Me han preguntado repetidamente sobre cómo determinar la potencia de un transformador sin marcar de 50 Hz, intentaré contarlo y mostrarlo con un par de ejemplos.

En general, hay bastantes formas de determinar la potencia de un transformador de 50 Hz, enumeraré solo algunas de ellas.

1. Marcado.
A veces, puede encontrar una indicación explícita de potencia en un transformador, pero es posible que esta indicación no se note a primera vista.
La opción, por supuesto, es muy banal, pero primero debes mirar.

2. Potencia general del núcleo.
Hay tablas en las que puede encontrar la potencia general de ciertos núcleos, pero dado que los núcleos se produjeron en configuraciones de tamaños muy diferentes y, además, diferían en la mano de obra, es posible que la tabla no siempre sea correcta.
Y no siempre es fácil encontrarlos. Sin embargo, las tablas de las descripciones de los transformadores unificados pueden usarse indirectamente.

3. Transformadores unificados.
Incluso durante la unión, y de hecho después de ella, se produjo una gran cantidad de transformadores unificados, puede reconocerlos por la marca que comienza con CCI, TN, TA.
Si TA es menos común, entonces TPP y TN son muy comunes.

Por ejemplo, tomamos el transformador TPP270.

Encontramos una descripción del marcado de esta serie y en la descripción encontramos nuestro transformador, habrá voltajes, corrientes y potencia.
Publiqué esta descripción en la sección de documentación. Por cierto, allí también puede ver las dimensiones de los núcleos del transformador y determinar la potencia por sus dimensiones, comparándola con la suya. Si su transformador tiene un tamaño un poco más grande, entonces es bastante posible volver a calcular, ya que la potencia del transformador es directamente proporcional a su tamaño.

En el transformador TN61, la marca es casi invisible, pero está ahí :)

Hay una descripción separada para él, también lo tengo en mi blog.

A veces, el transformador está marcado, pero es imposible encontrar algo inteligible en él, por desgracia, las tablas para tales transformadores son muy raras.

4. Cálculo de potencia por diámetro de hilo.
Si no hay datos, puede determinar la potencia en función del diámetro de los cables de bobinado.
Es posible medir el devanado primario, pero a veces no está disponible.

En este caso, medimos el diámetro del cable del devanado secundario.
En el ejemplo, el diámetro es de 1,5 mm.
Entonces todo es simple, primero descubrimos la sección transversal del cable.
1,5 dividido por 2, obtenemos 0,75, este es el radio.
Multiplicamos 0,75 por 0,75 y multiplicamos el resultado resultante por 3,14 (pi), obtenemos la sección transversal del cable = 1,76 mm.kv

El valor de la densidad de corriente suele tomarse igual a 2,5 amperios por 1 mm2. En nuestro caso, multiplicamos 1,76 por 2,5 y obtenemos 4,4 amperios.
Como el transformador está diseñado para una tensión de salida de 12 voltios, sabemos esto, y si no lo sabemos, podemos medirlo con un probador, luego multiplicamos 4.4 por 12, obtenemos 52,8 vatios.
El documento indica una potencia de 60 vatios, pero ahora los transformadores con una sección transversal de devanado subestimada a menudo se enrollan, por lo que, en general, todo converge.

A veces, en el transformador está escrito no solo el número de vueltas de los devanados, sino también el diámetro del cable. pero esto debe ser tratado con escepticismo, ya que las pegatinas pueden estar equivocadas.

En este ejemplo, primero encontré una sección de cable accesible para la medición, la levanté un poco para poder arrastrarme con un calibrador.

Y cuando lo medí, descubrí que el diámetro del cable no es de 0,355, sino de 0,25 mm.
Intentemos aplicar la opción de cálculo que di arriba.
0.25/2=0.125
0.125x0.125x3.14=0.05mm.kv
0,05=2,5=0,122 amperios
0.122x220 (voltaje de devanado) = 26,84 vatios.

Además, el método anterior es excelente en los casos en que hay varios devanados secundarios y simplemente es inconveniente medir cada uno.

5. Método de cálculo posterior.
En algunas situaciones, puede utilizar el programa para calcular transformadores. Estos programas tienen una base de datos de núcleos bastante grande y, además, pueden calcular configuraciones de tamaño arbitrario en función de lo que podemos medir.
Estoy usando el programa Trans50Hz.

Primero, elija el tipo de núcleo. Básicamente, estas son opciones para la cinta anular en forma de W y las placas en forma de W.

De izquierda a derecha - Anillo, ShL, Sh.
En mi ejemplo, mediré la opción SL, pero puede averiguar la potencia de otros tipos de transformadores de la misma manera.

Paso 1, mida el ancho del lado del circuito magnético.

Introducimos el valor medido en el programa.

Paso 2, el ancho del núcleo magnético.

También incluido en el programa.

Paso 3, ancho de la ventana.
Aquí hay dos opciones. Si hay acceso a la ventana, simplemente la medimos.

Si no hay acceso, medimos el tamaño total, luego restamos cuatro veces el valor obtenido en el paso 1 y dividimos el resto por 2.
Un ejemplo es el ancho total de 80 mm, en el paso 1 fue de 10 mm, lo que significa que restamos 40 de 80. Todavía quedan 40, dividimos por 2 y obtenemos 20, este es el ancho de la ventana.

Introduzca un valor.

Paso 4, longitud de la ventana.
De hecho, esta es la longitud del marco para el cable, a menudo se puede medir sin problemas.

Introduzca también este valor.

Después de eso, haga clic en el botón - Calcular.

Y obtenemos un mensaje de error.

El hecho es que el programa inicialmente estableció valores para calcular un transformador potente.
Encontramos el elemento resaltado y cambiamos su valor para que la potencia (voltaje por corriente) no exceda nuestra potencia total estimada.
Puede conducir al menos 1 voltio y 1 amperio allí, no importa, configuré 5 voltios.

