Relacion de Transformacion

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA

FIME

RELACION DE TRANSFORMACION EN EL TRANSFORMADOR MARCO TEORICO: La relación de transformación indica el aumento o decremento que sufre el valor de la tensión de salida con respecto a la tensión de entrada, esto quiere decir, la relación entre la tensión de salida y la de entrada. La relación entre la fuerza electromotriz inductora (Ep), aplicada al devanado primario y la fuerza electromotriz inducida (Es), obtenida en el secundario, es directamente proporcional al número de espiras de los devanados primario (Np) y secundario (Ns) , según la ecuación:

La relación de 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.

Dónde: (Vp) es la tensión en el devanado primario o tensión de entrada, (Vs) es la tensión en el devanado secundario o tensión de salida, (Ip) es la corriente en el devanado primario o corriente de entrada, e (Is) es la corriente en el devanado secundario o corriente de salida. Esta particularidad se utiliza en la red de transporte de energía eléctrica: al poder efectuar el transporte a altas tensiones y pequeñas intensidades, se disminuyen las pérdidas por el efecto Joule y se minimiza el costo de los conductores.

LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS I

VIME-3

GRUPO “B”


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TRANSFERENCIA DE ENERGÍA EN EL TRANSFORMADOR MARCO TEORICO: El transformador, es un dispositivo que no tiene partes móviles, el cual transfiere la energía eléctrica de un circuito u 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. Si es menor que la unidad se trata de un transformador reductor; si es mayor que la unidad se trata de uno elevador. Un transformador puede ser "elevador o reductor" dependiendo del número de espiras de cada bobinado. Si se supone que el transformador es ideal. (La potencia que se le entrega es igual a la que se obtiene de él, se desprecian las perdidas por calor y otras). Por lo tanto la potencia en el primario es igual a la potencia en el secundario en un transformador ideal. Un transformador elevador recibe la potencia eléctrica a un valor de voltaje y la entrega a un valor más elevado, en tanto que un transformador reductor recibe la potencia a un valor alto de voltaje y a la entrega a un valor bajo.


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MATERIALES PARA EL DESARROLLO DE LA EXPERIENCIA Los materiales necesarios para el desarrollo de la experiencia son los siguientes:

      

Módulo de Maquinas Eléctricas (Fuente de tensión) Cable Conductor GPT #16 Bananas Multímetro Interruptor termomagnético monofásico Bombillas Transformador monofásico de 220V a 113V

ESPECIFICACIONES DEL TRANSFORMADOR MONOFÁSICO: Norma Potencia

1 KVA

370.002 INTINTEC Clase

Voltaje Primario Voltaje

220 V 113 V


F Aislamiento Nivel

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0.72/3 KV

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Secundario Corriente

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Aislamiento AT Nivel 4.54 A

Primario Corriente Secundario Polaridad %Vcc Factor de

0.72/3 KV Aislamiento BT

8.85 A

Frecuencia

60 Hz

SUSTRACTIVA -

Altitud Montaje

1000 msnm INTERIOR

0.8

Peso

13 Kg.

Potencia

DESCRIPCION DE LA EXPERIENCIA: En el laboratorio se realizaron 2 experiencias con el transformador, las cuales son las siguientes:

N°1: Medición de la relación de transformación por métodos estadísticos: Armamos el siguiente circuito:


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Regulamos la fuente de tensión a una tensión de 90V. Luego se conecta a los terminales H 1 y H 2 (primarios) del transformador y tomamos medidas en los terminales

X1

y

X2

(secundarios).

Repetimos el procedimiento con las siguientes tensiones: 100V, 125V, 150V, 175V, 200V. Luego hallamos la relación de transformación a partir de las mediciones obtenidas. Y por último hallamos la relación de transformación promedio.

MEDICIONES OBTENIDAS: TENSION APLICADA(V1) PRIMARIO

TENSION MEDIDA (

90 V

46,2 V

1,95

100 V

51,3V

1,95

125 V

64,5 V

1,94

150 V

80 V

1,88

175 V

90,4 V

1,94

200 V

103,5V

1,94

XMM 1¿

RELACION DE TRANSFORMACION (

mt )

SECUNDARIO


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Ahora hallamos la relación de transformación promedio:

mt t =

1,95+ 1,95+ 1,94+1,88+1,94+ 1,94 6

mt t =1,93

N°2: Ensayo de transferencia y energía: Armamos el siguiente circuito:

Regulamos la fuente de tensión a una tensión de 113V. Luego se X1 X2 conecta a los terminales y (secundarios) del


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H1

transformador. Luego en los terminales

y

H2

(primarios)

conectamos 2 focos en paralelo y medimos la tensión y corriente en el circuito primario y secundario. Repetimos el procedimiento con 4, 6, 8 y 10 focos, tomamos medidas de sus respectivos parámetros.

