TRANSFORMADOR MONOFASICO

Instituto Tecnológico Superior de Misantla

Ing. Electromecánica

204 “A”

Electricidad y Magnetismo

Unidad V: Inducción Electromagnética

Ing. Roberto Carlos Cabrera Jiménez

18/04/2023

Integrantes:

Cuevas Ramírez Federico Gabriel

Morales Ávila Blanca Isabel

Sarmiento Longoria Diego Leonel

Chávez Villarreal Oliver

INDICE

Introducción..............................................................................................................2

Objetivo....................................................................................................................3

Desarrollo.................................................................................................................3

GENERALIDADES DE LOS TRANSFORMADORES..........................................................................3

TRANSFORMADOR MONOFASICO..............................................................................................4

Material:................................................................................................................7

Procedimiento:......................................................................................................7

Conclusión................................................................................................................8

Bibliografía...............................................................................................................8

Introducción

El transformador monofásico  es aquel dispositivo capaz de modificar alguna característica de la energía eléctrica y su principio estructural en una bobina con

Integrantes:

Cuevas Ramírez Federico Gabriel

Morales Ávila Blanca Isabel

Sarmiento Longoria Diego Leonel

Chávez Villarreal Oliver

dos o más devanados o arrollamientos alrededor de un centro común llamado núcleo. El núcleo es el elemento encargado de acoplar magnéticamente los arrollamientos de las bobinas primaria y secundaria del transformador. Esta construido superponiendo numerosas chapas de aleación acero o silicio, fin de reducir las pérdidas por histéresis magnética y aumentar la resistividad del acero. Su espesor suele oscilar entre 0,30 y 0,50 mm. La forma más sencilla de construir el núcleo de un transformador es la que consta de tres columnas, las cuales se cierra por las partes superior e inferior con otras dos piezas llamadas yugo o culata. 

Los transformadores tienen la capacidad de transformar el voltaje y la corriente a niveles más altos o más bajos. No crean por supuesto, la energía a partir de la nada; por lo tanto, si un transformador aumenta el voltaje de una señal, reduce su corriente; y si reduce el voltaje de la señal, eleva la corriente. En otras palabras, la energía que fluye a través de un transformador, no puede ser superior a la energía que haya entrado en él.

Objetivo

Crear conocimiento sobre la elaboración y funcionamiento de un transformador monofásico para poder ver cómo es que el voltaje y la corriente disminuyen y/o aumentan.

Desarrollo

GENERALIDADES DE LOS TRANSFORMADORES

Se denomina transformador a un dispositivo eléctrico que permite aumentar o

disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo

la potencia. La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador

ideal (esto es, sin pérdidas), es igual a la que se obtiene a la salida. Las máquinas

reales presentan un pequeño porcentaje de pérdidas, dependiendo de su diseño y

tamaño, entre otros factores.

El transformador es un dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna de un

cierto nivel de tensión, en energía alterna de otro nivel de tensión, basándose en

el fenómeno de la inducción electromagnética. Está constituido por dos bobinas de

material conductor, devanadas sobre un núcleo cerrado de

material ferromagnético, pero aisladas entre sí eléctricamente. La única conexión

entre las bobinas la constituye el flujo magnético común que se establece en el

núcleo. El núcleo, generalmente, es fabricado bien sea de hierro o de láminas

apiladas de acero eléctrico, aleación apropiada para optimizar el flujo magnético.

Las bobinas o devanados se denominan primario y secundario según

correspondan a la entrada o salida del sistema en cuestión, respectivamente. (1)

TRANSFORMADOR MONOFASICO

En la mayoría de los transformadores, el devanado que posee mayor número de vueltas generalmente corresponde al “enrollado primario” o de entrada “E” de la corriente que se va a transformar y corresponde al voltaje más alto. El devanado que posee menor número de vueltas es el “enrollado secundario” o de salida “S” de la corriente eléctrica ya transformada o modificada y corresponde al voltaje más bajo. En este caso el transformador trabajará como "reductor de tensión".

En algunos transformadores los dos enrollados se encuentran situados uno junto al otro por separado, pero en la mayoría de los casos después que se ha colocado el primer enrollado alrededor del núcleo, se coloca el segundo encima de éste, manteniendo independientes las correspondientes conexiones exteriores de entrada y salida de la corriente eléctrica. (2) 

