ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA
El área de electricidad y electrónica estudia los principios relacionados con la generación, transmisión y aplicación práctica de la electricidad, tanto de alta y mediana tensión y de tipo alterno, como el diseño y desarrollo de dispositivos electrónicos, en la que se aplica corriente continua o directa, de menor potencia.
Combinando sus conocimientos, para aplicarse, tanto en la industria como en el ámbito domestico.
ELECTRICIDAD
La electricidad es un conjunto de fenómenos producidos por el movimiento e interacción entre las cargas eléctricas positivas y negativas de los cuerpos físicos.
El área de la electricidad se encarga de la instalación, reparación y mantenimiento de cualquier sistema eléctrico (cableado, iluminación, etc.), para lo se cuenta con diversas herramientas y materiales.
DISEÑO DE TRANSFORMADORES ELÉCTRICOS
Los transformadores son dispositivos basados en el fenómeno de la inducción electromagnética y están constituidos, en su forma más simple, por dos bobinas devanadas sobre un núcleo cerrado de hierro dulce o hierro silicio.
El diseño de transformadores es el cálculo, proyección y confección de máquinas, que son capaces de elevar o disminuir los niveles de tensión e intensidad de la corriente eléctrica, para así poder darle diferentes aplicaciones.
Funcionan a base de la fuerza electromotriz alterna; aplicando energía en la bobina primaria las variaciones de intensidad y sentido de la corriente crearán un campo magnético variable dependiendo de la frecuencia de la corriente. Este campo magnético variable originará, por inducción electromagnética, la aparición de una fuerza electromotriz en los extremos de la bobina secundaria.
TRANSFORMADOR TIPO ACORAZADO, 60 Hz.
Son transformadores de baja potencia para alimentar circuitos eléctricos y dispositivos electrónicos.
Su característica principal es que contienen un entorno cerrado que evita la propagación del calor y la dispersión de electricidad, haciendo que se mantenga un bajo nivel de ruido.
Transformador tipo acorazado, 60 Hz. - cálculo manual
Calcularemos los datos necesarios para construir un transformador tipo acorazado.
Para esto es necesario tener dos datos importantes, que son el voltaje de salida ( Vs ) y el amperaje ( I ) que deseamos obtener.
Voltaje de salida o secundario ( Vs )
Amperaje o intensidad ( I )
La potencia nominal es la potencia máxima que demanda un dispositivo o maquina eléctrica en condiciones normales; siendo la cantidad de potencia que un puede soportar, según su diseño.
Difiere de la potencia real, debido a fluctuaciones, uso excesivo y continuo, o situaciones distintas para las que un aparato fue diseñado.
Se obtiene multiplicando el voltaje de salida ( Vs ) por el amperaje ( I ). El resultado que se obtiene es en Vatios ( W ).
Potencia nominal ( P )
Un transformador esta compuesto por laminas metálicas, en forma de E y de I; tomándose en consideración la parte central.
La sección del núcleo se obtiene multiplicando la constante de la frecuencia de la energía de entrada por la raíz cuadrada de la potencia nominal.
Una consideración que se debe tomar en cuenta es que la frecuencia de la energía que se consume en Perú es de 60 Hz.
0.903 = Constante para la frecuencia de 60 Hz.
Una vez obtenida la sección del núcleo, se puede calcula el número de lámina o de chapa que se necesitara, simplemente sacando la raíz cuadrada de la sección del núcleo.
Buscaremos en la siguiente lista el valor aproximado al número obtenido lo que nos dará el tamaño de las láminas que necesitaremos. VER TABLA
Pulgada ( “ )
Base ( b ) Altura ( h )
Las vueltas en la bobina primaria se calculan según la siguiente fórmula simplificada.
37.53 = Constante.
Voltaje de entrada o primario ( Vp )
Número de espiras en la bobina primaria ( Nebp )
Las vueltas en la bobina secundaria se obtienen multiplicando en voltaje de salida por el número de espiras en la bobina primaria dividiéndolo con el voltaje primario, a este resultado se le suma un porcentaje para compensar la caída de voltaje en la bobina secundaria, que se da según el tamaño del transformador. Para obtener el valor adecuado consultaremos una tabla y tomando como base la potencia encontraremos el porcentaje indicado.
Porcentaje sumatoria de espiras ( % espiras )
Número de espiras en la bobina secundaria ( Nebs )
El voltaje de entrada es como ya debe estar sobreentendido el que se toma directamente de la red de energía local. En nuestro país Perú equivale a 220 VCA, pudiendo tomarse cualquier otro valor, según las necesidades de cada uno.
Calcularemos los datos necesarios para construir un transformador tipo acorazado.
