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• LAURA NICOLL VELASCO MOSQUERA

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TRANSFORMADORES Alejandro Latorre Pabón, [email protected] Elkin David Aguilar Vidal, [email protected] Dany camilo Idrobo Cifuentes, [email protected]

I.

INTRODUCCION

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 perdidas), es igual a la que se obtiene a la salida. Las maquinas reales presentan un pequeño porcentaje de perdidas, 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 eléctrica alterna de otro nivel de tensión basándose en el fenómeno de la inducción electromagnética. Esta constituido por dos bobinas de material conductor, devanadas sobre un núcleo cerrado de material ferromagnético, pero aisladas entre si eléctricamente. La única conexión entre las bobinas la constituye el flujo magnético. Las bobinas o devanados se denominan primario y secundario según correspondan a la entrada o salida del sistema en cuestión respectivamente. Tambien existen transformadores con mas devanados, en este caso, puede existir un devanado “terciario”, de menor tensión que en el secundario.

II.

MARCO TEORICO

El fenómeno de inducción electromagnética el que se basa el funcionamiento del transformador fue descubierto por Michael Faraday en 1831, se basa fundamentalmente

en que cualquier variación de flujo magnético que atraviesa un circuito cerrado genera una corriente inducida y en que la corriente inducida solo permanece mientras se produce el cambio de flujo magnético. La primera “bobina de inducción” fue inventada por el sacerdote Nicholas Joseph Callan en la universidad de Maynooth en Irlanda en 1836. Callan fue uno de los primeros investigadores en darse cuenta de que cuantas mas espiras hay en el secundario, en relación con el bobinado primario, mas grande es el aumento de la tensión eléctrica. Los científicos e investigadores basaron sus esfuerzos en evolucionar las bobinas de inducción para obtener mayores tensiones en las baterías. En lugar de corriente alterna (CA), su acción se baso en un “do&break” mecanismo vibrador que regularmente interrumpía el flujo de la corriente directa (DC) de las baterías. Entre la década de 1830 y la década de 1870, los esfuerzos para construir mejores bobinas de inducción, en su mayoría por ensayo y error, revelaron lentamente los principios básicos de los transformadores. Un diseño practico y eficaz no apareció hasta la década de 1880, cuando el transformador tendría un papel decisivo en la guerra de las Corrientes, en la que los sistemas de distribución de corriente alternan triunfaron sobre sus homólogos de corriente continua, una posición dominante que mantienen desde entonces. En 1876, el ingeniero ruso Pavel Yablochkov invento un sistema de iluminación basado en un conjunto de bobinas de inducción en el cual el bobinado primario se conectaba a una fuente de corriente alterna y los devanados secundarios podían conectarse a varias lámparas de arco, de su propio diseño. Las bobinas utilizadas en el sistema se comportaban como transformadores primitivos. La patente alego que el sistema podría, “proporcionar suministro por separado a varios puntos de iluminación con diferentes

intensidades luminosas procedentes de una sola fuente de energía eléctrica”. En 1878, los ingenieros de la empresa Ganz en Hungría asignaron parte de sus recursos de ingeniería para la fabricación de aparatos de iluminación eléctrica para Austria y Hungría. En 1883 realizaron mas de 50 instalaciones para dicho fin. Ofrecía un sistema que constaba de dos lámparas incandescentes y de arco, generadores y otros accesorios.

4. 5.

En 1882 Lucien Gaulard y Jhon Dixon Gibbs expusieron por primera vez en un dispositivo con un núcleo de hierro llamado “generador secundario” en Londres, luego vendieron la idea a la compañía estadounidense Westinghouse Electric. También este sistema fue expuesto en Turín Italia en 1884 donde fue adoptado para el sistema de alumbrado eléctrico. III.

6.

MATERIALES

7.

