CONSTRUCCIN DE UN TRANSFORMADOR CASEROQU ES UN TRANSFORMADOR?Es un componente elctrico diseado para cambiar el nivel del voltaje y de la corriente, de acuerdo a las necesidades especficas del caso. Formado por dos bobinas enrolladas alrededor de un ncleo o centro comn.El ncleo est formado por una cantidad predeterminada de chapas o lminas hechas de una aleacin deHierro y Silicio. Esta aleacin reduce las prdidas porhistresismagntica (capacidad de mantener una seal magntica despus de ser retirado un campo magntico) y aumenta laresistividaddel Hierro.

USO Y APLICACIN DE LOS TRANSFORMADORESLa corriente elctrica generada en las plantas de energa, debe ser transportada hasta los hogares y empresas. Para ello es necesario utilizar voltajes muy altos que superan los 13,800 voltios. Por tal razn se usan transformadores para convertir los altos voltajes, en120voltios o240voltios, dependiendo del pas. Los aparatos electrnicos de hogares e industrias utilizan para su funcionamiento niveles de voltaje diferentes al que entrega la red pblica. Para que estos aparatos funcionen requieren untransformador reductor .Este manual pretende de modo sencillo, ensear a construir transformadores de manera casera. Pues el mercado en algunos pases hace costosa o difcil su adquisicin. Adems Incluye las tablas y frmulas para la construccin de todo tipo de transformadores que correspondan a las necesidades suyas y de su mercado.MaterialesAlambre magneto de doble capaEl alambre de cobre multiusosest recubierto con una base en resina polister mida y sobre capa poliamidemida conocida popularmente comoBarniz Dielctrico.Existen dos tipos de recubrimiento HS (Capa sencilla) y HD (Capa doble). Los alambres magneto pueden ser redondos, cuadrados o rectangulares.Caractersticas bsicas: 200 grados centgrados de resistencia trmica, resistencia a las sobrecargas, maleabilidad ideal para embobinar, resistencia a la abrasin, rigidez dielctrica en presencia de humedad, resiste el choque trmico, el flujo termoplstico y los solventes.Este alambre es usado en la fabricacin de generadores, alternadores, bobinas, motores elctricos, balastos, lmparas de mercurio, transformadores de potencia, etc.Chapas de hierro silicioLas chapas o lminas de hierro silicio o hierro dulce, vienen con formas de letras (I) y (E) que intercaladas, forman el ncleo del transformador. (chapa comn). Este material es ideal para evitar las prdidas porHistresismagntica y tienen la capacidad de imanarse y desimanarse rpida y fcilmente.

Conseguir estas chapas nuevas es costoso, pues sus fabricantes venden al por mayor. Por esta razn invitamos a todos los interesados a que reciclen las chapas de transformadores usados. Las chapas y las formaletas tienen una relacin directa, existe cada chapa, para cada formaleta. DIBUJO DE LAS CHAPAS PARA EL NCLEO DEL TRANSFORMADOR

PAPEL PARAFINADO (PAPEL COMPUESTO)Cuando construimos un transformador, la energa se transmite del devanado primario al secundario, a pesar de que estos, no se tocan, pues si se llegaran a tocar, habra corto circuito.El papel parafinado de calibre grueso, se usa para aislar los devanados o rollos de alambre entre s. Este papel, como su nombre lo dice, tiene un bao de parafina, que lo hace flexible y dctil. Adems lo asla de la humedad y le da una resistencia al calor, evitando que se cristalice.En caso de no conseguir el papel parafinado, se puede usar papel pergamino o mantequilla grueso, aunque su durabilidad no es la misma.FORMALETASLa Formaleta es un carrete cuadrado que se usa como soporte para enrollar el alambre y evitar que se disperse, ayudando al buen encajamiento del alambre.Al momento de fabricar un transformador se debe tener en cuenta que la formaleta y las chapas estn directamente ligadas, ya que el ancho del centro de las chapas, determina el ancho de la formaleta, y la cantidad de chapas, determinan el largo de la formaleta.Por esta razn es importante, al momento decalcular el rea del ncleodel transformador, buscar o construir una formaleta que nos aproxime a esta rea y coincida con las chapas que tengamos a la mano. Las Formaletas se consiguen en plstico, cartn y fibra de vidrio (para los transformadores de gran tamao).

