Jose Maria Valencia Mendoza

8/16/2019 Jose Maria Valencia Mendoza

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INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIORDE LOS REYES

ASIGNATURA:

ELECTRICIDAD Y MAGNETISMOALUMNO:

JOSE MARIA VALENCIA MENDOZA

DOCENTE:

FRANCISCO XAVIER VEGA HURTADO

ENTREGA:

3 DE DICIEMBRE DEL 2013


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TRANFORMODORSe denomina transformador a un dispositivo eléctrico que permite aumentar o

disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo

la potencia. a potencia que in!resa al equipo, en el caso de un transformador ideal "esto es, sin pérdidas#, es i!ual a la que se o$tiene a la salida. as m%quinas

reales presentan un peque&o porcenta'e de pérdidas, dependiendo de su dise&o (

tama&o, entre otros factores.

)l transformador es un dispositivo que convierte la ener!*a eléctrica alterna de un

cierto nivel de tensión, en ener!*a alterna de otro nivel de tensión, $as%ndose en

el fenómeno de la inducción electroma!nética. )st% constituido por dos o m%s

$o$inas de material conductor, devanadas so$re un n+cleo cerrado de

material ferroma!nético, pero aisladas entre s* eléctricamente. a +nica coneiónentre las $o$inas la constitu(e el flu'o ma!nético com+n que se esta$lece en el

n+cleo. )l n+cleo, !eneralmente, es fa$ricado $ien sea de -ierro o de l%minas

apiladas de acero eléctrico, aleación apropiada para optimiar el flu'o ma!nético.

as $o$inas o devanados se denominan primarios ( secundarios se!+n

correspondan a la entrada o salida del sistema en cuestión, respectivamente.

Tam$ién eisten transformadores con m%s devanados/ en este caso, puede eistir

un devanado 0terciario0, de menor tensión que el secundario.

)ste elemento eléctrico se $asa en el fenómeno de la inducción electroma!nética,(a que si aplicamos una fuera electromotri alterna en el devanado primario,

http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Diferencia_de_potencialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alternahttp://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Inducci%C3%B3n_electromagn%C3%A9ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ferromagn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Flujo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Acero_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Diferencia_de_potencialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alternahttp://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Inducci%C3%B3n_electromagn%C3%A9ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ferromagn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Flujo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Acero_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_el%C3%A9ctrica


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de$ido a la variación de la intensidad ( sentido de la corriente alterna, se producela inducción de un flu'o ma!nético varia$le en el n+cleo de -ierro.

)ste flu'o ori!inar% por inducción electroma!nética, la aparición de una fueraelectromotri en el devanado secundario. a tensión en el devanado secundario

depender% directamente del n+mero de espiras que ten!an los devanados ( de latensión del devanado primario.

R)A12ON D) TRANFORMA123N

a relación de transformación indica el aumento o decremento que sufre el valor de la tensión de salida con respecto a la tensión de entrada, esto quiere decir, larelación entre la tensión de salida ( la de entrada.

a relación entre la fuera electromotri inductora "Ep#, la aplicada al devanadoprimario ( la fuera electromotri inducida "Es#, la o$tenida en el secundario, esdirectamente proporcional al n+mero de espiras de los devanados primario "Np# (secundario "Ns# , se!+n la ecuación4

a relación de transformación (m) de la tensión entre el $o$inado primario ( el$o$inado secundario depende de los n+meros de vueltas que ten!a cada uno. Siel n+mero de vueltas del secundario es el triple del primario, en el secundario-a$r% el triple de tensión.

Dónde4 "Vp# es la tensión en el devanado primario o tensión de entrada, " Vs# es latensión en el devanado secundario o tensión de salida, " Ip# es la corriente en eldevanado primario o corriente de entrada, e "Is# es la corriente en el devanadosecundario o corriente de salida.

)sta particularidad se utilia en la red de transporte de ener!*a eléctrica4 al poder efectuar el transporte a altas tensiones ( peque&as intensidades, se disminu(enlas pérdidas por el efecto 5oule ( se minimia el costo de los conductores.

As*, si el n+mero de espiras "vueltas# del secundario es 677 veces ma(or que eldel primario, al aplicar una tensión alterna de 897 voltios en el primario, se

http://es.wikipedia.org/wiki/Red_de_transporte_de_energ%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Joulehttp://es.wikipedia.org/wiki/Voltiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Red_de_transporte_de_energ%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Joulehttp://es.wikipedia.org/wiki/Voltio


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o$tienen 89.777 voltios en el secundario "una relación 677 veces superior, como loes la relación de espiras#. A la relación entre el n+mero de vueltas o espiras delprimario ( las del secundario se le llama relación de vueltas del transformador o relación de transformación.

