Estructura Y Funcionamiento Del Transformador Monofásico Ideal.docx

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARÍA FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍAS FÍSICAS Y FORMALES PROGRAMA PRFESIONAL DE INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA Y MECÁTRONICA

Guía de Práctica del Curso: CIRCUITOS ELECTRICOS II Estructura y Funcionamiento del Transformador Monofásico Ideal

PROFESOR ING. VÍCTOR RIVERA ACOSTA Alumno: Gallegos Cruz Cristhian Antonio Grupo: 07 Semestre: VI

AREQUIPA - PERÚ

LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS II PRACTICA Nº6 Estructura y Funcionamiento del Transformador Monofásico Ideal

1.- OBJETIVO: Verificar el funcionamiento y las principales relaciones matemáticas que se aplican en los transformadores monofásicos ideales.

2.- MARCO TEORICO: El transformador, es una máquina eléctrica que no tiene partes móviles, y trabaja bajo el principio de inducción electromagnética, por el cual se transfiere la energía eléctrica de un circuito a otro bajo el principio de inducción electromagnética. La transferencia de energía la hace por lo general con cambios en los valores de voltajes y corrientes. Un transformador elevador recibe la potencia eléctrica a un valor de voltaje y entrega dicho voltaje a un valor más elevado, en tanto que un transformador reductor, recibe la potencia a un valor alto de voltaje y la entrega a un valor de bajo voltaje.

Principio de funcionamiento del transformador. El principio de funcionamiento del transformador, se puede explicar por medio del llamado transformador ideal monofásico, es decir, una máquina que se alimente por medio de una corriente alterna monofásica. A reserva de estudios con mayor detalle en la construcción del transformador, sustancialmente se puede decir que un transformador está constituido por un núcleo de material magnético que forma un circuito magnético cerrado, y sobre sus columnas o piernas se localizan dos devanados, uno denominado primario, que recibe la energía y el otro secundario que entrega la energía, que se cierra sobre un circuito de aplicación al cual entrega la energía.

Relación de transformación. Esta relación está directamente ligada al diseño y construcción de las máquinas eléctricas estáticas donde relaciona los voltajes y corrientes del lado primario y secundario con el número de vueltas de cada bobina (N1 y N2 respectivamente): donde se cumple la relación matemática: a = V1/V2 = I2/I1 = N1/N2

3.- ELEMENTOS A UTILIZAR:  01 Transformador monofásico de 1KVA, 220/110V 

01 Multímetro Digital



01 Amperímetro 0-5 A



01 Voltímetro de 0-300 V



Conductores eléctricos varios



01 Variac monofásico

4.- ACTIVIDADES: 1. Armar el circuito que se muestra

2. Con el multímetro verificar cual es el lado de alta tensión y cual el de baja tensión, (recordar que el lado de alta tensión tiene muchas espiras y de alambre muy delgado, por lo que la resistencia es alta, mientras que el lado de baja tensión tiene pocas espiras y su conductor es más grueso por lo que tiene baja resistencia). R int (AT) R int (BT)

3. Alimentar por el lado primario con 220V 4. Medir las tensiones en el lado primario y secundario, respectivamente, hacer variar la tensión de salida del autotransformador de 20,40,60,80,100 y 120% de Un (tensión nominal) del lado primario. V1 10 20.02 30.05 40.25 50.09 60.04 70.2 80 90.03 100.22

5. Armar el circuito N°2.

V2 5.13 10.14 15.34 20.35 25.4 30.48 35.65 40.71 45.93 50.96 Tabla N1

A = V1/V2 1.94 1.97 1.95 1.98 1.97 1.97 1.97 1.97 1.96 1.97

6. Con la tensión nominal y haciendo variar la carga medir las corrientes en el lado primario y secundario (hasta un máximo de corriente de 1.5A en el primario y 3 A en el secundario), respectivamente. R