Construccin de la formaleta para el transformadorPlanos de formaletasDespus de escoger la formaleta que ms se aproxima a sus necesidades, imprima elPDFcon los planos. Clquelas sobre una hoja de cartn paja o cartn piedra de 1 milmetro de espesor, y luego recrtelas con un bistur, teniendo cuidado de hacerlo con la mayor precisin posible, ya que la formaleta deber recibir en su interior las chapas de hierro-Silicio, que debern entrar exactas, pero no apretadas. Si usted necesita una formaleta diferente podr hacerla a escala a partir de las nuestras.Para ver el detalle de la foto, haga clic sobre ella.ENSAMBLE DE LA FORMALETA

Aqu podemos apreciar la manera metodolgica para armar la formaleta.Lo primero es hacer un tubo cuadrado con el rectngulo ms pequeo, para formar el espacio que contendr las chapas. Al pegar la segunda capa sobre la primera, hgalo en sentido contrario, haciendo que queden en esquinas opuestas el punto de unin de cada capa, donde la primera, es abrazada por la segunda capa, para dar fuerza y agarre a las dos piezas. Use pegante para madera y aplique abundantemente.A continuacin pegue las piezas dobles que irn arriba y abajo, dando la forma de carrete. Luego pegue las otras piezas de refuerzo como se aprecia en las fotos.

REFUERZO CON CINTA DE ENMASCARAREs necesario reforzar la formaleta con cinta de enmascarar, ya que la presin que va a recibir al momento de enrollar el alambre, es bastante fuerte. Trate de darle gran firmeza a la formaleta.A continuacin pinte la formaleta con Barniz Dielctrico.TABLA DE NCLEO DE FORMALETASMedida del rea del ncleo en centmetros. Compare el rea del ncleo con el ms cercano en la tabla, use esta o el rea inmediatamente ms grande a la que necesita y con el nmero de vueltas por voltio, calcule las vueltas de alambre del devanado primario y secundario.NCLEOPOTENCIA MXIMAVUELTAS POR VOLTIOREA Cm

1.6 x 1.99W143.04

2.2 x 2.837W76.16

2.5 x 1.820W9.34.5

2.5 x 2.849W67

2.8 x 1.517W104.2

2.8 x 2.549W67

2.8 x 3.596W4.39.8

2.8 x 5196W314

3.2 x 3.5125W3.7511.2

3.2 x 4163W3.312.8

3.2 x 5256W2.62516

3.8 x 4231W2.7615.2

3.8 x 5361W2.2119

3.8 x 6519W1.8522.8

3.8 x 7707W1.5826.6

3.8 x 8924W1.3830.4

3.8 x 91170W1.2234.2

3.8 x 101444W1.138

3.8 x 111747W1.00441.8

3.8 x 122079W0.92145.6

4.4 x 91568W1.0639.6

4.4 x 101940W0.9544

4.4 x 112342W0.86748.4

4.4 x 122787W0.79552.8

COMO CALCULAR EL TRANSFORMADOR PARA SUAMPLIFICADOR

Funcionamiento

El cambio de voltaje o corriente, entregado por eltransformadores inverso. Cuando el transformador aumenta el voltaje, la corriente baja; y cuando el voltaje baja, la corriente sube. Esto nos lleva a una ley: la energa que entrega un transformador, no puede ser superior a la energa que entra en l. Aunque el devanado primario y el secundario estn aislados por cartn, papel parafinado o plstico, el campo magntico que existe entre los dos devanados, transmite la potencia del primario al secundario.Existe una relacin entre las vueltas del devanado primario y el devanado secundario. Esta relacin, determina el voltaje de salida del transformador y son iguales, la relacin entre las vueltas de los devanados y los voltajes de entrada y salida.