A-ora $ien, como la potencia eléctrica aplicada en el primario, en caso de untransformador ideal, de$e ser i!ual a la o$tenida en el secundario4

)l producto de la diferencia de potencial por la intensidad "potencia# de$e ser

constante, con lo que en el caso del e'emplo, si la intensidad circulante por el

primario es de 67 amperios, la del secundario ser% de solo 7,6 amperios "una

centésima parte#.

:R2N12:2OS D) TRANSFORMA123N

)l principio de funcionamiento del transformador tiene sus $ases en la teor*a delelectroma!netismo resumida en las ecuaciones de ma;ell.

1ORR2)NT) D) 2NR


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transformador a la red. :uede ser de 67 veces la corriente nominal -asta 677veces en casos raros.

PRIMEROS PASOS: LOS EXPERIMENOS !ON "O"INAS#E IN#$!!I%N

)l fenómeno de inducción electroma!nética en el que se $asa el funcionamientodel transformador fue descu$ierto por Mic-ael Farada( en 6>96, se $asafundamentalmente en que cualquier variación de flu'o ma!nético que atraviesa uncircuito cerrado !enera una corriente inducida, ( en que la corriente inducida sólopermanece mientras se produce el cam$io de flu'o ma!nético.

a primera 0$o$ina de inducción0 fue inventada por el sacerdote Nic-olas 5osep-

1allan en la 9?. 1allan fue uno de losprimeros investi!adores en darse cuenta de que cuantas m%s espiras -a( en elsecundario, en relación con el $o$inado primario, m%s !rande es el aumento de latensión eléctrica.

os cient*ficos e investi!adores $asaron sus esfueros en evolucionar las $o$inasde inducción para o$tener ma(ores tensiones en las $ater*as. )n lu!ar decorriente alterna "1A#, su acción se $asó en un 0do@$rea0 mecanismo vi$rador que re!ularmente interrump*a el flu'o de la corriente directa "D1# de las $ater*as.

)ntre la década de 6>97 ( la década de 6>B7, los esfueros para construir

me'ores $o$inas de inducción, en su ma(or*a por ensa(o ( error, revelólentamente los principios $%sicos de los transformadores. >7, pero dentro de un decenio, el transformador ser*a un papel decisivo en la Cuerra de las 1orrientesE, ( en quelos sistemas de distri$ución de corriente alterna triunfaron so$re sus -omólo!os decorriente continua, una posición dominante que mantienen desde entonces.

)n 6>B?, el in!eniero ruso :avel a$loc-ov inventó un sistema de iluminación$asado en un con'unto de $o$inas de inducción en el cual el $o$inado primario seconecta$a a una fuente de corriente alterna ( los devanados secundarios pod*anconectarse a varias l%mparas de arco, de su propio dise&o. as $o$inas utiliadasen el sistema se comporta$an como transformadores primitivos. a patente ale!óque el sistema podr*a, Cproporcionar suministro por separado a varios puntos deiluminación con diferentes intensidades luminosas procedentes de una sola fuentede ener!*a eléctricaE.

)n 6>B>, los in!enieros de la empresa an en =un!r*a asi!naron parte de susrecursos de in!enier*a para la fa$ricación de aparatos de iluminación eléctrica

http://es.wikipedia.org/wiki/Michael_Faradayhttp://en.wikipedia.org/wiki/en:Nicholas_Callanhttp://en.wikipedia.org/wiki/en:Nicholas_Callanhttp://en.wikipedia.org/wiki/en:St_Patrick's_College,_Maynoothhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Pavel_Yablochkov&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Michael_Faradayhttp://en.wikipedia.org/wiki/en:Nicholas_Callanhttp://en.wikipedia.org/wiki/en:Nicholas_Callanhttp://en.wikipedia.org/wiki/en:St_Patrick's_College,_Maynoothhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Pavel_Yablochkov&action=edit&redlink=1


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campo ma!nético as* creado varia$a al comp%s de las interrupciones, ( en el otro$o$inado, llamado secundario ( con muc-as m%s espiras, se induc*a una corrientede escaso valor pero con una fuera eléctrica capa de saltar entre las puntas deun c-ispómetro conectado a sus etremos.

