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• Elías Arriola

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PRACTICA No. 1 OBJETIVOS 1-.Mejorar en el manejo del equipo de laboratorio 2.- Analizar la estructura de un transformador monofásico. 3.- Obtener la relación de transformación. 4.- Medición de la resistencia óhmica. 5.- Determinar la polaridad del transformador. INTRODUCCIÓN

Transformador ideal El transformador ideal. El transformador eléctrico ideal es un dispositivo que se encarga de “transformar” el voltaje de corriente alterna (VAC) que le llega a su entrada, en otro voltaje también en corriente alterna de diferente amplitud, que entrega a su salida. Un transformador eléctrico puede ser “elevador o reductor” dependiendo del número de espiras de cada bobinado. Si se supone que el transformador eléctrico es ideal. (la potencia que se le entrega es igual a la que se obtiene de él, se desprecian las perdidas por calor y otras), entonces: Potencia de entrada (Pi) = Potencia de salida (Ps). Pi = Ps.

Partes que componen un trasformador Se compone de un núcleo de hierro sobre el cual se han arrollado varias espiras (vueltas) de alambre conductor. Este conjunto de vueltas se llaman bobinas y se denominan: – Bobina primaria o “primario” a aquella que recibe el voltaje de entrada y – Bobina secundaria o “secundario” a aquella que entrega el voltaje transformado.

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. En este bobinado secundario habría una corriente si hay una carga conectada (el secundario conectado por ejemplo a una resistencia).

Transformador real Los transformadores son cuadrados de chapas de hierro colocados uno tras otro y arrollados por un hilo de cobre barnizado (aislado), tanto en el primario como en el secundario.

Los transformadores reales no son ideales, el conductor del bobinado (cobre) tiene una resistencia que produce pérdidas de potencia. Son perdidas de potencia debidas al calentamiento en el hilo, son las "Pérdidas en el Cobre".

Entonces de la red no se aprovecha todo. Lo ideal sería el 100 % de la red a la carga, pero existen esas pérdidas.

INSTRUMENTOS Y EQUIPO 

Módulo de transformador.



Módulo de fuente de alimentación.



Módulos de medición de C.A. (Voltaje y Corriente).



Cables de conexión.



Óhmetro.



Multímetro

DESARROLLO 1. El profesor nos explicó cómo funcionaba la fuente de voltaje y realizo una breve explicación sobre las medidas de seguridad que debíamos tomas. 2. Examine la estructura del módulo de transformador para observar si se encontraba en una buena condición. 3. Identifique los devanados del transformador, anote los valores nominales de acuerdo a la tabla l. 4. Hicimos la conexión del siguiente circuito

5. Conecte la fuente de alimentación y la ajustamos a 120 V de corriente alterna, y fuimos llenado los valores obtenidos para llenar la siguiente tabla. 6. Antes de encender la alimentación, con un multímetro checamos que nos diera el voltaje que queríamos, notamos que había diferencia entre el voltaje marcado en la fuente al que nos daba realmente así que utilizamos el multímetro para alimentar nuestro circuito de una forma más exacta.

4

1

3

5

Vc.a.

0 - 120 V c. a.

Vc.a.

v2

7

v1

9

8

N

2

4

6

Figura 1

VALORES MEDIDOS (VOLTS)

1–2

VALORES NOMINALES (VOLTS) 120

3–7

104

103.9

7–8

76

76

8–4

28

60

5–9

60

59.6

9–6

60

59.1

TERMINALES

120

Tabla 1 7. ¿Concuerdan los valores medidos con los valores nominales? R= Son muy similares pero puede ser que existan pequeñas perdidas por el estado de los equipos.

8. Calcule la relación de transformación de acuerdo a los valores medidos en la Tabla 1.

α=V1 /V2 V1-2 /V3-7

1.1550

V1-2 /V7-8

1.5810

V1-2 /V8-4

4.2857

V1-2 /V5-9

2.0134

V1-2 /V9-6

2.0305

Tabla 2 9. Conecte el circuito que aparece en la figura 2. Observe que el medidor de corriente I2 pone en corto circuito el devanado 5-6. I1 Ac.a.

4

1

3

5

I2 0 - 120 V c. a.

Vc.a.

7

v1

9

Ac.a.

Vc.a.

v2

8

N

2

4

6

Figura 2.

a) Conecte la fuente de alimentación y aumente gradualmente el voltaje hasta que la corriente de corto circuito I 2 sea de 0.4 amperes de c. a. b) Mida y anote: I1=___0.4__________ I2=______0.36_______

V1=_______10.4_________ V2=_____0.4_________

c) Gire la perilla para reducir el voltaje y poder desconectar la fuente la de voltaje de manera segura. d) Calcule la relación de corriente 0.4 A ; ∝=1 0.4 A Conecte el circuito de la figura 3. Observe que el medidor de corriente I 2 pone en corto circuito el devanado 3-4 I1 Ac.a.

