PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERÍA INDUSTRIAL ELECTRICIDAD INDUSTRIAL MONOGRAFÍA TRANSFORMADOR DE 220V A 24V
Lissa Peñalva Villalobos Angie Chacon Chacon Masco Masco Mauricio Apaza Puertas IND 7 - 2 2!2
"Los Alu#nos $eclaran haber realiza$o el presente traba%o $e acuer$o a las nor#as $e la &niversi$a$ Cat'lica (an 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 #onogra.a/ tiene por ob%etivo la $e#ostraci'n $e la elaboraci'n $e un transor#a$or casero/ el cual var.a $es$e un volta%e $e entra$a $e 22V/ hasta un volta%e $e 20V/ $icho transor#a$or es conecta$o a la corriente/ para luego encen$er 2 ocos $e !2V ca$a uno/
PALABRAS CLAVE: transor#a$or/ bobina/ volta%e/ corriente1
ABSTRACT
his #onograph/ is to sho3 the $evelop#ent o a transor#er ho#e/ 3hich ranges ro# an input voltage o 22V/ up to 20V voltage/ the transor#er is plugge$ in/ then turn t3o !2V bulbs each one1
KEY WORDS: transor#er/ coil/ voltage/ current1
1. INTRODUCCIÒN !1!1 TRANSFORMADOR Co#ponente el4ctrico 5ue tiene la capaci$a$ $e ca#biar el nivel $el volta%e 6 $e la corriente/ #e$iante $os bobinas enrolla$as alre$e$or $e un ncleo o centro co#n1 8l ncleo est9 or#a$o por una gran canti$a$ $e chapas o l9#inas $e una aleaci'n $e H!""# 6 S$%#. 8sta aleaci'n re$uce las p4r$i$as por hist4resis #agn4tica :capaci$a$ $e #antener una señal #agn4tica $espu4s $e ser retira$o un ca#po #agn4tico; 6 au#enta la resistivi$a$ $el
1.1.1. F&'%#'()!'*# 8l ca#bio $e volta%e o corriente/ entrega$o por el transor#a$or es inverso1 Cuan$o el transor#a$or au#enta el volta%e/ la corriente ba%a= 6 cuan$o el volta%e ba%a/ la corriente sube1 8sto nos lleva a una le6> la energ.a 5ue entrega un transor#a$or/ no pue$e ser superior a la energ.a 5ue entra en 4l1 Aun5ue el $evana$o pri#ario 6 el secun$ario est9n aisla$os por cart'n/ papel paraina$o o pl9stico/ el ca#po #agn4tico 5ue e?iste entre los $os $evana$os/ trans#ite
la
potencia
$el
pri#ario
al
secun$ario1
8?iste una relaci'n entre las vueltas $el $evana$o pri#ario 6 el $evana$o secun$ario1 8sta relaci'n/ $eter#ina el volta%e $e sali$a $el transor#a$or 6 son iguales/ la relaci'n entre las vueltas $e los $evana$os 6 los volta%es $e entra$a 6 sali$a1 Cuan$o el $evana$o pri#ario es igual al $evana$o secun$ario/ el volta%e 6 la corriente $e entra$a/ son iguales al volta%e 6 corriente $e sali$a1
8stos transor#a$ores s'lo sirven para hacer un
aisla#iento galv9nico/ es $ecir 5ue po$e#os tocar la corriente $e sali$a sin ser electrocuta$os1 Al ca#biar las vueltas $e ala#bre $el $evana$o secun$ario/ ca#bia el volta%e $e sali$a $el transor#a$or1 8%e#plo> si por ca$a