Tam$ién da ori!en a las anti!uas $o$inas de i!nición del automóvil Ford T, quepose*a una por cada $u'*a, comandadas por un distri$uidor que manda$a lacorriente a través de cada una de las $o$inas en la secuencia correcta.

TRANSFORMADOR TR2FS21O

)isten muc-os tipos de transformadores, de entre los cuales el transformador trif%sico tiene una importancia induda$le. )ste tipo de transformador se ocupa

tanto en !eneración cerca de los !eneradores para elevar la insuficiente tensiónde estos, as* como tam$ién en transmisión por l*neas de transmisión ( endistri$ución en donde se transporta la ener!*a eléctrica a volta'e menores -aciacasas, comercio e industria. Todos los transformadores desde la !eneradora -astala entrada de nuestros -o!ares o industrias son transformadores trif%sicos.


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PARES

El núcleo

)l n+cleo est% formado por varias c-apas u -o'as de metal "!eneralmente materialferroma!nético# que est%n apiladas una 'unto a la otra, sin soldar, similar a las-o'as de un li$ro. a función del n+cleo es mantener el flu'o ma!nético confinadodentro de él ( evitar que este flu(a por el aire favoreciendo las perdidas en eln+cleo ( reduciendo la eficiencia. a confi!uración por l%minas del n+cleolaminado se realia para evitar las corrientes de Foucault, que son corrientes quecirculan entre l%minas, indeseadas pues favorecen las perdidas.

Bobinas

as $o$inas son simplemente alam$re !eneralmente de co$re enrollado en las

piernas del n+cleo. Se!+n el n+mero de espiras "vueltas# alrededor de una piernainducir% un volta'e ma(or. Se 'ue!a entonces con el n+mero de vueltas en elprimario versus las del secundario. )n un transformador trif%sico el n+mero devueltas del primario ( secundario de$er*a ser i!ual para todas las fases.

Cambiador de taps

)l cam$iador de taps o derivaciones es un dispositivo !eneralmente mec%nico quepuede ser !irado manualmente para cam$iar la raón de transformación en untransformador, t*picamente, son I pasos uno de ellos es neutral, los otros alteranla raón en m%s o menos el I. :or e'emplo esto a(uda a su$ir el volta'e en el

secundario para me'orar un volta'e mu( $a'o en al!una $arra del sistema.

Relé de sobrepresión

Nivela aumento de presión del transformador que pueden -acerlo eplotar. Sinem$ar!o eisten varios equipos que eplotan a pesar de tener este dispositivo.)isten el relé de presión s+$ita para presiones transitorias ( el relé deso$represión para presiones m%s permanentes.

Tablero de control

1ontiene las coneiones eléctricas para el control, relés de protección eléctrica,se&ales de control de v%lvulas de so$represión -acia dispositivos de protección.

!onfi&'raciones

as $o$inas pueden ser conectadas de forma diferente en delta, estrella, o T. Sepueden -acer transformadores trif%sicos de tres formas distintas4

http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_de_Foucaulthttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_de_Foucault


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6. 1onectando tres transformadores monof%sicos

8. N+cleo tipo acoraado

9. Transformador tipo n+cleo.

1AS)S D) )NT2A123N

=a( diferentes tipos de ventilación en un transformador. a ventilación puede ser por4

• 1onvección natural "N#.

• entilación forada "F#.

)l refri!erante al interior del estante del transformador es de varios tipos4

• Aceite "O del in!lés Oil #.

• A!ua "G, del in!lés Water #.

• as "#.

a nomenclatura que desi!na la ventilación es del tipo , donde indica eltipo de ventilación, ( el el refri!erante usado. Se!+n esto eisten4

• ONAN

• ONAF

• ONGF

TIPOS DE TRANFORMADORES

Se!+n sus aplicaciones4


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Transformador elevador/reductor de

tensión

Son empleados por empresas de!eneración eléctrica enlas su$estacion es de la red detransporte de ener!*a eléctrica, con elfin de disminuir las pérdidas por efecto5oule. De$ido a la resistencia de losconductores, conviene transportar laener!*a eléctrica a tensioneselevadas, lo que ori!ina la necesidad dereducir nuevamente dic-as tensiones para adaptarlas a las de utiliación. ama(or*a de los dispositivos electrónicos en -o!ares -acen uso de transformadoresreductores conectados a un circuito rectificador de onda completa para producir el

nivel de tensión de corriente directa que necesitan. )ste es el caso de las fuentesde poder de equipos de audio, video ( computación.

