Transformador para lámparas halógenas: por qué lo necesita, el principio de funcionamiento y las reglas de conexión

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Como saben, la conexión en paralelo de lámparas se usa ampliamente en la vida cotidiana. Sin embargo, también se puede aplicar un circuito en serie y ser útil.

Veamos todos los matices de ambos esquemas, los errores que se pueden cometer durante el ensamblaje y demos ejemplos de su implementación práctica en el hogar.

Al principio, considere el ensamblaje más simple de dos bombillas incandescentes conectadas en serie.

• dos lámparas atornilladas en enchufes

• dos cables de alimentación que salen de los cartuchos

¿Qué necesitas para conectarlos en serie? No hay nada complicado aquí. Simplemente tome cualquiera de los extremos del cable de cada bombilla y gírelos juntos.

En los dos extremos restantes, debe aplicar un voltaje de 220 voltios (fase y cero).

¿Cómo funcionaría un esquema así? Cuando se aplica una fase al cable, pasa a través del filamento de una lámpara, a través del giro ingresa a la segunda bombilla. Y luego se encuentra con cero.

¿Por qué una conexión tan simple prácticamente no se usa en apartamentos y casas? Esto se explica por el hecho de que las lámparas en este caso se quemarán a menos de su temperatura máxima.

En este caso, la tensión se distribuirá uniformemente entre ellos. Por ejemplo, si se trata de bombillas ordinarias de 100 vatios con un voltaje de funcionamiento de 220 voltios, cada una de ellas tendrá más o menos 110 voltios.

En consecuencia, brillarán menos de la mitad de su poder original.

En términos generales, si conecta dos lámparas de 100 W en paralelo, obtendrá una lámpara de 200 W. Y si el mismo circuito se ensambla en serie, la potencia total de la lámpara será mucho menor que la potencia de una sola bombilla.

En base a la fórmula de cálculo, obtenemos que dos focos brillan con una potencia igual a todo: P=I*U=69.6W

Si difieren, digamos que uno de ellos es de 60 W y el otro de 40 W, entonces el voltaje en ellos se distribuirá de manera diferente.

¿Qué nos aporta esto en un sentido práctico en la implementación de estos esquemas?

Una lámpara arderá mejor y con más brillo, en la que el filamento tiene más resistencia.

Tomemos, por ejemplo, bombillas que son radicalmente diferentes en potencia: 25 W y 200 W y conéctelas en serie.

¿Cuál de ellos brillará casi con toda su intensidad? El de P=25W.

Cálculo de la potencia del transformador para lámparas y diagrama de conexión.

Hoy en día se venden varios transformadores, por lo que existen ciertas reglas para seleccionar la potencia requerida. No tome un transformador demasiado potente. Funcionará casi inactivo.La falta de energía provocará un sobrecalentamiento y una mayor falla del dispositivo.

Puede calcular la potencia del transformador usted mismo. El problema es bastante matemático y está al alcance de todo electricista novato. Por ejemplo, necesita instalar 8 focos halógenos con un voltaje de 12 V y una potencia de 20 vatios. La potencia total en este caso será de 160 vatios. Cogemos con un margen del 10% aproximadamente y adquirimos una potencia de 200 watios.

El esquema n. ° 1 se parece a esto: hay un interruptor de un solo grupo en la línea 220, mientras que los cables naranja y azul están conectados a la entrada del transformador (terminales principales).

En la línea de 12 voltios, todas las lámparas están conectadas a un transformador (a las terminales secundarias). Los cables de cobre de conexión deben tener necesariamente la misma sección transversal, de lo contrario, el brillo de las bombillas será diferente.

Otra condición: el cable que conecta el transformador a las lámparas halógenas debe tener al menos 1,5 metros de largo, preferiblemente 3. Si lo haces demasiado corto, comenzará a calentarse y el brillo de las bombillas disminuirá.

Esquema No. 2 - para conectar lámparas halógenas. Aquí puedes hacerlo de otra manera. Divida, por ejemplo, seis lámparas en dos partes. Para cada uno, instale un transformador reductor. La exactitud de esta elección se debe al hecho de que si una de las fuentes de alimentación falla, la segunda parte de los accesorios seguirá funcionando. La potencia de un grupo es de 105 vatios. Con un pequeño factor de seguridad, obtenemos que necesita comprar dos transformadores de 150 vatios.