vuelta $el $evana$o pri#ario/ $a#os tres vueltas en el secun$ario= ten$r.a#os/ en el caso $e aplicar una tensi'n $e ! voltios en la entra$a/ en la sali$a ser.an @ voltios1 Cuan$o enrolla#os una vuelta $e ala#bre en el secun$ario por ca$a tres vueltas $el pri#ario= en el caso $e aplicar una tensi'n a la entra$a $e @ voltios/ ten$r.a#os a la sali$a ! voltios1
1.2. USO Y APLICACIÒN DE LOS TRANSFORMADORES La corriente el4ctrica genera$a en las plantas $e energ.a/ $ebe ser transporta$a hasta los hogares 6 e#presas1 Para ello es necesario utilizar volta%es #u6 altos 5ue superan los 2B1 voltios1 Por tal raz'n se usan transor#a$ores ca$a tanto/ para convertir los altos volta%es/ en !!B voltios o 22 voltios/ $epen$ien$o $el pa.s1 Los aparatos electr'nicos $e hogares e in$ustrias utilizan para su unciona#iento niveles $e volta%e $ierentes al 5ue entrega la re$ pblica1 Para 5ue estos aparatos uncionen re5uieren un transor#a$or1 8sta #onogra.a preten$e $e #o$o sencillo/ enseñar a construir transor#a$ores $e #anera casera1
Para nuestro caso/ co#o se pu$o observar en la igura/ abricare#os un transor#a$or con una entra$a $e 22 voltios 6 $os sali$as $e !2 voltios ca$a una $e ellas/ con la inali$a$ $e pren$er $os ocos con el #is#o volta%e1
2. DESARROLLO 21!1 M(*!"($!+
2.1.1. A$(),"! )(-'!*# ! #,$! %(/( E$ ($(),"! ! %#,"! )&$*&+#+ est9 recubierto con una base $e B("' D!$%*"%#1 8ste ala#bre es usa$o en la abricaci'n $e genera$ores/ alterna$ores/ bobinas/ #otores el4ctricos/ balastos/ l9#paras $e #ercurio/ transor#a$ores $e potencia/ etc1 8l ala#bre no $ebe estar ni pela$o/ ni 5ue#a$o/ ni parti$o/ o a punto $e partirse1 Para nuestro transor#a$or/ usare#os ala#bre ')!"# 33/ para el $evana$o pri#ario/ 6 ala#bre ')!"# 22/ para el $evana$o secun$ario/ ha6 5ue tener en cuenta 5ue el ala#bre para el $evana$o pri#ario $ebe ser #ucho #9s largo 5ue el ala#bre utiliza$o para el $evana$o secun$ario1 Por5ue co#o se e?plic' anterior#ente/ si se 5uiere $is#inuir el volta%e $e sali$a/ se $ebe tener un n#ero #enor $e espiras para el $evana$o secun$ario1
2.1.2. F#")($!*(+ La +or#aleta es un carrete cua$ra$o 5ue se usa co#o soporte para enrollar el ala#bre $e cobre/ necesario para el $evana$o pri#ario 6 secun$ario/ con la inali$a$ $e evitar 5ue se $isperse/ a6u$an$o al buen enca%a#iento $el ala#bre1 Al #o#ento $e abricar un transor#a$or se $ebe tener en cuenta 5ue la or#aleta 6 las chapas est9n $irecta#ente liga$as/ 6a 5ue el ancho $el centro $e las chapas/ $ebe tener el #is#o ancho $e la or#aleta/ para 5ue enca%e perecta#ente1 Las +or#aletas se consiguen en pl9stico/ cart'n 6 ibra $e vi$rio :para los transor#a$ores $e gran ta#año;1 Para nuestro transor#a$or usare#os una or#aleta ! 56.
