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• L Angel Aylas A

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EXPERIMENTO Nº 6: TEMPERATURA EN UN TRANSFORMADOR MONOFÁSICO OBJETIVOS: 

Determinar en forma experimental la temperatura por el método de variación de resistencia en los devanados.

MATERIALES Y EQUIPOS UTILIZADOS:         

1 transformador monofásico 1 autotransformador monofásico variable 2 termómetros (o pinza amperimétrica con termocupla) 1 amperímetro 2 voltímetros 1 vatímetro monofásico Cables para conexiones 1 multímetro digital 1 llave cuchilla

PROCEDIMIENTO:  Armar el circuito según la figura adjunta.

 Una vez que armamos el circuito, agregamos la termocupla en el núcleo del transformador, lo encendemos y empezamos a aumentar el voltaje de alimentación hasta que el amperímetro 2 marque la corriente nominal del transformador (el cual es 4.5 A).  Luego esperamos unos 10 minutos para que el transformador caliente.  Finalmente después de la espera, anotamos la temperatura en el transformador que registra la termocupla mientras que a su vez apagamos la fuente de alimentación de voltaje. Alim.(V) 14.30

I2 (A) 4.52

Temp. (C°) 42.4

 Ahora que tenemos la temperatura al final de la prueba (ya con la fuente de alimentación apagada y desconectada), esperamos intervalos de un minuto para medir la temperatura del transformador (con la termocupla) y el ohmiaje de en la entrada del transformador (T1) y en la salida (T2). Observación: Dado que demoramos al conectar el multímetro (en ohmiaje) al transformador, nos demoramos unos segundos de más, así que empezamos al minuto y medio (1.5 min). Tiempo (min) 1.5 2.5 3.5 4.5 5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 10.5 11.5 12.5 13.5 14.5 15.5 16.5 17.5 18.5

Temp. (°C) 43.6 43.2 42.7 42.0 41.2 40.7 40.3 39.8 39.1 38.5 38 37.6 37.1 36.6 36.1 35.7 35.4 34.9

T1 (Ω)

T2 (Ω)

1.8 1.7 1.7 1.7 1.7 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.4 1.4

1.2 0.9 0.8 0.8 0.8 0.8 0.7 0.7 0.7 0.8 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.6 0.6 0.6

Resistencia 1 vs Tiempo

Resistencia 2 vs Tiempo

1.9

1.3 1.2

1.8

1.1

f(x) = 1.79 exp( − 0.01 x )

1.7

1

1.6

0.9

f(x) = 0.96 exp( − 0.03 x )

0.8

1.5

0.7 1.4 1.3

0.6 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0.5

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Notamos que el ohmiaje del devanado primario, al igual que el secundario se reduce conforme pasa el tiempo. Ahora que ya tengo la ecuación exponencial, puedo hallar el ohmiaje en ambas bobinas (entrada y salida) cuando el tiempo es 0.

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Rent =1.7896 Ω Rsal=0.9583 Ω Tomamos cualquiera de los dos y aplicamos el método de la resistencia. T 2=

R2 × ( 235+T 1 )−235 R1

T 2=

0.9583 Ω × ( 235+20.5 ) −235 0.9 Ω

T 2=37.050722° C Y el valor que nos dio la termocupla en ese tiempo fue de 43.2°C. La porcentualidad del error relativo sería: %ER=

43.2° C−37.050722° C =16.5969 % 37.050722 °C

Nos dio un error porcentual de 16.5969%, dado que nuestros instrumentos de medición no son demasiado exactos (dando solo como máximo 3 cifras significativas de medición).

CUESTIONARIO Hallamos la curva de variación de la resistencia con la temperatura.

Resistencia vs Temperatura 1.9 1.8 1.7

f(x) = 0.04 x + 0.13

1.6 1.5 1.4 1.3 34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

Notamos que tanto la temperatura con el ohmiaje son proporcionales.

Fundamento teórico de la experiencia.

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Este proceso está basado en la prueba de calentamiento de transformadores, el cual dice: La vida de los materiales usados en el aislamiento de un transformador, dependen de la temperatura a la cual están expuestos y el tiempo de sometimiento. Siendo la temperatura del transformador igual a: la temperatura ambiente, más la temperatura producida por el funcionamiento normal; dichos parámetros determinan en parte la cargabilidad del transformador. De este proceso se puede describir dos puntos muy importantes: 



Podemos hallar la temperatura promedio (temperatura cuando la corriente en el transformador alcanza su valor nominal) de los devanados mediante el método de la resistencia. Y también la estimación de tiempo de vida de un transformador acorde (Tomando la norma de IEEE STD. C 57.12.00 de 2010).

CONCLUSIONES  Al empezar a funcionar, el transformador, este se calienta.  Al quitar la fuente de alimentación del circuito, el transformador empezará a enfriarse y a perder ohmiaje.

RECOMENDACIONES  Verificar que los equipos estén en buenas condiciones, calibrados y en las escalas adecuadas, para evitar errores en las medidas.  Verificar que el circuito armado sea correcto para una buena experiencia, y así dañar los equipos de medida, los equipos.  Tratar de usar medidores más exactos, dado que la diferencia entre los valores es muy pequeño.  Tener mucha ayuda y cuidado a la hora de tomar los valores, porque se tiene que hallar el ohmiaje en la entrada y salida, y temperatura al mismo tiempo.

BIBLIOGRAFIA  Máquinas Eléctricas 3ra edición – Stephen Chapman  Máquinas Eléctricas 5ta edición – Jesús Fraile Mora  https://prezi.com/9loiqpttminh/prueba-de-calentamiento-en-transformadores/? webgl=0