Transformadores variables

Tam$ién llamados 0ariacs0, toman una l*nea de tensión fi'a "en la entrada# (proveen de tensión de salida varia$le a'usta$le, dentro de dos valores.

Transformador de aislamiento

:roporciona aislamiento !alv%nico entre el primario ( el secundario, de maneraque consi!ue una alimentación o se&al 0flotante0. Suele tener una relación 646entre las tensiones del primario ( secundario. Se utilia principalmente comomedida de protección, en equipos que tra$a'an directamente con la tensión de red( tam$ién para acoplar se&ales procedentes de sensores le'anos, en equiposde electro medicina ( donde se necesitan tensiones flotantes.

Transformador de alimentación

:ueden tener una o varias $o$inas secundarias ( proporcionan las tensionesnecesarias para el funcionamiento del equipo. A veces incorpora un fusi$le quecorta su circuito primario cuando el transformador alcana una temperatura

ecesiva, evitando que éste se queme, con la emisión de -umos ( !ases queconlleva el ries!o de incendio. )stos fusi$les no suelen ser reemplaa$les, demodo que -a( que sustituir todo el transformador.

http://es.wikipedia.org/wiki/Subestaci%C3%B3n_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Joulehttp://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Joulehttp://es.wikipedia.org/wiki/Rectificador_de_onda_completahttp://es.wikipedia.org/wiki/Fuente_de_poderhttp://es.wikipedia.org/wiki/Fuente_de_poderhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electromedicinahttp://es.wikipedia.org/wiki/Fusiblehttp://es.wikipedia.org/wiki/Subestaci%C3%B3n_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Joulehttp://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Joulehttp://es.wikipedia.org/wiki/Rectificador_de_onda_completahttp://es.wikipedia.org/wiki/Fuente_de_poderhttp://es.wikipedia.org/wiki/Fuente_de_poderhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electromedicinahttp://es.wikipedia.org/wiki/Fusible


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Transformador trifásico

Tienen tres $o$inados en su primario ( tres en su secundario. :ueden adoptar forma de estrella " # "con -ilo de neutro o no# o delta Utri%n!uloU "# ( lascom$inaciones entre ellas4 *, *, * ( *. =a( que tener en cuenta que a+ncon relaciones 646, al pasar de V a o viceversa, las tensiones de fase var*an.

6. Delta estrella4 Se usa especialmente en distri$ución "$a'atensión# con delta en alta ( estrella en $a'a con neutroaccesi$le. )sto permite que la onda sinusoidal de tercera

armónica se manten!a circulando por la delta, pero no setransmita a las estrella.

Transformador de pulsos

)s un tipo especial de transformador con respuesta mu( r%pida"$a'a autoinducción# destinado a funcionar en ré!imen de pulsos. Su principalaplicación es transferir impulsos de mando so$re elementos de control de potenciacomo S1R, triacs, etc. lo!rando un aislamiento !alv%nico entre las etapas demando ( potencia.

Transformador de línea o +l,-ac.

)s un caso particular de transformador de pulsos. Se emplea en los tele/isorescon R! "1RT# para !enerar la alta tensión ( la corriente para las $o$inasde defleión -oriontal. Suelen ser peque&os ( económicos. Adem%s sueleproporcionar otras tensiones para el tu$o "foco, filamento, etc.#. Adem%s de poseer una respuesta en frecuencia m%s alta que muc-os transformadores, tiene la

http://es.wikipedia.org/wiki/Autoinducci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Tubo_de_rayos_cat%C3%B3dicoshttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Deflexi%C3%B3n_horizontal&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Autoinducci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Tubo_de_rayos_cat%C3%B3dicoshttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Deflexi%C3%B3n_horizontal&action=edit&redlink=1


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Transformador híbrido o bobina híbrida

)s un transformador que funciona como una -*$rida. De aplicación en los teléfonos, tar'etas de red,

etc.

Balun

)s mu( utiliado como $alun para transformar l*neas equili$radas en no equili$radas ( viceversa.

a l*nea se equili$ra conectando a masa la toma intermedia del secundario del transformador.

Transformador electrónico

)st% compuesto por un circuito electrónico que eleva la frecuencia de la corrienteeléctrica que alimenta al transformador, de esta manera es posi$le reducir dr%sticamente su tama&o. Tam$ién pueden formar parte de circuitos m%scomple'os que mantienen la tensión de salida en un valor prefi'ado sin importar la

variación en la entrada, llamados fuente conmutada.