¡Consejo! Alimente cada transformador reductor con sus propios cables y conéctelos en la caja de conexiones. Deje las conexiones libres.

Reglas para elegir equipos reductores

Elegir un transformador para fuentes de luz halógenas tipo, hay muchos factores a considerar. Vale la pena comenzar con dos características más importantes: el voltaje de salida del dispositivo y su potencia nominal. El primero debe corresponder estrictamente al voltaje de funcionamiento de las lámparas conectadas al dispositivo. El segundo determina la potencia total de las fuentes de luz con las que trabajará el transformador.

Siempre hay una marca en la caja del transformador, habiendo estudiado cuál puede obtener información completa sobre el dispositivo

Para determinar con precisión la potencia nominal requerida, es deseable hacer un cálculo simple. Para hacer esto, debe sumar la potencia de todas las fuentes de luz que se conectarán al dispositivo reductor. Al valor obtenido, agregue el 20% del "margen" necesario para el correcto funcionamiento del dispositivo.

Ilustremos con un ejemplo concreto. Para iluminar el salón está prevista la instalación de tres grupos de lámparas halógenas: siete en cada uno. Estos son dispositivos puntuales con un voltaje de 12 V y una potencia de 30 vatios. Necesitará tres transformadores para cada grupo. Escojamos el correcto. Comencemos con el cálculo de la potencia nominal.

Calculamos y obtenemos que la potencia total del grupo es de 210 watts. Teniendo en cuenta el margen requerido, obtenemos 241 vatios. Por lo tanto, para cada grupo, se requiere un transformador, cuya tensión de salida es de 12 V, la potencia nominal del dispositivo es de 240 W.

Tanto los dispositivos electromagnéticos como los de pulsos son adecuados para estas características.

Deteniendo su elección en este último, debe prestar especial atención a la potencia nominal. Debe presentarse como dos dígitos.

El primero indica la potencia mínima de funcionamiento. Debe saber que la potencia total de las lámparas debe ser mayor que este valor, de lo contrario, el dispositivo no funcionará.

Y una pequeña nota de los expertos con respecto a la elección del poder. Advierten que la potencia del transformador, que viene indicada en la documentación técnica, es la máxima. Es decir, en el estado normal, dará un 25-30% menos en algún lugar. Por lo tanto, la llamada "reserva" de poder es necesaria. Porque si obligas al dispositivo a trabajar al límite, no durará mucho.

Para el funcionamiento a largo plazo de las lámparas halógenas, es muy importante seleccionar correctamente la potencia del transformador reductor. Al mismo tiempo, debe tener algún “margen” para que el dispositivo no funcione al límite de sus capacidades. Otro matiz importante se refiere a las dimensiones del transformador seleccionado y su ubicación.

Cuanto más potente es el dispositivo, más masivo es. Esto es especialmente cierto para las unidades electromagnéticas. Es recomendable encontrar inmediatamente un lugar adecuado para su instalación. Si hay varios aparatos, los usuarios suelen preferir dividirlos en grupos e instalar un transformador separado para cada uno.

Otro matiz importante se refiere al tamaño del transformador seleccionado y su ubicación. Cuanto más potente es el dispositivo, más masivo es. Esto es especialmente cierto para las unidades electromagnéticas. Es recomendable encontrar inmediatamente un lugar adecuado para su instalación. Si hay varios aparatos, los usuarios suelen preferir dividirlos en grupos e instalar un transformador separado para cada uno.

Esto se explica de forma muy sencilla. En primer lugar, si falla el reductor, el resto de grupos de iluminación funcionarán con normalidad.En segundo lugar, cada uno de los transformadores instalados en dichos grupos tendrá menos potencia que la total que sería necesario suministrar para todas las lámparas. Por lo tanto, su costo será notablemente menor.

que son los transformadores

Los transformadores son dispositivos de tipo electromagnético o electrónico. Difieren algo en el principio de funcionamiento y algunas otras características. Las opciones electromagnéticas cambian los parámetros de la tensión de red estándar a características adecuadas para el funcionamiento de halógenos, los dispositivos electrónicos, además del trabajo especificado, también realizan conversión de corriente.

