimentaremos con dicho transformador. Este es el único dato que necesitamos para dimensionar correctamente el núcleo necesario.

Haremos un ejemplo con el calculo de un transformador..!

POTENCIA DEL TRANSFORMADOR

Supongamos que alimentaremos un equipo que necesite 24 volts y 5 Amperios de corriente. Con estos datos podemos calcular la potencia de nuestro transformador.

La Potencia que provee un transformador no es otra cosa que el producto de su tensión de salida y su corriente, en este caso, 24V y 5A.

Reemplazando:

24V x 5A = 120 Watts


Eso quiere decir que el transformador a realizar deberá proveer 120 Watts.


SECCION DEL NUCLEO

La seccion del nucleo se elige conociendo la potencia continua máxima que se le exigirá, en nuestro caso 120 W.
La formula que emplearemos para conocer el área del núcleo necesaria es la siguiente:

Esto tiene razón de ser, ya que la potencia que hemos calculado es la real, RMS, pero para poder obtener esa cifra efectiva de potencia nuestro nucleo tiene que poder proveer una potencia pico, la cual se calcula como la potencia RMS por raiz de dos (1,41421356)

Entonces, la seccion del nucleo necesaria la calculamos como la raiz cuadrada de la potencia pico del transformador. El resultado obtenido es la seccion minima necesaria para conseguir la potencia buscada.

Aplicando la fórmula tenemos que el área buscada es de 13.03cm2, esta se calcula como el producto entre la altura y el ancho de las chapas E del núcleo. Deberemos buscar un núcleo que se adapte a nuestras necesidades. En este caso podremos usar un núcleo de 3.8cm x 4cm.

3,8cm x 4cm = 15,2cm2


es un núcleo ligeramente más grande, pero es el tamaño comercial que mejor se ajusta.

Para conocer la potencia REAL que puede proveer un transformador conociendo el area de su nucleo, basta con elevar al cuadrado el área y luego dividirlo por raiz de dos.

Nuestro núcleo puede proveernos un máximo de 163,37W.

NUMERO DE ESPIRAS DE CADA BOBINADO

Ya sabemos el núcleo que utilizaremos, ahora toca calcular cuántas vueltas va a tener cada uno de los bobinados de nuestro transformador.

Para el bobinado primario será:

Para el bobinado secundario será:

N1: Número de espiras del bobinado primario
N2: Número de espiras del bobinado secundario
V1: Voltaje bobinado primario (Volts)
V2: Voltaje bobinado secundario (volts)
F: Frecuencia de la red eléctrica (Hertz)
S: Sección del núcleo (Cm2)
B: Inducción magnética del núcleo (Gauss)
4,44: Constante. Factor de forma de una onda senoidal
10^-8: Constante. Las variables quedan en el sistema MKS (Metro, Kilómetro, Segundo)

Para los paises con 220V en la tension de red eléctrica corresponde una frecuencia de 50 Hertz. Por el contrario, para aquellos paises que tienen 110V en la red, la frecuencia es de 60 Hertz.

La inducción en Gauss es una indicación del flujo magnético por centímetro cuadrado en el núcleo. Este valor puede variar entre 8000 y 14000. Si no se conoce a ciencia cierta la inductancia de las chapas a utilizar, recomiendo adoptar un valor de 10000Gs para los calculos. Si usamos un valor muy alto el nucleo puede saturarse, absorbiendo la energia de forma indebida, generando una pérdida en el rendimiento cuando aumente la demanda de corriente. Por otra parte, un valor de inductancia muy bajo puede dar por resultado un transformador muy voluminoso.

Volviendo a nuestra fórmula, adoptaremos un valor de 10000Gs de inductancia, una tension en el primario de 220V y una frecuencia de 50Hz. Ya tenemos todos los datos necesarios para calcular las vueltas de nuestros bobinados.

BOBINADO PRIMARIO

Podemos redondear el resultado a 653 Vueltas.

BOBINADO SECUNDARIO
(Donde dice N1 debería decir N2, sepan disculpaar)

Redondeamos a 72 vueltas para el bobinado secundario.

CALCULO DEL CALIBRE DEL ALAMBRE DE LOS BOBINADOS

El grosor de los alambres usados depende directamente de la corriente que lo recorre. Esta corriente podemos calcularla fácilmente con la potencia y la tension del bobinado (en caso de que no tengamos el dato)

El alambre de cobre admite una densidad máxima de corriente dada su resistividad. De ser superado este valor corremos el riesgo de sobrecalentar el conductor, lo cual terminaria por quemarlo.

