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Bobinas y Transformadores.

Alexis Villalobos Salazar Circuitos y Redes Instituto IACC Ponga la fecha aquí

Desarrollo 1) Usted como técnico de automatización y control debe conectar un transformador capaz de hacer funcionar un equipo que se alimenta con 24 VAC. Si el transformador se conecta o alimenta desde la red eléctrica de 220 VAC, y en el primario se tienen 50 espiras, explique: a) La estructura del transformador y explique el funcionamiento de las bobinas acopladas en el transformador, considerando los datos suministrados en el enunciado.

Estructura del transformador Los transformadores son dispositivos electromagnéticos estáticos que permiten partiendo de una tensión alterna conectada a su entrada, obtener otra tensión alterna mayor o menor que la anterior en la salida del transformador. Permiten así proporcionar una tensión adecuada a las características de los receptores. También son fundamentales para el transporte de energía eléctrica a largas distancias a tensiones altas, con mínimas perdidas y conductores de secciones moderadas. Las partes de las que se compone un transformador que son necesarias, pero las esenciales y más importantes son las siguientes:

Núcleo El centro de un transformador es generalmente un núcleo de hierro, a menudo en la forma de un cuadrado hueco o toro (forma de rosquilla).

Bobinas Conectado con el centro en los dos lados opuestos son dos bobinas de alambre. Si estas bobinas se envuelven alrededor del núcleo de un número igual veces, entonces la tensión en el segundo circuito será la misma que la primera o primaria de circuito (que está unido directamente a la fuente de alimentación). Si, sin embargo, la segunda bobina tiene un menor número de vientos, entonces la tensión de la bobina que será menor que en el primero. Esquema de bobinas.

. Corriente Alterna El transformador suele emplear corriente alterna. Campos Magnéticos El cambio de las corrientes eléctricas que hacen que los campos magnéticos. Debido a que la corriente alterna en la primera bobina está constantemente cambiando de dirección, se crea un campo magnético que hace que la corriente eléctrica fluya en la segunda bobina. Los transformadores se basan en estos campos se superponen para funcionar. Medio La mayoría de los transformadores simplemente tienen aire entre las dos bobinas, transformadores, pero pueden funcionar igual de bien con agua.

Funcionamiento de las bobinas Considerando dos bobinas que se encuentran muy cercanas, donde la bobina 1 se le aplica un voltaje de corriente alterna de 220 Vac. Esta genera un campo magnético. Si este campo magnético variable interactúa con la bobina 2, en ella se inducirá un voltaje de corriente alterna. Bajo esta condición se tiene un voltaje de 24Vac en la bobina 2, el cual se obtiene sin tener conexión eléctrica entre las bobinas, ya que entre ellas se tiene únicamente un enlace magnético. A este efecto se le denomina inducción. (Figura 1).

Figura 1

Si la bobina 2 no tiene carga (su corriente es cero), la corriente en la bobina 1 (corriente de magnetización) es la necesaria para generar un campo magnético. En el interior de las bobinas se le coloca un material ferro magnético para producir un amplio campo magnético que entrelaza ambas bobinas. (Figura 2).

Figura 2.

Con este arreglo se obtiene una menor corriente de magnetización que cuando no se tiene un núcleo de material ferro magnético. Esto se debe a que el material ferro magnético es mejor conductor (menor reluctancia) del campo magnético que el aire.

Figura 3.

2) Un circuito eléctrico cuenta con dos bobinas. La primera tiene 375 espiras y la segunda tiene 2100. Si la bobina inductora o bobina uno tiene una corriente de 0,75amperios y en la bobina de salida se tiene un flujo de 0,00065Wb, determine el coeficiente de inducción considerando que existe inducción mutua, e indique en que consiste este coeficiente para el circuito. Identifique la ecuación de equilibrio del circuito que se presenta al calcular el coeficiente de inducción mutua. Calculo del coeficiente de inducción: Formula:

Np = 375 Ns = 2100 Ip = 0,75Amp Φs = 0,00065Wb

Ns x φs = M x Ip

M = Ns x φs Ip

M = 2100 x 0,65 = 1,82H 0,75 M = 1,82H

Coeficiente de Inducción Mutua: Se define como coeficiente de inducción mutua M como el cociente entre flujo que atraviesa el secundario φ2 entre la intensidad que circula por el primario I1. Con frecuencia el flujo a través de un circuito varía con el tiempo como consecuencia de las corrientes variables que existen en circuitos cercanos. Se produce una Fem inducida mediante un proceso que se denomina Inducción mutua.

b) Determine el número de espiras del secundario, en el transformador, para permitir el correcto funcionamiento de la carga. Solución: Usaremos la formula que relaciona las espiras del primario y secundario con los voltajes de cada uno: Vs = Ns Vp Np Como lo que deseamos es calcular es Ns (Numero de espiras del secundario) la formula despejada sería la siguiente:

Ns = Vs x Np Vp Ahora nos queda solo reemplazar los datos del enunciado y tener en cuenta que: Vp = 220Vac Vs = 24Vac Np = 50 espiras Ns = ?

Np = 24Vac x 50 espiras = 1200 = 5,45 espiras = 6 espiras. 220 Vac 220 Podemos decir que el secundario tendrá un total de 5,45 espiras ó 6 espiras para permitir el correcto funcionamiento de la carga.

Bibliografía

https://ejercicios-fyq.com/?Numero-de-espiras-del-secundario

http://www.demaquinasyherramientas.com/herramientas-electricas-yaccesorios/transformadores-electricos https://es.slideshare.net/gerofab22/transformadores-25703077 https://www.cusiritati.com/pNBwYrnmq/ IACC (2018).Circuitos y Redes, Redes de acoplamiento magnético, semana 6. IACC (2018).Circuitos y Redes, recursos adicionales, semana 6.