Devanados de Transformador de Cobre vs. Aluminio: La gran pregunta

Cuando se fabrican bobinados para transformadores, ¿cuál es el mejor material que se puede utilizar? Elegir entre bobinados de cobre y bobinados de aluminio es muy importante. Cambia el tamaño del transformador, su funcionamiento y su coste. Si elige el material equivocado, puede tener problemas más adelante. Estos problemas pueden ser facturas elevadas o cosas que hay que arreglar.

En este artículo voy a mostrarle lo que realmente ocurre. Veremos la diferencia real entre el cobre y el aluminio. Compartiré lo que sé sobre los lados buenos y malos de cada uno. Veremos cómo su elección cambia el funcionamiento de su transformador y lo que paga por él. Cuando terminemos, sabrá qué material es el adecuado para lo que necesita hacer.

¿Por qué debo preocuparme por los devanados de los transformadores?

He estado rodeado de un montón de cosas eléctricas, y sé que el transformador es como el corazón de un sistema de energía. ¿Y los bobinados? Son como los tubos que transportan la sangre. Estas bobinas suelen ser de cobre o aluminio. Trasladan la energía eléctrica de un lugar a otro. Elegir el material adecuado para estas bobinas del transformador es una elección muy importante.

El primer bobinado, llamado primario, toma la energía de una fuente. El segundo bobinado envía esa energía al exterior. El material utilizado para enrollar las bobinas influye en el funcionamiento del transformador. También cambia su tamaño, su peso y, por supuesto, el coste final. Es como elegir el motor de un coche. Dos motores diferentes pueden hacer que el coche funcione, pero cambian su velocidad, la cantidad de gasolina que consume y su coste. Lo mismo ocurre al elegir si el aluminio o el cobre son adecuados para su transformador.

¿Qué hace que el cobre sea la opción habitual?

Durante mucho tiempo, el cobre fue la mejor elección para los bobinados de los transformadores. De hecho, los primeros transformadores se fabricaron con bobinados de cobre. Hay muy buenas razones para ello. La más importante es que el cobre es un excelente conductor de electricidad. Tiene una conductividad eléctrica muy alta. Esto significa que la energía eléctrica lo atraviesa con facilidad.

Al ser tan buen conductor, un transformador de cobre puede ser más pequeño que uno de aluminio que haga el mismo trabajo. Cuando no se dispone de mucho espacio, esto es una gran ayuda. El cobre también es muy resistente y se puede estirar en un fino alambre de cobre sin que se rompa. Esta cualidad hace que sea más fácil para una fábrica para enrollar la bobina. También hace una bobina más fuerte que puede soportar ser sacudido mejor que una bobina de aluminio.

¿Es el aluminio un material mejor por precio y peso?

El cobre se ha utilizado durante mucho tiempo, pero el aluminio es ahora muy popular. Hay dos buenas razones para ello: el precio y el peso. En mi trabajo, el primer precio suele ser muy importante para cualquier trabajo. El aluminio cuesta mucho menos que el cobre. El precio del cobre puede cambiar mucho, lo que hace difícil calcular el coste de un trabajo. Los precios del aluminio suelen ser más estables.

La otra gran ventaja del aluminio es su peso. Si tomamos la misma cantidad de aluminio y cobre, el aluminio es mucho más ligero. Esto puede ser de gran ayuda en transformadores grandes, donde se utiliza mucho material. Un transformador más ligero suele ser más fácil y barato de mover y montar. Esto hace que los transformadores bobinados en aluminio sean una gran elección para trabajos en los que el coste y el peso son lo más importante.

¿Cómo cambia el material el tamaño de mi transformador?

Una de las primeras cosas que verá es que un transformador de cobre y uno de aluminio tienen tamaños diferentes. El cobre tiene una mayor conductividad eléctrica, por lo que no se necesita tanta cantidad para transportar la misma cantidad de energía eléctrica. Esto significa que los tamaños de los cables de cobre pueden ser más pequeños que los de aluminio para el mismo trabajo. El resultado es una bobina más pequeña, lo que significa que puede tener un transformador más pequeño.