Presionamos nuevamente el botón de Cálculo y obtenemos el resultado deseado, en este caso el programa calculó que la potencia de nuestro circuito magnético es 27,88 vatios..
Los datos obtenidos convergen aproximadamente con el cálculo del diámetro del cable, luego obtuve 26.84 watts, lo que significa que el método funciona bastante bien.

5. Medida de la temperatura máxima.
Los transformadores ordinarios (hierro) en funcionamiento no deben calentarse por encima de los 60 grados, esto también se puede usar en cálculos de potencia.
Pero aquí hay excepciones, por ejemplo, un transformador de fuente de alimentación ininterrumpida puede tener más potencia con dimensiones modestas, esto se debe a que funciona por poco tiempo y se apaga antes de sobrecalentarse. Por ejemplo, en esta realización, su potencia puede ser de 600 vatios y, durante el funcionamiento a largo plazo, solo 400.
También hay fabricantes chinos que a veces usan transformadores "pequeños" en adaptadores baratos que se calientan como estufas, esto no es normal, a menudo la potencia real del transformador puede ser 1.2-1.5 veces menor que la declarada.

Para medir la potencia de la forma anterior, tomamos cualquier carga, bombillas, resistencias, etc. Alternativamente, puede usar una carga electrónica, pero en este caso la conectamos a través de un puente de diodos con un condensador de filtro.
Esperamos aproximadamente una hora, si la temperatura no supera los 60, luego aumentamos la carga. Entonces creo que el procedimiento es claro.
Realmente hay una pequeña advertencia, la temperatura del transformador puede diferir notablemente dependiendo de si hay un caso y qué tan grande es, pero da un resultado muy preciso. Lo único negativo es que la prueba es muy larga.

He estado usando tales transformadores muy raramente en los últimos 10-15 años, porque se encuentran en algún lugar de los estantes más alejados del balcón, y cuando estaba mirando, encontré indicadores muy curiosos, IN-13. Lo compré para un indicador de nivel en un amplificador, pero al final lo abandoné. Ahora lo he encontrado y pienso que se puede hacer a partir de ellos, tal vez tengas ideas y sugerencias. Cuando idea interesante, intentaré hacer y mostrar el proceso en forma de resumen.

Eso es todo, pero como complemento al video sobre cómo determinar la potencia total del transformador.

Los transformadores son dispositivos electromagnéticos que tienen dos o más devanados acoplados inductivamente y se utilizan para determinar el valor corriente alterna(Voltaje). La estructura del dispositivo incluye un núcleo magnético con bobinados colocados sobre él. Las unidades monofásicas de bajo voltaje se utilizan para alimentar circuitos de control.

El devanado conectado a la fuente de voltaje se llama primario, y aquellos a los que están conectados los consumidores de corriente son secundarios. Las unidades se dividen en función del resultado del trabajo.

Los radioaficionados son conscientes de tal situación cuando es necesario hacer un transformador que tenga indicadores de corriente y voltaje que difieran de los indicadores estándar. A veces es posible encontrar un dispositivo listo para usar con los parámetros de devanado requeridos, pero con mayor frecuencia el transformador tiene que hacer uno propio.

Es necesario calcular el transformador, que en una situación industrial es un proceso complejo, pero los radioaficionados pueden calcular sus unidades de acuerdo con un esquema relativamente simplificado:

Primero, se determinan con los valores de los parámetros a la salida del futuro dispositivo. Se selecciona la potencia nominal óptima, que se calcula sumando las potencias de todos los devanados secundarios. Este indicador en cada devanado se determina multiplicando el voltaje en voltios y corriente de salida en amperios.

La potencia nominal le permitirá calcular la sección transversal del núcleo, obtenida en centímetros cuadrados. La elección del núcleo está influenciada por el ancho de su placa central y el espesor de la capa de composición tipográfica. Para determinar la sección transversal del núcleo, multiplique estos dos parámetros. La potencia cambia a medida que la corriente fluye del devanado primario al secundario. Esto se debe al flujo magnético en el núcleo, por lo que el tamaño del área del núcleo depende directamente del indicador de potencia.

El tipo óptimo es núcleo de armadura. Si tomamos como comparación el tipo toroidal o de varilla, entonces se requerirá una vez y media menos alambre para el dispositivo de bobinado para fabricar el blindado. El diseño toroidal consta de un anillo sobre el que se ubican los devanados, este tipo tiene la radiación magnética más pequeña de todas.

El diseño de la varilla asume la presencia de dos bobinas con bobinado de alambre en cada una. Los devanados se dividen en dos y se conectan en serie. Surgen dificultades para determinar la dirección del devanado; los tipos de núcleos de varilla se utilizan generalmente para transformadores potentes. El diseño de núcleo blindado se utiliza para transformadores de tamaño pequeño y mediano y consta de una sola bobina con una disposición de devanado conveniente.

Para comprobar si todos los devanados caben en la unidad seleccionada, utilice factor de llenado de la ventana. Para verificarlo, calcule el área de la ventana en el núcleo. Después de eso, se encuentra un coeficiente que muestra el número de vueltas que deben enrollarse para elevar el voltaje a un tamaño en el devanado de 1 voltio.

El número de vueltas se calcula según la necesidad de una vuelta de bobinado por cada 50 cm2. Si mide el área del núcleo, entonces se considera que el número de vueltas divide el área resultante por 50. Por ejemplo, si el área de la sección transversal es de 100 cm, entonces debe hacer dos vueltas del devanado por 1 voltio.

El cálculo del número total de vueltas de cable se realiza multiplicando la cantidad obtenida por 1 voltio por el voltaje total. Por ejemplo, 2 vueltas multiplicadas por 220, obtenemos 440 vueltas en un devanado. En el modo de operación cargado del transformador, parte del voltaje puede perderse para vencer la resistencia de los devanados secundarios. Número recomendado de vueltas determinar 5-9% más recibido en el cálculo.