La densidad máxima de corriente admitida depende de la potencia a manejar. Podemos usar la siguiente tabla como referencia.

Como nuestro transformador es de 120W, le corresponde una densidad de 3 A/mm2

Para conocer la seccion de los alambres a utilizar vamos a valernos de la siguiente fórmula:

Donde:

S= Sección del alambre (mm2)
I= Intensidad de corriente (Amperios)
D= Densidad de corriente (ver tabla) (Amper/mm2)

Para aplicar la fórmula al bobinado primario primero deberemos hallar la corriente. La podemos deducir fácilmente, ya que conocemos tanto el voltaje como la potencia.

si P= VxI entonces I=P/V

I = 120W/220v
I = 0,54 A

Ahora ya podemos hayar la sección del alambre para el bobinado primario..!
También deberemos hallar el calibre de alambre del bobinado secundario (Recordemos que es de 24V 5A):


-S prim= 0.18mm2
-S sec= 1,67mm2

SECCIÓN NORMALIZADA TRANSVERSAL DEL CONDUCTOR PARA CADA BOBINADO

Es muy probable que la sección que hayamos calculado no sea un calibre comercial, por eso, ayudándose de esta tabla que me he tomado el trabajo de transcribir, podrán buscar el alambre que mas se acerque a la sección que han calculado. Si el valor no está en la tabla, elijan el siguiente hacia arriba.

En este caso, para el bobinado primario nos serviría un AWG 24, que es de 0.20mm2 y soporta 0,58A de corriente. Para el devanado secundario un AWG 14 seria el que mejor se adapta, el cual soporta 6A y es de 2,08mm2

EN EL VIDEO QUE LES DEJO AL FINAL DEL POST PODRÁN DESCARGAR ESTA TABLA EN FORMATO PDF PARA TENERLA SIEMPRE A MANO..!

RESUMIENDO

BOBINADO PRIMARIO
220V 0,54A
653 Vueltas de un alambre #24

BOBINADO SECUNDARIO
24V 5A
72 Vueltas de un alambre #14


Y de esta forma doy por terminado este post, sin antes invitarlos a dejarme en los comentarios cualquier sugerencia o duda que hayan tenido en base a los calculos aqui expuestos. De igual manera, si aprecian el tiempo y la dedicacion que hubo detras de este post (y del video, obviamente) los invito a puntuar y recomendarlo con sus seguidores, me ayudarian muchisimo..!!

Por último, les dejo el video recientemente subido a mi canal de Youtube Kriss Electronics, donde podran ver todas las formulas aqui expuestas en un enfoque práctico.. espero les guste..! (recuerden que en la descripcion les dejo la tabla AWG para descargar)

link: https://www.youtube.com/watch?v=MmdLq-Axi6Q

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chapas magneticas

Comentarios Destacados

Leofidas +9
es la primera ves que encuentro una explicacion de este tema y van mis 10
Leofidas +1
@TheKriss022 jajaja para colmo te quise dar a seguir usuario y ya te estaba siguiendo y yo ni idea ni me acordaba!
ElGaucho_Ale +1
y encima buscamos en Internet, y las formulas que te dan son de símbolos que solo Edison sabría al toque
TheKriss022 +2
@ElGaucho_Ale A veces falta explicaciones.. lo admito jejeje