2.1.3. C7(/(+ ! 7!""# +$%# Las chapas o l9#inas $e hierro silicio o hierro $ulce/ vienen con or#as $e letras : I; 6 :E; 5ue intercala$as/ or#an el ncleo $el transor#a$or1 8ste #aterial es i$eal para evitar las p4r$i$as por
H+*"!++ #agn4tica 6 tienen la capaci$a$ $e i#anarse 6 $esi#anarse r9pi$a 6 9cil#ente1 Las chapas 6 las or#aletas tienen una relaci'n $irecta/ e?iste ca$a chapa/ para ca$a or#aleta1
Para nuestro transor#a$or usare#os chapas 6 or#aletas con un ta#año ! 568 $ebien$o tener los suicientes co#o para rellenar las or#aletas1
2.1.4. P(/!$ /("(9'(# Cuan$o construi#os un transor#a$or/ la energ.a se trans#ite $el $evana$o pri#ario al secun$ario/ a pesar $e 5ue estos/ no se tocan/ pues si se llegaran a tocar/ habr.a corto circuito1 8l papel paraina$o $e calibre grueso/ se usa para aislar los $evana$os o rollos $e ala#bre entre s.1 8ste papel/ co#o su no#bre lo $ice/ tiene un baño $e paraina/ 5ue lo hace le?ible 6 $ctil1 A$e#9s lo a.sla $e la hu#e$a$ 6 le $a una resistencia al calor/ evitan$o 5ue se cristalice1 8n caso $e no conseguir el papel paraina$o/ se pue$e usar papel perga#ino/ #ante5uilla grueso o papel $e pesca$o/ aun5ue su $urabili$a$ no es la #is#a1
2.1. C('($!*( 8l transor#a$or $ebe estar total#ente aisla$o 6 para ello es necesaria una canaleta ! 568 con la inali$a$ $e proteger el transor#a$or1
2121 C#'+*"&%%;' 21@1 Preparan$o el ala#bre #agneto Los transor#a$ores traen cables nor#ales recubiertos $e caucho a la entra$a 6 sali$a $e corriente/ 6 no se ve el ala#bre $e cobre $es$e el e?terior/ 6a 5ue en su interior ha6 uniones entre el ala#bre 6 los cables $e sali$a1 ,ecor$e#os 5ue el ala#bre #agneto trae un recubri#iento $e barniz $iel4ctrico 5ue lo a.sla $e la electrici$a$ 6 $e la hu#e$a$1 Por esta raz'n es necesario pelar unos cinco #il.#etros $e la punta antes $e co#enzar a e#bobinar el $evana$o pri#ario 6 $e esta #anera sol$arle un trozo $e cable/ 5ue servir9 co#o cone?i'n con el e?terior1 &tilice li%a o una cuchilla para retirar el barniz 6 $escubrir el cobre n )!"# 33.
2101 S#$('# !$ %(,$! %#' !$ ($(),"! ! %#,"! 8stañe el ala#bre #agneto 6 el cable #ellizo 6 luego su4l$elos con el caut.n1 Cerci'rese $e 5ue la sol$a$ura sea uerte/ hal9n$olos con uerza1 (i esto 5ue$a #al/ pue$e soltarse al ter#inar el transor#a$or 6 ten$r9 5ue $esar#arlo para volver a unir los cables1 8l cable encaucheta$o al ser #9s $ctil 5ue el #agneto/ nos per#ite #anipular el transor#a$or sin riesgo $e 5ue se parta o se isure1 (i uste$ saca las cone?iones $irecta#ente en el ala#bre #agneto/ corre el riesgo $e 5ue se 5uiebre a la sali$a $el transor#a$or 6 ten$r.a 5ue $esar#ar/ sol$ar 6 volver a cerrar el transor#a$or1
21B1 A+$()!'*# 8s #u6 i#portante aislar la sol$a$ura $el cable con el ala#bre/ 6a 5ue $e no ser as./ pue$e presentar $años por corto circuito #9s a$elante1
211 Aseguran$o el ala#bre $e cobre Antes $e co#enzar a enrollar el ala#bre/ $ebe#os asegurarlo/ tenien$o en cuenta $e $e%ar $entro $e la or#aleta/ al #enos un cent.#etro $el cable 5ue va al e?terior $el transor#a$or/ para 5ue al enrollar el cable/ 4ste/ nos a6u$e a asegurarlo1 bserve co#o el cable sale por una $e las ranuras $e la or#aleta1 &tilice cinta $e en#ascarar para esta operaci'n1 8s #u6 i#portante 5ue el ala#bre #agneto no salga/ no aso#e a la parte e?terna/ el cable encaucheta$o $ebe ingresar a la or#aleta/ $ebe ser bien sol$a$o 6 bien aisla$o/ para garantizar un buen inicio en su bobina$o1