Cuando el devanado primario es igual al devanado secundario, el voltaje y la corriente de entrada, son iguales al voltaje y corriente de salida. Estos transformadores slo sirven para hacer un aislamiento galvnico, es decir que podemos tocar la corriente de salida sin ser electrocutados.Al cambiar las vueltas de alambre del devanado secundario, cambia el voltaje de salida del transformador. Ejemplo: si por cada vuelta del devanado primario, damos tres vueltas en el secundario; tendramos, en el caso de aplicar una tensin de10voltios en la entrada, en la salida seran30voltios. Y Cuando enrollamos una vuelta de alambre en el secundario por cada tres vueltas del primario; en el caso de aplicar una tensin a la entrada de30voltios, tendramos a la salida10voltios.Veremos un ejemplo teniendo unamplificador estreo de 100 vatios, esto significa que cada canal es de 50 vatios, o sea la potencia por canal es 50 vatios. Se van a utilizar parlantes de 8 ohmios, es decir la impedancia del parlanteRL, es de 8 ohmios, determinados por el fabricante del circuito integrado de salida.Es decir, la tensin real (RMS) del transformador para este amplificador, es igual al voltaje continuo que consume el amplificador, dividido entre raz cuadrada de 2, (1.4141). Ahora bien, por prudencia es aconsejable incrementar el valor obtenido en unos dos o voltios.TABLA DE CALIBRES DE ALAMBRES ESMALTADOAWGCalibreMils circularesDimetro mmAmperaje

720,8183.6744.2

816,5093.2633.3

913,0902.9126.5

1010,3832.5921.2

118,2342.3016.6

126,5302.0513.5

135,1781.8310.5

144,1071.638.3

153,2571.456.6

162,5831.295.2

172,0481.154.1

181.6241.023.2

191.2880.912.6

201,0220.812.0

21810.10.721.6

22642.40.651.2

230.5090.571.0

240.4040.510.8

250.3200.450.6

260.2540.400.5

270.2020.360.4

280.1600.320.3

290.1260.280.29

300.1000.250.22

CALCULO PRCTICO DE UN TRANSFORMADORPor ejemplo, su amplificador se alimenta con 34 voltiosDC Y 5 AMP , entonces la tensin RMS del transformador se calculara as:V RMS = 34/ 2Lo que es igual a:V RMS = 24 voltiosA estos 24 voltios es aconsejable sumarle unos 2 voltios, como ya se dijo, dando como resultado:V RMS = 26 voltiosLa potencia del transformador define la dimensin del ncleo. La potencia no es otra cosa que el producto de la multiplicacin entre el voltaje y el amperaje del transformador. As:PT = V RMS x I RMSPor ejemplo en el caso anterior calculamos un voltaje de24voltios (RMS) y una corriente de 5 Amperios, entonces la potencia ser:PT = 24 X 5 = 120 vatios

CON ESTOS DATOS PROCEDEMOS A REALIZAR EL CALCULO DEPENDIENDO DEL NUCLEOMedida del ncleo:Al multiplicar (X) (ancho del centro de las chapas) por (Y) (largo dado por la cantidad de chapas), obtenemos el rea en centmetros cuadrados, del ncleo de nuestro transformador. Las medias en milmetros disponibles que tenemos para (X) son: 16, 20, 22, 25, 28, 32, 38, 44, 50, 60, 70, 80, 100.(Y) estar determinado por la cantidad de placas o chapas que colocaremos una arriba de la otra.

Determinar el rea del ncleo del transformador Donde X= 3.5 cm e Y= 3.0 cm

Determinar la potencia del transformador

Se le resta el 10% por las prdidas del transformador aprox.