53 comentarios - Tutorial cálculo de transformadores

Diegonv40 +2
Gracias me guardo tu post. En la tecnica no lo llegamos a ver, igual analogica mucho no me agradaba
Diegonv40 +4
Esta son la clase de post por lo que encontre taringa, segui asi
TheKriss022 +2
Muchas gracias y me alegro que la info te haya sido util.. cualquier consulta que tengas respecto a los calculos no dudes en preguntar..!! nadie nace sabiendo..!! saludos..
pmiriarte +1
TRANSFORMADOR PAPU? NOO FUENTE SWITCHING VIEJA!!!!
Facusuarez1
@pmiriarte mmmmm cada una tiene sus aplicaciones, depende para qué una rinde mas o no.
TheKriss022 +1
@pmiriarte Es cierto que los transformadores suelen ser relegados ante las fuentes switching, pero por ejemplo en audio (sobre todo amplificadores de gran potencia) se suele usar transformadores convencionales ya que las fuentes conmutadas al trabajar a muy alta frecuencia introducen mucho ruido electrico y armónicos al circuito .. sobre todo si la fuente es de mala calidad.. la excepcion a la regla son obviamente las potencias de audio car, donde las DC-DC son eficaces..
pmiriarte +1
@TheKriss022 ES COMO VOS DECIS SI ES UNA FUENTE SWITCH PEDORRA Y NO ESTA BIEN AISLADA LA PARTE ALTA FRECUENCIA SI TE ENTRAR RUIDOS. PERO LA CAIDA DE TENSION QUE TIENEN LOS TRANSFORMADORES AL EXIGIRLE POTENCIA SON GRANDES, EN CAMBIO EL LA FUENTE SWITCHING NO, ENCIMA ESTAS PESAN MUCHISIMO MENOS.
Ulises_21 +1
gracias amigo. muy interesante y bien explicado
TheKriss022 +1
Muchas gracias..!! Un saludo..!
capusmaximun +1
Seguí haciendo post como estos. +10
Wolfman77
Me habia olvidado el bardo que era calcular un trafo... te dejo puntos y a fav... buen post!
TheKriss022 +2
Es cuestion de tener un poco de paciencia y tratar de no marearse, hasta que le agarras la mano y tenes más práctica... saludos
demoniabolick +1
tenia un papiro impreso con las formulas, se rompió, lo busque en la web. me canse de caer en baits. termine desistiendo... gracias loco. +10 a fav-
AlejandroKler +1
Te dejo 10 por que soy técnico electrónico, le puede servir a alguien.
TheKriss022 +1
Compartir esta info se agracede
cindor99 +1
Muy buen post !
Lo guardo a fav para el futuro, cuando empiecen las clases seguro me servirá.
abrahamfabio666 +1
buen post. dejo mis últimos +5.
me viene a la mente el transformador que ensamble en la escuela técnica.
maxson350z
Donde puedo conseguir las chapitas para el núcleo?
VillarejoD +1
mercado libre
Wanickitronic-95
En las casas de insumos para bobinadores, ahi te venden el cobre, las chapas, las formaletas, etc
rorsjack +1
una vez tuve que hacer estos calculos en la tecnica para armar uno y si tenia este post a mano ya estaria laburando en edenor (? Buen post
Charly53
Gracias buena data para tenerla a mano , hace mucho que no bobino un trafo , pero por las dudas quien te dice que lo necesite pronto.
Te dejo +10.
TheKriss022 +1
Hay info que nunca esta demás tener a mano, recordá que en la descripcion del video tenes para descargar la tabla AWG con los calibres de alambres y su corriente nominal.. saludos!
FS07 +4
Cuando te estan construyendo no le podes dar la patada en la primera fase de construcción porque despues dicen que fue un error de cálculo nomas, vos tenés que esperar hasta la última fase, si es posible cuando estés listo, y ahí lo reventas a patadas, no 50 voltios porque vas a ser hábil transformador y te comes un garrón de la gran flauta, vos estabas en un estado de defectuosidad y alto peligro de choque eléctrico, lo reventas con 1000 voltios, quemas los cables, le descargas 10000 watts, haces saltar la térmica, lo hacés volar a la mierda, sos indescartable hermano, en 2 días te utilizan en un circuito eléctrico.
jorgggge +1
jaja
Wanickitronic-95 +2
Las descargas se miden en Julios no Watts
Santtiavin +1
Te dejo +10 porque me lleve bobinado en la escuela por no saber calcular el trafo y no encontraba nada, esto es inteligencia colectiva
TheKriss022 +1
Muchas gracias , me alegro que te haya sido util la info..!
otarunamiya +1
y seria bueno saber como calcular la potencia de un nucleo a apartir de su seccion para poder reciclarlos
TheKriss022 +2
Podrias despejar de una de lasformulas del post para averiguarlo.. si te interesa hablame x MP y te amplio la info
juarezdaniel +1
Muy bueno . Gracias por los datos . 👍
Waskardi +1
Muy bueno, suerte con máquinas! Que te vaya bien en el final!
VasiliChuikov +1
excelente, por mas post como estos! después paso con puntos
ElGaucho_Ale +1
Este kriss es...
SeNsEi
Recomendaré el post!!!
TheKriss022 +1
jajja gracias Ale..! saludos..!
D4RKS7R34K +1
con las fuentes switching y sabiendo que comprar el trafo es mas barato que armalo, es medio al pedo esto
TheKriss022 +1
Mas barato...??? Un tranaformador de 400W te sale
Casi mil pesos ARS... comprar los materiales para hacerlo $400..
crue80 +1
Mis +10 y felicitaciones!!! cuanto se necesita gente asi en esta RED de mierda...
TheKriss022 +2
yo sigo apostando a la inteligencia colectiva... saludos..!
chesca +1
Pregunta:
Si un equipo necesita 100 watts, el transformador puede ser de todas las combienaciones de Volts y Ampers para que de esa potencia? .