El indicador de voltaje del devanado se multiplica por el coeficiente obtenido, dicho cálculo es idéntico para todos los devanados del transformador. El indicador de corriente de operación se calcula a partir de los parámetros del voltaje en la red y la potencia del transformador. El valor de la corriente operativa resultante se convierte a miliamperios y se calcula el diámetro del cable.

usando una mesa

Para seleccionar el indicador óptimo para la cantidad de cables, se utilizan tablas especiales que muestran cómo se reemplaza el diámetro del cable resultante en lugar de uno por dos o más idénticos en términos de trabajo conjunto.

Por ejemplo, el valor obtenido en el cálculo es de 0,52 mm, por lo tanto, de acuerdo con la tabla, se determina que dicho indicador se puede cambiar a dos cables de 0,32 mm cada uno o tomar tres hilos de 0,28 mm. Esto significa que el diámetro del hilo puede constar de varios diámetros, cuyo valor total no debe ser inferior al obtenido en el cálculo.

Comprobación de la corrección de la elección.

Finalmente, se comprueba el factor de relleno de la ventana. No debe ser superior a 0,5, teniendo en cuenta el aislamiento del cable. Si su valor es mayor, entonces debe tomar una sección más grande del núcleo y todo el cálculo se realiza nuevamente.

El principio de calcular el transformador en línea.

Este cálculo permite cambiar rápidamente la configuración, al tiempo que reduce el tiempo para desarrollar la capacidad del transformador. Los indicadores iniciales y los datos de las tablas automáticas se ingresan en los campos de diferentes colores. Puede corregir los datos ingresando sus propios indicadores. La calculadora le permitirá calcular el área requerida del cable y el número de vueltas en cada uno de los devanados.

Datos a introducir en el campo de la calculadora automática

Antes de que pueda calcular automáticamente el transformador en línea, debe definir indicadores para la entrada:

• voltaje en devanado primario, suele sustituir el valor de 220 V;
• voltaje de salida del devanado secundario en voltios (sustituye los datos de su requerimiento);
• corriente de salida del devanado secundario en amperios (ingrese su propio valor);
• parámetros del diámetro exterior e interior del núcleo (establezca su valor);
• especificar la altura del núcleo según sus propios parámetros.

El cálculo del transformador de acuerdo con las fórmulas seleccionadas de las fuentes se lleva a cabo con bastante lentitud, existe el peligro de cometer errores. El cálculo en línea le permitirá diseñar de manera rápida y eficiente. Un cálculo tan conveniente es adecuado para radioaficionados principiantes, y los profesionales pueden usarlo con no menos éxito. La mayoría manera rápida hacer un calculo - ingresa todos los datos y haz clic en el botón.

La parte más crítica y costosa de la unidad de potencia de un dispositivo de radio alimentado por una red de CA es un transformador de potencia. Un ejemplo diagrama de circuito transformador se muestra en la fig. 1. El transformador tiene un núcleo ensamblado a partir de placas delgadas de acero para transformadores. Los devanados del transformador están hechos de alambre de cobre aislado en un marco de cartón prensado.

Los núcleos de los transformadores se ensamblan a partir de placas de dos tipos: en forma de L y en forma de W. El tipo de placas también determina el diseño de los transformadores, que se muestran en la fig. 2.

En el núcleo de la varilla (placas en forma de L), los devanados del transformador se colocan uniformemente en ambas varillas (Fig. 2, a), por ejemplo, se colocan el devanado primario (red) y el devanado reductor para la incandescencia de la lámpara. en una varilla, y el devanado elevador secundario (de alto voltaje) se coloca en la otra. Con este tipo de placas, los devanados a veces se colocan en una barra de núcleo.

En el núcleo de la armadura (placas en forma de W), todos los devanados se colocan en su barra central (Fig. 2, b).

Si conectamos el devanado primario I del transformador a una fuente de corriente alterna (Fig. 3), fluirá una corriente alterna a través de él, lo que creará un flujo magnético alterno en el núcleo. Dado que el devanado secundario II está ubicado en la segunda varilla del transformador, el flujo magnético alterno cruzará las vueltas del devanado secundario, como resultado de lo cual (según la ley de inducción electromagnética) será inducido fuerza electromotriz(CEM). Si se conecta un dispositivo (voltímetro) en paralelo con el devanado secundario, mostrará la magnitud del voltaje inducido.

Para reducir el voltaje de la red, el devanado secundario debe tener menos vueltas que el de la red, y para aumentar el voltaje, más que el devanado primario (de la red).

Se requieren varios voltajes para alimentar el equipo de radio: un voltaje alto (con rectificación posterior) para alimentar los circuitos de ánodo y los circuitos de las rejillas de pantalla de las lámparas y dos voltajes bajos para alimentar los circuitos de filamento de las lámparas y por separado para calentar el kenotron si se usa en un rectificador (la única excepción es el kenotrón 6Ts5S, el hilo cuyo filamento puede alimentarse desde un devanado de filamento común).

Debido a las pérdidas en el núcleo y los devanados, nunca se puede obtener la misma potencia del devanado secundario de un transformador que la que se suministró al devanado primario. De ahí surge el concepto de eficiencia (efficiency) del transformador. Los transformadores caseros, calculados según fórmulas simplificadas y fabricados con acero de transformador ordinario, suelen tener una eficiencia superior al 70-80%.

Suponga que el transformador debe proporcionar energía a un amplificador o receptor que consume una corriente de 100 mA a un voltaje de 250 V a través de los circuitos de ánodo y una corriente de 2 A a un voltaje de 6.3 V a través del circuito de filamento. voltaje de 5 V (para determinar las corrientes consumidas por los electrodos de una lámpara en particular, debe usar sus datos de referencia).