Dispositivo electromagnético toroidal

El transformador toroidal más simple se ensambla a partir de dos devanados y un núcleo. Este último también se llama circuito magnético. Está hecho de un material ferromagnético, generalmente acero. Los devanados se colocan en la varilla. El primario está conectado a la fuente de energía, el secundario, respectivamente, al consumidor. No hay conexión eléctrica entre los devanados secundario y primario.

A pesar del bajo costo y la confiabilidad en la operación, el transformador electromagnético toroidal rara vez se usa hoy en día cuando se conectan lámparas halógenas.

Por lo tanto, la potencia entre ellos se transmite solo electromagnéticamente. Para aumentar el acoplamiento inductivo entre los devanados, se utiliza un circuito magnético. Cuando se aplica una corriente alterna al terminal conectado al primer devanado, forma un flujo magnético de tipo alterno dentro del núcleo. Este último se entrelaza con ambos devanados e induce una fuerza electromotriz o EMF en ellos.

Bajo su influencia, se crea una corriente alterna en el devanado secundario con un voltaje diferente al que había en el primario.En función del número de espiras se establece el tipo de transformador, que puede ser elevador o reductor, y la relación de transformación. Para las lámparas halógenas, solo se utilizan siempre dispositivos reductores.

Las ventajas de los dispositivos de bobinado son:

• Alta fiabilidad en el trabajo.
• Facilidad de conexión.
• Bajo costo.

Sin embargo, los transformadores toroidales se pueden encontrar en los modernos circuitos con lámparas halógenas bastante raro Esto se debe al hecho de que, debido a las características de diseño, dichos dispositivos tienen dimensiones y peso bastante impresionantes. Por eso, es difícil disimularlos a la hora de disponer los muebles o la iluminación del techo, por ejemplo.

Quizás el principal inconveniente de los transformadores electromagnéticos toroidales es su masividad y dimensiones significativas. Son extremadamente difíciles de disimular si es necesaria una instalación oculta.

Además, las desventajas de los dispositivos de este tipo incluyen el calentamiento durante el funcionamiento y la sensibilidad a posibles caídas de voltaje en la red, lo que afecta negativamente la vida útil de los halógenos. Además, los transformadores de bobinado pueden emitir un zumbido durante el funcionamiento, lo que no siempre es aceptable. Por lo tanto, los dispositivos se utilizan principalmente en locales no residenciales o en edificios industriales.

Pulso o dispositivo electrónico

El transformador consta de un núcleo o núcleo magnético y dos devanados. Según la forma del núcleo y la forma en que se colocan los devanados, se distinguen cuatro tipos de dispositivos de este tipo: varilla, toroidal, blindada y varilla blindada. El número de vueltas de los devanados secundario y primario también puede ser diferente. Al variar sus proporciones, se obtienen dispositivos reductores y elevadores.

En el diseño de un transformador de pulso, no solo hay devanados con un núcleo, sino también un relleno electrónico. Gracias a esto, es posible integrar sistemas de protección contra sobrecalentamiento, arranque suave y otros

El principio de funcionamiento de un transformador de tipo pulso es algo diferente. Se aplican pulsos unipolares cortos al devanado primario, por lo que el núcleo está constantemente en un estado de magnetización. Los pulsos en el devanado primario se caracterizan como señales de onda cuadrada de corta duración. Generan inductancias con las mismas gotas características.

Ellos, a su vez, crean impulsos en la bobina secundaria. Esta característica otorga a los transformadores electrónicos una serie de ventajas:

• Peso ligero y compacto.
• Alto nivel de eficiencia.
• Posibilidad de construir protección adicional.
• Rango de tensión de funcionamiento ampliado.
• Sin calor ni ruido durante el funcionamiento.
• La capacidad de ajustar el voltaje de salida.

Entre las deficiencias, vale la pena señalar la carga mínima regulada y el precio bastante alto. Este último está asociado con ciertas dificultades en el proceso de fabricación de tales dispositivos.

