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====== [LAB] FA: Transformador ======

  * Disminuye el valor de la tensión alterna de entrada (generalmente la línea de energía eléctrica), a un valor mas bajo.
  * Su salida es también una tensión alterna que cumple con la fórmula: {{ doc:tec:lab:fa:trafo:tr_formula1.gif?nolink |}}
    * Donde: **Ve** y **V1** son la tensión de **primario** y **secundario** del transformador respectivamente, **Np** y **Ns** son el número de vueltas del primario y secundario respectivamente y **m** la relación de transformación.
  * Despejando la tensión de salida del transformador V1: V1 = V<sub>e</sub> / m
  * Las características fundamentales del transformador son sus tensiones de entrada y salida (en voltios) y la corriente de secundario que es capaz de entregar.
    * Por ejemplo si un transformador es de 220/12V 1A, eso significa que está construido para trabajar con una tensión de 220V en el primario y en esas condiciones entrega en el secundario 12V alternos y una corriente de hasta 1 Amperio.
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===== Comparación de un transformador estándar con uno toroidal =====

**Campo magnético**. La interferencia magnética es un problema importante en la electrónica sensible, y aquí es donde el diseño marca la diferencia.

{{ :doc:tec:lab:fa:trafo:flujo01.png?nolink |}}

  * **Transformadores toroidales** producen naturalmente una **campo magnético externo mucho más bajo**, cerca del **10% de lo que emite un núcleo EI estándar**. Esto se debe a su núcleo circular cerrado, que mantiene el campo magnético firmemente contenido. Menos campo disperso significa **menos interferencia electromagnética (EMI)**, lo que hace que los transformadores toroidales sean ideales para dispositivos de audio, médicos y de precisión.
  * **Transformadores EI estándar**, con sus núcleos abiertos y laminados, permiten más **flujo magnético disperso**. Esto puede causar más interferencias electromagnéticas (EMI) en los componentes cercanos. Sin embargo, en algunos casos, su estructura puede ayudar como **filtrar el ruido de alta frecuencia** de la línea eléctrica, algo en lo que los toroides no siempre son buenos.
  * Por lo tanto, si su diseño es sensible a las interferencias EMI, el formato toroidal suele ser la mejor opción.

**Transformador toroidal**
  * Ventajas
    - Son compactos y ligeros, ocupan menos espacio y pesan menos que los convencionales.
    - Ofrecen alta eficiencia, típicamente entre 90-95%, con pérdidas de energía muy bajas.
    - Producen menos ruido y vibración, lo que los hace ideales para aplicaciones sensibles al sonido.
    - Tienen un campo magnético disperso muy bajo, reduciendo interferencias electromagnéticas en circuitos cercanos.
  * Inconvenientes
    - Su fabricación es más compleja y costosa.
    - Requieren gestión cuidadosa de la corriente de entrada alta en el arranque para evitar daños o disparos en dispositivos.
    - Su potencia nominal suele estar limitada a unos 25 kVA para evitar problemas de sobretensión.
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**Transformador estandar (EI)**
  * Ventajas
    - Su diseño y construcción son más sencillos y económicos.
    - Adecuados para aplicaciones de alta potencia y grandes volúmenes de producción.
    - La corriente de arranque es menor gracias a espacios de aire en el núcleo, facilitando la estabilidad al encendido.
    - Son robustos y más tolerantes a condiciones eléctricas adversas.
  * Inconvenientes
    - Más grandes y pesados, ocupan más espacio.
    - Menor eficiencia (<90%) con más pérdidas energéticas.
    - Generan más ruido y vibración durante su funcionamiento.
    - Tienen un campo magnético disperso más alto, pudiendo causar interferencias en circuitos sensibles.
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**En resumen**
  * El transformador toroidal es preferible cuando el tamaño reducido, la eficiencia alta y la reducción de ruido e interferencias son prioridades.
  * El transformador estándar es ideal para aplicaciones de alta potencia, bajo costo y situaciones donde el tamaño no es crítico.
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===== Trafo toroidal =====

  * Un transformador toroidal de 300 VA con secundario de 48 V puede suministrar aproximadamente **6,25 A** de corriente máxima en el secundario, calculado como potencia dividida por voltaje (P = V × I).
  * **Cálculo básico**
    * La corriente nominal se obtiene dividiendo la potencia aparente (300 VA) por la tensión del secundario: I = 300/48 ≈ 6,25 A.
    * Esta fórmula se aplica a transformadores toroidales estándar, asumiendo un factor de potencia cercano a 1 en cargas resistivas.
  * **Consideraciones prácticas**
    * En configuraciones reales de 2 × 24 V (serie para 48 V), se especifican corrientes de 6 A o 6,25 A por devanado.
    * La corriente máxima depende de la carga, temperatura (clase A, hasta 105 °C) y regulación (±5%), pudiendo reducirse en sobrecargas para evitar sobrecalentamiento.
  * **Ejemplo de medidas e instalación**

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===== Elección del trafo para una FA de laboratorio =====

Para una fuente de alimentación lineal de laboratorio, el **transformador toroidal es más recomendable** que el estándar (EI o de armadura F), gracias a su mayor eficiencia, menor generación de ruido electromagnético y diseño más compacto.

