INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUIMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA QUIMICA INDUSTRIAL
LABORATORIO DE INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRICIDAD PRACTICA N° 8 “MANEJO, FUNCIONAMIENTO Y UTILIZACION DE TRANSFORADORES MONOFASICOS TIPO NUCLEO”
PROF.:ING. SANDRA G. VILLANUEVA FUNEZ ING. RAUL SAUCEDO
GRUPO: 4IM8 ALUMNOS: AGUILAR GARCIA ELIZABETH GARCIA MENDEZ JAAN TINUVIEL GONZALEZ LOVERA SANDRA PELAES MONTIEL ANA KAREN
INDICE INTRODUCCION Un transformador consta esencialmente de dos o mas arrollamientos entrelazados por un campo magnético común. Si uno de estos arrollamientos, el primario, se conecta a una fuente de C.A. se produce un flujo alterno cuya amplitud depende del voltaje primerio y del número de espiras. El flujo mutuo enlaza el otro arrollamiento, el secundario, en el cual se induce un voltaje cuyo valor depende del número de espiras del secundario y que se caracteriza por una ecuación donde N es el número de espiras y Φm es el flujo mutuo.
Y dado que el flujo es el mismo en cada vuelta, tanto para el primario como en el secundario se tiene que:
Cuando en número de espiras del primario y del secundario tiene una proporción adecuada, puede obtenerse prácticamente cualquier relación de voltajes, o relación de transformación; los niveles de los voltajes alternos pueden cambiarse fácilmente por medio de los transformadores; como se verá también existen cambios en las corrientes y en la impedancia. No existe, naturalmente ninguna razón por la cual no pueda introducirse un tercer arrollamiento (terciario) o arrollamientos adicionales para interconectar una variedad de niveles de voltaje. La acción transformadora requiere solamente la existencia de un flujo alterno que conecte ambos arrollamientos. Tal funcionamiento se obtiene si se usa un núcleo de aire, lo que da lugar al “transformador de núcleo de aire”. Sin embargo, se obtiene una mayor efectividad si se usa un núcleo de hierro u otro material ferromagnético, la mayor parte del flujo queda, por lo tanto, confinada a un sendero definido que conecta los dos arrollamientos y tiene la permeabilidad mayor a la del aire. Tal transformador es un transformador de núcleo de hierro, que en general son los más utilizados, la principal excepción es el transformador de núcleo de aire para uso de frecuencias superiores a las del rango auditivo. Para reducir las pérdidas que producen las corrientes parasitas en el núcleo, los circuitos magnéticos constan usualmente de pilas de láminas delgadas. Generalmente se usan láminas de acero al silicio de 0.0014 pulgadas de espesor en los transformadores que operan a frecuencias inferiores a pocos centenares de Hertz. El acero al silicio tiene ventajas tales como bajo costo, bajas perdidas de núcleo y permeabilidad alta a densidades altas de flujo (65 a 90 kilolíneas/pulg2), los núcleos de los transformadores pequeños que se
emplean en circuitos de comunicación que trabajan a frecuencias altas y niveles bajos de potencia pueden fabricarse con aleaciones ferromagnéticas pulverizadas y comprimidas como una de las ferritas. El transformador constituye una de las razones principales del uso generalizado de los sistemas de potencia de corriente alterna, ya que permite la generación eléctrica de voltaje a partir de uno más económico, la transferencia de potencia al voltaje de transmisión más económico y la utilización de la potencia para voltajes más adecuados en dispositivos especiales. Cuando se hace referencia a los arrollamientos de los transformadores de potencia, se usan los términos de arrollamientos de alta tensión y arrollamientos de baja tensión; cualquiera de los dos naturalmente puede actuar como primario o secundario. Los transformadores también se usan ampliamente en los circuitos eléctricos y de control de baja potencia, en esos circuitos se realizan funciones como el acoplamiento entre las impedancias de una fuente y su carga para obtener una transferencia de potencia máxima.
DESARROLLO
EXPERIMENTO 1
Obtenga experimentalmente los valores en los aparatos de medicion
Arme el transformador deacuerdo a la figura obtenga experimentalmente los valores en los aparatos de medicion
Intercambie diferentes tipos de devanados o bobinas
EXPERIMENTO 2
Armar el transformador de acuerdo a la figura
Encontrar los valores experimentales en los aparatos de medicoion
EXPERIMENTO 3
De acuerdo a la figura arme el transformador
Mida el voltaje aplicado en el primario, el voltaje entre terminales estremas y entre una de la terminales extremas y el taps central secundario
EXPERIMENTO 4
Arme el transformador de acuerdo a la figura
Mida el voltaje del sistema secundario entre terminales extremas del transformador tanto en vacio como con carga capacitiva y resistiva.
