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“EL TRANSFORMADOR” PRACTICA 7 RITIEM-07-01

MATERIAS DE:

MAQUINAS ELECTRICAS

PRESENTADO POR:

IGNACIO SOSA ROBERTO

FECHA DE ELABORACIÓN: 25 DE MAYO DEL 2016

FECHA DE ENTREGA: 26 DE MAYO DEL 2016

II

DATOS DEL ITSDLM Instituto Tecnológico Superior de Lagos de Moreno. Libramiento Tecnológico # 5000. Colonia Portugalujo de los Romanes. Tel. y Fax. (52)-01-474-72-52-100 y 101 Lagos de Moreno Jalisco, México.

Superior Technology Institute of Lagos de Moreno. 5000# Libramiento Tecnológico Portugalejo de los Romanes Phone & Fax (52)-01-474-72-52-100 y 101 Lagos de Moreno Jalisco, México.

II

Objetivo Obtener la monofásico.

relación

de

transformación

de

un

transformador

Hipótesis

Esbozo teórico Transformador

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. Las bobinas o devanados se denominan primario y secundario según correspondan a la entrada o salida del sistema en cuestión, respectivamente. También existen transformadores con más devanados; en este caso, puede existir un devanado "terciario", de menor tensión que el secundario.

Funcionamiento del transformador 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.

II

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.

Esquema básico de funcionamiento de un transformador ideal

Componentes de los transformadores eléctricos Los transformadores están compuestos de diferentes elementos. Los componentes básicos son:

Modelización de un transformador monofásico ideal



Núcleo: Este elemento está constituido por chapas de acero al silicio aisladas entre ellas. El núcleo de los transformadores está compuesto por las columnas, que es la parte donde se montan los devanados, y las culatas, que es la parte donde se realiza la unión entre las columnas. 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. II

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 Por último hacer mención a que uno de los elementos de seguridad eléctrica del hogar utiliza transformadores. Se trata del diferencial . Este dispositivo utiliza transformadores para comparar la intensidad que entra con la que sale del hogar. Si la diferencia entre estos es mayor a 10 mA desconecta el circuito evitando que podamos sufrir lesiones.

Funcionamiento del transformador monofásico Los transformadores, como la mayoría de las máquinas eléctricas, disponen de un circuito magnético y dos circuitos eléctricos. Sobre el núcleo magnético, formado por chapas apiladas, van arrollados dos bobinados que se denominan primario y secundario. Al conectar el bobinado primario de N 1 espiras a una tensión alterna, se crea un flujo magnético alterno. Este flujo magnético, que se establece en todo el circuito magnético, recorre el bobinado secundario de N2 espiras induciendo en él una fuerza electromotriz produciendo la tensión en bornes V2. A la relación de tensiones entre el primario y secundario se le llama relación de transformación, para un transformador ideal se cumple:

Dónde: 

m = relación de transformación

II



V1 = tensión del primario (V)



V2 = tensión del secundario (V)



N1 = número de espiras del primario



N2 = número de espiras del secundario

La transferencia de energía eléctrica entre el primario y secundario se hace a través del campo magnético variable que aparece en el núcleo, no hay conexión eléctrica entre los dos bobinados.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

1.- obtener la relación de transformación de un transformador monofásico.

Vp Vs (208/208) Ip (208/208) a = Vp/Vs Vs (208/120) Ip (208/120) a = Vp/Vs Vs (208/88) Ip (208/88) a = Vp/Vs

0 0 0

20 20.29 .015

40 40.1 .022

60 60.4 .031

80 80 .040

100 100.7 .047

120 120.2 .058

140 140.5 .071

160 160.1 .040

180 80.7 .120

200 201 .16

0 0

11.7

23.1

34.8

46.2

58.1

69.5

81.1

92.3

109.2

115

0 0

8.59

17

25.6

33.8

42.6

30.7

59.9

67.8

II

85.

Ip (mA) Is (mA) A = Is/Ip

246 238 0.96

276 330 1.19

355 514 1.44

452 706 1.56

550 893 1.62

749 1260 a = 1.68

II

II

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