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Bogotá, 22 de octubre de 2014
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CONSTRUCCIÓN DE UN TRANSFORMADOR CASERO

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QUÉ ES UN TRANSFORMADOR?

Es un componente eléctrico diseñado para cambiar el nivel del voltaje y de la corriente, de acuerdo a las necesidades específicas del caso. Formado por dos bobinas enrolladas alrededor de un núcleo o centro común. El núcleo está formado por una cantidad predeterminada de chapas o láminas hechas de una aleación de Hierro y Silicio. Esta aleación reduce las pérdidas por histéresis magnética (capacidad de mantener una señal magnética después de ser retirado un campo magnético) y aumenta la resistividad del Hierro.

USO Y APLICACIÓN DE LOS TRANSFORMADORES

La corriente eléctrica generada en las plantas de energía, debe ser transportada hasta los hogares y empresas. Para ello es necesario utilizar voltajes muy altos que superan los 25.000 voltios. Por tal razón se usan transformadores cada tanto, para convertir los altos voltajes, en 115 voltios o 220 voltios, dependiendo del país. Los aparatos electrónicos de hogares e industrias utilizan para su funcionamiento niveles de voltaje diferentes al que entrega la red pública. Para que estos aparatos funcionen requieren un transformador.

Este manual pretende de modo sencillo, enseñar a construir transformadores de manera casera. Pues el mercado en algunos países hace costosa o difícil su adquisición. Este tutorial incluye las tablas y fórmulas para la construcción de todo tipo de transformadores que correspondan a las necesidades suyas y de su mercado.

NOTA: El transformador que vamos a enseñar en este caso, es de 44V x 44V AC, ideal para amplificadores de 250W, pero es bueno anotar que este es SOLO UN EJEMPLO. Cada vez que piense hacer un transformador debe leer previamente el articulo de Cómo calcular transformadores, hasta que aprenda bien a calcularlos.

Materiales

 

Alambre magneto de doble capa

 

El alambre de cobre multiusos está recubierto con una base en resina poliéster Imida y sobrecapa  poliamidemida conocida popularmente como Barniz Dieléctrico.
Existen dos tipos de recubrimiento HS (Capa sencilla) y HD (Capa doble). Los alambres magneto pueden ser redondos, cuadrados o rectangulares.
Características básicas: 200 grados centígrados de resistencia térmica, resistencia a las sobrecargas, maleabilidad ideal para embobinar, resistencia a la abrasión, rigidez dieléctrica en presencia de humedad, resiste el choque térmico, el flujo termoplástico y los solventes.
Este alambre es usado en la fabricación de generadores, alternadores, bobinas, motores eléctricos, balastos, lámparas de mercurio, transformadores de potencia, etc.
Para conseguir fácilmente el alambre, se puede recurrir a los depósitos de chatarra o segundas, donde se consigue reciclado. El alambre no debe estar ni pelado, ni quemado, ni partido, o a punto de partirse.

Chapas de hierro silicio                

          

Las chapas o láminas de hierro silicio o hierro dulce, vienen con formas de letras (I) y (E) que intercaladas, forman el núcleo del transformador. Estas vienen en grano orientado (de más gauss) o grano no orientado (chapa común). Este material es ideal para evitar las pérdidas por Histéresis magnética y tienen la capacidad de imanarse y desimanarse rápida y fácilmente.
Conseguir estas chapas nuevas es costoso, pues sus fabricantes venden al por mayor. Por esta razón invitamos a todos los interesados a visitar los depósitos o cacharrerías, para que reciclen las chapas de transformadores usados, si el reciclador no lo hace, usted deberá interesarlo en el tema, ofreciéndole comprar las chapas y el alambre a un mejor precio que si el reciclador las vendiera por peso o chatarra.
Las chapas y las formaletas tienen una relación directa, existe cada chapa, para cada formaleta. A continuación presentamos una tabla con las especificaciones de las chapas más comunes del mercado.

 

 

Dibujo de las chapas para el núcleo del transformador

 

Medidas en milímetros de las chapas para el núcleo del transformador

 

A
B
C
D
E
Peso por Cm-g
48
32
16
8
-
120
60
40
20
10
-
190
66
44
22
11
-
225
75
50
25
12.5
6.0
300
84
56
28
14
7.0
365
96
64
32
16
8.0
480
114
76
38
19
8.0
675
132
88
44
22
8.0
900
150
100
50
25
9.5
1170
180
120
60
30
9.5
1680
210
140
70
35
11.0
2300
240
160
80
40
11.0
3000
300
200
100
50
11.0
4700

 

Papel parafinado

 

Cuando construimos un transformador, la energía se transmite del devanado primario al secundario, a pesar de que estos, no se tocan, pues si se llegaran a tocar, habría corto circuito.
El papel parafinado de calibre grueso, se usa para aislar los devanados o rollos de alambre entre sí. Este papel, como su nombre lo dice, tiene un baño de parafina, que lo hace flexible y dúctil. Además lo aísla 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.