  * **Ventajas del toroidal**
    - Mayor rendimiento energético (hasta >90%), con menores pérdidas por calor y corrientes de Foucault, ideal para mantener estabilidad en mediciones precisas de laboratorio.
    - Bajo nivel de interferencia electromagnética y vibración silenciosa, lo que reduce el rizado y protege circuitos sensibles como osciloscopios o reguladores lineales.
    - Tamaño y peso reducidos, facilitando la integración en bancadas de trabajo compactas.
  * **Desventajas y consideraciones**
    * Los transformadores estándar son más económicos y fáciles de conseguir, pero generan más calor y ruido, lo que puede afectar la precisión en entornos de laboratorio.
    * Asegúrarse de seleccionar un toroidal con devanados de cobre separados y sobredimensionado para la corriente (ej. 20-50% extra) para evitar saturación.
    * En diseños DIY, verificar la tensión RMS y pico para rectificadores como el GBJ5010, priorizando aislamiento galvánico.
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===== Información adicional =====

**Enlaces**
  - [[https://www.hispavila.com/fuentes-de-alimentacion-laboratorio/|Fuentes de Alimentación Laboratorio]]
  - [[https://www.profetolocka.com.ar/2021/02/15/fuentes-de-alimentacion-lineales/|Fuentes de alimentación lineales. Parte 1]]
  - [[https://maykolrey.com/electronica-avanzada/fuente-alimentacion-lineal|Fuente de alimentación lineal]]
  - Trafos toroidales
    - [[https://www.zx-ele.com/es/new/toroidal-transformers-guide/|¿Para qué se utilizan los transformadores toroidales? Guía completa]]
    - [[https://opcionrenovable.com/2025/05/07/porque-es-mejor-un-transformador-toroidal/|Comparativa del uso de transformador toroidal VS elevación electrónica en los inversores]]
    - [[https://www.ai-futureschool.com/es/electrotecnia/transformadores-toroidales-eficiencia-superior.php|Transformadores toroidales: Eficiencia mejorada en electrotecnia]]
    - [[https://www.zx-ele.com/es/new/toroidal-transformers-guide/|¿Para qué se utilizan los transformadores toroidales? Guía completa]]
    - [[https://www.torelco.com/toroids-blog/toroids/toroid-shape-electromagnetic-interference-transformers-inductors.html|¿Cómo la forma toroidal reduce la interferencia electromagnética y mejora la eficiencia en transformadores e inductores?]]
    - [[https://www.bicronusa.com/resources/toroidal-power-transformers-technical-guide/|Guía técnica de transformadores de potencia toroidales]]
    - [[https://www.grwinding.com/toroidal-transformer-design/|Optimizing Toroidal Transformer Design]]
    - [[https://talema.com/it/12-steps-for-designing-toroidal-transformers/|12 pasos para el diseño de transformadores toroidales]]
    - [[https://www.grwinding.com/es/son-mejores-los-transformadores-toroidales-2/|Transformadores toroidales vs. transformadores estándar: Comparación clave]]
    - [[https://www.iqsdirectory.com/articles/electric-transformer/toroidal-transformer.html|Toroidal Transformers: Operating Principles and Advantages]]
    - [[https://research.engineering.nyu.edu/power/sites/engineering.nyu.edu.power/files/uploads/leakage%201.pdf|Design Formulas for the Leakage Inductance of Toroidal Distribution Transformers (PDF)]]
    - [[https://www.reo.co.uk/news/toroidal-transformers-an-in-depth-exploration/|Toroidal Transformers: An In-Depth Exploration]]
  - EMI
    - [[https://learnemc.com/practical-em-shielding|Practical EM Shielding]]
    - [[https://www.tecnicaindustrial.es/como-disminuir-las-interferencias-electromagn/|Cómo disminuir las interferencias electromagnéticas]]
    - [[https://www.cablesrct.com/blog-cables-rct-es/2681-las-interferencias-electromagneticas|Las interferencias electromagnéticas]]
    - [[https://www.ditel.es/perturbaciones-electromagneticas_2/|Soluciones para perturbaciones electromagnéticas industriales. (Parte 2/4)]]
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**Vídeos**
  - [[https://www.youtube.com/watch?v=s5YRyaja32E|Youtube: Transformador toroidal, cómo calcular el voltaje DC simétrico/AC]]
  - [[https://www.youtube.com/watch?v=LkQnccj-ct0|Youtube: Cálculo y selección de componentes de una fuente de alimentación lineal (Parte 1)]]
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<WRAP center round info>**Fuentes de información**


</WRAP>
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