Devanado de vueltas: Devanados de vuelta simplex y dúplex (fórmula y diagramas)

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Ultima edición el 21 septiembre, 2023

El devanado de vueltas es un proceso esencial en la fabricación de motores eléctricos y transformadores. Es la forma en que se enrollan los alambres alrededor del núcleo para crear el campo magnético necesario para la operación del equipo. El devanado puede ser de diferentes tipos, y en este artículo nos enfocaremos en los devanados de vuelta simplex y dúplex.

Los devanados de vuelta simplex y dúplex son los más comunes en motores eléctricos de baja potencia. El devanado de vuelta simplex consiste en un solo conjunto de vueltas de alambre alrededor del núcleo, mientras que el devanado de vuelta dúplex consta de dos conjuntos de vueltas, uno sobre el otro.

En este artículo, discutiremos la fórmula y los diagramas necesarios para crear estos devanados. También analizaremos las ventajas y desventajas de cada tipo de devanado y cómo afectan el rendimiento del motor eléctrico.

Si estás interesado en aprender más sobre el devanado de vueltas y cómo afecta la operación de los motores eléctricos, sigue leyendo y descubre todo lo que necesitas saber sobre los devanados de vuelta simplex y dúplex.

Definición de devanados de vuelta simplex y dúplex

El devanado de vueltas es una técnica utilizada en la construcción de motores eléctricos y transformadores para lograr el flujo de corriente eléctrica. Consiste en enrollar un hilo conductor alrededor de un núcleo de hierro para crear un campo magnético y, de esta manera, transformar la energía eléctrica en energía mecánica o viceversa.

Devanado de vuelta simplex

El devanado de vuelta simplex es una configuración de devanado sencilla en la que cada conductor se coloca en un solo camino en un solo nivel. En otras palabras, cada hilo conductor se desplaza de manera continua a través del núcleo de hierro sin cruzar ningún otro conductor. Este tipo de devanado se utiliza en motores eléctricos pequeños y en transformadores de baja potencia. En el devanado de vuelta simplex, la corriente fluye por un camino y regresa por otro, creando un campo magnético a través del núcleo de hierro.

  • Un ejemplo de uso del devanado de vuelta simplex es en un motor eléctrico de juguete. En este caso, los conductores se enrollan en un solo nivel y no se cruzan entre sí.
  • La fórmula para calcular el número de vueltas en un devanado de vuelta simplex es:
  • Número de vueltas = (Tensión x 10^8) / (4,44 x Flujo magnético x Área del núcleo x Frecuencia)

Devanado de vuelta dúplex

El devanado de vuelta dúplex es una configuración de devanado más compleja que el devanado de vuelta simplex. En este tipo de devanado, los conductores se dividen en dos caminos, uno por encima del otro, y se enrollan simultáneamente en el núcleo de hierro. Cada camino tiene el mismo número de conductores y cada conductor se conecta a otro conductor en el camino opuesto. El devanado de vuelta dúplex se utiliza en motores eléctricos más grandes y en transformadores de mayor potencia.

  • Un ejemplo de uso del devanado de vuelta dúplex es en un motor eléctrico de lavadora. En este caso, los conductores se enrollan en dos caminos, uno por encima del otro, y se conectan entre sí.
  • La fórmula para calcular el número de vueltas en un devanado de vuelta dúplex es:
  • Número de vueltas = (Tensión x 10^8) / (8,88 x Flujo magnético x Área del núcleo x Frecuencia)

Ambos tipos de devanado se utilizan en diferentes motores eléctricos y transformadores, dependiendo de la potencia y la aplicación.

Diferencias entre devanados de vuelta simplex y dúplex

En el mundo de la electrónica, los devanados de vuelta son un elemento fundamental que permite que los motores eléctricos funcionen correctamente. Los devanados de vuelta pueden ser de dos tipos: simplex y dúplex. A continuación, explicaremos las diferencias entre ellos.

Devanado de vuelta simplex

El devanado de vuelta simplex es aquel que se realiza en una sola capa de alambre y que no se cruza a través de sí mismo. Es decir, el alambre no se divide en dos partes para pasar por encima y debajo de otras partes del mismo alambre.