N#*(> La $ierencia entre cable 6 ala#bre/ es 5ue el cable es un ala#bre o varios ila#entos $e ala#bre $e cobre/ cubiertos con pl9stico o pl9stico encaucheta$o/ 5ue es #9s $ctil1 8l ala#bre en este caso ala#bre #agneto/ viene solo cubierto $e Earniz Diel4ctrico1
2171 8nrollan$o el ala#bre 8nrolle el ala#bre para el $evana$o pri#ario/ $e aba%o hacia arriba/ $e iz5uier$a a $erecha/ apretan$o #u6 bien 6 tenien$o cui$a$o $e no #ontar una vuelta sobre otra 6 $e no $e%ar espacios entre las vueltas $e ala#bre1 8sto se hace $e #anera or$ena$a 6 pulcra/ para 5ue 5uepan to$as las vueltas necesarias1 Cuan$o se hace un enrolla#iento $esor$ena$o/ el ala#bre ocupa #9s espacio 6 al #o#ento $e colocar las chapas no entran/ por tanto se ver9 obliga$o a golpear el ala#bre con un #artillo/ interponien$o un tronco plano $e #a$era/ para no correr el
riesgo $e pelarlo/ estropean$o el barniz aislante $el ala#bre/ causan$o cortos circuitos1 Para nuestro transor#a$or ser9n necesarias 140 vueltas para el $evana$o pri#ario1
21F1 Devana$o pri#ario ter#ina$o Para este caso/ 5ue es un transor#a$or para una entra$a $e la re$ pblica es $e 22 voltios entonces/ se $eber9 !'"#$$(" 140 <&!$*(+ $e ala#bre %($,"! 33 en el $evana$o pri#ario1 Para ter#inar/ se retira $e la punta $el ala#bre el barniz $iel4ctrico 6 se suel$a un cable/ recubri4n$olo con cinta aislante 6 se engancha en la otra ranura $e sali$a $e la or#aleta1
21G1 Aislan$o el $evana$o pri#ario con papel paraina$o 8l $evana$o pri#ario 6 el secun$ario est9n aisla$os entre s./ por papel paraina$o o cart'n1 8l ca#po #agn4tico 5ue se genera entre los $os $evana$os/ transiere la corriente $el pri#ario/ al secun$ario/ $ebi$o al eecto pro$uci$o por el acopla#iento in$uctivo $el lu%o 8 es $ecir/ $ebi$o a la in$uctancia #utua . (i por alguna raz'n no est9n aisla$os los $os $evana$os/ el transor#a$or entrar9 en corto 6 no uncionar91 8n la oto se aprecia la colocaci'n $el papel paraina$o/ el cual se a%usta con cinta 6 luego se recubre con #9s cinta1 Cerci'rese $e 5ue no e?istan espacios por los 5ue se pue$an tocar el $evana$o pri#ario con el secun$ario1
2.10. A+!-&"('# !$ !<('(# +!%&'("# Para e#bobinar el $evana$o secun$ario/ el proce$i#iento es si#ilar al $el pri#ario/ s'lo 5ue se co#ienza por el otro la$o $e la or#aleta para 5ue no 5ue$en to$os los cables $el #is#o la$o 6 as. no conun$irlos a la hora $e conectarlo1 8n este caso usare#os un ala#bre %($,"! 228 6a 5ue necesita#os 5ue el transor#a$or nos entregue buena corriente :a#perios;1 Lo pri#ero es aña$ir un pe$azo $e cable= preerible#ente $e un color $ierente al usa$o en al $evana$o pri#ario/ sol$9n$olo al ala#bre1 ,ecuer$e pelar bien la punta $el ala#bre $e cobre para retirar el barniz $iel4ctrico antes $e sol$ar1 A.sle la uni'n con espagueti1
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 har las veces de punto centro o TAP central! "l n#mero de vueltas por voltio es de 6.67. "sto quiere decir que 24 x 6.67 = 160 vueltas, divididas por dos, nos da un resultado de $% vueltas, para conectar al punto
centro! Al momento de soldar el TAP central o punto centro, recuerde lijar s&lo un fragmento del alambre, para que haya adherencia de la soldadura! A'sle bien la soldadura con cinta de aislante y contin#e con las otras 0 vueltas!