Transformador de frecuencia variable

Son peque&os transformadores de n+cleo de -ierro, que funcionan en la $anda deaudiofrecuencias. Se utilian a menudo como dispositivos de acoplamiento encircuitos electrónicos para comunicaciones, medidas ( control.

Transformadores de medida

)ntre los transformadores con fines especiales, los m%s importantes son lostransformadores de medida para instalar instrumentos, contadores ( relésprotectores en circuitos de alta tensión o de elevada corriente. ostransformadores de medida a*slan los circuitos de medida o de relés, permitiendouna ma(or normaliación en la construcción de contadores, instrumentos ( relés.

Se&7n s' constr'cción

http://es.wikipedia.org/wiki/Par%C3%A1metros_h%C3%ADbridoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Tel%C3%A9fonohttp://es.wikipedia.org/wiki/Balunhttp://es.wikipedia.org/wiki/Fuente_conmutadahttp://es.wikipedia.org/wiki/Rel%C3%A9http://es.wikipedia.org/wiki/Par%C3%A1metros_h%C3%ADbridoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Tel%C3%A9fonohttp://es.wikipedia.org/wiki/Balunhttp://es.wikipedia.org/wiki/Fuente_conmutadahttp://es.wikipedia.org/wiki/Rel%C3%A9


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utotransformador

)l primario ( el secundario del transformador est%n conectados en serie,constitu(endo un $o$inado +nico. :esa menos ( es m%s $arato que untransformador ( por ello se emplea -a$itualmente para convertir 887 a 68I (

viceversa ( en otras aplicaciones similares. Tiene el inconveniente de noproporcionar aislamiento !alv%nico entre el primario ( el secundario.

Transformador con núcleo toroidal o envolvente

)l n+cleo consiste en un anillo, normalmente de compuestos artificiales de ferrita,so$re el que se $o$inan el primario ( el secundario. Son m%s voluminosos, pero elflu'o ma!nético queda confinado en el n+cleo, teniendo flu'os de dispersión mu(

reducidos ( $a'as pérdidas por corrientes de Foucault.

Transformador de !rano orientado

)l n+cleo est% formado por una c-apa de -ierro de !rano orientado, enrolladaso$re s* misma, siempre en el mismo sentido, en lu!ar de las l%minas de -ierrodulce separadas -a$ituales. :resenta pérdidas mu( reducidas pero es caro. ac-apa de -ierro de !rano orientado puede ser tam$ién utiliada entransformadores orientados "c-apa en )#, reduciendo sus pérdidas.

Transformador de núcleo de aire

)n aplicaciones de alta frecuencia se emplean $o$inados so$re un carrete sinn+cleo o con un peque&o cilindro de ferrita que se introduce m%s o menos en elcarrete, para a'ustar su inductancia.

Transformador de núcleo envolvente

)st%n provistos de n+cleos de ferrita divididos en dos mitades que, como unaconc-a, envuelven los $o$inados. )vitan los flu'os de dispersión.

Transformador piezoeléctrico

:ara ciertas aplicaciones -an aparecido en el mercado transformadores que noest%n $asados en el flu'o ma!nético para transportar la ener!*a entre el primario (el secundario, sino que se emplean vi$raciones mec%nicas en uncristal pieoeléctrico. Tienen la venta'a de ser mu( planos ( funcionar $ien afrecuencias elevadas. Se usan en al!unos convertidores de tensión para alimentar

http://es.wikipedia.org/wiki/Corrientes_de_Foucaulthttp://es.wikipedia.org/wiki/Ferritahttp://es.wikipedia.org/wiki/Piezoelectricidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Corrientes_de_Foucaulthttp://es.wikipedia.org/wiki/Ferritahttp://es.wikipedia.org/wiki/Piezoelectricidad


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las l%mparas fluorescentes de los monitores de )D ( TFT usados encomputación ( en televisión.

CONCLUSIÓN

)n conclusión eisten varias clasificaciones de transformadores (a sea por suaplicación o por su construcción, su uso var*a se!+n su función asi!nada.
http://es.wikipedia.org/wiki/LEDhttp://es.wikipedia.org/wiki/TFThttp://es.wikipedia.org/wiki/LEDhttp://es.wikipedia.org/wiki/TFT

Jose Maria Valencia Mendoza

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