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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA CARREDA DE INGENÍRIA QUÍMICA

ELECTROTECNIA

TRABAJO EN GRUPO EFECTOS DE LA CORRIENTE SECUNDARIA

”

Docente: Doctor Gustavo Bermúdez QUITO-ECUADOR

INTRODUCCION La electricidad, en la actualidad es utilizada en todo el mundo. No existe país, región o conglomerado social en la cual no esté presente. Solo basta oprimir un botón y toda la tecnología moderna se pone en acción. Para que todo sea fácil, debe de existir un gran respaldo, una buena investigación y un profundo estudio. La electrotecnia de la corriente es el estudio de las teorías, leyes y prácticas de este tipo de energía que es la más utilizada en todo el mundo. La corriente continua, presenta la ventaja de poderse acumular directamente, y para pequeños sistemas eléctricos aislados de baja tensión, (automóviles) aún se usa (Aunque incluso estos acumuladores se cargan por alternadores) Actualmente es barato convertir la corriente alterna en continua (rectificación) para los receptores que usen esta última (todos los circuitos electrónicos). El transformador es un dispositivo que permite modificar potencia eléctrica de corriente alterna con un determinado valor de tensión y corriente en otra potencia de casi el mismo valor pero, generalmente con distintos valores de tensión y corriente ELECTRICIDAD Es una forma de energía, energía es todo lo que permite suministra un trabajo por ejemplo la electricidad permite a un motor oponerse al movimiento CORRIENTE ELÉCTRICA Es la circulación de electrones por un conductor

Los conductores son materiales que dejan pasar a través la corriente eléctrica Aislantes son materiales que no dejan pasar a través la corriente eléctrica (madera, plásticos, vidrio, papel…)

La tensión, voltaje o potencial eléctrico (V) de un punto de un circuito nos informa de su nivel de energía. Los electrones se moverán siempre desde un punto con un potencial alto hacia un punto con potencial bajo. La resistencia (R) de un receptor de la oposición o dificultad que ésta opone a que la corriente eléctrica pase a su través La intensidad (I) de corriente es la cantidad de electrones (carga eléctrica) que circula en un segundo.”(1)

TIPOS DE CORRIENTE ELÉCTRICA “En la práctica, los dos tipos de corrientes eléctricas más comunes son: corriente directa (CD) o continua y corriente alterna (CA). La corriente directa circula siempre en un solo sentido, es decir, del polo negativo al positivo de la fuente de fuerza electromotriz (FEM) que la suministra. Esa corriente mantiene siempre fija su polaridad, como es el caso de las pilas, baterías y dinamos.

La corriente alterna se diferencia de la directa en que cambia su sentido de circulación periódicamente y, por tanto, su polaridad. Esto ocurre tantas veces como frecuencia en hertz (Hz) tenga esa corriente. A la corriente directa (C.D.) también se le llama "corriente continua" (C.C.). La corriente alterna es el tipo de corriente más empleado en la industria y es también la que consumimos en nuestros hogares. La corriente alterna de uso doméstico e industrial cambia su polaridad o sentido de circulación 50 ó 60 veces por segundo, según el país de que se trate. Esto se conoce como frecuencia de la corriente alterna.”(2)

CORRIENTE PRIMARIA Y SECUNDARIA

La corriente primaria y secundaria son respectivamente un flujo de electrones que circulan desde un puto de mayor energía a un punto de menor energía, el proceso de transformación de la corriente primaria a secundaria se lleva a cabo en los trasformadores, por medio del principio de inducción. El problema concurre, a que la corriente primaria emitida por las grandes centro eléctricas tiene magnitudes gigantescas que van del orden de mil amperios , progresivamente, cantidad de energía que no podría ser distribuida en un hogar , ya que esta cantidad de corriente eléctrica sería capaz de quemar o dañar los aparatos del hogar , es aquí cuando el uso de los transformadores es primordial, ya que estos son capaces de trasformar la corriente primaria es decir la corriente gigantesca o de gran escala, a una corriente manejable y con múltiples usos para el ser humano. EFECTOS DE LA CORRIENTE SECUNDARIA En la figura siguiente se puede ver una resistencia de carga conectada al arrollamiento secundario, esto es, el transformador en carga

A causa de la tensión inducida en el arrollamiento secundario, a través de la carga circula una corriente. Si el transformador es ideal (K = 1 y no hay pérdidas de potencia en el arrollamiento y en el núcleo), la potencia de entrada es igual a la potencia de salida:

