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- Words: 1,100
- Pages: 12
TRANSFORMADORES Y MÁQUINAS DC
Laboratorio 2 “EFICIENCIA Y REGULACION DE UN TRANSFORMADOR”
2019-01
“EFICIENCIA Y REGULACION DE UN TRANSFORMADOR” OBJETIVOS: 1. Determinar la caída de tensión del transformador. 2. Determinar el rendimiento del transformador. FUNDAMENTO TEORICO: CAIDA DE TENSION EN UN TRANSFORMADOR Dado que existen resistencias y reactancias intercaladas en serie con los bobinados del transformador, cuando circule una corriente de carga por los bobinados la tensión del secundario se verá reducida. La caída de tensión será entonces la diferencia algebraica entre la tensión eficaz del secundario en vacio (E2) y la que aparece cuando el transformador trabaja en carga (U2):
u E2 U 2 A menudo es más conveniente expresar esta caída de potencial en términos de porcentaje referidos a la tensión de vacío. A este valor se le denomina coeficiente de regulación. (ε)
E2 U 2 100% E2
También se puede expresar como la siguiente relación:
uR Cos uX Sen CC
CC
Donde:
uR
CC
RCC I1 100% U1
y
ε = Coeficiente de regulación u RCC = Caída de tensión óhmica de cortocircuito.
u X CC = Caída de tensión inductiva de cortocircuito. Cos = Factor de potencia de la carga
uX
CC
X CC I1 100% U1
RENDIMIENTO DE UN TRANSFORMADOR Se puede decir que el rendimiento de un transformador es la relación entre la potencia suministrada a la carga por el secundario (P2) y la potencia absorbida de la red por el primario (P1), expresada en porcentaje:
P2 100 P1
C
I2 I 2n
P2 100 P2 PFe PCu
CU 2 I 2n Cos 100 2 CU 2 I 2n Cos PFe C PCu
I1
Cm
I1n
PFe PCu
Donde: η = Rendimiento del transformador en %. P1 = Potencia absorbida de la red por el primario. P2 = Potencia activa cedida a la carga. PFe = Perdidas en el hierro. PCu = Perdidas en el cobre. C = Índice de carga Cmax = Índice de carga donde se da la máxima eficiencia del transformador EQUIPOS Y MATERIALES: Cantidad 01 01 01 03 03 01 01 Varios
50VA
Descripción Fuente de alimentación variable Transformador 220/110 v Vatímetro digital Multímetro digital Módulo de Resistencias Módulo de Condensadores Módulo de Inductancias Conductores de conexión
Marca
Modelo
Observación
EN ESTE LABORATORIO TRABAJARÁ CON TENSIONES PELIGROSAS. NO MODIFIQUE NI HAGA NINGUNA OTRA CONEXIÓN, SALVO QUE SU PROFESOR LO AUTORICE. ANTES DE ENERGIZAR, SOLICITE LA AUTORIZACIÓN A SU PROFESOR.
PROCEDIMIENTO 1. Implemente el circuito de la figura 1.
Figura 1
2. Alimente el transformador con su voltaje nominal y anote los valores en la siguiente tabla:
R
V1
Tabla 01 V2
A
W
1
Sin resistencia
220
110
0
0.005
2
1100
220
109.6
0.10
11.12
3
2200 // 4400
220
109.3
0.08
8.31
4
2200
220
109.2
0.05
5.57
5
4400
220
108.9
0.03
2.86
CONCLUSIONES: Todo transformador con carga sufre una caída de tensión. La bobina no pierde energia es por eso la resistencia si y el voltaje se mantiene casi consytante.
Transformadores y máquinas DC
TECSUP
3. Para cada una de las cargas empleadas calcule el coeficiente de regulación y el rendimiento del transformador:
R
ε
1 Sin carga
0
2 1100
0.363
3 2200//4400
0.636
4 2200
0.727
5 4400
1
Tabla 02 Experimental η
4. Implemente el circuito de la siguiente figura.
Figura 2
Teórico ε
η
5. Alimente el transformador con su voltaje nominal y anote los valores en la siguiente tabla: Tabla 03 L
V1
V2
A
W
1
Sin bobina
220
110
0
0.05
2
1100
220
109.6
0.08
1.25
3
2200//4400
220
109.4
0.06
1.03
4
2200
220
109.3
0.04
0.65
5
4400
220
109.5
0.02
0.37
6. Para cada una de las cargas empleadas calcule el coeficiente de regulación y el rendimiento del transformador:
L 1 Sin bobina 2 1100 3 2200//4400 4 2200 5 4400
ε
Tabla 04 Experimental η
Teórico ε
η
Transformadores y máquinas DC
TECSUP
7. Implemente el circuito de la siguiente figura.
Figura 4
Los condensadores en serie se calculan como si estuvieran en paralelo. El paralelo el equivalente es menor que la menor, efecto ferranti.