Para reemplazar transformadores no solo tienen que coincidir los Volts sino tambien los Ampers ?

Perdón por la ignorancia
Wanickitronic-95 +4
Un equipo necesita determinado voltaje y corriente, por ejemplo si necesita 12v 5A y le das 24v 2.5A lo quemas porque te pasas de la tension para la cual fue diseñado.
Si le pones 6v 10A no va a prender porque es menos tension para la cual fue diseñado.
Si le pones 12v 2.5A el transformador no va a dar suficiente potencia y el equipo puede no encender o el transformador se va a quemar.
Si le pones 12v 10A va a funcionar perfectamente pero gastas plata de más en transformador
chesca
@Wanickitronic-95 Osea que pasandome en Intensidad, siempre y cuando no sea mucho, no voy a quemar nada? Muchas gracias sos un genio!
Wanickitronic-95 +2
@chesca Mientras respetes la tension y la corriente sea mayor a lo que necesita el equipo si tiene corriente de más va a sobrar.
Digo, podrias conectar el monitor a los 12v del coche que puede dar unos 400A y no hay problema pero siempre con un fusible para que si algun dia hay un corto no vuele todo
vonpatula +1
más Inteligencia Colectiva +++10
FragMaxD
bajate del pony wacho sale denunciaTRANSFORMADOR DE VOLTAJE
chicopastelillo +2
También este video explica muy bien el cálculo y construcción de un transformador.


link: https://www.youtube.com/watch?v=EuNo5j4qUuo
Wanickitronic-95 +1
@TheKriss022 Claro estan bastante resumidos y faltan algunas cosas en consideracion pero el video del montaje es interesante y esta bien explicado
TheKriss022 +2
@Wanickitronic-95 Esteticamente estan bonitos.. pero desde el punto de vista electrico y teorico dejan bastante que desear... saludos
chicopastelillo
@TheKriss022 El semestre pasado tuvimos que hacer en equipo un Transformador reductor de 480v a 240v (a otro equipo le tocó el transformador elevador) y guiándonos por ese y otro vídeo sí funcionó
elcolorado_dave -1
siempre me encuentro aparatos con transformadores podria hacer de todo con esas piezas pero le vendo el fiamento de cobre y me compro whisky
alvaritoocho +1
Voy a hacer una pregunta de completisimo ignorante en cuestiones de electricidad/electronica. Aquel que sepa y tenga ganas de ayudar, le agradezco de antemano.

Tengo una controladora de pantalla (la placa de circuitos para un monitor), tiene un jack para la alimentación y pide 12v a 4 amperes. La pregunta es ¿que pasa si utilizo una fuente de un escaner viejo de 12v pero que tira menor amperaje? y ya que estamos: ¿se podrá alimentar esa placa (mas la pantalla lcd de 15 pulgadas con alguno de los pines de la fuente de mi pc?
Wanickitronic-95 +2
Si consumis más de lo que indica esa fuente pueden pasar dos cosas, la primera es que la fuente se proteja y no encienda el monitor y la otra es que la fuente sea muy berreta se sobrecaliente y se queme. En teoría si alimentas el monitor con la fuente de tu pc va a funcionar siempre que a tu fuente le sobre amperaje pero no se sabe que clase de ruido puede meter en la linea de 12v, yo le agregaría un filtro Pi. Esta es mi opinion personal
TheKriss022 +2
No deberias tener problema alimentadolo con una fuente de pc pero te recomiendo que tengas miedo con los armonicos y con las frecuencias parasitas.. lo ideal ante la duda es comprar una fuente acorde para tu monitor.. saludos
alvaritoocho +1
@Wanickitronic-95 @TheKriss022 Listo!. entonces voy a comprar unos Parasitos Pi para que el filtro quede un poco mas armónico

