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UNIVERSIDAD CATOLICA DE SANTA MARIA

FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERIAS FISICAS Y FORMALES ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA, MECANICA ELECTRICA Y MECATRONICA

MAQUINAS ELECTRICAS I LABORATORIO 3 “DETERMINAR EL CIRCUITO EQUIVALENTE DEL TRANSFORMADOR MEDIANTE LOS ENSAYOS DE VACIO Y CORTOCIRCUITO”

PreSENTADO POR: EDUARDO EDWIN SUYO TORRES

GRUPO: 04

CUESTIONARIO

1. ¿Qué es la relación de transformación y como puede determinarse experimentalmente? En un transformador, la relación de transformación es el número de vueltas del devanado primario dividido por el número de vueltas de la bobina secundaria; la relación de transformación proporciona el funcionamiento esperado del transformador y la tensión correspondiente requerida en el devanado secundario. Si se requiere una tensión secundaria menor que la tensión primaria – transformador reductor- el número de vueltas en el secundario debe ser menor que en primario, y para transformadores elevadores es al revés; cuando la relación de transformación reduce la tensión, eleva la corriente y viceversa, de manera que la relación de transformación de corriente y tensión en un transformador ideal está directamente relacionado con la relación de vueltas o espiras.

Desafortunadamente, los transformadores no son ideales, y en un transformador real la relación de tensiones o de corrientes pueden no ser igual a la relación de transformación, debido a las diferentes pérdidas eléctricas como las debidas al núcleo de hierro del transformador (pérdidas por histéresis y por corrientes parásitas) y a las pérdidas en el cobre (debido a la resistencia eléctrica de los devanados primario y secundario); por lo tanto, los fabricantes diseñan los transformadores de manera que se minimicen estas pérdidas, para obtener una máxima eficiencia a plena carga, superior al 95% de transformación de la potencia, proporcionando así una relación de tensiones que difiera como máximo en un 5% a la relación de transformación.

Un método conveniente para determinar la relación de transformación es la aplicación de una tensión conocida, generalmente menor que la normal, al devanado de mayor tensión y la medida de las tensiones en los otros devanados, usando voltímetros y transformadores de tensión adecuados. Las relaciones de las lecturas de tensión indicarán las relaciones de espiras en los distintos devanados.

Un segundo método, usado principalmente como ensayo de fábrica, consiste en la comparación del transformador con un transformador normalizado calibrado, cuya relación es regulable en pequeños escalones. El transformador que se ensaya y el transformador normalizado se conectan en paralelo aplicando tensión a sus devanados de alta tensión; los devanados de baja tensión, en paralelo, se conectan a un detector sensible al que se obliga a señalar cero ajustando la relación

de transformación del transformador normalizado. La relación de transformación ajustada del transformador normalizado es entonces igual a la relación de transformación del transformador que se está ensayando.

El tercer método se emplea una resistencia potenciométrica conectada a los devanados del transformador, que están conectados en serie como un autotransformador. Se conecta un detector adecuado desde la unión de los dos devanados a la rama ajustable de la resistencia potenciométrica. Cuando el detector muestra un desvío cero, la relación de resistencias proporciona la relación de espiras del transformador.

2. Haga la definición correcta de: la corriente de vacío, la corriente por pérdida en el núcleo y la corriente de magnetización, dibuje el diagrama fasorial de corrientes. 

Corriente de vacío: Corriente que circula por un borne de fase del devanado primario cuando se aplica a los bornes del devanado primario del transformador una tensión igual a la tensión de alimentación asignada, a la frecuencia asignada del transformador, que corresponde a la tensión secundaria más alta, estando los devanados secundarios a circuito abierto.



Corriente por pérdida en el núcleo: Es la corriente necesaria para compensar las pérdidas por histéresis y corrientes parásitas.

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Corriente de magnetización: Es la corriente necesaria para producir el flujo en el núcleo del transformador.

3. ¿Cuál es la ventaja de realizar la prueba de circuito abierto en el lado de bajo voltaje?

Porque al estar la bobina de bajo voltaje recorrida por una corriente pequeña, las pérdidas pueden despreciarse, y siempre en el lado del circuito abierto no pasará corriente es decir que las pérdidas serán nulas. De ser al revés, al haber más voltaje habrían más pérdidas en el lado de bajo voltaje. Otra razón para realizar la prueba en este lado es la disponibilidad de fuentes de bajo voltaje en cualquier instalación de pruebas.

4. ¿Por qué se prefiere ejecutar la prueba de cortocircuito en el lado de alto voltaje? Explique.

Porque teniendo la misma potencia aparente, al aplicar la carga en el lado de bajo voltaje se generaría una corriente muy alta, que podría ser peligrosa incluso podría destruir el circuito. En cambio si se tiene en el lado de la alta tensión, al despejar la corriente sale una corriente más baja, la mitad, pues el voltaje es el doble, y esto trae más seguridad para el armado del circuito.