Alumno: Yenny Navarro.C.I: V-13.314.943

Prof.: Ing. Nancy BarbozaCIRCUITOS ELÉCTRICOS II

Es un dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna de uncierto nivel de tensión, en energía alterna de otro nivel de tensión, pormedio de la acción de un campo magnético. son dispositivos basados en elfenómeno de la inducción electromagnética y están constituidos, en suforma más simple, por dos bobinas devanadas sobre un núcleo cerrado dehierro dulce o hierro silicio.

La relación de transformación nos indica el aumento ó decremento que

sufre el valor de la tensión de salida con respecto a la tensión deentrada, esto quiere decir, por cada volt de entrada cuántos volts hay en lasalida del transformador.

La relación entre la fuerza electromotriz inductora (Ep), la aplicada aldevanado primario y la fuerza electromotriz inducida (Es), la obtenida en elsecundario, es directamente proporcional al número de espiras de losdevanados primario (Np) y secundario (Ns) .

La razón de la 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

Un transformador ideal es un artefacto sin pérdidas, con una bobina de

entrada y una bobina de salida. Las relaciones entre los voltajes de entrada y

de salida, y entre la corriente de entrada y de salida, se establece mediante

dos ecuaciones sencillas.

El estudio de un transformador ideal nos ayudará mucho a comprender lasrelaciones que existen entre las tensiones, intensidades e impedancias, pues lasdiferencias entre un transformador ideal y un transformador real no dista muchode la realidad.

Según sus aplicaciones

Transformadores Secos Encapsulados en Resina Epoxi.

El transformador de núcleo distribuir.

El transformador de núcleo arrollado.

El transformador de núcleo.

Los transformadores Rurales

Los transformadores Herméticos de Llenado Integral.

Transformador con diodo dividido

Transformador de impedancia

El transformador que se muestra en la figura 1 tiene NP espiras dealambre sobre su lado primario y NS de espiras de alambre en su ladosecundario. La relación entre el voltaje VP(t) aplicado al lado primario deltransformador y el voltaje VS(t) inducido sobre su lado secundario es

VP(t) / VS(t) = NP / NS = a

En donde a se define como la relación de espiras del transformador

a = NP / NS

La relación entre la corriente ip(t) que fluye en el lado primario deltransformador y la corriente is(t) que fluye hacia fuera del lado secundario deltransformador es

NP * iP(t) = NS * iS(t)

iP(t) / iS(t) = 1 / a

En términos de cantidades fasoriales, esta ecuación es

VP / VS = a

IP / IS = 1 / a

Al conjunto de núcleo de hierro sobre el cual se han arrollado variasespiras (vueltas) de alambre se llaman bobinas y se denominan:Bobina primaria o "primario" a aquella que recibe el voltaje de entrada y Bobinasecundaria o "secundario" a aquella que entrega el voltaje transformado.la Bobina primaria recibe un voltaje alterno que hará circular, por ella, unacorriente alterna. Esta corriente inducirá un flujo magnético en el núcleo dehierro. Como el bobinado secundario está arrollado sobre el mismo núcleo dehierro, el flujo magnético circulará a través de las espiras de éste.Al haber un flujo magnético que atraviesa las espiras del "Secundario", segenerará 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 un resistor)

Según el material del núcleo, los transformadores

se dividen en tres grupos:

• Transformadores con núcleo de aire.

• Transformadores con núcleo de hierro.

• Transformadores con núcleo de ferrita.

En aplicaciones de alta frecuencia se emplean bobinados sobre un carrete sin núcleo o

con un pequeño cilindro de ferrita que se introduce más o menos en el carrete, para ajustar

su inductancia.