Las intensidades vienen a ser valores máximos admisibles. Se obtienen dividiendo la potencia entre el voltaje, según corresponda a cada bobina.
Intensidad máxima en la bobina primaria ( I.max.p. )
Intensidad máxima en la bobina secundaria ( I.max.s. )
Se utiliza directamente la intensidad o corriente eléctrica que es la cantidad de electrones en desplazamiento. Por lo tanto, el conductor es directamente proporcional a la intensidad. Entonces para obtener la sección del conductor de cada bobina dividiremos las intensidades máximas de cada una con la densidad de la corriente, dado que obtendremos de una tabla, según la potencia del transformador.
Densidad de la corriente ( J )
Sección del alambre para la bobina primaria ( Scu.p. )
Sección del alambre para la bobina secundaria ( Scu.s. )
Es la medida total del alambre que necesitamos para cada bobina nos servirá para calcular el peso total del alambre que emplearemos, esto es importante debido a que el material lo comercializan por peso y no por longitud. En primer lugar, calcularemos el perímetro promedio.
Con este resultado calcularemos la longitud del alambre para cada bobina utilizando las fórmulas aquí expuestas.
Perímetro promedio (Pm)
Longitud del alambre para la bobina primaria ( Lbp )
Longitud del alambre para la bobina secundaria ( Lbs )
Metros ( m. )
Centímetros ( cm. )
Finalmente, el resultado de las longitudes que se obtienen en centímetros deberá ser convertido a metros, simplemente dividiendo el producto entre 100.
Simplemente multiplicaremos la longitud del alambre de cada bobina por el valor en gramos por metro. Se calcula con la ayuda de la tabla de valores del cobre, primero se ubica el número de alambre en la tabla, luego en la columna “peso” ubicamos el valor correspondiente en gramos por metro.
NOTA: Enrollar el alambre en las dos bobinas siguiendo el mismo sentido; devanando en primer lugar la bobina primaria y sobre esta la bobina secundaria.
Transformador tipo acorazado, 60 Hz. - cálculo digital
ELECTRÓNICA
La electrónica es el campo que diseña y aplica dispositivos y circuitos, cuyo funcionamiento depende del flujo de electrones para la generación, transmisión, recepción y almacenamiento de información; para de esta manera controlar diversas acciones, como control de luces, emisión de audio, imagen y video; sistemas de seguridad, equipos y maquinaria, entre otros.
ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA
El área de electricidad y electrónica estudia los principios relacionados con la generación, transmisión y aplicación práctica de la electricidad, tanto de alta y mediana tensión y de tipo alterno, como el diseño y desarrollo de dispositivos electrónicos, en la que se aplica corriente continua o directa, de menor potencia.
Combinando sus conocimientos, para aplicarse, tanto en la industria como en el ámbito domestico.
ELECTRICIDAD
La electricidad es un conjunto de fenómenos producidos por el movimiento e interacción entre las cargas eléctricas positivas y negativas de los cuerpos físicos.
El área de la electricidad se encarga de la instalación, reparación y mantenimiento de cualquier sistema eléctrico (cableado, iluminación, etc.), para lo se cuenta con diversas herramientas y materiales.
DISEÑO DE TRANSFORMADORES ELÉCTRICOS
Los transformadores son dispositivos basados en el fenómeno de la inducción electromagnética y están constituidos, en su forma más simple, por dos bobinas devanadas sobre un núcleo cerrado de hierro dulce o hierro silicio.
El diseño de transformadores es el cálculo, proyección y confección de máquinas, que son capaces de elevar o disminuir los niveles de tensión e intensidad de la corriente eléctrica, para así poder darle diferentes aplicaciones.
Funcionan a base de la fuerza electromotriz alterna; aplicando energía en la bobina primaria las variaciones de intensidad y sentido de la corriente crearán un campo magnético variable dependiendo de la frecuencia de la corriente. Este campo magnético variable originará, por inducción electromagnética, la aparición de una fuerza electromotriz en los extremos de la bobina secundaria.
TRANSFORMADOR TIPO ACORAZADO, 60 Hz.
Son transformadores de baja potencia para alimentar circuitos eléctricos y dispositivos electrónicos.
Su característica principal es que contienen un entorno cerrado que evita la propagación del calor y la dispersión de electricidad, haciendo que se mantenga un bajo nivel de ruido.
Transformador tipo acorazado, 60 Hz. - cálculo manual
Calcularemos los datos necesarios para construir un transformador tipo acorazado.
Voltaje de salida o secundario ( Vs )
Amperaje o intensidad ( I )
Para esto es necesario tener dos datos importantes, que son el voltaje de salida ( Vs ) y el amperaje ( I ) que deseamos obtener.