Este tipo de devanado puede ser utilizado en motores que no necesiten una gran cantidad de potencia. Por ejemplo, en motores que se utilizan en ventiladores o en juguetes.

Devanado de vuelta dúplex

El devanado de vuelta dúplex, por otro lado, es aquel en el que el alambre se divide en dos partes para pasar por encima y debajo de otras partes del mismo alambre. Esto se hace para aumentar la potencia del motor y para permitir que se mueva con mayor rapidez.

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Este tipo de devanado se utiliza en motores que requieren una gran cantidad de potencia, como en los motores de automóviles y en los de maquinaria pesada.

Diferencias entre ambos

Las principales diferencias entre ambos tipos de devanados de vuelta son:

  • El devanado de vuelta simplex se hace en una sola capa de alambre, mientras que el devanado de vuelta dúplex se hace en dos capas de alambre.
  • El devanado de vuelta simplex no se cruza a través de sí mismo, mientras que el devanado de vuelta dúplex sí lo hace.
  • El devanado de vuelta dúplex se utiliza en motores que requieren una gran cantidad de potencia, mientras que el devanado de vuelta simplex se utiliza en motores que no necesitan tanta potencia.

Ejemplo práctico

Un ejemplo práctico de la diferencia entre ambos tipos de devanados de vuelta se puede ver en el motor de un ventilador y en el de un automóvil.

El motor de un ventilador es pequeño y no necesita mucha potencia. Por lo tanto, se utiliza un devanado de vuelta simplex para hacerlo funcionar.

Por otro lado, el motor de un automóvil es mucho más grande y necesita una gran cantidad de potencia para mover el vehículo. Por lo tanto, se utiliza un devanado de vuelta dúplex para hacerlo funcionar con eficacia.

Conclusión

El tipo de devanado que se utilice dependerá de la potencia que se requiera en el motor. Mientras que el devanado de vuelta simplex es adecuado para motores pequeños, el devanado de vuelta dúplex es necesario para motores más grandes y potentes.

Fórmula para el devanado de vuelta simplex y dúplex

El devanado de vueltas es una técnica utilizada en la construcción de motores eléctricos y transformadores. En este proceso se enrolla un conductor eléctrico alrededor de un núcleo de hierro o acero para crear un campo magnético que produzca el movimiento y la conversión de energía eléctrica.

Devanados de vuelta simplex

El devanado de vuelta simplex se refiere a aquel en el que cada vuelta del conductor se extiende a lo largo de todo el núcleo y no se divide en varias capas. En otras palabras, todas las vueltas están en la misma capa y no se superponen. Este tipo de devanado se utiliza comúnmente en motores eléctricos y transformadores de baja potencia.

Fórmula para el devanado de vuelta simplex

La fórmula para calcular el número de vueltas en un devanado de vuelta simplex es:

N = (L × 2) / (π × d)

  • N: Número de vueltas.
  • L: Longitud del conductor.
  • d: Diámetro del núcleo.

Para entender mejor cómo funciona esta fórmula, veamos un ejemplo:

Supongamos que queremos construir un devanado de vuelta simplex para un motor eléctrico con un núcleo de 5 cm de diámetro y una longitud de conductor de 10 metros. Aplicando la fórmula:

N = (10 × 2) / (π × 5) ≈ 1.27 vueltas

Por lo tanto, necesitaremos 2 vueltas completas para nuestro devanado.

Devanados de vuelta dúplex

El devanado de vuelta dúplex se refiere a aquel en el que cada vuelta del conductor se divide en dos capas que se extienden a lo largo del núcleo. En otras palabras, cada vuelta está formada por dos capas que se superponen. Este tipo de devanado se utiliza comúnmente en motores eléctricos y transformadores de alta potencia.

Fórmula para el devanado de vuelta dúplex

La fórmula para calcular el número de vueltas en un devanado de vuelta dúplex es:

N = (L × 4) / (π × d)

  • N: Número de vueltas.
  • L: Longitud del conductor.
  • d: Diámetro del núcleo.

Veamos un ejemplo para entender mejor esta fórmula:

Supongamos que queremos construir un devanado de vuelta dúplex para un transformador con un núcleo de 20 cm de diámetro y una longitud de conductor de 50 metros. Aplicando la fórmula:

N = (50 × 4) / (π × 20) ≈ 3.18 vueltas

Por lo tanto, necesitaremos 4 vueltas completas para nuestro devanado.