8. Alimente el transformador con su voltaje nominal y anote los valores en la siguiente tabla: Tabla 05 C
V1
V2
A
W
1
Sin condensador
220
110
0
0.04
2
1100
220
109.8
0.12
0.15
3
2200 en serie 4400 220
111.1
0.02
0.01
4
2200
220
112.1
0.06
0.10
5
4400
220
111.8
0.03
0.04
9. Para cada una de las cargas empleadas calcule el coeficiente de regulación y el rendimiento del transformador:
C 1 Sin condensador 2 1100 3 2200 en serie
4400 4 2200 5 4400 6
ε
Tabla 06 Experimental η
Teórico ε
η
10. Implemente el circuito de la siguiente figura.
//
Figura 5
11. Alimente el transformador con su voltaje nominal y anote los valores en la siguiente tabla:
R–L
Tabla 05 V1
Cosθ
V2
A
W
1
Sin carga
1
220
110
0
0.03
2
1100 - 1100
-0.683
220
112.4
0.06
4.69
3
1100 - 2200
1
220
113.2
0.04
2.08
4
2200 - 2200
1
220
112.9
0.03
2.45
5
2200 - 4400
1
220
113.0
0.02
1.08
6
4400 - 4400
1
220
112.8
0
1.28
12. Para cada una de las cargas empleadas calcule el coeficiente de regulación y el rendimiento del transformador:
R-L 1 Sin carga 2 1100 - 1100 3 1100 - 2200 4 2200 - 2200 5 2200 - 4400 6 4400 – 4400
ε
Tabla 06 Experimental η C
Teórico ε
η
Transformadores y máquinas DC
ACTIVIDAD 1) Realice una gráfica V2 vs A con los datos de la tabla 1, 3 y 5.
2) Realice una gráfica ε (caída de tensión) vs A (corriente en el secundario) con los datos de la tabla 2, 4 y 6
3) Realice una gráfica u vs A y u vs Cos φ con los datos de la tabla 7.
TECSUP
TECSUP
Transformadores y máquinas DC
5) Realice una η vs C con los datos de la tabla 7 y 8.
6) Realice una gráfica W vs η con los datos de la tabla 7 y 8.
Transformadores y máquinas DC
7) Realice una gráfica W vs ε con los datos de la tabla 7 y 8.
8) Analice las gráficas y comente las tendencias. ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………
TECSUP
TECSUP
Primero debemos darle de 10 en 10 , Para transformadores pequeñoz
Transformadores y máquinas DC
Laboratorio 2 “EFICIENCIA Y REGULACION DE UN TRANSFORMADOR”
2019-01
“EFICIENCIA Y REGULACION DE UN TRANSFORMADOR” OBJETIVOS: 1. Determinar la caída de tensión del transformador. 2. Determinar el rendimiento del transformador. FUNDAMENTO TEORICO: CAIDA DE TENSION EN UN TRANSFORMADOR Dado que existen resistencias y reactancias intercaladas en serie con los bobinados del transformador, cuando circule una corriente de carga por los bobinados la tensión del secundario se verá reducida. La caída de tensión será entonces la diferencia algebraica entre la tensión eficaz del secundario en vacio (E2) y la que aparece cuando el transformador trabaja en carga (U2):
u E2 U 2 A menudo es más conveniente expresar esta caída de potencial en términos de porcentaje referidos a la tensión de vacío. A este valor se le denomina coeficiente de regulación. (ε)
E2 U 2 100% E2
También se puede expresar como la siguiente relación:
uR Cos uX Sen CC
CC
Donde:
uR
CC
RCC I1 100% U1
y
ε = Coeficiente de regulación u RCC = Caída de tensión óhmica de cortocircuito.
u X CC = Caída de tensión inductiva de cortocircuito. Cos = Factor de potencia de la carga
uX
CC
X CC I1 100% U1
RENDIMIENTO DE UN TRANSFORMADOR Se puede decir que el rendimiento de un transformador es la relación entre la potencia suministrada a la carga por el secundario (P2) y la potencia absorbida de la red por el primario (P1), expresada en porcentaje:
P2 100 P1
C
I2 I 2n
P2 100 P2 PFe PCu
CU 2 I 2n Cos 100 2 CU 2 I 2n Cos PFe C PCu
I1
Cm
I1n
PFe PCu
Donde: η = Rendimiento del transformador en %. P1 = Potencia absorbida de la red por el primario. P2 = Potencia activa cedida a la carga. PFe = Perdidas en el hierro. PCu = Perdidas en el cobre. C = Índice de carga Cmax = Índice de carga donde se da la máxima eficiencia del transformador EQUIPOS Y MATERIALES: Cantidad 01 01 01 03 03 01 01 Varios
50VA
Descripción Fuente de alimentación variable Transformador 220/110 v Vatímetro digital Multímetro digital Módulo de Resistencias Módulo de Condensadores Módulo de Inductancias Conductores de conexión
Marca
Modelo
Observación
EN ESTE LABORATORIO TRABAJARÁ CON TENSIONES PELIGROSAS. NO MODIFIQUE NI HAGA NINGUNA OTRA CONEXIÓN, SALVO QUE SU PROFESOR LO AUTORICE. ANTES DE ENERGIZAR, SOLICITE LA AUTORIZACIÓN A SU PROFESOR.