Por lo tanto, con una gran aproximación (sin tener en cuenta la caída de voltaje a través de resistencia interna kenotron y el inductor del filtro), el devanado secundario debe estar clasificado para una tensión de 250 V y una corriente de 100 mA (0,1 A), el devanado de filamento de la lámpara para una tensión de 6,3 V y una corriente de 2 A, y el devanado de filamento de kenotrón para 5 V y corriente 2 A. Calculamos su potencia según la fórmula

donde U está en voltios e I en amperios. Por lo tanto, P1=250*0,1=25W, P2=5*2=10W, P3=6,3*2=12,6W.

P sat = P1 + P2 + P3 ... W (2)

La potencia en los tres devanados secundarios será igual a

R sb \u003d 25 + 10 + 12.6 \u003d 47.6 W.

Si acepta eficiencia del transformador, realizado en condiciones de aficionados, no superior al 80%, la potencia consumida de la red se puede calcular mediante la fórmula

R carril \u003d 1.2 * R sb. (3)

En nuestro caso, la potencia consumida de la red será igual a

R pr \u003d 1.2 * 47.6 \u003d 57.12 W.

La siguiente etapa del cálculo es la determinación de la sección transversal del núcleo, t, e área del núcleo en centímetros cuadrados - Q cm 2. Se calcula según la fórmula

Qcm 2 \u003d 1.2 * Plano de carril 0.5 \u003d cm 2. (cuatro)

Dado que el núcleo se ensambla a partir de placas delgadas aisladas entre sí, se introduce un coeficiente de 1,2 en la fórmula, teniendo en cuenta el relleno del núcleo. Por lo tanto, la sección transversal del núcleo de nuestro transformador será igual a

Q cm 2 \u003d 1 * 2 57.12 0.5 \u003d 9.07 cm 2

(consideramos redondeado 9,0 cm 2).

Después de eso, debe determinar el ancho de las placas de la barra central (si las placas tienen forma de W) y el grosor del conjunto en cm Al multiplicar estos valores, obtenemos el área de la sección transversal de \u200bla varilla. Dado que el cálculo de todas las dimensiones geométricas del núcleo (área de la ventana, espesor establecido y ancho de la placa) para un radioaficionado principiante es un asunto bastante complicado, simplemente puede considerar la relación entre el ancho de las placas de varilla y el espesor establecido para ser de 1 a 2.

tabla 1

Con esta relación, puede estar seguro de que el número de vueltas obtenido a partir de un cálculo adicional se ajustará a la ventana principal. De la mesa. 1, seleccionamos placas Sh-25, en las que el grosor del conjunto será de 3,6 cm y la relación de aspecto será de 1,44, ya que 9 cm 2: 2,5 cm = 3,6 cm y 3,6: 2, 5 = 1,44.

n0 = (45 - 60)/Q = vueltas, (5)

donde Q es la sección transversal del núcleo en cm 2. Si hay placas de acero del transformador buena calidad, el número 45 debe sustituirse en el numerador, si el acero es malo - 60. Al calcular, asumimos que el núcleo se toma del transformador de fábrica, entonces el número de vueltas por voltio será igual a

El cálculo adicional de los devanados ya no es una dificultad, solo necesita multiplicar el número de vueltas por voltio por el voltaje dado de uno u otro devanado. El devanado primario para la conexión a una red con un voltaje de 127 V debe tener P1 = 127x5 = 635 vueltas, aumentando en 250 V - P2 = 250x5 = 1250 vueltas, para calentar el kenotrón 5 V - P3 = 5x5 = 25 vueltas y para lámparas de calefacción 6.3 B - P4 \u003d 6.3x5 \u003d 31.5 vueltas (redondear hasta 32 vueltas).

El último paso en el cálculo de los devanados es la determinación del diámetro. alambre de bobinado de acuerdo con una fórmula que proporciona una carga ininterrumpida a largo plazo del transformador, en la que la densidad de corriente (fuerza) por uno milímetro cuadrado la sección transversal del cable no se toma más de dos amperios,

d = 0,8*I 0,5 = mm, (6)

donde d es el diámetro del cable en milímetros, I es la corriente en amperios.

En nuestro caso, d2 \u003d 0.8 * 0.1 0.5 \u003d 0.8x0.316 \u003d 0.25 mm; d3 \u003d d \u003d 0.8 * 2 0.5 \u003d 8x1.41 \u003d 1.1 mm (redondeado).

I1 \u003d 57.12 / 127 \u003d 0.45 A (redondeado),

por lo tanto, d1 = 0,8 * 0,45 0,5 = 0,54 mm o, redondeado, 0,55 mm.

Para mayor seguridad, puede verificar si los devanados encajarán en la ventana del núcleo que hemos elegido. Se hace así. De la Mesa. 1 muestra que la longitud de la ventana de la placa central es de 6 cm y el ancho es de 2,5 cm, pero dado que los devanados están enrollados en un marco que ocupa mucho espacio en la ventana, estas dimensiones deben reducirse por el espesor de las mejillas del marco y el espesor de la manga. Como resultado, la longitud de la ventana será de aproximadamente 5,2 cm y el ancho será de 2,2 cm, según la tabla. 2 encontramos que los hilos de los devanados en aislamiento de esmalte tendrán los siguientes diámetros exteriores: d1 = 0,59 mm, d2 = 0,27 mm, d3 = d4 = 1,15 mm.

Tabla 2

Por lo tanto, en una capa de un cable con un diámetro de 0,59, caben 52 / 0,59 \u003d 88 vueltas, y el número de capas de este devanado será igual a

685/88 = 7 (redondeado). Sobre el ancho de la ventana, las capas tomarán 7x0.59 = 4.2 mm o 0.42 cm.

