Cálculo transformador

Cálculo y Construcción de un Transformador Monofásico
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Cálculo simplificado de pequeños transformadores
( de hasta 400 Watts).

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.

Elección del núcleo.

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Podemos usar tanto el tipo de núcleo “ F ” como el tipo “E e I ”. Ver figura:
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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 estádeterminada por la potencia útil
conectada a la carga. Esta sección se calcula mediante la siguiente fórmula:

Sección = 1,1 x raiz cuad de P

Donde:
S: es la sección del núcleo en cm².
P: es la potencia útil en Watts.

Nota : 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:

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Donde:
A: es unode 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 y12.000 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 = µ x H

Donde:
B : es la inducción magnética en el núcleo elegido en Weber/m2.

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

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

Nota: 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 elaluminio 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 eléctrica

P=VxI

Despejando la corrienteeléctrica de la expresión anterior tenemos que:
Corriente = Potencia / Tensión

I=P/V

Suponiendo que nuestro transformador posee únicamente dos bobinados. Para el
bobinado primario tenemos:

I1= P / V1

Donde:
I1: es la corriente eléctrica del bobinado primario.
P : es la potencia eléctrica del transformador.
V1: es la tensión aplicada en el bobinado primario.

Y para el bobinado...