Encontrar el numero de espiras voltio Encontrar el nmero de vueltas (Primario y secundario)a) Primario

b) Secundario

Calcular el conductor a utilizar en cada devanado a) Primario:

b) Primario: Nota: Para determinar el conductor de los devanados se multiplicar la corriente encontrada por para transformadores con uso intermitente y ventilado, y para los de uso continuo por .El resultado ser el rea del conductor en .Buscar en tabla. Segn tabla Segn tabla Segn tabla Segn tabla Encontrar las vueltas por capa y nmero de capas de cada devanado a) Primario N de vueltas por capa (primario)

b) SecundarioN de vueltas por capa (secundario)

Determinar si el bobinado queda en el juego de chapasDevanado primario =

Dens. Secundario =

Como hallar el calibre del alambre del devanado secundarioPara saber el calibre adecuado del alambre del devanado secundario, se debe averiguar los amperios de consumo del amplificador y luego consultar la TablaAWG. En este caso el amplificador consume 5 amperios que obtuvimos de dividir la potencia en watts del amplificador o del transformador, entre el voltaje de salida (devanado secundario). Si miramos la tablaAWG, vemos que el alambre calibre 16, soporta 5.2 amperios, aunque en la practica, se puede usar un calibre mas delgado, por ejemplo un 17, (No baje mas de un punto el calibre, ya que podra recalentarse el transformador o no entregar la potencia requerida).Vale recordar que si no sabemos los amperios de consumo, basta con dividir la potencia entre los voltios de salida del transformador.

Como hallar el calibre del alambre del devanado primarioPara hallar el calibre del alambre del devanado primario, primer hayamos el amperaje. Esto se consigue de dividir los vatios del amplificador, entre el voltaje del toma corriente o del devanado primario.En este caso tenemos un suministro de 115 voltios en la red pblica.Amperios= Watts RMS/ Voltios de entradaLo quel es igual a:Amperios = 120W / 115V= 1.04Amp120 watts dividido 115 voltios, igual a: 1.04 amperios. Si observamos en nuestra tablaAWG, el calibre mas cercano es el 23.Como hallar el rea del ncleo del transformadorAhora la seccin del ncleo se relaciona con la potencia total de la siguiente forma:Seccin del ncleo = PTLa seccin del ncleo es igual a la raz cuadrada de la potencia total del transformador.Por ejemplo, como vimos anteriormente, obtuvimos 120 vatios de potencia, para el transformador, entonces la seccin del ncleo es:eccin del ncleo = 120 = 10.95 cms cuadradosEsto quiere decir que nos servir un ncleo de 3.3 cms de ancho, por 3.3 cms de largo, lo que equivale a una rea del ncleo de10.95 centmetros cuadrados, aunque no necesariamente tiene que ser cuadrado. Las lminas o chapas que mas se aproximan, tienen 3.2 cms de largo en su centro, tendriamos que colocar la cantidad de chapas que nos den unos 3.6 cms de ancho para lograr esa rea. Laformaletacomercial para este caso es de 3.2 cm por 4 cm.

Medida para definir el ancho del ncleo sumando chapas o lminas de hierro

Medida para definir el largo del ncleoEn las figuras, se aprecia el ncleo del transformador visto por encima, la seccin del ncleo ser el producto del largo en centmetros por el ancho en centmetros. Este debe corresponder al valor calculado cuando menos, si es mayor tanto mejor, pues otorga cierto margen de potencia.Calculo del nmero de espiras del alambre de cobre

Existe una constante que es el nmero 42, no vamos a entrar en detalles acerca del origen de este numero, puesto que la idea no es ahondar en matemticas.Para calcular el nmero de espiras o vueltas de alambre de cobre, en nuestro ejemplo, se divide 42 entre los 10.95 centmetros, que son el rea del ncleo.# de espiras = 42 / 10.95 Cm242 dividido 10.95 = 3.8 espiras o vueltas de alambrepor voltio.Esto quiere decir, que para el devanado primario son 115 voltios del toma corriente, por 3.8 igual a: 437 espiras o vueltas de alambre de cobre. Si en su pais el voltaje de la red pblica es de 220V, se multiplica, 220 voltios por 3.8 = 836 vueltas en el devanado primario.Para hallar el nmero de espiras del devanado secundario, se toman los 24 voltios del transformador. Cifra que se multiplica por 3.8 obteniendo 91 espiras o vueltas de alambre.