Grazie tanti por las respuestas.
martorres +1
van +10 macho porque en el secundario hice un trafo para mi viejo radio grabador sony
hace bocha de tiempo por supuesto
MarcoPollo2015 +1
¿Para trafos de fuente switching tenes algo similar?
Porque estuve leyendo y usan mucho mas parámetros para calcularlos, no se si se podrá simplificar como en este tipo de trafos.
Wanickitronic-95
Los transformadores de switching tienen que ser de ferrita
MarcoPollo2015
@Wanickitronic-95 Si, se que tienen que ser de ferrita, pero hay tantas composiciones de ferrita que con tantos parámetros que me marea.
TheKriss022 +1
El calculo de una fuente switchin en realidad no es tan complicado, solo debes conocer el area de tu nucleo de ferrita y saber a qué frecuencia vas a estar trabajando, como la cantidad de vuelta depende bastante de la frecuencia notarás que al incrementar la frecuencia necesitas menos vueltas en cada bobinado.. aunque si.. es bastante mas complicado calcularlos..
gtxuz +1
Un post como este merece uno puntines buena data lince.
kaldie +1
Van +10 por ser uno de los pocos post con inteligencia colectiva que están aparenciendo. Un desastre como está T!.
TheKriss022 +1
Según muchos soy la oveja negra que aporta inteligencia colectiva y no crapea.. en fin.. arriba la inteligencia colectiva..! saludos..
tuvieja33 +1
muy buena info! gracias por compartir!
ForeverCrapping +1
Gente como tú hace que este mundo gire. Te deje +10 vieja, muchas gracias.
TheKriss022 +1
Ey muchas gracias.. me alegra que la info te haya resultado util, te recomiendo te de una vuelta x mis otros aportes, quiza alguno te resulte interesante y/o util.. saludos..!!
cdc1991 +1
Excelente !!! te puedo hacer una pregunta podrías hacer algo sobre motores de paso siempre ando con dudas con ellos en especial cuando se joden y la resistencia que tienen es baja como la de un fusible eso seria interesante de saber porque pasa.Muchas gracias van +10
TheKriss022 +2
Lo tendré en cuenta..! Saluudos..
Santtiavin +1
Una preguntita de ignorante, para calcular el carrete, como se hace ya que no entendí como sacaste el núcleo en cm cuadrados o sea 13,03 y después lo pasaste a 3,8 x 4 cm que era el valor comercial
TheKriss022 +1
Es simple, depende en gran parte de las medidas comerciales de carretes que consigas en tu localidad, con esa informacion puedes saber qué nucleo te va servir... es mas empirico el procedimiento.. saludos..!
edgarrojas5855 +1
Genial capo.ojala le.pudiese votar 2 veces.eso es inteligencia colectiva.
TheKriss022 +2
Muchas gracias.. votar dos vecea no se puede.. pero puntuar dos posts distintos si saludos
vladimirmetz +1
Tengo un transformador de esos, es de un viejo estabilizador de tensión
que tiraba alto voltaje o algo así, cuando lo llevé a reparar, el técnico
me dijo que no tenía arreglo porque la plaqueta estaba insalvable,
pero que con el transformador podía hacer un amplificador,
o un cabezal, y precisamente tengo un cabezal valvular Marshall
al que mis sobrinos enchufaron a 220v. pero era de 110v.
por lo que se me ocurre que puedo hacer alguna restauración...
El problema es que no se una mierda de electrónica
TheKriss022 +1
Si queres hablame x MP y vemos cómo puedo ayudarte.. un saludo..!
vladimirmetz
@TheKriss022 Gracias!
Cuando me ponga un poco de pilas, porque sino desarmo y dejo todo el desorden
izanaginarukami
mmmm no lei el post (me lo guardo para la semana que viene) pero hace 2 meses que le vengo teniendo miedo a armarme un ampli por miedo a que haga volar algo o me lleve unos 220 directo a la saviola y no joda mas. Decis que es muy complicado o me conviene comprarme un trafo ya hecho?
cabe destacar que estoy re loco por que hace 1 semana me vienen saliendo dos pedales de guitarra al primer intento... y quede re ilusionado con esto de la electronica...