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UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE SEDE LATACUNGA

“MÁQUINAS ELÉCTRICAS”

INFORME DE LABORATORIO

TEMA: Polaridad del trasformador

Nombres:    

Jumbo Diego León Kevin Salán Wellintong Bismar Villegas

Docente: Ing. Washintong Freire

Octubre - Febrero 2015

1

1. TEMA Polaridad del transformador. 2. OBJETIVOS 2.1.  2.2.  

OBJETIVO PRINCIPAL Determinar la polaridad en el transformador. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Realizar las conexiones adecuadas para establecer la polaridad. Ubicar en corriente continua la fuente para determinar la polaridad.

3. MARCO TEÓRICO 3.1. Transformador Hace algo más de un siglo que se inventó este dispositivo que ha hecho posible la distribución de energía eléctrica a todos los hogares, industrias, etc. Si no fuera por el transformador tendría que acortarse la distancia que separa a los generadores de electricidad de los consumidores.

Se denomina transformador a un dispositivo eléctrico que permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la potencia. La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal (esto es, sin pérdidas), es igual a la que se obtiene a la salida. Las máquinas reales presentan un pequeño porcentaje de pérdidas, dependiendo de su diseño y tamaño, entre otros factores. El transformador es un dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna de un cierto nivel de tensión, en energía alterna de otro nivel de tensión, basándose en el fenómeno de la inducción electromagnética. Está constituido por dos bobinas de material conductor, devanadas sobre un núcleo cerrado de material ferromagnético, pero aisladas entre sí eléctricamente. La única conexión entre las bobinas la constituye el flujo magnético común que se establece en el núcleo. El núcleo, generalmente, es fabricado bien sea de hierro o de láminas apiladas de acero eléctrico, aleación apropiada para optimizar el flujo magnético. 3.2.

Funcionamiento Este elemento eléctrico se basa en el fenómeno de la inducción electromagnética, ya que si aplicamos una fuerza electromotriz alterna en el devanado primario,

debido a la variación de la intensidad y sentido de la corriente alterna, se produce la inducción de un flujo magnético variable en el núcleo de hierro. Este flujo originará, por inducción electromagnética, la aparición de una fuerza electromotriz en el devanado secundario. La tensión en el devanado secundario dependerá directamente del número de espiras que tengan los devanados y de la tensión del devanado primario. 3.3.

Relación de Transformación. La relación de transformación indica el aumento o decremento que sufre el valor de la tensión de salida con respecto a la tensión de entrada, esto quiere decir, la relación entre la tensión de salida y la de entrada. La relación entre la fuerza electromotriz inductora (Ep), la aplicada al devanado primario y la fuerza electromotriz inducida (Es), la obtenida en el secundario, es directamente proporcional al número de espiras de los devanados primario (Np) y secundario (Ns) , según la ecuación:

La relación de transformación (m) de la tensión entre el bobinado primario y el bobinado secundario depende de los números de vueltas que tenga cada uno. Si el número de vueltas del secundario es el triple del primario, en el secundario habrá el triple de tensión.

Donde: (Vp) es la tensión en el devanado primario o tensión de entrada (Vs) es la tensión en el devanado secundario o tensión de salida (Ip) es la corriente en el devanado primario o corriente de entrada (Is) es la corriente en el devanado secundario o corriente de salida.

Esta particularidad se utiliza en la red de transporte de energía eléctrica: al poder efectuar el transporte a altas tensiones y pequeñas intensidades, se disminuyen las pérdidas por el efecto Joule y se minimiza el costo de los conductores.

Así, si el número de espiras (vueltas) del secundario es 100 veces mayor que el del primario, al aplicar una tensión alterna de 230 voltios en el primario, se obtienen 23.000 voltios en el secundario (una relación 100 veces superior, como lo es la relación de espiras). Ahora bien, como la potencia eléctrica aplicada en el primario, en caso de un transformador ideal, debe ser igual a la obtenida en el secundario:

El producto de la diferencia de potencial por la intensidad (potencia) debe ser constante, con lo que en el caso del ejemplo, si la intensidad circulante por el primario es de 10 amperios, la del secundario será de solo 0,1 amperios (una centésima parte). 3.4.

Principio de Funcionamiento El principio de funcionamiento del transformador tiene sus bases en la teoría del electromagnetismo resumida en las ecuaciones de Maxwell.

3.5.

Corriente de Inrush La corriente de inrush o corriente transitoria de magnetización es una corriente varias veces la corriente nominal que se produce al momento de conectar el transformador a la red. Puede ser de 10 veces la corriente nominal hasta 100 veces en casos raros

3.6.

Polaridad en un transformador Las bobinas secundarias de los transformadores monofásicos se arrollan en el mismo sentido de la bobina primaria o en el sentido opuesto, según el criterio del fabricante. Debido a esto, podría ser que la intensidad de corriente en la bobina primaria y la de la bobina secundaria circulen en un mismo sentido, o en sentido opuesto. 3.6.1. Polaridad Aditiva: La polaridad positiva se da cuando en un transformador el bobinado secundario está arrollado en el mismo sentido que el bobinado primario. Esto hace que los flujos de los dos bobinados giren en el mismo sentido y se sumen. Los terminales “H1” y “X1” están cruzados.