Conclusión

Tanto el devanado de vuelta simplex como el dúplex tienen aplicaciones específicas en función de la potencia requerida. Las fórmulas presentadas aquí te permitirán calcular el número de vueltas necesarias para cada tipo de devanado en función de la longitud del conductor y el diámetro del núcleo.

Diagramas de devanado de vuelta simplex y dúplex

El devanado de vueltas es una técnica utilizada en la construcción de motores eléctricos y transformadores, que consiste en enrollar un conductor eléctrico alrededor de un núcleo magnético para crear un campo electromagnético. Existen dos tipos de devanados de vuelta: simplex y dúplex.

Devanado de vuelta simplex

El devanado de vuelta simplex es el más simple de los dos. Consiste en enrollar un solo conductor en una sola capa alrededor del núcleo magnético. Este tipo de devanado se utiliza en motores eléctricos de baja potencia y en transformadores pequeños.

La fórmula utilizada para calcular el número de vueltas en un devanado de vuelta simplex es:

N = (V * 10^8) / (4 * f * B * A * K)

  • N: número de vueltas
  • V: voltios
  • f: frecuencia
  • B: densidad de flujo magnético
  • A: área de la sección transversal del núcleo
  • K: factor de apilamiento (generalmente 0.9)

A continuación, se muestra un diagrama de devanado de vuelta simplex:

Diagrama de devanado de vuelta simplex

Devanado de vuelta dúplex

El devanado de vuelta dúplex es un poco más complejo que el simplex. Consiste en enrollar dos conductores en dos capas alrededor del núcleo magnético. Este tipo de devanado se utiliza en motores eléctricos de alta potencia y en transformadores grandes.

La fórmula utilizada para calcular el número de vueltas en un devanado de vuelta dúplex es:

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N = (V * 10^8) / (4 * f * B * A * K * sqrt(2))

La presencia de dos conductores en el devanado dúplex afecta el cálculo del número de vueltas.

A continuación, se muestra un diagrama de devanado de vuelta dúplex:

Diagrama de devanado de vuelta dúplex

Los diagramas de devanado de vuelta simplex y dúplex son útiles para entender la configuración de los conductores alrededor del núcleo magnético. Además, las fórmulas proporcionadas son esenciales para calcular el número de vueltas en cada tipo de devanado.

Ventajas y desventajas del devanado de vuelta simplex y dúplex

Introducción

El devanado de vuelta es una técnica de bobinado utilizada en motores eléctricos y transformadores. Esta técnica implica colocar varias capas de alambre alrededor del núcleo del motor o transformador en una serie de vueltas. El devanado de vuelta se puede hacer en configuraciones simplex o dúplex, cada una con sus propias ventajas y desventajas.

Devanado de vuelta simplex

El devanado de vuelta simplex es el tipo más simple de devanado de vuelta. En este tipo de devanado, todas las vueltas se colocan en la misma dirección alrededor del núcleo. A continuación se presentan algunas de las ventajas y desventajas del devanado de vuelta simplex:

Ventajas:

  • Es fácil de construir y mantener.
  • Se requiere menos alambre que en otros tipos de devanado.
  • Es más eficiente en términos de espacio.

Desventajas:

  • Produce un campo magnético más débil y menos uniforme que otros tipos de devanado.
  • Es más propenso a la distorsión del campo magnético debido a la corriente de armadura.
  • No es adecuado para aplicaciones de alta potencia debido a su baja eficiencia.

Devanado de vuelta dúplex

El devanado de vuelta dúplex es un tipo más avanzado de devanado de vuelta. En este tipo de devanado, las vueltas se dividen en dos grupos y se colocan en direcciones opuestas alrededor del núcleo. A continuación se presentan algunas de las ventajas y desventajas del devanado de vuelta dúplex:

Ventajas:

  • Produce un campo magnético más fuerte y uniforme que el devanado simplex.
  • Es más eficiente en términos de potencia y rendimiento.
  • Es adecuado para aplicaciones de alta potencia.

Desventajas:

  • Es más difícil de construir y mantener que el devanado simplex.
  • Se requiere más alambre que en el devanado simplex.
  • Ocupa más espacio que el devanado simplex.

