Cómo hacer el núcleo de un transformador: Una guía sencilla sobre el corazón de un transformador eléctrico

El núcleo del transformador es la parte principal de cualquier transformador eléctrico. Es el corazón que hace que todo funcione. El núcleo dirige la energía de una bobina a otra. Esto permite que el transformador cambie el voltaje. Este artículo es tu guía sencilla para este proceso clave. Aprenderás a fabricar un núcleo de transformador de principio a fin. Hablaremos de los mejores materiales que se pueden utilizar. También hablaremos de cómo prepararlos y de los pasos para montar un núcleo fuerte y que funcione bien. Esta guía hace que un tema difícil sea sencillo de aprender.

¿Qué es un núcleo de transformador y por qué es tan importante?

Un transformador es una parte muy importante de muchos aparatos eléctricos. Su función es cambiar la tensión de la corriente eléctrica. En el centro de cada transformador está el núcleo. Este núcleo es como un camino para la energía. La corriente eléctrica circula por el primer devanado. Este devanado se llama primario. Esta corriente crea un campo magnético. El núcleo del transformador está hecho de un material especial que dirige este campo magnético. Este campo magnético, o flujo magnético, se envía al segundo devanado, llamado secundario.

La calidad del núcleo del transformador es muy importante para que funcione bien. Un buen núcleo moverá casi toda la energía sin perder mucha. Un núcleo que no esté bien hecho perderá energía. Esta energía perdida suele convertirse en calor. Por eso son tan importantes el diseño y el montaje del núcleo del transformador. El núcleo se encarga de que el transformador haga su trabajo correctamente. Este núcleo es una parte clave de todo el sistema eléctrico del transformador. El rendimiento del núcleo decide el funcionamiento total del transformador.

¿Qué materiales son los mejores para el núcleo de su transformador?

Elegir el material adecuado para el núcleo del transformador es un paso muy importante. El material debe tener las características magnéticas adecuadas. Esto significa que debe permitir que un campo magnético lo atraviese sin problemas. Los dos materiales más habituales para un núcleo de transformador son el acero al silicio y la ferrita. Cada material se utiliza para un fin distinto. El material adecuado ayuda a que el transformador funcione muy bien.

El acero al silicio también se denomina acero eléctrico. Es un tipo de hierro al que se ha añadido un poco de silicio. Este acero es muy bueno para los transformadores de potencia que funcionan con energía de baja frecuencia, como la que hay en su casa. El silicio del interior del acero ayuda a detener la pérdida de energía. La ferrita es un material hecho de cerámica. Se utiliza en transformadores electrónicos de alta frecuencia. Se encuentra en ordenadores y televisores. La ferrita no es tan resistente como el acero. Sin embargo, tiene muy pocas pérdidas a altas frecuencias. Elegir el material del núcleo es el primer paso en el proceso de fabricación de cualquier transformador.

¿Qué es el laminado y por qué lo necesita un núcleo de transformador?

Cuando un campo magnético atraviesa un núcleo metálico sólido, genera pequeñas corrientes eléctricas giratorias en su interior. Esto se denomina corriente de Foucault. Esta corriente de Foucault no es útil. Sólo genera calor, que es una forma de perder energía. Para detener esta pérdida, utilizamos un método especial llamado laminación. Una laminación es una lámina muy fina del material del núcleo, como el acero. El núcleo del transformador no es una pieza sólida. Se fabrica apilando muchas láminas finas. Cada lámina es una pieza única.

Cada laminación tiene una fina capa que detiene la electricidad. Puede ser un tipo de pintura o una capa especial que se forma sobre el acero. Este revestimiento impide que las corrientes parásitas pasen de una lámina a la siguiente. Este método reduce muchas pérdidas de energía. Ayuda a que el transformador funcione mucho mejor. Por tanto, el proceso de laminación es muy importante para fabricar un buen núcleo de transformador. Un laminado no es muy fuerte. Pero una pila de láminas hace un núcleo fuerte. El laminado debe ser fino para evitar que se forme corriente. Todo el núcleo es una pila de láminas.

¿Cómo se prepara el material del núcleo para el montaje?

Antes de montar el núcleo, hay que preparar el material. El trabajo principal es cortar el acero u otro material para darle la forma adecuada. Se introducen grandes rollos de acero eléctrico en una máquina. Esta máquina corta las piezas de laminación. La forma del laminado es importante. Las formas habituales son "E", "I" y "L". Estas formas se hacen para que encajen a la perfección cuando se ensambla el núcleo. El proceso de corte tiene que ser muy exacto. Así se garantiza que el tamaño final del núcleo del transformador sea el correcto.