3.6.2. Polaridad Sustractiva: La polaridad sustractiva se da cuando en un transformador el bobinado secundario este enrollado en sentido opuesto al bobinado primario. Esto hace que los flujos de los dos bobinados giren en sentidos opuestos y se resten. Los terminales “H1” y “X1” están en línea. Ver diagrama.

4. MATERIALES Y EQUIPOS DE MEDICIÓN Material

Características

Cantidad

Transformador

Transformador eléctrico monofásico

1

Fuente de Alimentación

Fuente de voltaje, funciona como fuente alterna y fuente continua, a su vez, la fuente alterna genera voltaje de 0 a 120/208v, mientras que la continua genera de 0 a 120v.

1

Voltímetro CA

Voltímetro de corriente alterna, capaz de densar voltajes en escalas de 0V a 100V y de 0V a 250V

1

Gráfico

Voltímetro/Amperímetro CC

Voltímetro y Amperímetro de corriente continua, densa voltajes de 0v a ±150v y de 0v a ±300v, escalas de intensidad de 0Ma a ±500 mA y de 0A a 2,5 A , de 0A a 5A

1

Cables de Conexión

Permite la conexión entre los equipos utilizados en la práctica.

1

Multímetro

Digital Multímetro digital Multímetro digital Mesa

8

Cables de Conexión

5. PROCEDIMIENTO.      

El transformador para la práctica debe estar des energizado y aislado del sistema. El área de trabajo debe estar libre de objetos y el transformador ubicado correctamente en el mismo. Se coloca un puente entre los terminales del lado izquierdo del transformador (Esquema 1). Se coloca un voltímetro entre los terminales del lado derecho del mismo. Procedemos a alimentar el bobinado primario con un valor de voltaje menor al voltaje nominal del primario. Si la lectura del voltímetro es mayor que el voltaje aplicado El transformador es aditivo o si es menor el transformador es sustractivo.

5.1.

ESQUEMAS DE CONEXIÓN

Esquema1. Prueba de Polaridad 6. ANÁLISIS DE RESULTADOS 6.1.

Prueba de Polaridad

Tabla1. Datos obtenidos en la Prueba de Polaridad

6.2.  

Voltaje Aplicado

Voltaje Medido

Resultado

80 V

58.67 V

Vm < Vap

Polaridad

Resultado: El voltaje calculado para la prueba de polaridad se aproxima al voltaje medido operativamente. El voltaje medido en la prueba de polaridad es menor que el voltaje aplicado, por lo tanto la polaridad del transformador es sustractiva.

7. SIMOBOLOGÍA Tabla 4. Simbolo

Nombre

Descripcion

Ánodo –Placa

Válvula Electrónica

Equipos universales

Corriente Alterna

de CC/CA

Tensión de ensayo

2KV

superior a 500V 1.5

Intensidad del equipo Instrumento electrodinámico de bobinas cruzadas, sin hierro

8. CONCLUSIONES  

Como resultado de los datos obtenidos en la práctica, es posible concluir que la polaridad del transformador es sustractiva, ya que el Vm es menor que el voltaje aplicado. Al realizar las conexiones adecuadas para determinar la polaridad del transformador utilizado en laboratorio se visualizó en el medidor del voltaje las variaciones en el voltaje para saber el tipo de polaridad que se obtuvo.

9. RECOMENDACIONES    

Utilizar todo el equipo de protección y tener presente las reglas de seguridad eléctrica antes de entrar al laboratorio para evitar cualquier accidente. Revisar las conexiones del esquema y tener presente que tipo de ensayo se quiere realizar antes de suministrar voltaje al circuito para evitar que los equipos y los instrumentos de medición se quemen. No manipular la punta de los cables de conexión con los dedos cuando ya se estén energizados, puede ocasionar la muerte instantánea del personal que está en el área de trabajo. Tener en cuenta las escalas de medición de los diferentes instrumentos de medición del laboratorio, ya que podrían mostrar lecturas erróneas.

10. BIBLIOGRAFÍA 

EDUCATIVA. (20 de 3 de 2012). e-ducativa.catedu.es. Obtenido de http://educativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/3000/3015/html/1 o 35_prdidas_en_un_transformador.html



ELECTRONICOS, C. (12 de 10 de 2014). circuitoselectronicos.com. Obtenido de http://www.circuitoselectronicos.org/2007/11/el-multmetro-digital-tester- digitalo_10.html



Vega, J. (10 de 1 de 2011). Monografias.com. Obtenido de http://www.monografias.com/trabajos82/el-transformador-trifasico/el- transformadortrifasico2.shtml



WKIPEDIA. (1 de 2 de 2015). http://es.wikipedia.org/wiki/Volt%C3%ADmetro

wikipedia.

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