PROGRAMA PROFESIONAL DE

INGENIERÍA INDUSTRIAL

ELECTRICIDAD INDUSTRIAL

MONOGRAFÍA

TRANSFORMADOR DE 220V A 24V

Lissa Peñalva Villalobos

Angie Chacon Masco

Mauricio Apaza Puertas

IND 7 - 2

2012

“Los Alumnos declaran haber realizado el presente trabajo de acuerdo a las normas de la Universidad Católica San Pablo”

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TRANSFORMADOR DE 220V A 24V

TRANSFORMER 220V TO 24V

AUTORES

Lissa Peñalva Villalobos

Angie Chacon Masco

Mauricio Apaza Puertas

RESUMEN

La presente monografía, tiene por objetivo la demostración de la elaboración de

un transformador casero, el cual varía desde un voltaje de entrada de 220V,

hasta un voltaje de 24V, dicho transformador es conectado a la corriente, para

luego encender 2 focos de 12V cada uno,

PALABRAS CLAVE: transformador, bobina, voltaje, corriente.

ABSTRACT

This monograph, is to show the development of a transformer home, which

ranges from an input voltage of 220V, up to 24V voltage, the transformer is

plugged in, then turn two 12V bulbs each one.

KEY WORDS: transformer, coil, voltage, current.

1. INTRODUCCIÒN

1.1.TRANSFORMADOR

Componente eléctrico que tiene la capacidad de cambiar el nivel del

voltaje y de la corriente, mediante dos bobinas enrolladas alrededor de un

núcleo o centro común. El núcleo está formado por una gran cantidad de

chapas o láminas 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. 

1.1.1. Funcionamiento

El cambio de voltaje o corriente, entregado por el transformador es

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 energía que entrega un transformador, no puede ser

superior a la energía que entra en él. Aunque el devanado primario

y el secundario están aislados por cartón, papel parafinado o

plástico, el campo magnético que existe entre los dos devanados,

transmite la potencia del primario al secundario.

Existe una relación entre las vueltas del devanado primario y el

devanado secundario. Esta relación, determina el voltaje de salida

del transformador y son iguales, la relación 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 sólo sirven para hacer un

aislamiento galvánico, 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;

tendríamos, en el caso de aplicar una tensión de 10 voltios en la

entrada, en la salida serían 30 voltios. Y Cuando enrollamos una

vuelta de alambre en el secundario por cada tres vueltas del

primario; en el caso de aplicar una tensión a la entrada de 30

voltios, tendríamos a la salida 10 voltios.

1.2. USO Y APLICACIÒN 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.

Esta monografía pretende de modo sencillo, enseñar a construir

transformadores de manera casera.

Para nuestro caso, como se pudo observar en la figura, fabricaremos un

transformador con una entrada de 220 voltios y dos salidas de 12 voltios

cada una de ellas, con la finalidad de prender dos focos con el mismo

voltaje.

2. DESARROLLO

2.1.Materiales

2.1.1.  Alambre magneto de doble capa

El alambre de cobre multiusos está recubierto con una base de

Barniz Dieléctrico.

Este alambre es usado en la fabricación de generadores,

alternadores, bobinas, motores eléctricos, balastos, lámparas de

mercurio, transformadores de potencia, etc.

El alambre no debe estar ni pelado, ni quemado, ni partido, o a

punto de partirse.

Para nuestro transformador, usaremos alambre número 33, para

el devanado primario, y alambre número 22, para el devanado

secundario, hay que tener en cuenta que el alambre para el

devanado primario debe ser mucho más largo que el alambre

utilizado para el devanado secundario. Porque como se explicó

anteriormente, si se quiere disminuir el voltaje de salida, se debe

tener un número menor de espiras para el devanado secundario.

2.1.2. Formaletas

La Formaleta es un carrete cuadrado que se usa como soporte

para enrollar el alambre de cobre, necesario para el devanado

primario y secundario, con la finalidad de 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, debe tener el mismo ancho de la

formaleta, para que encaje perfectamente.

Las Formaletas se consiguen en plástico, cartón y fibra de vidrio

(para los transformadores de gran tamaño).

Para nuestro transformador usaremos una formaleta de 7/8.

2.1.3. 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. Este material es ideal para evitar las pérdidas por

Histéresis magnética y tienen la capacidad de imanarse y

desimanarse rápida y fácilmente.

Las chapas y las formaletas tienen una relación directa, existe

cada chapa, para cada formaleta.

