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INSTITTUTO POLITÉCNICO LOYOLA DEPARTAMENTO DE ELECTRICIDAD INDUSTRIAL Laboratorio de Máquinas Eléctricas PROF. RONI DOMÍNGUEZ EXPERIMENTO NUM. 2; “Medición de la polaridad y relación de transformación” COMPETENCIAS A OBTENER: - Determina la polaridad de un transformador - Marca la polaridad adictiva o sustractiva de un transformador - Mide la relación de transformación TEORÍA Prueba de polaridad La polaridad de un transformador se puede mostrar por medio de puntos en las terminales del primario y el secundario. Este tipo de marcación se utiliza en transformadores de instrumentos. Sin embargo, en transformadores de potencia, las terminales están designadas por los símbolos H1 y H2 para el devanado de alto voltaje (AV) y por X1 y X2 para el devanado de bajo voltaje (BV). Por convención, H1 y X1 tienen la misma polaridad. Aunque se conoce la polaridad cuando se dan los símbolos H1, H2, X1 y X2, en el caso de transformadores de potencia es común montar las cuatro terminales en el tanque del transformador de una manera estándar para que el transformador tenga polaridad aditiva o sustractiva. Se dice que un transformador tiene polaridad aditiva cuando la terminal H1 está diagonalmente opuesta a la terminal X1. Asimismo, un transformador tiene polaridad sustractiva cuando la terminal H1 está adyacente a la terminal X1 (Fig. 2.1). Si sabemos que un transformador de potencia tiene polaridad aditiva (o sustractiva), no tenemos que identificar las terminales mediante símbolos.

Fig. 2.1 Las polaridades aditiva y sustractiva dependen de la ubicación de las terminales H1-X1. Prueba de relación de transformación La prueba de relación de transformación determina la relación entre el número de vueltas del devanado primario y el secundario, es decir; determina si la tensión suministrada puede ser transformada exactamente a la tensión deseada. La relación de transformación se deduce de dividir el número de vueltas del devanado primario entre el número de vueltas del devanado secundario, ó el resultado de dividir la tensión en el devanado primario entre la tensión del devanado secundario, ambas tensiones de línea a neutro de las fases. Matemáticamente, la relación de transformador se puede expresar como:

a : Relación de transformación. V1 y V2: Tensiones en las terminales del devanado primario y secundario, V. I1 y I2: Corrientes en el devanado primario y secundario, A.

EQUIPOS Y MATERIALES 1. Fuente alterna 2. Transformador monofásico 3. Amperímetro, voltímetro o multímetro PROCEDIMIENTOS 1. Conectamos el devanado de alto voltaje a una fuente de ca Eg de bajo voltaje (por ejemplo, de 120 V). 2. Conectamos un alambre de cierre o puente J entre dos terminales AV y BV adyacentes cualesquiera. 3. Conectamos un voltímetro Ex entre las otras dos terminales AV y BV adyacentes. 4. Conectamos otro voltímetro Ep a través del devanando AV. Si Ex da una lectura más alta que Ep, la polaridad es aditiva. Esto quiere decir que H1 y X1 están diagonalmente opuestas. Por otra parte, si Ex da una lectura más baja que Ep, la polaridad es sustractiva y las terminales H1 y X1 son adyacentes.

En esta prueba de polaridad, el puente J conecta en serie el voltaje Es del secundario con el voltaje del primario Ep. Por consiguiente, Es no suma a Ep ni resta de él. En otras palabras, Ex= Ep +Es o Ex=Ep -Es, según la polaridad. Ahora podemos ver cómo se originaron los términos aditivo y substractivo. Al realizar la prueba de polaridad, se puede conectar una fuente ordinaria de 120 V y 60 Hz al devanado AV, aun cuando su voltaje nominal sea de varios cientos de kilovolts. Tabla 2.1 Voltajes medidos en primario y secundario Ep (V)

Es (V)

Ex (V)

a

Polaridad del transformador__________________

a=

Ep Es

Ep: Voltaje en el primario Es: Voltaje en el secundario Ex: Voltaje entre terminales adyacentes de primario y secundario a: Relación de transformación Preguntas 1. 2. 3. 4.

¿Qué define la polaridad de un transformador? ¿Qué ventajas tiene conocer la polaridad de un transformador? ¿Qué diferencia existe entre un transformador de polaridad adictiva y sustractiva? Realiza un experimento para determinar la relación de transformación usando la corriente del primario y secundario del transformador 5. ¿Qué experimento o cálculos utilizarías para determinar el número de espiras en el devanado primario y secundario?