Algunos ejemplos de clculos para realizacin de transformadores

Medida del ncleo:Al multiplicar (X) (ancho del centro de las chapas) por (Y) (fondo dado por la cantidad de chapas), obtenemos el rea en centmetros cuadrados, del ncleo de nuestro transformador. Las medias en milmetros disponibles que tenemos para (X) son: 16, 20, 22, 25, 28, 32, 38, 44, 50, 60, 70, 80, 100.(Y) estar determinado por la cantidad de placas o chapas que colocaremos una arriba de la otra.Ejemplo N 1:Entrada: (devanado primario) 220 V.

Salida 1: (devanado secundario) 60V a 4AmpLo primero que debemos calcular es la potencia de nuestro transformador:En este caso: 60V x 4 Amp. = 240 wattsAhora: si buscamos en la tabla anterior encontraremos el valor mas aproximado que es: 256W (Estas son potencias mximas y debe estar por encima para reducir las perdidas).NCLEOPOTENCIA MXIMAVUELTAS POR VOLTIOREA Cm

3.2 x 5256 W2.62516

De esta manera encontramos la medida del ncleo que mas se ajuste a nuestras necesidades:X= 3.2 cm porY= 5 cmAhora bien; al dividir la potencia de nuestro amplificador, entre el voltaje de entrada, obtenemos el valor del amperaje para el devanado primario:240w / 220v = 1.09 amp.Ahora observamos en la tablaAWGCalibreMils CircularesDimetro mmAmperaje

172.0481.154.1

230.5090.571.0

Como ven, debemos utilizar para el devanado primario, alambre magneto de calibre 23 y un alambre calibre 17, para el devanado secundario, ya que este necesita 4 amperios.Para calcular la cantidad las vueltas del devanado primario, debemos multiplicar las Vueltas por voltio (2.21 segn nuestra tabla de ncleo de formaletas), por la cantidad de voltios de entrada del transformador (voltaje de la red pblica):220V x 2.625 = 578 vueltas para el devanado primario.Para el devanado secundario, lo mismo pero con la salida de voltios deseada:60V x 2.625 = 158 vueltas para el devanado secundario.

Ejemplo N 2:Entrada: (devanado primario): 120VSalida 1: (devanado secundario): 32 x 32V a 3Amp (utilizaremosTAPCentral)Lo primero que debemos calcular es la potencia de nuestro transformador; En este caso: 32 + 32V x 3 Amp. = 192 WattsAhora: si buscamos en nuestra tabla de ncleo de formaletas, encontraremos el valor que ms se aproxima es de:196W, (ya que son potencias mximas).NCLEOPOTENCIA MXIMAVUELTAS POR VOLTIOREA Cm

2.8 x 5196W314

De esta manera encontramos la medida del ncleo que necesitamos, que es deX= 2.8 cm porY= 5 cmAhora bien; al dividir la potencia de nuestro amplificador, entre el voltaje de entrada, obtenemos el valor del amperaje para devanado primario:192w / 120v = 1.6 amp.Ahora observamos en la tablaAWGCalibreMils CircularesDimetro mmAmperaje

21810.10.721.6

181.6241.023.2

Como ven, debemos utilizar un calibre 21 para el devanado primario, y un calibre 18, para el devanado secundario, ya que este debe entregar 3 Amp.Para calcular la cantidad las vueltas del devanado primario, debemos multiplicar las Vueltas por voltio (3 segn la tabla de ncleo de formaletas), por la cantidad de voltios de entrada (red pblica):120V x 3 = 360 vueltas para el devanado primario.Para el devanado secundario, hacemos lo mismo pero con la salida de voltios deseada:64V x 3 = 192 vueltas. En este caso, al llegar a la vuelta 96, debemos soldar el cable de TAP Central, o podemos enrollar el alambre en doble y dar slo 96 vueltas, tal como se aprecia en el video.Ejemplo N 3:Entrada: 220V (devanado primario)Salida 1: 24V a 3 Amp (devanado secundario)Salida 2: 9V a 1.6 Amp (devanado secundario adicional)Lo primero es calcular la potencia que deber entregar transformador, para as encontrar el tamao del ncleo adecuado.Para este caso tomamos la potencia del devanado secundario principal, que es: 24V x 3 Amp) = 72 wattsLuego buscamos en la tabla de ncleo de formaletas y encontramos el valor mas aproximado por encima, que es: 96W (Tenga en cuenta estar al menos un 20% arriba, pensando en las perdidas por corriente de foucault).NCLEOPOTENCIA MXIMAVUELTAS POR VOLTIOREA Cm