Conductor

El uso de un controlador en lugar de una unidad transformadora se debe a las peculiaridades del funcionamiento del LED, como elemento integral de los equipos de iluminación modernos. El caso es que cualquier LED es una carga no lineal, cuyos parámetros eléctricos cambian según las condiciones de funcionamiento.

Arroz. 3. Característica de voltios-amperios del LED

Como puede ver, incluso con ligeras fluctuaciones de voltaje, se producirá un cambio significativo en la intensidad de la corriente. Estas diferencias se sienten de forma especialmente clara en los potentes LED.Además, existe una dependencia de la temperatura en el trabajo, por lo tanto, al calentar el elemento, la caída de voltaje disminuye y la corriente aumenta. Este modo de operación tiene un efecto extremadamente negativo en el funcionamiento del LED, por lo que falla más rápido. No puede conectarlo directamente desde el rectificador de red, para lo cual se utilizan controladores.

La peculiaridad del controlador LED es que produce la misma corriente desde el filtro de salida, independientemente del tamaño del voltaje aplicado a la entrada. Estructuralmente moderno controladores para conectar LED se puede realizar tanto en transistores como basado en microchip. La segunda opción está ganando cada vez más popularidad debido a las mejores características del controlador, un control más fácil de los parámetros de operación.

El siguiente es un ejemplo de un diagrama de operación del controlador:

Arroz. 4. Ejemplo de circuito de controlador

Aquí, se suministra un valor variable a la entrada del rectificador de voltaje de red VDS1, luego el voltaje rectificado en el controlador se transmite a través del condensador de suavizado C1 y el medio brazo R1 - R2 al chip BP9022. Este último genera una serie de pulsos PWM y los transmite a través de un transformador al rectificador de salida D2 y al filtro de salida R3 - C3, utilizados para estabilizar los parámetros de salida. Debido a la introducción de resistencias adicionales en el circuito de alimentación del microcircuito, dicho controlador puede ajustar la potencia de salida y controlar la intensidad del flujo de luz.

Dispositivo y principio de funcionamiento.

Los modelos de transformadores electrónicos y electromagnéticos difieren tanto en su diseño como en el principio de funcionamiento, por lo que deben considerarse por separado:

El transformador es electromagnético.

Como ya se mencionó anteriormente, la base de este diseño es un núcleo toroidal hecho de acero eléctrico, en el que se enrollan los devanados primario y secundario. No existe contacto eléctrico entre los devanados, la conexión entre ellos se realiza por medio de un campo electromagnético, cuya acción se debe al fenómeno de la inducción electromagnética. El diagrama del transformador electromagnético reductor se muestra en la siguiente figura, donde:

• el devanado primario está conectado a una red de 220 voltios (U1 en el diagrama) y en él fluye una corriente eléctrica "i1";
• cuando se aplica voltaje al devanado primario, se forma una fuerza electromotriz (EMF) en el núcleo;
• EMF crea una diferencia de potencial en el devanado secundario (U2 en el diagrama) y, como resultado, la presencia de una corriente eléctrica "i2" con una carga conectada (Zn en el diagrama).

Diagrama electrónico y de circuito de un transformador toroidal.

El valor de voltaje especificado en el devanado secundario se crea enrollando un cierto número de vueltas de cable en el núcleo del dispositivo.

El transformador es electrónico.

El diseño de dichos modelos prevé la presencia de componentes electrónicos, a través de los cuales se lleva a cabo la conversión de voltaje. En el siguiente diagrama, el voltaje de la red eléctrica se aplica a la entrada del dispositivo (ENTRADA), luego de lo cual se convierte en una constante por medio de un puente de diodos, sobre el cual operan los componentes electrónicos del dispositivo.

El transformador de control está enrollado en un anillo de ferrita (devanados I, II y III), y son sus devanados los que controlan el funcionamiento de los transistores y también proporcionan comunicación con el transformador de salida que envía el voltaje convertido a la salida del dispositivo. (PRODUCCIÓN).Además, el circuito contiene capacitores que proporcionan la forma requerida de la señal de voltaje de salida.