Para un cable con un diámetro de 0,27 (con aislamiento), el número de vueltas en la capa será 2 / 0,27 \u003d 192. En consecuencia, obtenemos el número de capas 6,5, contamos siete capas con un margen. Tomarán 2 mm, o 0,2 cm, a lo largo del ancho de la ventana.

El número de vueltas en una capa de alambre con un diámetro de 1,15 es 52 / 1,15 = 45. Por lo tanto, los devanados de filamento encajarán en dos capas, que ocuparán 2,3 mm o 0,23 cm a lo ancho de la ventana.

Sumando los valores obtenidos de 0,42 + 0,2 + 0,23, obtenemos que todos los devanados a lo largo del ancho de la ventana tomarán 0,85 cm.

En nuestro cálculo, no previmos que los extremos de los devanados, los espaciadores entre las capas de papel de cigarrillos o condensadores y los espaciadores entre los devanados de tela barnizada o varias capas de papel de cable ocuparán mucho espacio.

Cabe señalar que los radioaficionados novatos no podrán enrollar los devanados de forma inmediata y precisa, vuelta a vuelta. Por lo tanto, supondremos que los devanados en la ventana no tomarán 0,85 cm, sino 1 cm. Si, al calcular, resulta que los devanados en la ventana no encajan, entonces debe tomar placas más grandes o aumentar el grosor de el paquete de placas. Por lo tanto, será posible reducir el número de vueltas de los devanados en un voltio.

Para la fabricación de un transformador, también se necesita un tablero prensado, fibra o getinax con un espesor de 1,5-2 mm. Para aislar los devanados entre sí y entre las capas de los devanados, necesitará tela barnizada, cable o, en casos extremos, papel de escribir común. La tela barnizada, que tiene altas propiedades aislantes, se puede reemplazar con varias capas de papel de calco para dibujar.

La fabricación de la bobina del transformador comienza con la fabricación de una pieza de madera para el marco, cuyos lados deben ser un poco más grandes (en 0,5 mm) que los lados de la varilla central, y su longitud es de 1,5 a 2 cm más larga que la longitud de la varilla del transformador.

Clave un clavo sin sombrero en el centro de la pieza de madera, como se muestra en la fig. cuatro

Después de eso, comienzan a fabricar un marco de cartón prensado o getinaks de un grosor específico, en el que se marcan los lados de la manga y las mejillas del marco, como se muestra en la Fig. 5. La longitud del marco debe ser ligeramente menor que la longitud de la varilla (de 1 a 2 mm).

A pesar de que dicho marco está hecho sin pegamento, tiene una gran resistencia cuando se ejecuta con cuidado. El marco ensamblado (Fig. 5) se coloca sobre el espacio en blanco, y si no se adhiere firmemente a él, se debe colocar una tira de cartón entre el marco y el espacio en blanco o se debe envolver el espacio en blanco con varias capas de papel.

Si el radioaficionado tiene un taladro y un tornillo de banco, enrollar la bobina del transformador no es muy difícil. En un tornillo de banco, debe sujetar el taladro en posición horizontal, en el cartucho del cual sujetar el clavo de la pieza en bruto. Cuando el taladro gira, el manguito en ningún caso debe golpear debido a distorsiones o excentricidad, ya que las vueltas se ubicarán incorrectamente, lo que complicará el proceso de bobinado, empeorará su calidad, por lo que el bobinado ocupará mucho más espacio. Después de fijar el marco en el portabrocas, se deben preparar tiras de papel, tela barnizada u otro material aislante, cuyo ancho debe ser de 4-5 mm. más distancia entre las mejillas de la manga.

Las conexiones de los devanados (a excepción de los devanados de filamento) en ningún caso deben hacerse con el mismo alambre, sino con alambre trenzado, bien Cable aislado 10-12 cm de largo, al que se suelda el cable de bobinado. El lugar de soldadura debe estar bien aislado envolviéndolo con un trozo de tela barnizada, reforzando la bobina con alambre, como se muestra en la fig. 6, y comience a enrollar.

Al enrollar, se recomienda girar el mango del taladro con la mano derecha y colocar el codo de la mano izquierda sobre la mesa de modo que los dedos que sostienen el cable estén a una distancia de 20-30 cm frente al marco. . De esta manera, es más fácil enrollar un giro a otro (es menos probable que los giros se desvíen).

Si el radioaficionado no tiene un contador, luego de enrollar cada capa, se debe contar el número de vueltas en la capa y registrar el resultado.

También puedes contar las vueltas. En primer lugar, determine cuántas revoluciones realiza el portabrocas por revolución del mango, y registre el número de revoluciones realizadas, habiéndolo multiplicado previamente por la relación resultante. Por ejemplo: por una vuelta del mango del taladro, el cartucho da 3,8 vueltas, por lo tanto, por 100 vueltas hechas a mano durante el bobinado, se enrollarán 380 vueltas.

Cada capa del devanado enrollado debe colocarse con una tira de papel preparada y asegurarse cuidadosamente de que las últimas vueltas de cada capa no caigan entre la mejilla y la capa inferior, ya que en este lugar es posible la ruptura del aislamiento entre las capas, lo que puede ser se explica de la siguiente manera. En nuestro cálculo, resultó que hay 5 vueltas por voltio y 192x2 = 384 vueltas caben en dos capas del devanado de alto voltaje, por lo tanto, el voltaje efectivo que actúa entre las dos capas será 386/5, o 77 V. , y el voltaje de amplitud será de 108 B, que cuando los devanados se calientan, puede provocar una ruptura del aislamiento.

Antes de enrollar los devanados secundarios, principalmente el devanado de alta tensión, se deben colocar dos capas de tela barnizada o dos o tres capas de papel para cables encima del devanado primario. Todos los devanados deben estar bien aislados entre sí.