2.8 x 3.596W4.39.8

De esta manera encontramos la medida del ncleo que necesitamos:X= 2.8 cm porY= 3.5cm.Ahora bien; al dividir la potencia de nuestro amplificador, entre el voltaje de entrada, obtenemos el valor del amperaje que debe entregar el devanado primario:96W / 220v = 0.4 amp.Ahora observamos en la tablaAWGCalibreMils CircularesDimetro mmAmperaje

270.2020.360.4

181.6241.023.2

21810.10.721.6

Como ven, debemos utilizar un calibre 27 para el devanado primario, calibre 18 para el devanado secundario y calibre 21 para el devanado adicional.Para calcular la cantidad las vueltas del devanado primario, debemos multiplicar las Vueltas por voltio (4.3 segn la tabla de ncleo de formaletas) por la cantidad de voltios de entrara (voltaje de la red pblica).220V x 4.3 = 946 vueltas para el devanado primarioPara el devanado secundario se debe hacer lo mismo, pero con la salida de voltios deseada:24 v x 4.3 = 103 vueltas. Y para el Devanado Adicional, tenemos que: 9V x 4.3 = 39 vueltas.Ejemplo N 4:Entrada: 220V (devanado primario).Salida 1: 33+33v a 3amp (devanado secundario).Salida 2: 12v a 0.8amp (devanado secundario adicional).Comencemos por calcular es la potencia de nuestro transformador:Para este caso tomamos la potencia del devanado secundario principal, que es 33V + 33V x 3 Amp = 198 watts.Ahora buscamos en nuestra tabla de ncleo de formaletas y encontramos el valor mas aproximado por encima, que es: 231W (Tenga en cuenta estar al menos un 20% arriba, pensando en las perdidas por corriente de foucault).NCLEOPOTENCIA MXIMAVUELTAS POR VOLTIOREA Cm

3.8 x 4231W2.7615.2

De esta manera hemos encontrado la medida del ncleo ms adecuada para nuestro el ncleo de nuestro transformador:X= 3.8 cm porY= 4 cm.Ahora bien; al dividir la potencia de nuestro amplificador, entre el voltaje de entrada, obtenemos el valor del amperaje del devanado primario:231W / 220v = 1.05 Amp.Ahora observamos en la tablaAWGCalibreMils CircularesDimetro mmAmperaje

22642.40.651.2

181.6241.023.2

240.4040.510.8

Como ven, debemos utilizar un calibre 22 para el devanado primario, aunque se puede usar calibre 23, por ser muy poca la diferencia.Para el devanado secundario usamos alambre calibre 18, ya que este devanado necesita 3 Amp y el alambre 18 entrega 3.2 amperios. Y el devanado adicional usamos alambre calibre 24, ya que requiere 0.8 Amp.Para calcular la cantidad las vueltas del devanado primario, debemos multiplicar las vueltas por voltio (2.76 segn nuestra tabla de ncleo de formaletas), por la cantidad de voltios de entrara (voltaje de la red pblica):220V x 2.76 = 607.2 vueltas para el devanado primario.Para el devanado secundario, se hace lo mismo, pero con la salida de voltios deseada:33+33 V x 2.76 = 182 vueltas. En este caso, al llegar a la vuelta 91, debemos soldar el cable de TAP Central, o podemos enrollar el alambre en doble y dar slo 91 vueltas, tal como se aprecia en el video.Y para el devanado adicional tenemos que: 12Vx 2.76 = 33 vueltas.Agradecimientos muy especiales a Federico Michelutti de Argentina.Video tutorial que muestra una de las tantas maneras de hacer un transformador