La potencia nominal es la potencia máxima que demanda un dispositivo o maquina eléctrica en condiciones normales; siendo la cantidad de potencia que un puede soportar, según su diseño.
Difiere de la potencia real, debido a fluctuaciones, uso excesivo y continuo, o situaciones distintas para las que un aparato fue diseñado.
Potencia nominal ( P )
Se obtiene multiplicando el voltaje de salida ( Vs ) por el amperaje ( I ). El resultado que se obtiene es en Vatios ( W ).
Un transformador esta compuesto por laminas metálicas, en forma de E y de I; tomándose en consideración la parte central.
La sección del núcleo se obtiene multiplicando la constante de la frecuencia de la energía de entrada por la raíz cuadrada de la potencia nominal.
Una consideración que se debe tomar en cuenta es que la frecuencia de la energía que se consume en Perú es de 60 Hz.
0.903 = Constante para la frecuencia de 60 Hz.
Una vez obtenida la sección del núcleo, se puede calcula el número de lámina o de chapa que se necesitara, simplemente sacando la raíz cuadrada de la sección del núcleo.
Buscaremos en la siguiente lista el valor aproximado al número obtenido lo que nos dará el tamaño de las láminas que necesitaremos. VER TABLA
Pulgada ( “ )
Base ( b ) Altura ( h )
Las vueltas en la bobina primaria se calculan según la siguiente fórmula simplificada.
37.53 = Constante.
Voltaje de entrada o primario ( Vp )
Número de espiras en la bobina primaria ( Nebp )
Las vueltas en la bobina secundaria se obtienen multiplicando en voltaje de salida por el número de espiras en la bobina primaria dividiéndolo con el voltaje primario, a este resultado se le suma un porcentaje para compensar la caída de voltaje en la bobina secundaria, que se da según el tamaño del transformador. Para obtener el valor adecuado consultaremos una tabla y tomando como base la potencia encontraremos el porcentaje indicado.
Porcentaje sumatoria espiras ( % espiras )
Número espiras en la bobina secundaria ( Nebs )
El voltaje de entrada es como ya debe estar sobreentendido el que se toma directamente de la red de energía local. En nuestro país Perú equivale a 220 VCA, pudiendo tomarse cualquier otro valor, según las necesidades de cada uno.
Calcularemos los datos necesarios para construir un transformador tipo acorazado.
Las intensidades vienen a ser valores máximos admisibles. Se obtienen dividiendo la potencia entre el voltaje, según corresponda a cada bobina.
Intensidad máxima en la bobina primaria ( I.max.p. )
Intensidad máxima en la bobina secundaria ( I.max.s. )
Se utiliza directamente la intensidad o corriente eléctrica que es la cantidad de electrones en desplazamiento. Por lo tanto, el conductor es directamente proporcional a la intensidad. Entonces para obtener la sección del conductor de cada bobina dividiremos las intensidades máximas de cada una con la densidad de la corriente, dado que obtendremos de una tabla, según la potencia del transformador.
Densidad de la corriente ( J )
Sección del alambre para la bobina primaria ( Scu.p. )
Sección del alambre para la bobina secundaria ( Scu.s. )
Es la medida total del alambre que necesitamos para cada bobina nos servirá para calcular el peso total del alambre que emplearemos, esto es importante debido a que el material lo comercializan por peso y no por longitud. En primer lugar, calcularemos el perímetro promedio.
Con este resultado calcularemos la longitud del alambre para cada bobina utilizando las fórmulas aquí expuestas.
Perímetro promedio (Pm)
Longitud del alambre para la bobina primaria ( Lbp )
Longitud del alambre para la bobina secundaria ( Lbs )
Metros ( m. )
Centímetros ( cm. )
Finalmente, el resultado de las longitudes que se obtienen en centímetros deberá ser convertido a metros, simplemente dividiendo el producto entre 100.
Simplemente multiplicaremos la longitud del alambre de cada bobina por el valor en gramos por metro. Se calcula con la ayuda de la tabla de valores del cobre, primero se ubica el número de alambre en la tabla, luego en la columna “peso” ubicamos el valor correspondiente en gramos por metro.
NOTA: Enrollar el alambre en las dos bobinas siguiendo el mismo sentido; devanando en primer lugar la bobina primaria y sobre esta la bobina secundaria.
Transformador tipo acorazado, 60 Hz. - cálculo digital
ELECTRÓNICA
La electrónica es el campo que diseña y aplica dispositivos y circuitos, cuyo funcionamiento depende del flujo de electrones para la generación, transmisión, recepción y almacenamiento de información; para de esta manera controlar diversas acciones, como control de luces, emisión de audio, imagen y video; sistemas de seguridad, equipos y maquinaria, entre otros.