2.12. Term!nado el devanado secundar!o
(espu)s de dar las 0 vueltas restantes, se procede a soldar un cable en la punta final, de la misma manera que las veces anteriores, pelando el alambre, soldando y aislando con cinta, hasta este momento tenemos el devanado secundario con TAP central! *ubra bien el devanado secundario, cerciorndose de que no queden puntos descubiertos!
2.1". #u$r!endo el alam$re con cartul!na
Para proteger el alambre y dar un buen acabado, se cubre el bobinado con una tira de cartulina recubierta con papel adhesivo, que para este caso utili+amos papel pescado! (espu)s se saca los alambres y se suelda bien con estao y se a'sla con cinta!
2.14. #u$r!endo los ca$les con cartul!na
-na ve+ aislados los cables se procede a forrar todo el contorno con papel de pescado!
2.1%. #olocac!&n de c'apas de '!erro
-na ve+ cubiertos los cables con el papel pescado, se procede a llenar el cuadrado de la formaleta con las chapas de hierro ."/ e .0/, la chapa de hierro ."/ se coloca primero y de forma entrecru+ada y casi en el medio se pone un doble para el ajuste, debiendo estar muy bien presionadas, una ve+ que ya no entren ms se procede a rellanar los espacios con las chapas .0/, debiendo quedar lo ms apretado posible para evitar vibraciones, nos podemos ayudar con un martillo para hacer que entren todas las chapas .0/ que se pueda! "stas chapas de hierro tienen la funci&n de cerrar el campo magn)tico que crean!
2.16. #olocac!&n de la #analeta
inalmente se procede a colocar la canaleta para que cubra y tenga totalmente aislado el transformador!
2.17. #olocac!&n de (ocos
-na ve+ terminado el transformador, se le adhiere cable de cobre en las terminales de 12 voltios, para que los focos no est)n muy pegados al transformador y no se vea mal! Adems a la entrada de 22% voltios se le adhiere un enchufe!
3. CONCLUSIONES 8n nuestro traba%o $e#ostra#os lo si#ple 5ue es hacer un transor#a$or/ claro 5ue ha6 un poco $e $iiculta$ en conseguir las piezas/ 6a 5ue nor#al#ente se co#pran al por #a6or/ pero con esto apren$e#os el unciona#iento $e un transor#a$or/ lo i#portante $el recubri#iento $e las uniones o cone?iones/ 6 la i#portancia 5ue %uega el ncleo 6 las chapas en el proceso $e transor#ar la energ.a $e una corriente #a6or/ en este caso 22V a 20 voltios1
4. REFERENCIAS
http>HH33316outube1co#H3atchvJDe7?K&gs http>HH3331taringa1netHpostsHhazlo-tu-#is#oH!@GB7GGHConstru6e-tutransor#a$or-casero1ht#l http>HH3331constru6asuvi$eorocola1co#Htransor#a$or*casero*!1php http>HH3331buenastareas1co#Hensa6osHransor#a$or-CaseroH@0F@2G1ht#l http>HH3331buenastareas1co#Hensa6osHransor#a$or-CaseroH2F0B0!21ht#l