Capýtulo 12:

 Detección de averías (2/2)

b)    Fusibles

Hay que poner fusibles de protección en fuentes de alimentación. Se pueden poner en la malla del primario o del secundario ¿Donde es mejor?

Como es más barato el fusible de 1 A, lo mejor será poner el fusible en el primario.

¿Que valor de corriente interesa? En un transformador ideal, las corrientes están relacionadas por la fórmula:

Hay que tener cuidado porque se puede estropear por el calor. La formula anterior para ondas senoidales es:

Pero la onda que tenemos no es senoidal su forma es la siguiente:

Si se usara la fórmula anterior para calcular la intensidad, habría un 40 % de error, pero esto no es tan importante porque después de conseguir es valor, se suele añadir un margen mayor al fusible para que no falle. Así calcularemos para un valor mucho mayor del que nos salga con esa fórmula (Ejemplo: Si sale 0,167 A tomaremos un fusible de 0.25 A).

Entonces aplicaremos la fórmula. Para medir valores eficaces tenemos el amperímetro. Tomamos un amperímetro especial que solo mide valores eficaces de senoidales, un "Amperímetro de Verdadero Valor Eficaz", que se basa en muestreo, que es lo siguiente: coger un periodo y aplicarle la definición de valor eficaz.

Que es la suma de los cuadrados de la onda que va sacando, esto es una integral dividida entre el periodo y todo dentro de una raíz cuadrada, es la definición de valor eficaz.

Y se obtiene un valor para la corriente en el secundario de 1,5 A rms (en valor eficaz, root means square = raíz cuadrada de la media de los cuadrados). Si nos dicen que la relación de espiras es de 9 : 1, el valor eficaz de la intensidad por el primario vale:

Como se ha dicho anteriormente ahora hay que coger un valor mayor, por ejemplo se podría coger el de 0,25 A.

Transformadores reales

Los transformadores son cuadrados de chapas de hierro colocados uno tras otro y arrollados por un hilo de cobre barnizado (aislado), tanto en el primario como en el secundario.

Los transformadores reales no son ideales, el conductor del bobinado (cobre) tiene una resistencia que produce pérdidas de potencia. Son perdidas de potencia debidas al calentamiento en el hilo, son las "Pérdidas en el Cobre".

El flujo magnético en las chapas crean unas "Pérdidas en el Hierro", que suelen ser perdidas por Histéresis y por Foucault.

Entonces de la red no se aprovecha todo. Lo ideal sería el 100 % de la red a la carga, pero existen esas pérdidas.

Ejemplo: Transformador F25X:   V1 = 115 V   V2 = 12.6 V   I1 = 1.5 A

Si se quita la carga, aumenta la tensión en el secundario, y no hay pérdidas en el secundario. Al final si se quiere conocer la corriente del primario se usa la ecuación:

Y para calcular la corriente del primario se usa la ecuación:

En este curso solo nos van a interesar los transformadores ideales que son los vistos anteriormente, pero es interesante tener en cuenta que los transformadores que compréis en la tienda son reales y no ideales.

Sugerencias para el diseño de fuentes de alimentación

Nos dicen que tenemos un rectificador de onda completa con una VL (VCCL = 9 V) y IL(ICCL = 1 A).

Primero se elige el rizado (VR), que se toma aproximadamente:

Una vez que se tiene el rizado se saca la capacidad:

Ahora hay que ver si es C < 1000 mF o C > 1000 mF para ver si se carga el C con uno o más ciclos.

Si C < 1000 mF el C se carga en 1 ciclo, en el transitorio inicial.

Si C > 1000 mF el C se carga en más de 1 ciclo.

Si es el segundo caso:

Se calcula con un ohmetro el valor de la resistencia del bobinado secundario, y la rB se saca del catálogo, con los valores de IF y VF.

Se saca Ipico inicial = IFSM y se elige un diodo adecuado viendo en el catálogo. Después se elige un transformador, etc...

Suelen haber problemas en circuitos que absorben mucha corriente porque suele salir una capacidad muy grande.

Por se tendrá que coger mayor rizado como por ejemplo un 20 % para que no halla problemas.

El condensador se calienta, si la corriente por el condensador es muy grande se puede destruir el C. Para elegir el condensador se mide el verdadero valor eficaz con un amperímetro.

Finalmente se ve en el catálogo el valor, por ejemplo de 5000 mF, y tenemos varios condensadores que aguantan diferentes corrientes, y se elige uno.

Después de esto elegir un transformador ya no es tan problemático.

Filtros RC y LC

Si se quiere disminuir el rizado se pueden utilizar cualquiera de esto cuatro elementos:

Filtro RC.

Filtro LC.

Regulador con diodo zener.

Regulador monolítico.

Los dos primeros no se usan. El regulador con diodo zener se dará en el siguiente tema y el regulador monolítico se verá más adelante.

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