Conclusión

El devanado simplex es más fácil de construir y mantener, pero produce un campo magnético más débil y menos uniforme. El devanado dúplex, por otro lado, es más eficiente en términos de potencia y rendimiento, pero es más difícil de construir y mantener. La elección del tipo de devanado depende de las necesidades específicas de la aplicación.

Aplicaciones de los devanados de vuelta simplex y dúplex

Los devanados de vuelta son un elemento clave en el diseño de motores eléctricos. Los devanados de vuelta simplex y dúplex son dos tipos comunes de devanados que se utilizan en diferentes aplicaciones.

Devanado de vuelta simplex

El devanado de vuelta simplex es el tipo más simple de devanado y se utiliza en motores eléctricos con baja potencia. Su construcción es básica y solo tiene una sola capa de devanado. Las aplicaciones más comunes de los devanados de vuelta simplex incluyen:

  • Motores de ventilador
  • Motores de lavadoras
  • Motores de bombas pequeñas

Devanado de vuelta dúplex

El devanado de vuelta dúplex es un tipo de devanado más complejo y se utiliza en motores eléctricos de mayor potencia. Este tipo de devanado tiene dos capas de devanado, lo que permite una mayor cantidad de corriente eléctrica. Las aplicaciones más comunes de los devanados de vuelta dúplex incluyen:

  • Motores de lavadoras de gran tamaño
  • Motores de compresores de aire
  • Motores de bombas grandes

Beneficios de los devanados de vuelta

Los devanados de vuelta son extremadamente importantes en la construcción de motores eléctricos y tienen una serie de beneficios clave:

  • Mayor eficiencia energética
  • Mayor potencia y torque
  • Mayor vida útil del motor
  • Mejor rendimiento en condiciones extremas

El devanado de vuelta simplex se utiliza en motores pequeños, mientras que el devanado de vuelta dúplex se utiliza en motores más grandes y potentes. Ambos tipos de devanados ofrecen beneficios clave en términos de eficiencia energética, potencia y torque, vida útil del motor y rendimiento en condiciones extremas.

Cálculo de la inductancia en el devanado de vuelta simplex y dúplex

Para entender cómo calcular la inductancia en el devanado de vuelta simplex y dúplex, primero debemos entender qué es la inductancia y cómo se relaciona con los devanados.

La inductancia es una propiedad de los circuitos eléctricos que se opone a los cambios en la corriente eléctrica. Se mide en henrios (H) y depende de varios factores, como el número de vueltas en la bobina, la permeabilidad magnética del núcleo y la corriente que circula por la bobina.

Un devanado es un conjunto de vueltas de alambre conductor que se enrolla alrededor de un núcleo. Los devanados se utilizan en transformadores, motores eléctricos, generadores y otros dispositivos eléctricos para controlar la corriente y la tensión.

El devanado de vuelta simplex es el tipo más básico de devanado y se compone de una sola capa de alambre conductor que se enrolla alrededor del núcleo. El devanado de vuelta dúplex, por otro lado, tiene dos capas de alambre conductor que se enrollan en direcciones opuestas.

Para calcular la inductancia en el devanado de vuelta simplex, se utiliza la siguiente fórmula:

L = (μ * N^2 * A) / l

Donde:
– L es la inductancia en henrios
– μ es la permeabilidad magnética del núcleo (en henrios por metro)
– N es el número de vueltas en el devanado
– A es el área transversal del núcleo (en metros cuadrados)
– l es la longitud media del camino magnético en el núcleo (en metros)

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Por ejemplo, si tenemos un devanado de vuelta simplex con 1000 vueltas, un núcleo con una permeabilidad magnética de 1000 henrios por metro, un área transversal de 0.01 metros cuadrados y una longitud media del camino magnético de 0.1 metros, la inductancia sería:

L = (1000 * 1000^2 * 0.01) / 0.1 = 10 H

Para calcular la inductancia en el devanado de vuelta dúplex, se utiliza una fórmula ligeramente diferente:

L = (μ * N^2 * A) / (2 * l)

Donde el denominador es el doble de la longitud media del camino magnético porque hay dos capas de alambre conductor.