Para nuestro transformador usaremos chapas y formaletas con un

tamaño de 7/8, debiendo tener los suficientes como para rellenar

las formaletas.

2.1.4. 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, mantequilla grueso o papel de pescado, aunque su

durabilidad no es la misma.

2.1.5 Canaleta

El transformador debe estar totalmente aislado y para ello es

necesaria una canaleta de 7/8, con la finalidad de proteger el

transformador.

2.2.Construcción

2.3.Preparando el alambre magneto

Los transformadores traen cables normales recubiertos de caucho a la

entrada y salida de corriente, y no se ve el alambre de cobre desde el

exterior, ya que en su interior hay uniones entre el alambre y los cables

de salida.

Recordemos que el alambre magneto trae un recubrimiento de barniz

dieléctrico que lo aísla de la electricidad y de la humedad. Por esta razón

es necesario pelar unos cinco milímetros de la punta antes de comenzar

a embobinar el devanado primario y de esta manera soldarle un trozo de

cable, que servirá como conexión con el exterior. Utilice lija o una cuchilla

para retirar el barniz y descubrir

el cobre número 33.

2.4.Soldando el cable con el alambre de cobre  

Estañe el alambre magneto y el cable mellizo y luego suéldelos con el

cautín. Cerciórese de que la soldadura sea fuerte, halándolos con fuerza.

Si esto queda mal, puede soltarse al terminar el transformador y tendrá

que desarmarlo para volver a unir los cables. El cable encauchetado al

ser más dúctil que el magneto, nos permite manipular el transformador

sin riesgo de que se parta o se fisure. Si usted saca las conexiones

directamente en el alambre magneto, corre el riesgo de que se quiebre a

la salida del transformador y tendría que desarmar, soldar y volver a

cerrar el transformador.

2.5.Aislamiento

Es muy importante aislar la soldadura del cable con el alambre, ya que

de no ser así, puede presentar daños por corto circuito más adelante.

2.6.Asegurando el alambre de cobre          

Antes de comenzar a enrollar el alambre, debemos asegurarlo, teniendo

en cuenta de dejar dentro de la formaleta, al menos un centímetro del

cable que va al exterior del transformador, para que al enrollar el cable,

éste, nos ayude a asegurarlo. Observe como el cable sale por una de las

ranuras de la formaleta. Utilice cinta de enmascarar para esta operación.

Es muy importante que el alambre magneto no salga, no asome a la parte

externa, el cable encauchetado debe ingresar a la formaleta, debe ser

bien soldado y bien aislado, para garantizar un buen inicio en su

bobinado.

Nota: La diferencia entre cable y alambre, es que el cable es un alambre

o varios filamentos de alambre de cobre, cubiertos con plástico o plástico

encauchetado, que es más dúctil. El alambre en este caso alambre

magneto, viene solo cubierto de Barniz Dieléctrico.

  

2.7.Enrollando el alambre

Enrolle el alambre para el devanado primario, de abajo hacia arriba, de

izquierda a derecha, apretando muy bien y teniendo cuidado de no

montar una vuelta sobre otra y de no dejar espacios entre las vueltas de

alambre. Esto se hace de manera ordenada y pulcra, para que quepan

todas las vueltas necesarias. Cuando se hace un enrollamiento

desordenado, el alambre ocupa más espacio y al momento de colocar las

chapas no entran, por tanto se verá obligado a golpear el alambre con un

martillo, interponiendo un tronco plano de madera, para no correr el

riesgo de pelarlo, estropeando el barniz aislante del alambre, causando

cortos circuitos.

Para nuestro transformador serán necesarias 1470 vueltas para el

devanado primario.

2.8.Devanado primario terminado

Para este caso, que es un transformador para una entrada de la red

pública es de 220 voltios entonces, se deberá enrollar 1470 vueltas de

alambre calibre 33 en el devanado primario.

Para terminar, se retira de la punta del alambre el barniz dieléctrico y se

suelda un cable, recubriéndolo con cinta aislante y se engancha en la

otra ranura de salida de la formaleta.

2.9.Aislando el devanado primario con papel parafinado

El devanado primario y el secundario están aislados entre sí, por papel

parafinado o cartón. El campo magnético que se genera entre los dos

devanados, transfiere la corriente del primario, al secundario, debido al

efecto producido por el acoplamiento inductivo del flujo, es decir, debido

a la inductancia mutua. Si por alguna razón no están aislados los dos

devanados, el transformador entrará en corto y no funcionará. En la foto

se aprecia la colocación del papel parafinado, el cual se ajusta con cinta

y luego se recubre con más cinta. Cerciórese de que no existan espacios

por los que se puedan tocar el devanado primario con el secundario.