4

1

3

5

I2 0 - 120 V c. a.

Vc.a.

7

v1

9

Ac.a.

Vc.a.

v2

8

N

2

4

6

Figura 3

a) Conectar la fuente de alimentación y aumente gradualmente el voltaje hasta que la corriente I1 sea de 0.4 amperes de c. a. b) Mida y anote: I1=__0.4_________ I2=__0.2___________

V1=______7.3___________ V2=_____0.1____________

c) Gire la perrilla para que el voltaje sea cero y desconecte la fuente de alimentación. d) Calcule la relación de corriente ∝=

0.4 A ;∝=2 0.2 A

8. Conecte el óhmetro como se muestra en la figura 4 y meda la resistencia de los devanados que se indican en la tabla 3.

1

3

5

7 OHM

9

8

2

4

Figura 4.

6

TERMINALES

RESISTENCIA (Ω)

1–2

8.4

3–7

14.4

7–8

10.9

8–4

4.1

5–9

4

9–6

4.6 Tabla 3.

En función del valor de la resistencia del devanado diga quien tiene mayor número de vueltas y por qué?

El devanado 3 – 7 indica que tiene mayor cantidad de resistencia y esto indica que ese devanado es el que tiene mayor número de vueltas. En función del valor de la resistencia del devanado diga por cual devanado (s) circula mayor amperaje

En las terminales

5-9 y 9-6 circula mayor amperaje.

a) Reduzca el voltaje a cero y desconecte la fuente de alimentación.

Prueba de polaridad 9. Arme el circuito de la figura 5. Use un multímetro analógico en la función de voltímetro conecte la terminal positiva a la terminal 1 y la negativa a la terminal 2 del transformador. 10. Encienda la fuente de alimentación, y moví la perilla hasta llegar a dos amperes 11. Sin tocar la perilla de control de voltaje, pase la terminal positiva y negativa del voltímetro, a la terminal 3 y 4 del transformador. 12. Observe la deflexión de la aguja del voltímetro de CD, en el momento que apague la fuente de alimentación. Si la aguja del voltímetro se desvía momentáneamente a la izquierda, las terminales 1 y 3 tienen la misma marca de polaridad (Polaridad sustractiva). Si la aguja del voltímetro se mueve a la derecha tiene polaridad aditiva.

Figura 5.

¿Qué polaridad se tiene en los devanados 1 a 2 y 3 a 4? Polaridad sustractiva

PRUEBA DE CONOCIMIENTOS El reporte de la práctica debe de incluir procedimiento teórico y operaciones donde se requiera. PRUEBA DE CONOCIMIENTOS.

1. Si la corriente de corto circuito que pasa por el devanado del secundario 9 – 6 fuera de 1 ampere de CA, ¿cuál sería la corriente que pasaría por el devanado primario 1 – 2? V

I

I

1 2 1 2 = , De la siguiente formula V = I se despejando a I 1 tenemos que I 1= ∝ 2 V 2 1 por lo tanto I 1=0.5 A . 1−2,8−6

2. Si se pone en corto circuito el devanado secundario 7 – 8 y el devanado primario 5 – 6 toma una corriente de 0.5 amperes, determinar la corriente de corto circuito que pasará por el devanado 7 – 8. Como ya tenemos los valores de los voltajes de las terminales 1 – 2 y 7 – 8 se obtiene la relación de transformación dónde ∝=120 /75.9=1.58 Se sustituye en la fórmula de la corriente: I 2=( 0.5 A ) ( 1.58 ) ; I 1=0.79 A

3. ¿Por qué las pruebas de corto circuito deben realizarse con la mayor rapidez posible? Porque si lo dejamos por un lapso de tiempo se llevan al máximo los equipos y esto puede afectar en estos equipos incluso puede llegar a quemarlos. 4. Si se aplica un voltaje de 120V de CA al devanado 1 – 2 con el devanado 5 – 6 en corto circuito, ¿cuál será la corriente de cada devanado, cuántas veces es mayor esta corriente que su valor nominal y cuántas veces es mayor el calor generado en los devanados en estas.  Corriente del devanado = .5 A para todos  cuántas veces es mayor esta corriente que su valor nominal La medida es menor que la corriente nominal

 cuántas veces es mayor el calor generado en los devanados en estas. Entre más intensidad de corriente mayor calor se genera CONCLUSIONES Con esta práctica mejoramos con el manejo de equipos de medición como voltímetros amperímetros, así como aprender a medir las resistencias de un transformador y como estas se comporta el amperaje en esas resistencias. Se logró hacer cálculos de la relación de transformación utilizando corrientes y amperajes. También logramos entender de mejor manera como armar un circuito con ayuda de los diagramas del manual.

Bibliografía: https://unicrom.com/transformador-ideal/ http://faradayos.blogspot.com/2015/01/polaridad-transformadores-aditiva-sustractivadeterminacion.html https://smcint.com/es/relacion-de-transformacion/