Transformadores: aplicaciones en el automóvil. Diagnosis.

Transformador de bombilla de xenón. Primera generación.

El transformador.

Es un componente destinado a transformar la energía eléctrica.

Se trata de una máquina estática, que funciona con “corriente alterna”, mejo dicho, con variaciones de corriente,

Convierte una señal alterna de un circuito que trabaja con una determinada combinación de tensión-intensidad, a otra con otra combinación distinta de tensión-intensidad.

Detalle transformador ubicado en calculador de tracción híbrida

En los vehículos híbridos que disponen de baterías de alto voltaje, el transformador realiza la función reductora.
Por ejemplo, el sistema de tracción híbrida de bosch dispone de un transformador de 150 V a 14 V para cargar la batería de la red eléctrica normal del vehículo.

Constitución de un transformador.

El transformador básico consta de un núcleo de hierro dulce cerrado sobre el que se disponen dos bobinas con diferente número de espiras. El arrollamiento al que se le  aplica la energía recibe el nombre de primario, y aquel del que se saca energía, secundario.

En el automóvil, nos podemos encontrar con transformadores que disponen de un primario y dos secundarios y viceversa, dos primarios y un secundario como en el caso de los transformadores que alimentan a a las bombillas de xenón.

Simbología del transformador
Transformador de encendido primera generación.

El transformador más importante de los motores de explosión es el transformador de  encendido, conocida como “bobina de encendido”

Dicho transformador se encarga se encarga de transformar la baja tensión de la batería (12 a 14 V) en alta tensión (30 000 V, aproximadamente), que se emplea para alimentar
las bujías de encendido.

 

Relación de transformación.

Las tensiones en los bornes del primario y del secundario están en razón directa a su respectivo número de espiras; mientras que las intensidades de entrada y salida en un transformador están en razón inversa del número de espiras.

V1/V2 = N1/N2
N1/N2 = I2/I1

V1: Voltaje del primario.
V2: Voltaje del secundario.
N1: Número de espiras del primario.
N2: Número de espiras del secundario.
I1: Intensidad del primario.
I2: Intensidad del secundario.

La relación de potencias es de igualdad; es decir la potencia desarrollada en el primario es igual a la del secundario.

V1 x I1 = V2 x I2

P1 = P2

Transformador

Ejercicio resuelto.

Un transformador de 300 W de potencia se va a conectar en su primario a 220 V y en su secundario entregará 22 V. Si el primario tiene 1500 vueltas de alambre de cobre hallar:

a) el número de vueltas del bobinado secundario.

b) la intensidad de corriente en el primario para la carga máxima (300 W)

c) la intensidad de corriente en el secundario para las condiciones de b)

Solución:

a) Ns = Np .(Vs/Vp) = 1500. (22V/220V) = 1500 . 1/10 = 150 vueltas
b) P = Vp . Ip → Ip = P / Vp = 300W / 220V = 1,36 A
c) P = Vs . Is → Is = P / Vs = 300W / 22V = 13,6 A

Ejercicio 1 propuesto. (ver ejemplo anterior)

Un transformador de bombilla de xenón tiene en el primario 100 espiras y es alimentado con una tensión de 200V.

a) Calcula el número de espiras del secundario para obtener una tensión de 30.000V

b) Observa el detalle de la foto “Transformador de bombilla de xenón. Tercera generación.” Indica la potencia del transformador.

c) Calcula las corrientes del primario y del secundario cuando el transformador esta trabajando a la máxima potencia.

Transformador de bombilla de xenón. Tercera generación.
Simulador de transformador con cocodrile clips

Ejercicio 2 propuesto. 

Con ayuda del simulador cocodrile cips, simula un circuito como el de la figura. Prueba distintas relaciones de transfomación. Adjunta las fotos solicitadas en el cuestionario anexo.

 

Acceso a la práctica: El transformador en el automóvil.

Descripción general. En el esquema del circuito de encendido de un vehículo se observa un transformador de encendido. Este transformador, llamado también "bobina de encendido" tiene la función de generar la tensión de encendido necesaria para que salte la chispa.