La potencia suministrada al transformador por el circuito primario se expresa por medio de la

ecuación

Pent = VP * IP * cos ð P

En donde ð p es el ángulo entre el voltaje y la corriente secundaria. La potencia que el

circuito secundario suministra a sus cargas se establece por la ecuación:

Psal = VS * IS * cos ð S

En donde ð s es el ángulo entre el voltaje y la corriente secundarios. Puesto que los

ángulos entre el voltaje y la corriente no se afectan en un transformador ideal, ð p=ð s=ð .

Las bobinas primaria y secundaria de un transformador ideal tienen el mismo factor de

potencia.

¿Cómo se compara la potencia que va al circuito primario del transformador ideal, con la

potencia que sale por el otro lado?

Es posible averiguarlo por medio de las ecuaciones de voltaje y corriente. La potencia que

sale de un transformador es:

Psal = VS *IS* cos ð

Aplicando las ecuaciones de relación de espiras nos resulta Vs = Vp / a y Is = a * Ip así que

Psal = (VP/a) * a * IP * cos ð

Psal = VP * IP * cos ð = Pent

De donde, la potencia de salida de un transformador ideal es igual a su potencia de entrada.

Un transformador reductor con un bobinado primario de 174.000 espirasy un bobinado secundario de 1000 espiras, opera desde una línea de altatensión de 40.000 volts y alimenta una carga de 60 amperes. Determinarel voltaje secundario, la corriente primaria y la potencia de salida deltransformador. Suponiendo una eficiencia del 100 %.Solución:Por lo tanto el voltaje secundario:

potencia de salida = E2 I2 = 230 volts X 60 amps = 13.800 watts = 13,8 kw

(la potencia de entrada = 40.000 volts x 0,345 amp = 13.800 watts.)

Se desea construir una bobina o inductor que sea de 10 uHenrios(uHenrys), que tenga 2.54 centímetros de diámetro y una longitud de 3.175centímetros.

Solución:

a = 2.54 centímetros / 2 = 2.27 centímetros.b = 3.175 centímetros.L = 10 uHenrios.

Se despeja de la ecuación original la variable "n" en función de todas lasdemás.

n = [10 x (9a + 10b) / ( 0.393 x a2)]1/2

y reemplazando los valores.....n = [10 x (11.43 + 31.75) / 0.393 x 1.613]1/2 = 6801/2 = 26.1 espirasNotas:

- Bobina = Inductor.- Los paréntesis elevados a la 1/2 es lo mismo que una raíz cuadrada.- uHenrio = microHenrio

Este dispositivo es una parte integral en los sistemas de distribuciónde potencia y se encuentra en muchos circuitos electrónicos einstrumentos de medición. Los efectos electromagnéticos producidosentre dos circuitos que se encuentren próximos, esto es, cuando losrespectivos campos magnéticos de los mismos se influencien entresí, han sido incluidos bajo la denominación de inductancia mutua oinducción mutua

Para poder interpretar mejor el efecto de inducción mutua, serepresenta un inductor L1, alimentado por una corriente alterna y

otro inductor L2 al que se encuentra próximo al primero, de modo quesea influenciado por el campo magnético de aquel.

El voltaje inducido en uno de dos circuitos acoplados es 20 voltscuando la corriente en el otro varía a una velocidad de 4amps/seg. ¿Cuál es la inductancia mutua?

Es una convención usada para denotar la polaridad del voltaje de dos

componentes mutuamente inductivos, tal como el devanado en un

transformador. Dada más de una bobina, se coloca un punto en algún

terminal de cada una, de manera tal que si entran corrientes en ambas

terminales con puntos (o salen), los flujos producidos por ambas corrientes se

sumarán.

Siguiendo esta convención, las bobinas acopladas presentadas previamente

pueden esquematizarse de la siguiente manera:

Si v(t)=14.14 cos(100 pi + 20 ), encontrar V2(rms) , I2(rms) y la potenciamedia consumida en la carga:

En la representación fasorial:

Según los sentidos elegidos para las corrientes, I1 entra a un punto e I2 sale delotro, por lo tanto el signo del voltaje mutuo será el opuesto al del voltajeautoinducido: