Universidad Nacional Mayor de San Marcos

Decana de América

Transformadores - Relés e Interruptores magnéticos

INTEGRANTES:

Alferez Eyzaguirre Bryan Alberto 14200213

Arce Llantoy Luis Alberto 14200180

Caballero Hervias Cristina Viviana 14200236

Carrillo Estrada José Andrés 14200183

Inga Aliaga Richard Jans 14200048

TURNO:

Viernes 8 – 10 am

PROFESOR:

Guillen Guevara, Arnulfo Alipio

2015

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Experiencia N° 9:

Transformadores - Relés e Interruptores magnéticos

OBJETIVOS

Estudiar algunos fenómenos de inducción electromagnética.

Determinar la relación entre corriente inducida y la variación de flujo magnético.

MATERIALES E INSTRUMENTOS USADOS

Unitr@in

FUNDAMENTO TEÓRICO

TRANSFORMADOR

Es una de las más importantes aplicaciones técnicas de la inducción. Se puede encontrar en todos los tamaños, como transformador de alta tensión, en la transmisión de energía, o como transformador de baja tensión, prácticamente, en todos los aparatos que se alimentan con la tensión de la red.

Los transformadores solo se pueden operar básicamente con corriente alterna. Entre las funciones que cumplen se encuentran:

Transmisión de energía

Un transformador puede transportar energía, con pocas perdidas, de un nivel de tensión a otro.

Adaptación de tensión

Un transformador convierte tensiones, es decir, transforma tensiones en otras mayores o menores.

Principio del transformador

Por lo general, los transformadores constan de devanados acoplados magnéticamente.

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Se diferencia entre el devanado primario, es decir, el que consume potencia eléctrica, y el devanado secundario, es decir, el que entrega potencia eléctrica. Igualmente, de modo análogo se habla de:

Tensión primaria u1 y secundaria u2 Corriente primaria1 y secundaria i2 Numero de espiras del devanado primario n1 y del

secundario n2

Los transformadores tienen diversas formas. En los pequeños transformadores monofásicos, como el que se muestra en el ejemplo, ambos devanados se encuentran arrollados en un solo lado del núcleo de hierro. Con esto se logra que el flujo magnético generado por una bobina se transmita casi por completo a la otra bobina. Las líneas de campo se encuentran prácticamente dentro del núcleo, la dispersión es mínima y el circuito magnético se cierra a través de los otros lados exteriores.

Si por el devanado primario circula una corriente, debido a la variación del flujo magnético en el tiempo, en el devanado secundario se inducirá una tensión. La relación entre las dos tensiones corresponderá a la existente entre el número de espiras de los devanados. Las corrientes, al contrario, tienen una relación inversamente proporcional a la de los devanados:

u1

u2

=n1

n2

i1i2

=n1

n2

u1

u2

=i1i2

Comportamiento

El transformador no se puede considerar de ningún modo como un componente ideal, carente de dispersión y pérdidas. En la práctica se determinan pérdidas que se manifiestan en el calentamiento del transformador. Las causas de esto son:

Pérdidas en los devanados debidas a la resistencia del alambre de cobre Pérdidas en el hierro debidas a corrientes parásitas y pérdidas por histéresis,

causadas por la inversión magnética del hierro

Para reducir estas pérdidas, el núcleo del transformador se construye de capas de chapas individuales, aisladas entre sí.

Esto evita considerablemente la formación de corrientes parásitas. La chapa del transformador se construye de material magnético suave, con una curva de histéresis angosta.

Las pérdidas resistivas son la causa especial de que la tensión secundaria del transformador con carga no permanezca constante, sino que descienda. Este fenómeno se aprecia más en los transformadores pequeños, que poseen devanados de alambre de cobre delgado.

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PROCEDIMIENTO Y ANÁLISIS DE DATOS

TRANSFORMADOR SIN NÚCLEO Y CON NÚCLEO

Se estudiará la transmisión de energía en un transformador con y sin núcleo de hierro y se conocerá el efecto importante que tiene dicho componente.

Monte el siguiente arreglo experimental.

Abra el instrumento virtual generador de funciones pulsando sobre la imagen del instrumento. Realice los siguientes ajustes:

Forma de la curva SINUSFrecuencia en 500HzAmplitud 1:1 y 100%

Active el botón POWER y observe la luminosidad de la lámpara. Apague de nuevo el botón POWER del generador de funciones. Pulse a continuación STEP2, en la animación, y complemente el transformador, como se indica, con el núcleo de hierro. Conecte de nuevo el generador de funciones y observe la luminosidad de la lámpara.

1. ¿Cómo se comporta la lámpara en el devanado secundario de un transformador con y sin núcleo? Responda

R: Cuando está con el núcleo, la lámpara se enciende.

2. ¿En el transformador, qué influencia ejerce un núcleo de hierro sobre la transmisión de energía? Responda.

R: El núcleo de hierro procura un buen acoplamiento magnético entre el devanado primario y secundario. Gracias al núcleo de hierro el flujo magnético generado por el devanado primario se conduce a través del secundario.

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CUESTIONARIO

Cuestionario sobre el transformador

1. ¿En qué se distinguen el devanado primario y el secundario del transformador? Responda.

R: El primario consume potencia.

2. ¿Cómo se comportan la tensión y la corriente en un transformador por cuyo devanado primario circula corriente alterna? Responda.

R: Las tensiones primaria y secundaria se comportan: de igual manera que el correspondiente número de espiras de los devanados.

3. Los transformadores no son componentes ideales en la práctica mencione los problemas que presentan.

R: Calentamiento debido a las pérdidas. Perdidas de hierro del núcleo debido a corrientes parasitas. Perdidas en los devanados debido a la resistencia del alambre de cobre. Mal acoplamiento entre los devanados debido a la dispersión

4. En un transformador con carga resistiva, ¿Qué ocurre con la tensión?R: La tensión en el devanado secundario disminuye.

CONCLUSIONES

Después de haber realizado esto, se puede deducir que tanto resultado teórico como en el práctico existe poca diferencia,

Se pudo aplicar la identificación de la polaridad de los devanados del transformador, comprobando así los conceptos teóricos con la práctica.