CALCULOS 1. EXPERIMENTO 1
2. EXPERIMENTO 2
3. EXPERIMENTO 3
4. EXPERIMENTO 4
TABLAS DE RESULTADOS
EXPERIMENTO 1 DATOS TEORICOS V fuente regulable = 65 v V línea = 127 v IS = ?
DATOS EXPERIMENTALES VP = 87.8 v IP= 1.302 A VS = 113.4 v
CALCULOS
DATOS EXPERIMENTALES VP = 92.6 v IS= 0.25 A VS = 14.67 v
CALCULOS
IS = 1.0080 A
EXPERIMENTO 2 DATOS TEORICOS V fuente regulable = 60 v V línea = 127 v IP = ?
IP = 0.0396 A
EXPERIMENTO 3 VARIABLES
VP VS1 VS2 a1 a2
VALOR EXPERIMENTAL 122.3 v 21.20 v 10.60 v 5.7688 11.5377
EXPERIMENTO 4 VARIABLES VC1 VR1 %Reg1 %Reg2
VALORES EXPERIMENTALES 10.43 V 21.26 V 50.80% 49.35%
CUESTIONARIO 1. Encontrar todas las tensiones eléctricas medidas con diferentes devanados y explique en cada caso que tipo de transformadores tenia
a) b) c) d)
En el experimento uno se tiene un transformador de núcleo de hierro. En el experimento dos se tiene un transformador de núcleo de hierro. En el experimento tres se tiene un transformador de núcleo de aire. En el experimento cuatro se tiene un transformador de núcleo de aire.
2. Explique como ocurre la transferencia de energía de un circuito a otro (del devanado primario al secundario). Se genera un campo magnético entre ellos, si el arrollamiento primario se conecta a una fuente de CA se produce un flujo y su amplitud depende del voltaje primario y del número de espiras, el flujo enlaza al otro arrollamiento, el secundario, en el cual se induce un voltaje cuyo valor depende del número de espiras del secundario.
3. ¿Qué tipos de perdidas están siendo determinadas con la prueba de corto circuito y por qué pueden ser cuantificadas así? La prueba de corto circuito consiste en cerrar o poner en corto circuito, es decir, con una conexión de resistencia despreciable, las terminales de uno de los devanados y alimentar el otro con un voltaje reducido (aplicado en forma regulada_ de un valor reducido de tensión que representa un pequeño porcentaje del voltaje del devanado por alimentar, de tal forma, que en los devanados circulen las corrientes nominales. En estas condiciones se miden las corrientes nominales y la potencia absorbida. Debido a que la tensión aplicada es pequeña en comparación con la tensión nominal, las pérdidas en vacío o en el núcleo se pueden considerar como despreciables, de manera que toda la potencia absorbida es debida a las pérdidas por efecto joule en los devanados primario y secundario.
BIBLIOGRAFIA
Fitzgerald SC. D. Fundamentos de ingeniería eléctrica, cuarta edición, Mc Graw Hill. http://www.esiqie.ipn.mx/WPS/WCM/CONNECT/7B25F58045CA13E7870DE7F5D926A0C/PRAC TICA_8C1E8.PDF?MOD=AJPERES&CACHEID=7b25f58045ca13e7870de7f5d926a0c4 http://www.google.com/#sclient=psy&hl=es&q=transformadores+monofasicos+de+nucleo&aq =f&aqi=&aql=&oq=&pbx=1&fp=e73751c5eab04600
CONCLUSION AGUILAR GARCIA ELIZABETH Un transformador ayuda a regular el voltaje, las partes que forman a un transformador que son básicamente dos bobinas las cuales pueden o no tener el mismo número de espiras, y dependiendo de cómo se acomoden pueden tomar el nombre de bobina primaria o secundaria, lo que afecta a que se genere un transformador de elevador o reductor. Un transformador de elevador es cuando la bobina de mayor numero de espiras toma el papel de bobina primaria y la bobina que tiene menor número de espiras toma el papel de bobina secundaria es decir alimenta a la carga, y en el transformador reductor, la bobina de menor espiras toma el papel de bobina primaria y la bobina de mayor numero de espiras tomo el papel de bobina secundaria (alimenta a la carga). Gracias a los cálculos y a lo observado en la experimentación el voltaje y la intensidad en un transformador se comporta de la siguiente manera: A mayor voltaje, menor intensidad. A menor voltaje, mayor intensidad Esto provoca que en el experimento uno el foco prendiera bien, en cambio en el segundo experimento que fue donde se cambiaron las bobinas el foco no prendió bien es decir el voltaje que se transmitió fue bajo.