1. Variación Fuente de voltaje CA variable de 0 a 10 V (mínimo) a 60 Hz. 2. 2 Multímetros. 3. 1 Juego de bobinas con diferente número de vueltas. 4. Conectores. 5. Núcleos de hierro.

hasta llegar al valor mas cercano a 12Vrms en la bobina primaria del montaje y medios el voltaje rms en la bobina secundaria, este proceso lo repetimos para cada una de las distancias entre las bobinas establecidas en la tabla. Apagamos la variación Núcleo de hierro: Repetimos el proceso anterior pero esta vez insertamos un núcleo de hierro en ambas bobinas tomando como referencia la figura 4 de la guía. Núcleo de hierro en U: Insertamos un núcleo de hierro a ambas bobinas como indica la figura 4 de la guía. Establecimos el valor mas cercano a 12 Vrms en el primario y medimos el voltaje de salida rms en el secundario. Registramos ambas tensiones en la Tabla 2 Núcleo de hierro cerrado: Usando la configuración de bobinas y núcleos con la que mayor voltaje de salida obtuvimos montamos 2 pares de bobinas con diferente numero de vueltas cada vez. En cada ocasión aplicamos 12 Vrms al primario y medios el voltaje rms de salida en el secundario, registramos estos datos en la tabla 3.

6. 1 regla. IV.

METODOLOGIA

1. En primer lugar, nos aseguramos que la variación estuviera apagado y en su mínimo nivel de salida 2. Realizamos el montaje de la figura 3 de la guía, usando dos bobinas con el mismo numero de vueltas. El grupo hizo que estas bobinas se encuentren con sus núcleos alineados. 3. Prendimos la variación e incrementamos su tensión de salida

V.

ANALISIS DE RESULTADOS

1. Dependiendo de la distancia entre las bobinas se dará diferente voltaje en la bobina secundaria, debido a que entre mas alejado se encuentre la bobina primaria a la secundaria, la bobina secundaria tendrá menor voltaje. 2. En el momento que a los inductores se le adhiere un núcleo de hierro, la bobina secundaria presenta menor perdida de voltaje.

3. Cuando el numero de vueltas de la bobina primaria es menor que el de la secundaria se ve reflejado en el voltaje que cada una de ellas lleva por ende el voltaje de la bobina secundaria será mayor que el de la bobina primaria. VI.

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CONCLUSIONES  

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Las principales perdidas que existen en un transformador monofásico son causadas por flujos de histéresis, corrientes parasitas y perdidas en el cobre, sin embargo, estas se pueden reducir tomando en cuantos varios aspectos a la hora de la construcción de un transformador tales aspectos pueden ser el uso de chapas de núcleo, la selección adecuada del material magnético a utilizar entre otros. Analizando las perdidas de un transformador real en esta práctica, podemos ver que estas pérdidas siempre estarán presentes ya sea en gran o en poca cantidad, pero ahí estarán. Los transformadores con núcleo de hierro tienen diversos usos como son: en los sistemas eléctricos de potencia, en las redes de distribución primarias y secundarias, en las subestaciones de las plantas industriales, en edificaciones de múltiples usos y centros de transformación. Cualquier transformador elevador puede actuar como reductos si lo conectamos al revés del mismo modo que un transformador reductor puede convertirse en elevador. En el laboratorio se pudieron comparar diferentes combinaciones de transformadores para ver cual resultaba mas parecido a un transformador ideal, el cual fue el transformador de núcleo cerrado, y también se pudo observar el efecto

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VII.

que tenían el numero de espiras de ambas bobinas sobre el voltaje inducido. Creando diferentes tipos de transformador. Los núcleos ferromagnéticos son de mucha utilidad en cuanto eficiencia, esto se comprobó con el transformador con núcleo de hierro cerrado. El principio básico del transformador es bastante sencillo, ya que todo se rige por tres leyes del electromagnetismo ya conocidas, teniendo claro eso, es sencillo alterar el transformador para cumplir con requisitos de diseño que se necesiten. EL transformador es muy importante para la vida diaria porque cumple múltiples propósitos, especialmente al momento de regular la tensión como se requiera.

REFERENCIAS

https://es.wikipedia.org/wiki/Transformador# Primeros_pasos:_los_experimentos_con _bobinas_de_induccion