Tras el corte, el borde de cada lámina puede tener pequeños trozos afilados de metal llamados rebabas. Hay que quitarlas. Si no se quitan las rebabas, pueden cortar el revestimiento aislante. Esto puede dejar que fluyan corrientes parásitas, lo que hace que el transformador funcione peor. A continuación, se apilan las chapas de laminación. Ya están listas para el proceso de montaje. Este paso de preparación es muy importante para fabricar un núcleo de máxima calidad. Este proceso garantizará que las piezas de laminación encajen perfectamente.

¿Cuáles son los principales tipos de ensamblaje de núcleos de transformadores?

Hay dos formas principales de montar el núcleo de un transformador. La forma que se elija dependerá de cómo esté diseñado el transformador y para qué se utilice. Los dos tipos son el "tipo de núcleo" y el "tipo de carcasa". La mayor diferencia es cómo se unen el núcleo y el devanado o bobina. Ambas formas utilizan una pila de laminación para construir el núcleo. El método de ensamblaje del núcleo cambia el funcionamiento del transformador.

En un transformador de núcleo, el devanado se enrolla alrededor de la pata del núcleo. El núcleo del transformador parece una simple caja con dos patas. Los devanados primario y secundario se colocan en una o ambas patas de este núcleo. En un transformador tipo cáscara, el núcleo del transformador se construye alrededor del devanado. Este núcleo tiene tres patas. La bobina se coloca en la pata central. El núcleo de tipo cáscara proporciona un mejor soporte para el devanado. También puede reducir las fugas magnéticas. Ambos tipos de montaje del núcleo utilizan un método especial de apilamiento de la laminación.

¿Cómo se monta un núcleo de transformador de carcasa?

El montaje de un núcleo de transformador de tipo carcasa es un proceso que consta de varias etapas. Este método suele utilizar piezas de laminación en forma de E y de I. El objetivo es construir el núcleo alrededor de la bobina. Este proceso requiere que apile cada capa de laminación con cuidado. Esto se hace para crear un armazón de núcleo de transformador resistente. Esta es una forma muy popular de hacer pequeñas unidades de transformadores.

He aquí el proceso general para montar este tipo de núcleo:

1. Primera capa: En primer lugar, se colocan las piezas de laminación en forma de E una junto a otra. A continuación, se colocan las piezas de laminación en forma de I encima. Así se cierra la forma.
2. Inserte la bobina: La bobina ya está hecha. Tiene el bobinado primario y secundario. Esta bobina se desliza sobre la pata central de las láminas E.
3. Capas alternativas: Se apila la siguiente capa de laminación mirando hacia el otro lado. Este solapamiento, o vuelta, en las esquinas crea un camino mejor para el flujo magnético. Sigue añadiendo más y más piezas de laminación.
4. Construye la pila: Se sigue haciendo esto, añadiendo más capas de laminación. Se detiene cuando el núcleo del transformador es lo suficientemente grueso. Esta pila de laminado es ahora el núcleo acabado. Cada parte del núcleo debe estar bien apretada. Añade la última capa para terminar el trabajo.

¿Cómo se construye un núcleo de transformador con núcleo?

Un transformador con núcleo también se fabrica con piezas de laminación. Este diseño suele utilizar laminación en forma de L o formas como una U y una I. Para este núcleo, el bobinado se coloca en la pata del núcleo después de que éste esté parcialmente construido. La mayor diferencia en esta forma de construir es que primero se hacen las patas del núcleo. Esta es una forma habitual de construir el núcleo de un transformador.

El proceso de montaje de este núcleo es el siguiente:

1. Construye las piernas: Se empieza a montar el núcleo. Para ello, apile las piezas de laminación para formar las patas del núcleo. Por ejemplo, puede apilar piezas de laminación en forma de L para hacer una esquina. Puede utilizar un laminado diferente para la siguiente capa. Esto crea un solapamiento. La pata del núcleo tiene que ser perfectamente recta.
2. Añade el devanado: Una vez que una pata del núcleo del transformador tiene la sección transversal adecuada, se desliza la bobina sobre ella. La bobina debe quedar bien ajustada a la pata del núcleo. Cada vuelta del bobinado cuenta.
3. Cerrar el núcleo: A continuación, se monta la otra parte del núcleo. Esta parte se llama yugo. Se utilizan más piezas de laminación para terminar la trayectoria magnética. Así se forma un bucle completo por el que se desplaza el campo magnético. Se utiliza una abrazadera apretada.
4. Sujete el conjunto: A continuación, se aprieta todo el núcleo y se sujeta firmemente con una abrazadera o con pernos. Esto hace que el núcleo del transformador sea muy fuerte y sólido. En cada pata del núcleo hay un bobinado.

¿Qué pasos finales garantizan un núcleo eléctrico de alto rendimiento?

Una vez terminada la pila de laminación, los últimos pasos del montaje del núcleo son muy importantes para el rendimiento del transformador. El objetivo es que el núcleo sea una pieza sólida. Un núcleo de transformador suelto temblará y será ruidoso. También puede hacer que se pierda más energía. Para evitarlo, el núcleo debe estar bien unido. Se trata de un importante paso eléctrico y mecánico.

Una forma popular es utilizar una abrazadera metálica o un bastidor. Todo el conjunto del núcleo se coloca en el bastidor. A continuación, se aprietan los tornillos para comprimir la pila de laminado. Esto da más fuerza al núcleo. Otra forma es utilizar un pegamento especial. Se puede utilizar una resina epoxi especial para recubrir todo el núcleo. La resina epoxi se introduce entre todas las piezas de laminación. Luego se endurece y pega todo el núcleo del transformador, convirtiéndolo en un bloque sólido. Este proceso también puede ayudar a reducir el ruido y hacer que las piezas eléctricas funcionen mejor. Estos pasos finales garantizan que el núcleo funcione a la perfección.

¿Cómo afectan las pérdidas en el núcleo al rendimiento del transformador?

Un transformador perfecto trasladaría toda la energía del devanado primario al secundario. Pero en la vida real siempre se pierde algo de energía. Gran parte de esta pérdida se produce en el núcleo del transformador. Hay dos tipos principales de pérdidas en el núcleo: las pérdidas por corrientes parásitas y las pérdidas por histéresis. Conocer estas pérdidas e intentar reducirlas es muy importante para fabricar un transformador que funcione bien. Un sistema que funciona bien ahorra energía.

Como hemos dicho antes, las pérdidas por corrientes de Foucault se deben a las pequeñas corrientes eléctricas que se producen en el interior del laminado. El uso de una laminación fina ayuda a reducir estas pérdidas. La pérdida por histéresis es diferente. Es la energía que se utiliza para cambiar la dirección del campo magnético en el material del núcleo. Esto ocurre con cada ciclo de la corriente. La elección del material del núcleo, como el acero al silicio, se escoge para reducir este tipo de pérdida. Unas buenas características magnéticas, como una alta permeabilidad (es decir, la facilidad con la que puede pasar un campo magnético), ayudan a reducir esta pérdida. Menos pérdidas significa que funciona mejor. También significa que el transformador emite menos calor. El buen funcionamiento del transformador depende de que la pérdida de energía sea pequeña.

¿Cuál es la conclusión sobre la fabricación de un núcleo de transformador?

En definitiva, fabricar el núcleo de un transformador es un trabajo que requiere cuidado y precisión. Es algo más que apilar piezas de acero. Cada paso, desde la selección del material hasta el montaje final, afecta en gran medida al funcionamiento del transformador. El núcleo es el corazón del transformador. Su calidad determina el funcionamiento de todo el aparato eléctrico.

El material del núcleo debe tener grandes características magnéticas. Esto le ayuda a dirigir el flujo magnético con muy poca pérdida. El proceso de laminación es un método inteligente utilizado para combatir la pérdida de energía por corrientes parásitas. Por último, el método de montaje, tanto si se trata de un transformador de núcleo como de carcasa, debe realizarse con mucho cuidado. Esto es para hacer un núcleo apretado y sólido. Siguiendo estos pasos, podrá fabricar un núcleo de transformador de la máxima calidad. Proporcionará energía a los dispositivos eléctricos de forma que funcione bien durante mucho tiempo. Todo este proceso es una parte fundamental de la fabricación de transformadores.

Puntos clave

• El núcleo es lo más importante: El núcleo del transformador es la parte principal de un transformador. Dirige el campo magnético.
• Elegir el material es importante: Hay que elegir el material adecuado para cada tarea. Utilice acero al silicio para los transformadores de potencia de baja frecuencia. Utilice ferrita para los transformadores electrónicos de alta frecuencia.
• Utilice siempre la laminación: Haz el núcleo con una pila de finas láminas recubiertas. Esto ayuda a detener la pérdida de energía por corrientes parásitas.
• Colócalo con cuidado: El núcleo tiene que estar bien montado. Se necesita un laminado superpuesto y abrazaderas bien apretadas. Así se consigue un núcleo fuerte y silencioso que funciona bien.
• Mantener bajas las pérdidas: El principal objetivo al diseñar un buen núcleo de transformador es reducir la pérdida de energía. Esto hace que todo el transformador funcione mejor.