Los extremos de salida de los devanados deben ubicarse en un lado de las mejillas de la bobina, de lo contrario, es fácil que se estropeen al rellenar la bobina, especialmente si las placas están hechas con una muesca, como se muestra en la fig. 7. Para el relleno con placas de acero, la bobina se coloca sobre la mesa, después de lo cual la mitad de las placas se coloca en el lado derecho de la bobina y la otra en el izquierdo. El relleno se realiza en superposición, es decir, una placa se empuja en la bobina desde el lado derecho y la otra desde el lado izquierdo. Por lo general, las placas terminadas están barnizadas en un lado, por lo que al rellenar la bobina, debe asegurarse de que los lados barnizados de las placas estén siempre hacia arriba o hacia abajo. El empaque de las placas debe realizarse con la máxima densidad, para lo cual, antes de finalizar el empaque, se debe prensar el núcleo comprimiéndolo en un tornillo de banco, y luego se pueden insertar aún más placas.

El núcleo del transformador ensamblado debe ser golpeado por todos los lados con un martillo para que todas las placas se acuesten en una pila uniforme, y luego tire del núcleo con pasadores.

El transformador fabricado debe probarse conectándolo a la red eléctrica. Si después de una o dos horas los devanados no se calientan, entonces el transformador está diseñado y fabricado correctamente.

El calentamiento del devanado puede explicarse por la presencia de espiras cerradas (devanado descuidado). Antes de encender el transformador, es necesario verificar que los extremos de salida del devanado no se cierren accidentalmente entre sí. La vibración de las placas del núcleo indica un ensamblaje flojo. En este caso, debe insertar algunas piezas más de placas en el núcleo y apretar las cerraduras de los pernos con más fuerza. Si el radioaficionado tiene un voltímetro de CA o un avómetro, se deben verificar los voltajes en todos los devanados secundarios.

Cálculo transformador

Un transformador es un convertidor de energía pasivo. Su coeficiente de rendimiento (COP) es siempre inferior a uno. Esto significa que la potencia consumida por la carga, que está conectada al devanado secundario del transformador, es menor que la potencia consumida por el transformador cargado de la red. Se sabe que la potencia es igual al producto de la intensidad de la corriente y el voltaje, por lo tanto, en los devanados elevadores, la intensidad de la corriente es menor, y en los devanados reductores, es más que la corriente consumida por el transformador de la red. .

Parámetros y características del transformador.

Se pueden diseñar dos transformadores diferentes con el mismo voltaje de red para recibir los mismos voltajes de devanado secundario. Pero si la carga del primer transformador consume más corriente y el segundo es pequeño, entonces el primer transformador se caracteriza en comparación con el segundo por más potencia. Cuanto mayor sea la intensidad de la corriente en los devanados del transformador, mayor será el flujo magnético en su núcleo, por lo que el núcleo debe ser más grueso. Además, cuanto mayor sea la corriente en el devanado, más grueso debe enrollarse el cable, y esto requiere un aumento en la ventana del núcleo. Por lo tanto, las dimensiones del transformador dependen de su potencia. Por el contrario, un núcleo de cierto tamaño es adecuado para la fabricación de un transformador solo hasta una determinada potencia, que se denomina potencia total del transformador. El número de vueltas del devanado secundario del transformador determina el voltaje en sus terminales. Pero este voltaje también depende del número de vueltas del devanado primario. A un determinado valor de la tensión de alimentación del devanado primario, la tensión del secundario depende de la relación entre el número de vueltas del devanado secundario y el número de vueltas del primario. Esta relación se llama relación de transformación. Si el voltaje en el devanado secundario depende de la relación de transformación, es imposible elegir arbitrariamente el número de vueltas de uno de los devanados. Cuanto menores sean las dimensiones del núcleo, mayor debe ser el número de vueltas de cada bobinado. Por lo tanto, el tamaño del núcleo del transformador corresponde a un número bien definido de vueltas de sus devanados por un voltio de voltaje, menos del cual no se puede tomar. Esta característica se denomina número de vueltas por voltio.

Como cualquier convertidor de energía, un transformador tiene un factor de eficiencia: la relación entre la potencia consumida por la carga del transformador y la potencia que el transformador cargado consume de la red. La eficiencia de los transformadores de baja potencia, que generalmente se utilizan para alimentar equipos electrónicos de consumo, oscila entre 0,8 y 0,95. Los transformadores de potencia más grandes tienen valores más altos.

Cálculo eléctrico del transformador.

Antes de calcular el transformador, es necesario formular los requisitos que debe cumplir. Serán los datos iniciales para el cálculo. Los requisitos técnicos para el transformador también se determinan por cálculo, como resultado de lo cual se determinan los voltajes y las corrientes que deben proporcionar los devanados secundarios. Por lo tanto, antes de calcular el transformador, se calcula el rectificador para determinar los voltajes de cada uno de los devanados secundarios y las corrientes consumidas de estos devanados. Si ya se conocen las tensiones y corrientes de cada uno de los devanados del transformador, entonces son los requisitos técnicos del transformador. Para determinar la potencia total del transformador, es necesario determinar la potencia consumida de cada uno de los devanados secundarios y sumarlos, teniendo en cuenta también la eficiencia del transformador. La potencia consumida de cualquier devanado se determina multiplicando el voltaje entre los terminales de este devanado por la intensidad de la corriente consumida por él:

P es la potencia consumida del devanado, W;

U es el valor efectivo del voltaje tomado de este devanado, V;

I es el valor efectivo de la corriente que fluye en el mismo devanado, A.

La potencia total consumida, por ejemplo, por tres devanados secundarios, se calcula mediante la fórmula:

P S \u003d U 1 I 1 + U 2 I 2 + U 3 I 3

Para determinar la potencia total del transformador, el valor resultante de la potencia total P S debe dividirse por la eficiencia del transformador: P g = , donde

P g - potencia total del transformador; η es la eficiencia del transformador.

