PRACTICA 1

MEDICION DEL CICLO DE HISTERESIS

LIZARRAGA RODRIGUEZ JORGE ALBERTOCHAVARRIA LIZARRAGA HECTOR NAHUMDURAN GARCIA JORGE

ARNULFOLIZARRAGA OSUNA EDUARDO

ING. JOSE SERRANO VILLEGASEQUIPO 3

INTRODUCCION

Para esta practica se analizara el comportamiento y la medición de la curva de histéresis en los transformadores monofásicos. Los cálculos fueron hechos en base a la teoría de la materia de maquinas eléctricas, lo cual será base fundamental para el desarrollo de la practica.

En esta practica se pretende comprobar la teoría con la realización de los procedimientos a elaborar con el objetivo primordial de analizar la curva de histéresis del transformador medido y calculado.

EQUIPO

OSCILOSCOPIO

MULTIMETRO DIGITAL

MATERIAL

PINZAS DE PUNTA Y CORTE DIAGONAL

FUSIBLE 1 A AMERICANO

RESISTENCIA DE 220 Ω Y 1 Ω 1 WATT

PUNTAS DE CONEXIÓN CAIMANCAPACITOR DE 330 𝜇F 25 V

TRANSFORMADOR 120/24 TAP CENTRAL 1 A

MARCO TEORICO

1-EL CICLO DE HISTERESISCuando a un material ferromagnético se le aplica un campo magnético creciente Bap su imantación crece desde O hasta la saturación Ms, ya que todos los dominios magnéticos están alineados. Así se obtiene la curva de primera imantación. Posteriormente si Bap se hace decrecer gradualmente hasta anularlo, la imantación no decrece del mismo modo, ya que la reorientación de los dominios no es completamente reversible, quedando una imantación remanente MR: el material se ha convertido en un imán permanente. Si invertimos Bap, conseguiremos anular la imantación con un campo magnético coercitivo Bc. El resto del ciclo se consigue aumentando de nuevo el campo magnético aplicado. Este efecto de no reversibilidad se denomina ciclo de histéresis.

2-FLUJO RESIDUALEn un material magnético es el valor de la densidad de flujo correspondiente a la intensidad magnética cero cuando el material es simétrico y cíclicamente magnetizado y su símbolo es 𝜙 res.

3- FUERZA MAGNETOMOTRIZ COERCITIVAEs la fuerza de campo magnético que se necesita para magnetizar un material, para que la fuerza del flujo llegue a cero se debe aplicar una fuerza al núcleo de dirección opuesta.

4- POLARIDADES DE UN TRANSFORMADORLas bobinas secundarias de los transformadores monofásicos se arrollan en el mismo sentido de la bobina primaria o en el sentido opuesto, según el criterio del fabricante. Debido a esto, podría ser que la intensidad de corriente en la bobina primaria y la de la bobina secundaria circulen en un mismo sentido, o en sentido opuesto. La polaridad sustractiva se da cuando en un transformador el bobinado secundario esta arrollado en sentido opuesto al bobinado primario. Esto hace que los flujos de los dos bobinados giren en sentidos opuestos y se resten. La polaridad aditiva sucede cuando están enrollad en el mismo sentido las bobinas del transformador y se suman las corrientes.

MARCO TEORICO

MARCO TEORICO

5- TRANSFORMADOR CONECTADO DE MANERA ADITIVA

CALCULOS

1.6 cm1.7 cm 1.7 cm

0.8 cm

0.8 cm

5 cm

4 cm

1- ESQUEMA DEL TRANSFORMADOR CON DIMENSIONES FISICASVISTA FRONTAL

CALCULOS

2.5 cm

4 cm

VISTA LATERAL

CALCULOS

2-DETERMINAR FLUJO MAGNETICO EN EL TIEMPO

𝑒𝑖𝑛𝑑=𝑁∗𝑑𝜙𝑑𝑡𝜙

𝜙W=2*𝜋*f=2* 𝜋*60=376.911

𝜙𝜙)𝜙)

CALCULOS

3- CALCULAR EL AREA TRANVERSAL

𝐴=∗√𝑃𝑜𝑡𝐴=∗√24

𝐴= (1 )∗(4.8989𝑐𝑚2)

𝐴=(4.8989𝑐𝑚2)

2.5 cm

1.6 cm

𝐴= (2.5𝑐𝑚 )∗(1.6 𝑐𝑚)

𝐴=4𝑐𝑚2

CALCULOS

4- CALCULAR EL NUMERO DE ESPIRAS DEL DEVANADO PRIMARIO Np

0.103466446

Np=

Np= 1159.79628 v

Np=

Np= 1420.454545 v

CALCULOS

5- DIBUJA EL CIRCUITO EQUIVALENTE DEL ESQUEMA DEL TRANSFORMADOR

CALCULOS

6- CALCULE LA FUERZA MAGNETOMOTRIZ TOTAL CONSIDERE 𝜇=1.25*lRm2=lRm3= 0.019+0.019+3.2

lRm2=lRm3= 0.07 m

At1= (0.025)*(0.016)

At1=

At2=At3= (0.025)*(0.006)

At1=

R1=

R1== 64000

R2=

R2=R3=

CALCULOS

R2I3== 186666.666

RT=R1+R2IR3=186666.6666+64000

RT=250666.6666

Fmm= RT*𝜙Fmm=(250666.666)*(-3.88*)

Fmm= -95.2533 Av

CALCULOS

7-¿Qué TIPO CONSTITUYE EL CIRCUITO DE LA RED RC?