 

Formaletas                             

 

La 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 están 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 razón es importante, al momento de calcular el área del núcleo del transformador, buscar o construir una formaleta que nos aproxime a esta área y coincida con las chapas que tengamos a la mano. Las Formaletas se consiguen en plástico, cartón y fibra de vidrio (para los transformadores de gran tamaño).

 

 

Las formaletas se consiguen en los almacenes de materiales para bobinados, aunque a veces son difíciles de conseguir. Por esta razón le hemos pedido a Jaime Ríos, Geómetra profesional, que desarrollara unas formaletas en cartón paja, con sus respectivos planos, que puede descargar aquí gratis.
A continuación presentamos una tabla con las formaletas más comunes en el mercado, con su área, potencia máxima según el núcleo y el número de espiras por voltio, para facilitar la construcción de los transformadores más usados en sonido.

 

Tabla de núcleo de formaletas

Medida del área del núcleo en centímetros. Compare el área del núcleo con el más cercano en la tabla, use esta o el área inmediatamente más grande a la que necesita y con el número de vueltas por voltio, calcule las vueltas de alambre del devanado primario y secundario.

NÚCLEO
POTENCIA MÁXIMA
VUELTAS POR VOLTIO
ÁREA Cm ²
1.6 x 1.9
9W
14
3.04
2.2 x 2.8
37W
7
6.16
2.5 x 1.8
20W
9.3
4.5
2.5 x 2.8
49W
6
7
2.8 x 1.5
17W
10
4.2
2.8 x 2.5
49W
6
7
2.8 x 3.5
96W
4.3
9.8
2.8 x 5
196W
3
14
3.2 x 3.5
125W
3.75
11.2
3.2 x 4
163W
3.3
12.8
3.2 x 5
256W
2.625
16
3.8 x 4
231W
2.76
15.2
3.8 x 5
361W
2.21
19
3.8 x 6
519W
1.85
22.8
3.8 x 7
707W
1.58
26.6
3.8 x 8
924W
1.38
30.4
3.8 x 9
1170W
1.22
34.2
3.8 x 10
1444W
1.1
38
3.8 x 11
1747W
1.004
41.8
3.8 x 12
2079W
0.921
45.6
4.4 x 9
1568W
1.06
39.6
4.4 x 10
1940W
0.95
44
4.4 x 11
2342W
0.867
48.4
4.4 x 12
2787W
0.795
52.8

 

Construcción de la formaleta para el transformador

Planos de formaletas                    

 

 

Después de escoger la formaleta que más se aproxima a sus necesidades, imprima el PDF con los planos. Cálquelas sobre una hoja de cartón paja o cartón piedra de 1 milímetro de espesor, y luego recórtelas con un bisturí, teniendo cuidado de hacerlo con la mayor precisión posible, ya que la formaleta deberá recibir en su interior las chapas de hierro-Silicio, que deberán entrar exactas, pero no apretadas.
En el PDF de las formaletas, hallará 7 planos que corresponden a los transformadores más usados en nuestros proyectos de audio, si usted necesita una formaleta diferente podrá hacerla a escala a partir de las nuestras.
Para ver el detalle de la foto, haga clic sobre ella.

 

         Ensamble de la formaleta

Aquí podemos apreciar la manera metodológica para armar la formaleta.
Lo primero es hacer un tubo cuadrado con el rectángulo más pequeño, para formar el espacio que contendrá las chapas. Al pegar la segunda capa sobre la primera, hágalo en sentido contrario, haciendo que queden en esquinas opuestas el punto de unión 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 continuación pegue las piezas dobles que irán 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 enmascarar         

 

 

 

Es necesario reforzar la formaleta con cinta de enmascarar, ya que la presión que va a recibir al momento de enrollar el alambre, es bastante fuerte. Trate de darle gran firmeza a la formaleta.

A continuación pinte la formaleta con Barniz Dieléctrico.

 

 

 

Temas relacionados:   Como calcular un transformador    Transformadores toroidales    Doblador de tensión

 

 

 

 

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