Post on 15-Feb-2016
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Práctica No.1
TEMA: TRANSFORMADOR MONOFÁSICO EN VACÍO.
1.- Objetivos
Identificar las características nominales de un transformador monofásico.
Determinar las relaciones de voltaje primario y secundario del transformador
Analizar la gráfica obtenida
2.- Equipo
Equipo de medición
Fuente de poder TF-123 Fuente de poder PS-12 Voltímetro analógico 120/220 AC Amperímetro AC de 2.5 A Transformador monofásico TT91 Transformador monofásico TR-13
3.- Marco Teórico
Transformador monofásico
Básicamente está formado por un núcleo compuesto de láminas de
hierro y dos bobinados, a los cuales denominaremos primario y
secundario. El bobinado primario con “N1” espiras es aquel por el
cual ingresa la energía y el secundario con “N2” espiras es aquel por
el cual se suministra dicha energía.
Figura 1: Transformador monofásico
Transformador monofásico ideal
Debe presentar las siguientes características:
Las bobinas primaria y secundaria no tienen resistencia óhnmica.
Todo el flujo magnético se encuentra en el núcleo de láminas de acero.
El núcleo no tiene reluctancia. El núcleo no tiene pérdidas por corrientes parásitas ni por
histéresis.
Transformador ideal en vacío
Si al transformador en estudio lo alimentamos desde su bobinado primario, por medio de una fuente de tensión alterna sinusoidal de la forma:
u1 = Umáx. sen ωt
En el núcleo se originará un flujo magnético (Φ), en correspondencia con dicha tensión, de acuerdo a la siguiente expresión:
U1 = 4,44 N1 f Φ
Como en este análisis, en el secundario no se encuentra ninguna carga, por lo cual no habrá circulación de corriente y dado que la reluctancia del núcleo la consideramos de valor cero, por el bobinado primario no es necesario que circule corriente ó sea:
N1 I1 = Φ . ℜ = 0 Fuerza magnetomotriz = Flujo x reluctancia
Este flujo magnético, también variable en el tiempo, dará lugar a que se induzcan fuerzas electromotrices en los bobinados, cuyos valores, serán de acuerdo a la ley de Faraday, a la polaridad asignada a dicha fuerzas electromotrices como positivas, y en función del sentido en que se realizan los bobinados las siguientes:
2
Estas fuerzas electromotrices deben tener un valor y una polaridad tal que se opongan a la causa que las originó. En la figura Se pueden observar las convenciones utilizadas.
Figura 2: Esquema de polaridades adoptadas en un transformador monofásico
Dado que los bobinados los consideramos ideales, se cumple que:
u1 = e1 u2 = e2
Lo cual también es válido para los valores eficaces, o sea:
U1 = E1 U2 = E2
Si efectuamos la relación entre las fuerzas electromotrices inducidas se llega a lo siguiente:
A estas relaciones la llamaremos relación de transformación, la cual puede adoptar los siguientes valores:
a > 1 La tensión aplicada es superior a la tensión en el secundario, el tipo de transformador es reductor de tensión.
a < 1 La tensión aplicada es inferior a la tensión en el secundario, el tipo de transformador es elevador de tensión.
a = 1 Las dos tensiones son iguales, y se lo utiliza para aislar tensiones en sistemas de protección o medición.
4.- Procedimiento
1.1. En base a las características nominales especificadas en la placa del transformador complete la siguiente tabla:
3
Tabla 1: Valores Nominales
Ord. Características
1S nominal
750 V*A
2 V primaria 2X60
3V secundaria 2X45
4 I primaria ___ A
5I secundaria 8.3 A
6f de trabajo ____
7 Fp _____
1.2. Identifique físicamente los devanados de entrada y salida del transformador.
1.3. Con la fuente V1 apagada, arme el circuito de la figura No 1 configurando al transformador para que mantenga un devanado primario y un devanado secundario.
Figura 3: CIRCUITO A REALIZAR
1.4. Previo a activar la fuente de poder E1, verificar que se encuentre en 0 voltios, partiendo de este valor, incrementar la tensión con el regulador, posteriormente realice el mismo procedimiento para tensión descendente. En cada paso leer los valores de V1, I1 y V2.