El circuito es un circuito integrador el cual realiza la operación matemática de integrar la forma de onda siendo integrado el voltaje de entrada. El circuito actúa como un elemento de almacenamiento que produce una salida de tensión que es proporcional a la integral del tiempo de salida.

CALCULOS

8- ¿POR QUE SE UTILIZA ESTE CIRCUITO?

CIRCUITO RC

𝜙V(t)

LEY DE FARADAY

El circuito se usa para desfasar la forma de onda y por lo tanto deacuerdo a la ley de Faraday y a la ecuación del circuito RC, se usa primordialmente para poder representar el voltaje como flujo de nuestro circuito y poder tomar ese dato para medir ese parámetro de la grafica de histéresis

CALCULOS

9-CALCULE Vc y VC

Zc= =

Zc= 16.07625688 𝙻-90R= 220 Ω

ZT= 220 i- 16.07625688 j

ZT= 220.5865 𝙻-4.17194I= =

I= = 0.076934 L 4.17194VC=(0.076934 L 4.17194)(16.076 L -90)

VC= 1.23681 L -85.82

CALCULOS

16.97 sin(wt)

1.2368 sin(wt-85.88)

CALCULOS

9-CALCULE Vc y VC

Zc= =

Zc= 16.07625688 𝙻-90R= 220 Ω

ZT= 220 i- 16.07625688 j

ZT= 220.5865 𝙻-4.17194I= =

I= = 0.15386625 L 4.17194VC=(0.153866255 L 4.17194)(16.076 L -90)

VC= 2.47355385 L -85.82

CALCULOS

33.94 sin(wt)

2.4735 sin(wt-85.88)

PROCEDIMIENTO 1

• ¿HAY CORRIENTE EN EL DEVANADO PRIMARIO? Si puesto que esta cerrado el circuito

• ¿SON SENOIDALES LAS FORMAS DE ONDA OBTENIDAS? si

PROCEDIMIENTO 2

• ¿SON SENOIDALES LAS FORMAS DE ONDA OBTENIDAS? Si

• ¿HAY DIFERENCIAS CON LAS FORMAS DE ONDA OBTENIDAS EN EL PROCEDIMIENTO ANTERIOR? Un poco que se podria decir que no, en la que se toma en la resistencia, en caso del devanado secundario ya se alimento con carga y cambio la forma de onda en cierta medida.

PROCEDIMIENTO 3

• ¿SON SENOIDALES LAS FORMAS DE ONDA OBTENIDAS? Si

• ¿HAY DIFERENCIAS CON LAS FORMAS DE ONDA OBTENIDAS EN EL PROCEDIMIENTO ANTERIOR? Un poco que se podría decir que no

CALCULO DE FUERZA COERCITIVA

Fmm= N*I

Fmm= N*I

Fmm= 231.41*(31*0.001)

Fmm= 7.17 Av

CALCULO DE FLUJO RESIDUAL

= =

=

=1.870641607258587e-4 wb

=

PROCEDIMIENTO

FORMA DE ONDA OBTENIDA DE LOS PORCEDIMIENTOS EN LA MEDICION DE LA MEDICION DEL VOLTAJE DEL CONDESADOR.

PROCEDIMIENTOS

FORMA DE ONDA OBTENIDA DE LOS PORCEDIMIENTOS ENLA MEDICION DE LA RESISTENCIA R1.

PROCEDIMIENTOS

FORMA DE ONDA OBTENIDA DE LOS PORCEDIMIENTOS ENLA MEDICION DEL VOLTAJE DEL CAPACITOR Y LA FORMA DE ONDA DE LA CORTRIENTE.

PROCEDIMIENTOS

ESTA ES LA FORMA DE ONDA OBTENIDA DEL VOLTAJE DEL CAPACITOR Y DE LA CORRIENTE CON RESPECTO A LOS EJES “X” Y “Y”. SE MUESTRA COMO ES LA CURVA DE HISTERESIS DEL TRANSFORMADOR.

RESULTADOS

Como resultado de aprendizaje la practica logro mostrar como funciona un transformador y de como las formas de onda obtenidas son base para entender la teoría de como resolver circuitos electicos. El flujo residual fue menor al flujo real comprobando su valor y la fuerza coercitiva fue sacándola deacuerdo las mediciones y cálculos realizados.La curva de histéresis se saco con la corriente de la resistencia que es la Fmm y el voltaje del capacitor que representa el flujo. Con esto tenemos que va con respecto a las variaciones establecidas. Se observo con éxito y sacando como valores medidos la fuerza coercitivo y el flujo residual. Lo valores se acercaron a lo esperado. Los resultados de las graficas dieron con pocas variaciones suponiendo en un caso ideal que se tienen todos los parámetros.

CONCLUSION

Para entender mejor lo que es el funcionamiento del transformador, la practica fue una parte fundamental para comprobar la teoría con la practica, siendo que se toma los valores con la mayor exactitud con el fin de tener una medición lo mas real que se pueda suponiendo en si que se tiene los parámetros adecuados. La curva de histéresis fue analizada exitosamente como lo planteado y es fundamental para el desarrollo de la comprobación de la práctica a traves de los procedimientos establecidos.