MEDICIONES OBTENIDAS:

I2

V1

I1

(primario)

(primario)

220 V

0,87 A

2 focos

(secundario ) 2,12 A

4 focos

3,72 A

220 V

1,74 A

6 focos

5,43 A

219 V

2,58 A

8 focos

6,94 A

213 V

3,47 A

10 focos

8,4 A

220 V

4,1 A

Cuestionario: ¿Qué importancia tiene para Ud. determinar la relación de transformación? Es importante porque nos permite conocer los valores ideales de los parámetros y así compararlos con los valores reales. ¿Cuándo se alteraría la relación de transformación en un transformador? Se alteraría cuando se cambia el número de vueltas en cualquiera de los bobinados ya que la relación de transformación depende del número de vueltas en los bobinados. ¿La relación de intensidades ( I 1 / I 2 ) se comporta igual con la relación de tensiones ( V 1 /V 2 )? Justifique su respuesta


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La relación de intensidades no se comporta de la misma manera que la relación de tensiones. Sabemos que: P1=P2 Siendo : P1 potencia en el primario y P2 potencia en el secundario Sabemos que : P=V∗I

Entonces :V 1∗I 1=V 2∗I 2 V 1 I2 = =mt V 2 I1 Siendo : V 1 :Voltaje en el primario I 1 :Corriente en el primario V 2 :Voltaje en el secundario I 2 :Corriente en el secundario mt : Relaciónde transformación

Por lo tanto concluimos que la relación entre las intensidades es inversamente proporcional a la relación de las tensiones.

¿Cuál es el principio del transformador? El funcionamiento de los transformadores se basa en el fenómeno de la inducción electromagnética, cuya explicación matemática se resume en las ecuaciones de Maxwell.


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Al aplicar una fuerza electromotriz en el devanado primario o inductor, producida esta por la corriente eléctrica que lo atraviesa, se produce la inducción de un flujo magnético en el núcleo de hierro. Según la ley de Faraday, si dicho flujo magnético es variable, aparece una fuerza electromotriz en el devanado secundario o inducido. De este modo, el circuito eléctrico primario y el circuito eléctrico secundario quedan acoplados mediante un campo magnético. La tensión inducida en el devanado secundario depende directamente de la relación entre el número de espiras del devanado primario y secundario y de la tensión del devanado primario. Dicha relación se denomina relación de transformación. ¿Qué se entiende por Reluctancia? Referirlo como concepto y matemáticamente. La reluctancia magnética de un material o circuito magnético es la resistencia que éste posee al paso de un flujo magnético cuando es influenciado por un campo magnético. Se define como la relación entre la fuerza magnetomotriz (f.m.m.) (la unidad del SI es el amperio, aunque a menudo se la llama amperio vuelta) y el flujo magnético (SI: weber). La reluctancia R de un circuito magnético uniforme se puede calcular como: R=

l μ∗A

Donde: 



R: reluctancia, medida en amperio (también llamado amperio vuelta) por weber ( A v/Weber ). Esta unidad es equivalente al inverso del Henrio (H-1) multiplicado por el número de espiras . l : longitud del circuito, medida en metros.



μ : permeabilidad magnética del material, medida en H/m (henrio/metro).



A : Área de la sección del circuito (sección del núcleo magnético), en metros cuadrados.

¿Qué dice la magnéticos?

ley

de

Hopkinson

referente

a

circuitos

La ley de Hopkinson es una analogía a la ley de Ohm, pero referida a circuitos magnéticos. Nos dice que el flujo magnético es


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directamente proporcional a la Fuerza magnetomotriz que lo origina e inversamente proporcional a la reluctancia del circuito magnético que depende de la longitud del circuito, el área transversal del circuito y la permeabilidad magnética del material del que está hecho. F=R∗Φ

CONCLUSIONES:

Luego de haber realizado las experiencias en el laboratorio, pudimos obtener las siguientes conclusiones:

 Mediante la experiencia de relación de transformación pudimos observar y comparar los valores reales e ideales en un transformador.

 Conocer la importancia de la relación de transformación de un transformador.

 Observamos que a medida que se conectan más cargas la corriente aumentará tanto en el primario como en el secundario permitiendo que la potencia en ambas devanados sea igual.  Observamos que la relación de las tensiones es inversamente proporcional a la relación de las intensidades.  Comprobamos que existen perdidas en el transformador.


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