Un transformador de aluminio necesita que sus cables sean más gruesos para funcionar tan bien como los de cobre. Esto hace que la bobina sea más grande. Una bobina más grande necesita un núcleo más grande y una caja más grande para contenerlo todo. Aunque el aluminio es más ligero, la necesidad de un transformador más grande a veces puede anular el ahorro de peso. Cuando se dispone de muy poco espacio, un transformador de cobre más pequeño suele ser la elección perfecta.

¿Cuáles son los puntos buenos y malos de los bobinados de cobre?

He trabajado con muchos transformadores de cobre y aluminio. Cada uno es bueno en algunas cosas y no tan bueno en otras. Es importante conocer estos puntos buenos y malos antes de elegir. En el caso del cobre, los puntos buenos están muy claros.

Ventajas de los bobinados de cobre:

• Alta conductividad eléctrica: El cobre es mejor conductor. Esto significa mejor rendimiento y menos energía desperdiciada.
• Tamaño más pequeño: Como es un gran conductor, un transformador de cobre puede hacerse más pequeño.
• Material resistente: El cobre es más resistente que el aluminio. Puede soportar más sacudidas y tensiones.
• Bueno con el calor: El cobre soporta mejor el calor. Esto es importante cuando hay una gran carga eléctrica.

Pero el cobre también tiene puntos negativos. El elevado coste del cobre es uno de los principales. Su precio puede variar mucho, lo que hace difícil planificar un presupuesto. Además, aunque el óxido en el cobre no es un problema tan grave como en el aluminio, si empieza, puede extenderse por todo el metal.

¿Cuáles son los puntos buenos y malos de los bobinados de aluminio?

Veamos ahora el aluminio. He visto a mucha más gente utilizar transformadores bobinados en aluminio, especialmente en los últimos años. La razón principal es el coste.

Ventajas de los bobinados de aluminio:

• Menor coste: El aluminio es mucho más barato que el cobre. Su precio también es más estable.
• Peso más ligero: Un transformador de aluminio que haga el mismo trabajo suele ser más ligero.
• Detiene el óxido: El exterior del aluminio forma una capa dura que impide que se forme más óxido.
• Buen almacenamiento de calor: Libra por libra, el aluminio puede retener más calor que el cobre durante breves periodos de tiempo cuando la carga eléctrica es demasiado elevada.

El mayor problema del aluminio es su menor conductividad. Esto significa que se necesitan cables de mayor calibre, lo que hace que el transformador sea más grande. Además, las conexiones eléctricas con aluminio requieren más atención. El aluminio aumenta de tamaño cuando se calienta. Esto puede hacer que las conexiones se aflojen con el tiempo si no se colocan de la forma correcta. La posibilidad de una conexión floja era una gran preocupación en el pasado. A veces provocaba problemas como un incendio.

Hablemos de cómo funcionan: ¿hay una gran diferencia?

A la hora de la verdad, ¿puede un transformador de aluminio funcionar tan bien como uno de cobre? Muchas veces, la respuesta es sí. Un transformador de aluminio bien fabricado puede funcionar tan bien y durar tanto como uno de cobre. Lo importante es cómo está hecho. La fábrica sólo utiliza un alambre de aluminio más grueso para compensar que no es tan buen conductor.

Pero hay veces en que el cobre es una opción mucho mejor. En lugares con ciertos tipos de problemas eléctricos llamados armónicos, los alambres más grandes de un bobinado de aluminio pueden hacer que se pierda más energía. El cobre también funciona mejor cuando la carga eléctrica es demasiado alta, porque soporta mejor el calor. Por tanto, ambos materiales pueden hacer el trabajo. Pero el cobre suele ser mejor para trabajos más duros. Es muy importante pensar en lo bien que funciona el transformador.

¿Cómo afecta la oxidación a las conexiones eléctricas?