Por ejemplo, si tenemos un devanado de vuelta dúplex con 1000 vueltas, un núcleo con una permeabilidad magnética de 1000 henrios por metro, un área transversal de 0.01 metros cuadrados y una longitud media del camino magnético de 0.1 metros, la inductancia sería:

L = (1000 * 1000^2 * 0.01) / (2 * 0.1) = 5 H

Estas fórmulas son esenciales para diseñar y construir dispositivos eléctricos que requieren control de corriente y tensión.

Cálculo de la inductancia en el devanado de vuelta simplex y dúplex

Para entender cómo calcular la inductancia en el devanado de vuelta simplex y dúplex, primero debemos entender qué es la inductancia y cómo se relaciona con los devanados.

La inductancia es una propiedad de los circuitos eléctricos que se opone a los cambios en la corriente eléctrica. Se mide en henrios (H) y depende de varios factores, como el número de vueltas en la bobina, la permeabilidad magnética del núcleo y la corriente que circula por la bobina.

Un devanado es un conjunto de vueltas de alambre conductor que se enrolla alrededor de un núcleo. Los devanados se utilizan en transformadores, motores eléctricos, generadores y otros dispositivos eléctricos para controlar la corriente y la tensión.

El devanado de vuelta simplex es el tipo más básico de devanado y se compone de una sola capa de alambre conductor que se enrolla alrededor del núcleo. El devanado de vuelta dúplex, por otro lado, tiene dos capas de alambre conductor que se enrollan en direcciones opuestas.

Para calcular la inductancia en el devanado de vuelta simplex, se utiliza la siguiente fórmula:

L = (μ * N^2 * A) / l

Donde:
– L es la inductancia en henrios
– μ es la permeabilidad magnética del núcleo (en henrios por metro)
– N es el número de vueltas en el devanado
– A es el área transversal del núcleo (en metros cuadrados)
– l es la longitud media del camino magnético en el núcleo (en metros)

Por ejemplo, si tenemos un devanado de vuelta simplex con 1000 vueltas, un núcleo con una permeabilidad magnética de 1000 henrios por metro, un área transversal de 0.01 metros cuadrados y una longitud media del camino magnético de 0.1 metros, la inductancia sería:

L = (1000 * 1000^2 * 0.01) / 0.1 = 10 H

Para calcular la inductancia en el devanado de vuelta dúplex, se utiliza una fórmula ligeramente diferente:

L = (μ * N^2 * A) / (2 * l)

Donde el denominador es el doble de la longitud media del camino magnético porque hay dos capas de alambre conductor.

Por ejemplo, si tenemos un devanado de vuelta dúplex con 1000 vueltas, un núcleo con una permeabilidad magnética de 1000 henrios por metro, un área transversal de 0.01 metros cuadrados y una longitud media del camino magnético de 0.1 metros, la inductancia sería:

L = (1000 * 1000^2 * 0.01) / (2 * 0.1) = 5 H

Estas fórmulas son esenciales para diseñar y construir dispositivos eléctricos que requieren control de corriente y tensión.

En conclusión, el devanado de vueltas es una técnica fundamental en la construcción de motores eléctricos y otros dispositivos electrónicos. Los devanados de vuelta simplex y dúplex se utilizan comúnmente en la industria para generar un campo magnético en el núcleo del motor y así lograr una rotación eficiente. Al conocer la fórmula y diagramas para estos devanados, los ingenieros y técnicos pueden diseñar y construir motores eléctricos más eficientes y duraderos. Con un conocimiento sólido de esta técnica, se pueden alcanzar grandes avances en la tecnología y la industria, mejorando nuestra calidad de vida y nuestro futuro.

En conclusión, el devanado de vueltas es una técnica utilizada en la fabricación de motores eléctricos para conseguir un mejor rendimiento y eficiencia energética. Los devanados pueden ser de vuelta simplex o dúplex, y su elección dependerá de las necesidades específicas de cada aplicación. Es importante tener en cuenta la fórmula y los diagramas para calcular y diseñar adecuadamente los devanados de vueltas. Con esta técnica, se busca maximizar el flujo magnético y minimizar las pérdidas de energía, lo que se traduce en un motor más eficiente y duradero.

JORGE CABRERA BERRÍOS Administrator
Ingeniero Electrónico por la UNI, con maestría y doctorado por la University of Electro-Communications (Japón).

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