PROCEDIMIENTO 1. Implemente el circuito de la figura 1.
Figura 1
2. Alimente el transformador con su voltaje nominal y anote los valores en la siguiente tabla:
R
V1
Tabla 01 V2
A
W
1
Sin resistencia
220
110
0
0.005
2
1100
220
109.6
0.10
11.12
3
2200 // 4400
220
109.3
0.08
8.31
4
2200
220
109.2
0.05
5.57
5
4400
220
108.9
0.03
2.86
CONCLUSIONES: Todo transformador con carga sufre una caída de tensión. La bobina no pierde energia es por eso la resistencia si y el voltaje se mantiene casi consytante.
Transformadores y máquinas DC
TECSUP
3. Para cada una de las cargas empleadas calcule el coeficiente de regulación y el rendimiento del transformador:
R
ε
1 Sin carga
0
2 1100
0.363
3 2200//4400
0.636
4 2200
0.727
5 4400
1
Tabla 02 Experimental η
4. Implemente el circuito de la siguiente figura.
Figura 2
Teórico ε
η
5. Alimente el transformador con su voltaje nominal y anote los valores en la siguiente tabla: Tabla 03 L
V1
V2
A
W
1
Sin bobina
220
110
0
0.05
2
1100
220
109.6
0.08
1.25
3
2200//4400
220
109.4
0.06
1.03
4
2200
220
109.3
0.04
0.65
5
4400
220
109.5
0.02
0.37
6. Para cada una de las cargas empleadas calcule el coeficiente de regulación y el rendimiento del transformador:
L 1 Sin bobina 2 1100 3 2200//4400 4 2200 5 4400
ε
Tabla 04 Experimental η
Teórico ε
η
Transformadores y máquinas DC
TECSUP
7. Implemente el circuito de la siguiente figura.
Figura 4
Los condensadores en serie se calculan como si estuvieran en paralelo. El paralelo el equivalente es menor que la menor, efecto ferranti.
8. Alimente el transformador con su voltaje nominal y anote los valores en la siguiente tabla: Tabla 05 C
V1
V2
A
W
1
Sin condensador
220
110
0
0.04
2
1100
220
109.8
0.12
0.15
3
2200 en serie 4400 220
111.1
0.02
0.01
4
2200
220
112.1
0.06
0.10
5
4400
220
111.8
0.03
0.04
9. Para cada una de las cargas empleadas calcule el coeficiente de regulación y el rendimiento del transformador:
C 1 Sin condensador 2 1100 3 2200 en serie
4400 4 2200 5 4400 6
ε
Tabla 06 Experimental η
Teórico ε
η
10. Implemente el circuito de la siguiente figura.
//
Figura 5
11. Alimente el transformador con su voltaje nominal y anote los valores en la siguiente tabla:
R–L
Tabla 05 V1
Cosθ
V2
A
W
1
Sin carga
1
220
110
0
0.03
2
1100 - 1100
-0.683
220
112.4
0.06
4.69
3
1100 - 2200
1
220
113.2
0.04
2.08
4
2200 - 2200
1
220
112.9
0.03
2.45
5
2200 - 4400
1
220
113.0
0.02
1.08
6
4400 - 4400
1
220
112.8
0
1.28
12. Para cada una de las cargas empleadas calcule el coeficiente de regulación y el rendimiento del transformador:
R-L 1 Sin carga 2 1100 - 1100 3 1100 - 2200 4 2200 - 2200 5 2200 - 4400 6 4400 – 4400
ε
Tabla 06 Experimental η C
Teórico ε
η
Transformadores y máquinas DC
ACTIVIDAD 1) Realice una gráfica V2 vs A con los datos de la tabla 1, 3 y 5.
2) Realice una gráfica ε (caída de tensión) vs A (corriente en el secundario) con los datos de la tabla 2, 4 y 6
3) Realice una gráfica u vs A y u vs Cos φ con los datos de la tabla 7.
TECSUP
TECSUP
Transformadores y máquinas DC
5) Realice una η vs C con los datos de la tabla 7 y 8.
6) Realice una gráfica W vs η con los datos de la tabla 7 y 8.
Transformadores y máquinas DC
7) Realice una gráfica W vs ε con los datos de la tabla 7 y 8.
8) Analice las gráficas y comente las tendencias. ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………
TECSUP
TECSUP
Primero debemos darle de 10 en 10 , Para transformadores pequeñoz
Transformadores y máquinas DC
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