Si aplicamos esta ecuación:

Por lo tanto nos quedaría:

Is=

Np Ns Ip

Y al final tenemos esta ecuación:

TRANSFORMADORES Es el encargado de transformar la corriente que ingresa al dispositivo a otra de menor amplitud, hace uso de la ley de Faraday y de las propiedades ferromagnéticas de un núcleo de hierro para subir o bajar eficientemente el voltaje de corriente alterna (AC). Componentes de los transformadores eléctricos

Núcleo: Este elemento está constituido por chapas de acero aisladas entre ellas. El núcleo de los transformadores está compuesto por las columnas, que es la parte donde se montan los devanados. El núcleo se utiliza para conducir el flujo magnético, ya que es un gran conductor magnético. Devanados: El devanado es un hilo de cobre enrollado a través del núcleo en uno de sus extremos y recubiertos por una capa aislante, que suele ser barniz. Está compuesto por dos bobinas, la primaria y la secundaria. La relación de vueltas del hilo de cobre entre el primario y el secundario nos indicará la relación de transformación. El nombre de primario y secundario es totalmente simbólico. Por definición allá donde apliquemos la tensión de entrada será el primario y donde obtengamos la tensión de salida será el secundario. FUNCIONAMIENTO La bobina primaria recibe un voltaje alterno que hará circular, por ella, una corriente alterna. Esta corriente inducirá un flujo magnético en el núcleo de hierro. Como el bobinado secundario está arrollado sobre el mismo núcleo de hierro, el flujo magnético circulará a través de las espiras de éste. Al haber un flujo magnético que atraviesa las espiras del "Secundario", se generará por el alambre del secundario un voltaje (ley de Faraday). En este bobinado secundario habría una corriente si hay una carga conectada (por ejemplo a una resistencia, una bombilla, un motor, etc.) Los transformadores se basan en la inducción electromagnética. Al aplicar una fuerza electromotriz en el devanado primario, es decir una tensión, se origina un flujo magnético

en el núcleo de hierro. Este flujo viajará desde el devanado primario hasta el secundario. Con su movimiento originará una fuerza electromagnética en el devanado secundario. Según la Ley de Lenz, necesitamos que la corriente sea alterna para que se produzca esta variación de flujo. En el caso de corriente continua el transformador no se puede utilizar.

Figura 1. Devanados primaria y secundaria

Una vez entendido el funcionamiento del transformador vamos a observar cuál es la relación de transformación de este elemento.

Donde N p es el número de vueltas del devanado del primario, N s el número de vueltas del secundario, V p la tensión aplicada en el primario, V s la obtenida en el secundario, I s la intensidad que llega al primario, I p la generada por el secundario y r t la relación de transformación.

Como observamos en este ejemplo si queremos ampliar la tensión en el secundario tenemos que poner más vueltas en el secundario (N s), pasa lo contrario si queremos reducir la tensión del secundario.

TIPOS DE TRANSFORMADORES ELÉCTRICOS Hay muchos tipos de transformadores pero todos están basados en los mismos principios básicos, Pueden clasificarse en dos grandes grupos de tipos básicos: transformadores de potencia y de medida.

Transformadores de potencia Los transformadores eléctricos de potencia sirven para variar los valores de tensión de un circuito de corriente alterna, manteniendo su potencia. Como ya se ha explicado anteriormente en este recurso, su funcionamiento se basa en el fenómeno de la inducción electromagnética.

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Transformadores eléctricos elevadores

Los transformadores eléctricos elevadores tienen la capacidad de aumentar el voltaje de salida en relación al voltaje de entrada. En estos transformadores el número de espiras del devanado secundario es mayor al del devanado primario.

Modelización de un transformador elevador

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Transformadores eléctricos reductores

Los transformadores eléctricos reductores tienen la capacidad de disminuir el voltaje de salida en relación al voltaje de entrada. En estos transformadores el número de espiras del devanado primario es mayor al secundario. Podemos observar que cualquier transformador elevador puede actuar como reductor, si lo conectamos al revés, del mismo modo que un transformador reductor puede convertirse en elevador.

Modelización de un transformador reductor

Transformadores eléctricos de medida Sirven para variar los valores de grandes tensiones o intensidades para poderlas medir sin peligro.