2.10. Asegurando el devanado secundario

Para embobinar el devanado secundario, el procedimiento es similar al

del primario, sólo que se comienza por el otro lado de la formaleta para

que no queden todos los cables del mismo lado y así no confundirlos a la

hora de conectarlo. En este caso usaremos un alambre calibre 22, ya

que necesitamos que el transformador nos entregue buena corriente

(amperios).

Lo primero es añadir un pedazo de cable; preferiblemente de un color

diferente al usado en al devanado primario, soldándolo al alambre.

Recuerde pelar bien la punta del alambre de cobre para retirar el barniz

dieléctrico antes de soldar. Aísle la unión con espagueti.

2.11. Sacando al TAP central o punto centro del transformador

Ya que el transformador que hemos construido, entrega un voltaje de 24 voltios con TAP

central, repartidos en 12 voltios y 12 voltios, en el devanado secundario, es necesario, al

momento de embobinar, detenerse a la mitad de las vueltas para soldar un cable de salida

que hará las veces de punto centro o TAP central.

El número de vueltas por voltio es de 6.67. Esto quiere decir que 24 x 6.67 = 160

vueltas, divididas por dos, nos da un resultado de 80 vueltas, para conectar al punto

centro. Al momento de soldar el TAP central o punto centro, recuerde lijar sólo un

fragmento del alambre, para que haya adherencia de la soldadura. Aísle bien la soldadura

con cinta de aislante y continúe con las otras 80 vueltas.

2.12. Terminado el devanado secundario

Después de dar las 80 vueltas restantes, se procede a soldar un cable en la punta final, de

la misma manera que las veces anteriores, pelando el alambre, soldando y aislando con

cinta, hasta este momento tenemos el devanado secundario con TAP central. Cubra bien

el devanado secundario, cerciorándose de que no queden puntos descubiertos.

2.13. Cubriendo el alambre con cartulina

Para proteger el alambre y dar un buen acabado, se cubre el bobinado con una tira de

cartulina recubierta con papel adhesivo, que para este caso utilizamos papel pescado.

Después se saca los alambres y se suelda bien con estaño y se aísla con cinta.

2.14. Cubriendo los cables con cartulina

Una vez aislados los cables se procede a forrar todo el contorno con papel de pescado.

2.15. Colocación de chapas de hierro

Una vez cubiertos los cables con el papel pescado, se procede a llenar el cuadrado de la

formaleta con las chapas de hierro “E” e “I”, la chapa de hierro “E” se coloca primero y

de forma entrecruzada y casi en el medio se pone un doble para el ajuste, debiendo estar

muy bien presionadas, una vez que ya no entren más se procede a rellanar los espacios

con las chapas “I”, debiendo quedar lo más apretado posible para evitar vibraciones, nos

podemos ayudar con un martillo para hacer que entren todas las chapas “I” que se pueda.

Estas chapas de hierro tienen la función de cerrar el campo magnético que crean.

2.16. Colocación de la Canaleta

Finalmente se procede a colocar la canaleta para que cubra y tenga totalmente aislado el

transformador.

2.17. Colocación de Focos

Una vez terminado el transformador, se le adhiere cable de cobre en las terminales de 12

voltios, para que los focos no estén muy pegados al transformador y no se vea mal.

Además a la entrada de 220 voltios se le adhiere un enchufe.

3. CONCLUSIONES

En nuestro trabajo demostramos lo simple que es hacer un transformador,

claro que hay un poco de dificultad en conseguir las piezas, ya que

normalmente se compran al por mayor, pero con esto aprendemos el

funcionamiento de un transformador, lo importante del recubrimiento de las

uniones o conexiones, y la importancia que juega el núcleo y las chapas en el

proceso de transformar la energía de una corriente mayor, en este caso 220V

a 24 voltios.

4. REFERENCIAS

http://www.youtube.com/watch?v=De7xWTfXUgs

http://www.taringa.net/posts/hazlo-tu-mismo/13905799/Construye-tu-

transformador-casero.html

http://www.construyasuvideorockola.com/transformador_casero_01.php

http://www.buenastareas.com/ensayos/Transformador-Casero/3486329.html

http://www.buenastareas.com/ensayos/Transformador-Casero/2845412.html