Iteórico1 Iteórico

I1

I2

a = I2/I1 V1 (V) V2 (V) a = V1/V2

S1

(A)

2(A)

(A)

(A)

40

0.29

0.5

0.28

30

0.26

0.66

20

0.54

10

1.01

S2

0.48

1.71

40.35

20.12

2.00

11.30 9.7

1.13

0.39

0.69

1.81

40.13

19.91

2.02

15.72 13.74

1.57

0.99

0.52

0.96

1.85

40.16

19.86

2.02

20.88 19.10

2.08

1.93

1.13

2.17

1.92

40.10

19.35

2.08

45.45 41.77

4.55

Tabla N2

5.- CUESTIONARIO: 1. Cómo se reconoce cual es el lado de baja tensión y cuál es el lado de alta tensión? Si se mide la resistencia de los bobinados se notará que uno de ellos tiene mayor resistencia, es decir que tendrá mayor número de espiras, además que el diámetro del conductor será menor, este será el lado de alta tensión. El otro bobinado de menor resistencia tendrá menos espiras con un conductor de mayor diámetro, es decir que conducirá mayor corriente que el de alta tensión y menor voltaje, este bobinado será entonces el de baja tensión

2. Detallar los tipos de pérdidas que se presentan en el funcionamiento de un transformador. Durante el funcionamiento de un transformador en vacío, tienen lugar las siguientes clases de pérdidas: Pérdidas en el cobre del primario Debida a la resistencia óhmica del conductor. Pérdidas principales en el acero del núcleo Compuestas de pérdidas por histéresis y corrientes parásitas. Pérdidas adicionales en vacío Debidas a la modificación de la estructura de las chapas de acero del núcleo durante su tratamiento mecánico.

%

Debidas a las pérdidas de las junturas y sitios de disposición de los espárragos a causa de la distribución irregular de la inducción magnética Debidas a pérdidas en materiales de construcción: espárragos, viguetas para prensar las culatas, cuba del transformador, etc. Las pérdidas adicionales en vacío no se someten a un cálculo exacto. Por eso las pérdidas de un transformador en vacío se calculan por los datos tabulados para las pérdidas específicas en las cuales entran también las pérdidas adicionales en vacío. La potencia consumida por un transformador en vacío se gasta íntegramente para compensar las pérdidas en vacío.

Pérdidas de cortocircuito: Puesto que en condiciones de cortocircuito el flujo principal es muy pequeño, las pérdidas en el acero del núcleo pueden ser despreciadas y se puede considerar que la potencia de cortocircuito solo se gasta para compensar las pérdidas que tienen lugar en el cobre de los devanados Las pérdidas en el cobre están compuestas por: Las pérdidas principales determinadas por la resistencia a la corriente en los devanados. Las pérdidas adicionales en el cobre, determinadas por las corrientes parásitas que surgen en el devanado por la imperfección del cruzado de los hilos conductores, etc. Las pérdidas principales en el cobre de los devanados constituyen la parte fundamental de todas las pérdidas en el cobre

3. En forma tabulada comprobar las relaciones matemáticas de la teoría de las máquinas eléctricas. Revisar las tablas adjuntadas

4. Cuál es la relación de transformación teórica que ha determinado? a=2

5. En forma tabulada mostrar los errores absolutos y relativos porcentuales de la relación de transformación que se obtuvieron en el desarrollo de la presente experiencia. Revisar la tabla N2 la última columna

6.- OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES: 

La relación de transformación la podemos hallar de diferente modos si nos dan voltajes o corrientes de ambos extremos



Con la relación de transformación podemos definir que bobina es las extensa



Hallamos S1 ayudándonos de la ley ohm



Si la relación de transformación es 2 o se asemeja a dos podemos decir que es de 220/110

7.- BIBLIOGRAFIA  https://smcint.com/es/relacion-de-transformacion/  http://patricioconcha.ubb.cl/transformadores/transformador_monofasico.ht m  https://es.wikipedia.org/wiki/Transformador