5.- Tabulación de datos
4
Tabla 2: Datos Ascendente Tabla 3: Datos descendente
V1[V]
I1[mA]
V2[V]
190 0,770
150
180 0,580
142
160 0,290
125
140 0,160
110
118 0,100
95
100 0,070
78
80 0,060
62
60 0,050
45
40 0,040
20
20 0,040
5
0 0,030
0
5
V1[V]
I1[mA]
V2[V]
0 0,000
0
20 0,001
5
40 0,002
20
60 0,003
45
81 0,008
63
100 0,030
80
120 0,070
96
140 0,150
115
160 0,310
125
180 0,570
142
190 0,770
150
6.- Cuestionario
Para cada paso de medición calcular el índice de relación
de tensiones V1/V2, y la potencia de entrada S1.
Ascendente Descendente
V1/V2
S1(V1*A)
1,27 146,301,27 104,401,28 46,401,27 22,401,24 11,801,28 7,001,29 4,801,33 3,002,00 1,604,00 0,80
CÁLCULO DE INTENSIDAD
P= E* II= P/EI= 750 V*A/ 120 V = 6.3 A
20% 30% 50%
I (A) 1,25 2,08 3,125
E (v) 1 4 7
6
V1/V2
S1(V1*A)
4,00 0,022,00 0,081,33 0,181,29 0,651,25 3,001,25 8,401,22 21,001,28 49,601,27 102,601,27 146,30
I Realizar los gráficos:V2 función de V1Serie 1: subida Serie 2: bajada
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 2000
20406080
100120140160
V1 vs V2
Series2Series4
V1
V2
La tensión 2 (V2) es creciente de acuerdo aumenta la tensión 1 (V1), es sus primeras medidas no son proporcionales al 100 %, en los 60 voltios de la tensión 1 (V1) toma la gráfica su proporcionalidad al 100 %.
I1 función de V1
Serie 1: subida Serie 2: bajada
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 2000
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
V1 vs I1
Series2Series4
V1
I1
La tensión no se incrementa de forma proporcional con el voltaje.
S1 como función de V1Serie 1: subida Serie 2: bajada
7
0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 140.00 160.000
20406080
100120140160180200
V1 vs S1
Series2Series4
V1
S1
La potencia de subida y bajada no llegan al mismo punto lo que indica que existe un magnetismo remanente
Índice V1/V2 función de I1Serie 1: subida Serie 2: bajada
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.90.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
4.00
4.50
V1/V2 vs I1
Series2Series4
I1
V1/V
2
La relación muestra un incremento en los primeros valores de intensidad, a partir de los 60 mA la gráfica es lineal en el transformador por lo que la relación es constante en intensidades elevadas.
6.- Conclusiones
8
Las características mostradas en la placa de un transformador son muy importantes ya que de acuerdo a esas especificaciones sabemos que transformador utilizar en para determinada.
Con las gráficas obtenidas nos damos cuenta del funcionamiento del transformador de acuerdo a sus parámetros, por ejemplo en la relación V1/V2 es casi constante.
Un transformador es una maquina eléctrica estática que convierte energía eléctrica alterna de un voltaje de entrada a un voltaje de salida.
7.- Recomendaciones
El orden en el laboratorio es primordial para evitar accidentes o
daños en los equipos
Manipular los instrumentos de trabajo con precaución.
SI se presenta alguna duda al momento de estar realizando la
práctica pedir ayuda al instructor encargado del laboratorio.
Tomar todas las precauciones para evitar sufrir una descarga
eléctrica puesto que puede tener consecuencias fatales.
8.- Bibliografía
Teoría y análisis de las máquinas eléctricas, A.E. Fitzgerald
1975
Máquinas eléctricas y transformadores, Irving L. Kosow, PH.D
1976
Máquinas eléctricas, Estifan Chapman 1976
Máquinas eléctricas, M.P. Kostenko, L.M Riotrouski 1975
http://www.profesormolina.com.ar/electromec/contactor.htm
http://iie.fing.edu.uy/ense/asign/electrotec/e1/
CircuitosElectricosTrifasicos.pdf
http://www.rodisa.com.mx/ArchivosPagWEB/
BajaTensionSiemens/Botones_y_Lamparas.pdf
http://www4.frba.utn.edu.ar/html/Electrica/archivos/
electrotecnica_y_maquinas_electricas/apuntes/
7_transformador.pdf
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