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Transformadores eléctricos de intensidad

El transformador de intensidad toma una muestra de la corriente de la línea a través del devanado primario y lo reduce hasta un nivel seguro para medirlo. Su devanado secundario

está enrollado alrededor de un anillo de material ferromagnético y su primario está formado por un único conductor, que pasa por dentro del anillo. El anillo recoge una pequeña muestra del flujo magnético de la línea primaria, que induce una tensión y hace circular una corriente por la bobina secundaria.

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Transformador eléctrico potencial

Se trata de una máquina con un devanado primario de alta tensión y uno secundario de baja tensión. Su única misión es facilitar una muestra del primero que pueda ser medida por los diferentes aparatos. TRANSFORMADOR IDEAL Y TRANSFORMADOR REAL En un transformador ideal, la potencia que tenemos en la entrada es igual a la potencia que tenemos en la salida, esto quiere decir que:

Pero en la realidad, en los transformadores reales existen pequeñas pérdidas que se manifiestan en forma de calor. Estas pérdidas las causan los materiales que componen un transformador eléctrico.

Pérdidas en los transformadores reales Las diferentes pérdidas que tiene un transformador real son: 

Pérdidas en el cobre: Debidas a la resistencia propia del cobre al paso de la corriente



Pérdidas por corrientes parásitas: Son producidas por la resistencia que presenta el núcleo ferro magnético al ser atravesado por el flujo magnético.

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Pérdidas a causa de los flujos de dispersión en el primario y en el secundario: Estos flujos provocan una autoinductancia en las bobinas primarias y secundarias.

APLICACIONES DE LOS TRANSFORMADORES

Los transformadores son elementos muy utilizados en la red eléctrica. Una vez generada la electricidad en el generador de las centrales, y antes de enviarla a la red, se utilizan los transformadores elevadores para elevar la tensión y reducir así las pérdidas en el transporte producidas por el efecto Joule. Una vez transportada se utilizan los transformadores reductores para darle a esta electricidad unos valores con los que podamos trabajar. Los transformadores también son usados por la mayoría de electrodomésticos y aparatos electrónicos, ya que estos trabajan, normalmente, a tensiones de un valor inferior al suministrado por la red.

PROBLEMA 1: Un transformador tiene N1 = 40 espiras en el arrollamiento primario y N2 = 100 espiras en el arrollamiento secundario. Calcular: La FEM secundaria si se aplica una tensión de 48 V (NO tener en cuenta las pérdidas en el núcleo, los flujos de dispersión y en los arrollamientos).

Al despreciar las pérdidas U1 = – E1

REFENCIAS BIBLIOGRÁFICAS CITAS BIBLIOGRÁFICAS (1) https://tecnokent.files.wordpress.com/2007/11/electricidad.pdf (2) http://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_corriente_electrica/ke_corriente_elect rica_5.htm

(3) https://books.google.com.ec/books?id=FlfXjS1N-PIC&pg=SA3PA30&dq=corriente+secundaria&hl=es&sa=X&ei=zNyeVf6PEoK8ebr2tsAF&ved =0CBsQ6AEwAA#v=onepage&q=corriente%20secundaria&f=false (4) Müller Wolfgang ,Electrotecnia de potencia, Editorial Reverte, Colombia,1984 pag 74 (5) Alcade, Electrotecnia, Editorial Paraninfo, España, 2008, pag 276-277 (6) IBID (5).pag 278 (7) http://roble.pntic.mec.es/jlop0164/archivos/transformador.pdf (8) http://gama.fime.uanl.mx/~omeza/pro/SE/5.pdf (9) http://gama.fime.uanl.mx/~omeza/pro/SE/5.pdf (10) Enriquez Harper, FUNDAMENTOS DE INSTALACIONES ELECTRICAS DE MEDIANA Y ALTA TENSION, 2da edición, editorial Limusa s.a, Mexico 1995, pag 113 BIBLIOGRAFÍA 1. 2. 3. 4. 5.

www. tecnokent.files.wordpress.com www.asifunciona.com www.books.google.com.ec http://gama.fime.uanl.mx Müller Wolfgang ,Electrotecnia de potencia, Editorial Reverte, Colombia,1984 pag 74 6. Alcade, Electrotecnia, Editorial Paraninfo, España, 2008, pag 276-277 7. http://roble.pntic.mec.es/jlop0164/archivos/transformador.pdf 8. Enriquez Harper, FUNDAMENTOS DE INSTALACIONES ELECTRICAS DE MEDIANA Y ALTA TENSION, 2da edición, editorial Limusa s.a, Mexico 1995