Diagrama esquemático de un transformador electrónico de 220 a 12 Voltios

El circuito de transformador electrónico anterior se puede utilizar para conectar lámparas halógenas y otras fuentes de luz que funcionan con un voltaje de 12 voltios.

Consejos útiles

Al conectar lámparas halógenas, debe seguir los consejos útiles:

• A menudo, los accesorios se fabrican con marcas de cables no estándar. Esto se tiene en cuenta al conectar la fase y el cero. Una conexión incorrecta causará problemas.
• Al instalar accesorios a través de un atenuador, también se deben usar lámparas LED especiales.
• El cableado debe estar conectado a tierra.
• El cable de salida no debe tener más de 2 metros, de lo contrario habrá una pérdida de corriente y las lámparas brillarán mucho menos.
• El transformador no debe sobrecalentarse, para ello se instalan a no menos de 20 centímetros del propio dispositivo de iluminación.

• Cuando el transformador está ubicado en una cavidad pequeña, la carga debe reducirse al 75 por ciento.
• La instalación de focos se realiza después del acabado completo de la superficie.
• La instalación de focos halógenos se puede realizar de forma independiente, siguiendo las reglas de instalación.
• Si la lámpara es cuadrada, primero se corta un círculo con una corona y luego se cortan las esquinas (para techos suspendidos de plástico y pladur).
• Al instalar en el baño, debe usar un transformador de 12 V. Tal voltaje no dañará a una persona.

Le recomendamos que vea las instrucciones en video:

Diagrama de conexión del transformador reductor

Cómo conectar un transformador de 220 a 12 voltios es de interés para muchos. Todo se hace de forma sencilla.Sugiere el algoritmo de acciones de marcado en los puntos de conexión. Los terminales de salida en el panel de conexión con los cables de contacto del dispositivo del consumidor están marcados en letras latinas. Los terminales a los que se conecta el cable neutro están marcados con los símbolos N o 0. La fase de alimentación se designa con L o 220. Los terminales de salida están marcados con los números 12 o 110. Queda por no confundir los terminales y responder la pregunta. de como conectar un transformador reductor 220 con acciones practicas.

La marca de fábrica de los terminales garantiza una conexión segura por parte de una persona que no esté familiarizada con tales acciones. Los transformadores importados pasan el control de certificación nacional y no representan un peligro durante la operación. Conecte el producto a 12 voltios según el principio descrito anteriormente.

Ahora está claro cómo se conecta un transformador reductor fabricado en fábrica. Es más difícil decidirse por un dispositivo casero. Las dificultades surgen cuando, durante la instalación del dispositivo, se olvidan de marcar los terminales

Para realizar la conexión sin errores, es importante aprender a determinar visualmente el grosor de los cables. La bobina primaria está hecha de alambre de una sección más pequeña que el devanado de acción final.

El esquema de conexión es simple.

Es necesario aprender la regla según la cual es posible obtener un aumento de voltaje eléctrico, el dispositivo se conecta en orden inverso (versión espejo).

El principio de funcionamiento de un transformador reductor es fácil de entender.Se ha establecido empírica y teóricamente que el acoplamiento a nivel de electrones en ambas bobinas debe estimarse como la diferencia entre el efecto del flujo magnético que crea contacto con ambas bobinas y el flujo de electrones que se produce en un devanado con menor número de vueltas. . Al conectar la bobina terminal, se encuentra que aparece una corriente en el circuito. Es decir, reciben electricidad.

Y aquí hay una colisión eléctrica. Se calcula que la energía suministrada desde el generador a la bobina primaria es igual a la energía dirigida al circuito creado. Y esto sucede cuando no hay contacto metálico, galvánico entre los devanados. La energía se transfiere creando un poderoso flujo magnético con características variables.

En ingeniería eléctrica existe el término "disipación". El flujo magnético a lo largo de la ruta pierde potencia. Y eso es malo. La característica de diseño del dispositivo transformador corrige la situación. Los diseños creados de caminos magnéticos metálicos no permiten la dispersión del flujo magnético a lo largo del circuito. Como resultado, los flujos magnéticos de la primera bobina son iguales a los valores de la segunda o casi iguales.

como funcionan

Estructuralmente, todos los elementos de iluminación con filamento son iguales y constan de una base, un cuerpo de filamento con filamento y una bombilla de vidrio. Pero las lámparas halógenas difieren en el contenido de yodo o bromo.