Es imposible calcular la eficiencia del transformador por adelantado, ya que para esto necesita saber la cantidad de energía perdida en los devanados y en el núcleo, que dependen de los parámetros de los devanados (diámetros de los cables y su longitud) y el núcleo parámetros (longitud de la línea de campo magnético y grado de acero). Tanto esos como otros parámetros se conocen solo después del cálculo del transformador. Por lo tanto, con suficiente precisión para el cálculo práctico, la eficiencia del transformador se puede determinar a partir de la Tabla 6.1.

Tabla 6.1

Las más comunes son dos formas del núcleo: en forma de O y en forma de W. Por lo general, hay dos bobinas en el núcleo en forma de O y una bobina en el núcleo en forma de W. Conociendo la potencia total del transformador, encuentran la sección transversal del núcleo de trabajo de su núcleo, en el que se encuentra la bobina:

La sección transversal del núcleo del núcleo de trabajo es el producto del ancho del núcleo de trabajo a y el grosor del paquete c. Las dimensiones a y c se expresan en centímetros, y la sección transversal se expresa en centímetros cuadrados.

Después de eso, se selecciona el tipo de placas de acero del transformador y se determina el espesor del paquete central. Primero, encuentre el ancho aproximado del núcleo de trabajo según la fórmula: a= 0.8

Luego, de acuerdo con el valor a obtenido, se selecciona el tipo de placas de acero del transformador entre las disponibles y se encuentra el ancho real del núcleo de trabajo a. después de lo cual el espesor del paquete central se determina con:

El número de vueltas por 1 voltio de voltaje está determinado por la sección transversal del núcleo de trabajo del núcleo del transformador de acuerdo con la fórmula: n \u003d k / S, donde N es el número de vueltas por 1 V, k es el coeficiente determinado por las propiedades del núcleo; S es la sección transversal del núcleo de trabajo del núcleo, cm 2.

De la fórmula anterior se puede ver que cuanto menor sea el coeficiente k, menos vueltas tendrán todos los devanados del transformador. Sin embargo, el coeficiente k no puede elegirse arbitrariamente. Su valor suele oscilar entre 35 y 60. En primer lugar, depende de las propiedades de las placas de acero del transformador a partir de las cuales se ensambla el núcleo. Para núcleos en forma de C, torcidos de una cinta delgada, puede tomar k = 35. Si se usa un núcleo en forma de O, ensamblado a partir de placas en forma de U o L sin agujeros en las esquinas, tome k = 40. Lo mismo valor k para placas tipo USh, en las que el ancho de los núcleos laterales es más de la mitad del ancho del núcleo medio = 50. Así, la elección de k es en gran medida condicional y puede variar dentro de ciertos límites, dado que una disminución en k facilita el bobinado, pero aprieta el modo transformador. Cuando se utilizan placas de acero para transformadores de alta calidad, este coeficiente puede reducirse ligeramente, y cuando la calidad del acero es baja, debe aumentarse.

Conociendo el voltaje requerido de cada devanado y el número de vueltas por 1 V, es fácil determinar el número de vueltas del devanado, multiplique estos valores: W = Un

Esta relación es válida solo para el devanado primario, y al determinar el número de vueltas de los devanados secundarios, es necesario introducir adicionalmente una corrección aproximada para tener en cuenta la caída de voltaje en el devanado mismo debido a la corriente de carga que fluye a través de su cable. : W = mUn

El coeficiente m depende de la fuerza de la corriente que fluye a través de un devanado dado (ver tabla 6.2). Si la intensidad de la corriente es inferior a 0,2 A, se puede tomar m = 1. El grosor del cable con el que se enrolla el devanado del transformador está determinado por la intensidad de la corriente que fluye a través de este devanado. Cuanto mayor sea la corriente, más grueso debe ser el cable, al igual que se requiere una tubería más gruesa para aumentar el flujo de agua. La resistencia del devanado depende del grosor del alambre. Cuanto más delgado es el cable, mayor es la resistencia del devanado, por lo tanto, la potencia liberada en él aumenta y se calienta más. Para cada tipo de cable de bobinado existe un límite de calentamiento permisible, que depende de las propiedades del aislamiento del esmalte. Por lo tanto, el diámetro del cable se puede determinar mediante la fórmula: d \u003d p, donde d es el diámetro del cable para cobre, m; I es la corriente en el devanado, A; p es el coeficiente (tabla 6.3) que tiene en cuenta el calentamiento permisible de una marca particular de alambre.

Tabla 6.2: Definición de factor metro

Tabla 6.3: Selección del diámetro del alambre.

Al elegir el coeficiente p, puede determinar el diámetro del cable de cada devanado. El valor encontrado del diámetro se redondea a un estándar mayor.

La intensidad de corriente en el devanado primario se determina teniendo en cuenta la potencia total del transformador y la tensión de red:

Trabajo practico:

U 1 = 6,3 V, I 1 = 1,5 A U 2 = 12 V, I 2 = 0,3 A U 3 = 120 V, I 3 = 59 mA

Determinación de la potencia de un transformador de potencia.

¿Cómo saber la potencia de un transformador?

Para la fabricación de fuentes de alimentación de transformadores, se requiere un transformador de potencia monofásico, que reduce voltaje de corriente alterna red eléctrica de 220 voltios a los 12-30 voltios requeridos, que luego se rectifica mediante un puente de diodos y se filtra mediante un condensador electrolítico. Estas transformaciones corriente eléctrica necesario, ya que cualquier equipo electrónico se ensambla en transistores y microcircuitos, que generalmente requieren un voltaje de no más de 5-12 voltios.