Una cosa de la que siempre se habla en la cuestión del aluminio frente al cobre es el óxido. Ambos metales reaccionan con el aire, pero lo hacen de formas diferentes. Cuando el aluminio entra en contacto con el aire, se forma rápidamente una capa dura de óxido de aluminio en el exterior. Esta capa de óxido no deja pasar la electricidad. Esto puede dificultar una conexión eléctrica buena y fuerte.

Para solucionarlo, hay que utilizar métodos y piezas especiales. Éstos se aseguran de que la conexión esté sellada al aire y pueda atravesar la capa de óxido. El cobre, en cambio, forma un óxido blando que sí deja pasar la electricidad. Esto hace que sea mucho más fácil conseguir una conexión eléctrica sólida con el cobre. El problema del óxido es una de las principales razones por las que las conexiones de aluminio deben colocarse con más cuidado y pueden necesitar más revisiones con el paso del tiempo.

¿Qué pasa con las sacudidas y cuánto duran?

Un transformador no es algo que se quede quieto. Puede temblar, y se agranda cuando está caliente y se reduce cuando está frío. A veces, puede sufrir mucha fuerza por un cortocircuito. El cobre es un material más resistente. Es menos probable que cambie lentamente de forma con el tiempo cuando está sometido a tensión. Esto hace que un bobinado de cobre sea más resistente. Es menos probable que se rompa debido a estos problemas físicos.

El aluminio es un material más blando. También se agranda más que el cobre cuando se calienta. Este crecimiento y contracción puede someter a tensión las conexiones eléctricas y la bobina. Hoy en día, las nuevas formas de fabricar transformadores bobinados con aluminio los han hecho mucho más fiables. Pero el cobre sigue siendo más resistente y dura más, sobre todo cuando las condiciones son duras. Esto puede significar que un transformador de cobre tendrá una vida más larga.

Entonces, ¿qué material es el adecuado para mi trabajo?

Después de analizar todo esto, la elección entre aluminio o cobre se reduce realmente a lo que usted necesita y a lo que es más importante para usted. No existe un único material que sea "el mejor" para todos los trabajos. He visto ambos tipos de transformadores funcionar bien durante muchos años cuando se eligen y se montan de la forma correcta.

Debería pensar en un transformador de cobre para su trabajo si:

• No tienes mucho espacio y necesitas un transformador más pequeño.
• El trabajo es muy importante, como en un hospital o un centro informático, donde tiene que funcionar todo el tiempo.
• El transformador tendrá que soportar cargas eléctricas elevadas, demasiada carga a menudo o muchas sacudidas.
• Ahorrar dinero en electricidad a largo plazo es más importante que el precio que pagues al principio.

Por otro lado, un transformador de aluminio podría ser la elección perfecta si:

• El coste inicial del transformador es una parte muy importante de tu plan.
• El peso del transformador es importante, como si se va a montar en un poste.
• El transformador es para un trabajo normal con cargas eléctricas que no cambian mucho.
• Usted utiliza un sistema de baja tensión. En este caso, la menor conductividad del aluminio no es un problema tan grande.

En resumen, la cuestión de los devanados de transformador de cobre frente a los de aluminio no es qué material es mejor siempre. Se trata de cuál es mejor para un trabajo específico. La elección final es una mezcla de coste, tamaño, peso y rendimiento.

Aspectos clave

• El lado bueno del cobre: El cobre tiene mayor conductividad eléctrica. Esto hace que los transformadores más pequeños funcionen mejor y sean más resistentes.
• El lado bueno del aluminio: El aluminio cuesta mucho menos y es más ligero. Esto lo convierte en una buena opción cuando se necesita ahorrar dinero.
• Diferencia de tamaño: Para hacer el mismo trabajo eléctrico, un transformador de aluminio tiene que ser más grande que uno de cobre.
• Las conexiones son importantes: Las conexiones eléctricas de los bobinados de aluminio requieren más cuidado y piezas especiales porque puede formarse una capa de óxido que bloquea la electricidad.
• El trabajo es lo más importante: La mejor elección depende de lo que necesite. Los trabajos muy importantes suelen usar cobre, mientras que los transformadores normales suelen usar aluminio para mantener los costes bajos.