Su funcionamiento es el siguiente. Los átomos de tungsteno que componen el filamento se liberan y reaccionan con los halógenos - yodo o bromo (esto evita que se depositen en el interior de las paredes del matraz), creando un chorro de luz. El llenado con gas prolonga significativamente la vida útil de la fuente.

Entonces ocurre el desarrollo inverso del proceso: la alta temperatura hace que los nuevos compuestos se descompongan en sus partes constituyentes. El tungsteno se libera sobre o cerca de la superficie del filamento.

Este principio de funcionamiento hace que el flujo luminoso sea más intenso y alarga la vida de la lámpara halógena (12 voltios o más - no importa, la afirmación es válida para todos los tipos)

Propósito del lastre

Características eléctricas obligatorias de una luminaria de día:

1. Corriente consumida.
2. voltaje de arranque
3. Frecuencia actual.
4. Factor de cresta actual.
5. Nivel de iluminación.

El inductor proporciona un alto voltaje inicial para iniciar la descarga luminiscente y luego limita rápidamente la corriente para mantener de manera segura el nivel de voltaje deseado.

Las funciones principales del transformador de balasto se analizan a continuación.

La seguridad

El balasto regula la alimentación de CA para los electrodos. Cuando la corriente alterna pasa a través del inductor, el voltaje aumenta. Al mismo tiempo, la intensidad de la corriente es limitada, lo que evita un cortocircuito, lo que conduce a la destrucción de la lámpara fluorescente.

Calentamiento de cátodo

Para que la lámpara funcione, se necesita una sobretensión de alto voltaje: es entonces cuando se rompe el espacio entre los electrodos y se enciende el arco. Cuanto más fría esté la lámpara, mayor será el voltaje requerido. El voltaje "empuja" la corriente a través del argón. Pero el gas tiene una resistencia, que es mayor cuanto más frío está el gas. Por lo tanto, se requiere crear un voltaje más alto a las temperaturas más bajas posibles.

Para hacer esto, debe implementar uno de dos esquemas:

• utilizando un interruptor de arranque (arrancador) que contiene una pequeña lámpara de neón o argón con una potencia de 1 W.Calienta la tira bimetálica en el arrancador y facilita el inicio de una descarga de gas;
• electrodos de tungsteno a través de los cuales pasa la corriente. En este caso, los electrodos se calientan e ionizan el gas del tubo.

Asegurando un alto nivel de voltaje

Cuando el circuito se rompe, el campo magnético se interrumpe, impulso de alto voltaje se envía a través de la lámpara y se excita una descarga. Se utilizan los siguientes esquemas de generación de alta tensión:

1. Precalentamiento. En este caso, los electrodos se calientan hasta que se inicia la descarga. El interruptor de arranque se cierra, permitiendo que la corriente fluya a través de cada electrodo. El interruptor de arranque se enfría rápidamente, abre el interruptor e inicia el voltaje de suministro en el tubo de arco, lo que provoca una descarga. Durante el funcionamiento, no se suministra energía auxiliar a los electrodos.
2. Inicio rápido. Los electrodos se calientan constantemente, por lo que el transformador de balasto incluye dos devanados secundarios especiales que proporcionan un voltaje bajo en los electrodos.
3. Inicio instantáneo. Los electrodos no se calientan antes de empezar a trabajar. Para arrancadores instantáneos, el transformador proporciona un voltaje de arranque relativamente alto. Como resultado, la descarga se excita fácilmente entre los electrodos "fríos".

Limitación actual

La necesidad de esto surge cuando una carga (por ejemplo, una descarga de arco) va acompañada de una caída de tensión en los terminales cuando aumenta la corriente.

Estabilización de procesos

Hay dos requisitos para las lámparas fluorescentes:

• para encender la fuente de luz, se necesita un salto de alto voltaje para crear un arco en el vapor de mercurio;
• una vez que se enciende la lámpara, el gas ofrece una resistencia decreciente.

Estos requisitos varían según la potencia de la fuente.