Para ensamblar la fuente de alimentación usted mismo, un radioaficionado principiante debe encontrar o comprar un transformador adecuado para la futura fuente de alimentación. En casos excepcionales, usted mismo puede hacer un transformador de potencia. Dichas recomendaciones se pueden encontrar en las páginas de libros antiguos sobre electrónica de radio.

Pero hoy en día es más fácil encontrar o comprar un transformador listo para usar y usarlo para hacer su propia fuente de alimentación.

cuenta completa y producción independiente un transformador para un radioaficionado principiante es una tarea bastante difícil. Pero hay otra manera. Puede usar un transformador usado, pero reparable. Para alimentar la mayoría de los diseños caseros, es suficiente una fuente de alimentación de baja potencia con una potencia de 7-15 vatios.

Si el transformador se compra en una tienda, por regla general, no hay problemas especiales con la selección del transformador deseado. El nuevo producto tiene todos sus parámetros principales, tales como energía, voltaje de entrada, tensión de salida, así como el número de devanados secundarios, si hay más de uno.

¿Pero si tienes un transformador que ya funcionó en algún dispositivo y quieres reutilizarlo para diseñar tu fuente de alimentación? ¿Cómo determinar la potencia de un transformador al menos aproximadamente? La potencia del transformador es un parámetro muy importante, ya que de ella dependerá directamente la fiabilidad de la fuente de alimentación u otro dispositivo que hayas montado. Como sabes, la potencia consumida por un dispositivo electrónico depende de la corriente que consume y del voltaje que se requiere para su funcionamiento. operación normal. Aproximadamente esta potencia se puede determinar multiplicando la corriente consumida por el dispositivo ( En a la tensión de alimentación del dispositivo ( U n). Creo que muchas personas están familiarizadas con esta fórmula de la escuela.

P=U norte * Yo norte

Dónde U n- tensión en voltios; En- corriente en amperios; PAGS- potencia en vatios.

Considere la definición de la potencia del transformador en un ejemplo real. Entrenaremos en el transformador TP114-163M. Este es un transformador tipo armadura, que se ensambla a partir de placas rectas y en forma de W estampadas. Cabe señalar que los transformadores de este tipo no son los mejores en términos de eficiencia (eficiencia). Pero la buena noticia es que tales transformadores están muy extendidos, se usan a menudo en la electrónica y son fáciles de encontrar en los estantes de las tiendas de radio o en equipos de radio viejos y defectuosos. Además, son más baratos que los transformadores toroidales (o, en otras palabras, de anillo), que tienen una alta eficiencia y se utilizan en equipos de radio bastante potentes.

Entonces, tenemos un transformador TP114-163M. Tratemos de determinar aproximadamente su poder. Como base para los cálculos, tomaremos recomendaciones del popular libro de V.G. Borisov "Joven radioaficionado".

Para determinar la potencia del transformador, es necesario calcular la sección transversal de su circuito magnético. Con respecto al transformador TP114-163M, el núcleo magnético es un conjunto de placas estampadas en forma de W y rectas de acero eléctrico. Entonces, para determinar la sección transversal, es necesario multiplicar el grosor del conjunto de placas (ver foto) por el ancho del lóbulo central de la placa en forma de W.

Al calcular, debe observar la dimensión. El grosor del conjunto y el ancho del pétalo central se miden mejor en centímetros. Los cálculos también deben hacerse en centímetros. Así, el espesor del conjunto del transformador estudiado fue de unos 2 centímetros.

Luego, mide el ancho del pétalo central con una regla. Esto ya es una tarea más difícil. El hecho es que el transformador TP114-163M tiene un conjunto denso y un marco de plástico. Por lo tanto, el lóbulo central de la placa en forma de W es prácticamente invisible, está cubierto por la placa y es bastante difícil determinar su ancho.

El ancho del lóbulo central se puede medir en el lado, la primera placa en forma de W en el espacio entre marco de plástico. La primera placa no se complementa con una placa recta y por lo tanto se ve el borde del lóbulo central de la placa en forma de W. Su ancho era de unos 1,7 centímetros. Aunque el cálculo presentado es indicativo, pero aún es deseable realizar mediciones con la mayor precisión posible.

Multiplicamos el grosor del conjunto de circuitos magnéticos ( 2cm.) y el ancho del lóbulo central de la placa ( 1,7 cm.). Obtenemos la sección transversal del circuito magnético: 3,4 cm 2. A continuación, necesitamos la siguiente fórmula.

Dónde S- área de la sección transversal del circuito magnético; P tr- potencia del transformador; 1,3 - coeficiente medio.

Después de transformaciones simples, obtenemos una fórmula simplificada para calcular la potencia de un transformador sobre la sección transversal de su circuito magnético. Ahí está ella.

Sustituir en la fórmula el valor de la sección S \u003d 3,4 cm 2 que recibimos anteriormente.

Como resultado de los cálculos, obtenemos un valor aproximado de la potencia del transformador ~ 7 vatios. Tal transformador es suficiente para ensamblar una fuente de alimentación para un amplificador de frecuencia de audio mono de 3-5 vatios, por ejemplo, basado en el chip amplificador TDA2003.

Aquí está otro de los transformadores. Marcado como PDPC24-35. Este es uno de los representantes de los transformadores: "bebés". El transformador es muy pequeño y, por supuesto, de baja potencia. El ancho del lóbulo central de la placa en forma de W es de solo 6 milímetros (0,6 cm).

El espesor del conjunto de placas de todo el circuito magnético es de 2 centímetros. Según la fórmula, la potencia de este minitransformador es igual a aproximadamente 1 W.

Este transformador tiene dos devanados secundarios, máximo corriente admisible que es bastante pequeño y asciende a decenas de miliamperios. Tal transformador solo puede usarse para alimentar circuitos con bajo consumo de corriente.