La carga o consumidor de energía eléctrica se conecta siempre al transformador en el circuito correspondiente al enrollado secundario o de salida “S”, ya sea éste reductor o elevador de tensión. La longitud y grosor del alambre de cobre del enrollado primario y secundario que utiliza, lo calcula el fabricante para que su salida “S” pueda entregar la tensión y capacidad que requiere la carga que se le va a conectar, siempre que los watt (W) o kilowatt (kW) de consumo no superen lo admitido. Cuando el consumo en watt o kilowatt de la carga instalada supera la que puede soportar el transformador, en el mejor de los casos se produce una caída de voltaje en el enrollado de salida, mientras que en el peor uno o los dos enrollados se queman si la temperatura que produce la circulación del flujo de la corriente en ampere (A) por dichos enrollados supera los límites de seguridad que permite el barniz aislante del alambre de cobre. En ese caso las espiras del alambre se ponen en corto circuito y el transformador queda inutilizado para continuar prestando servicio, por lo será necesario reponerlo por uno nuevo o sustituir en un taller los enrollados quemados. No obstante, esta última solución resulta a veces más costosa que comprar un transformador nuevo, sobre todo cuando son de pequeño tamaño. (3)

Por otra parte, el principio de funcionamiento de un transformador se basa en la inducción electromagnética que se produce en el enrollado secundario cuando por el primario circula una corriente alterna procedente de cualquier fuente de fuerza electromotriz. 

Existe también otro tipo de transformador de fuerza o potencia monofásico de diferente construcción, que consta de un solo devanado o enrollado colocado en un simple núcleo abierto de acero al silicio. Esta variante se denomina “autotransformador” y su principal característica radica en que a partir de un punto determinado de su único enrollado (generalmente el punto medio) parte una derivación hacia el exterior para conectar la carga o consumidor en unos casos, o la fuente de suministro de corriente en otros, dependiendo si éste actúa como reductor o como elevador de tensión. (2) 

En la ilustración superior, la figura 

(A) Representa el esquema de un autotransformador funcionando como “reductor de tensión”. Se puede observar que la entrada “E” de la corriente está conectada a una fuente suministradora de energía eléctrica, fuerza electromotriz (FEM) o corriente alterna de 220 volt, mientras que por la salida “S” se obtiene una corriente transformada de una tensión o voltaje más bajo, también alterno, de 110 volt.

(B) La figura representa otro autotransformador en función de “elevador de tensión”. Como se puede apreciar, en su entrada tiene aplicada una tensión de 110 volt, mientras que en la salida se obtiene otra más alta de 220 volt.

(C) Por otra parte, en la figura se puede observar también otra variante de autotransformador, cuya característica es la de recibir una tensión o voltaje determinada en el enrollado de entrada “E”, mientras que la salida proporciona varios valores de tensiones reducidas diferentes. Este autotransformador se denomina “variable” y en el caso del ejemplo recibe 220 volt en la entrada, mientras que en la salida se obtienen, indistintamente y por pasos, 6, 12, 36, 110, e incluso los mismos 220 volt aplicados en la entrada.

(D) Existe también otra variante de autotransformador con núcleo redondo muy utilizado en laboratorios de electricidad y electrónica, como el que se muestra en la figura (D). Este autotransformador permite variar la posición de un cursor

central de forma manual, lo que permite seleccionar diferentes valores de tensión, tanto en orden ascendente como descendente, desde “0” a “220” V o viceversa. Si en la figura del ejemplo se hace girar el cursor en dirección al signo (+) el voltaje o tensión se incrementa hasta un máximo de 220 volt, mientras que en dirección inversa, o sea, girándolo en dirección al signo (–) se obtienen diferentes valores de voltajes en orden descendente a partir de 220 V, hasta llegar a “0”. (2)

Material:

Un pedazo de tubo de PVC de aproximadamente 30 cm

Alambre magnético de distintos calibres (33 con 120gr y 21 con 70gr)

Dos tapas de plástico

Procedimiento:

1. El primer paso para elaborar este transformador es encintar el tubo de PVC con cinta masquin y poner las dos tapas de plástico en cada extremo del tubo de PVC

2. En toda la parte que queda libre del tubo se enrollar el alambre magneto de calibre 33 en el tubo, a este se le llamara devanado primario. Cuando lo

estemos enrollando hay que tratar de dejar las dos puntas libres del alambre, en cierto número de vueltas debemos sacar unas puntas, en total tendrá dos puntas aparte de la entrada y la salida.

3. Una vez que ya está el devanado primario, encima de este se empieza a enrollar el alambre magnético de calibre 21, a este se le llamara devanado secundario. A este devanado solo tendrá la entrada y la salida.

4. Y por último el trasformador quedo de la siguiente manera:

Conclusión

En este trabajo pudimos observar que entre más espiras mayores es su aumento o disminución de voltaje inducido. Así se podría aprovechar mucho mejor la corriente eléctrica sin desperdiciar tanto, es por eso que la mayoría de los

electrodomésticos tienen un transformador para aprovechar mejor esta corriente. Con este transformador no genera corriente solo la reduce o la aumenta en cuestión de transmisión pero no mayor a la que está sometida

Bibliografía

1. http://www.lhusurbil.eus/sep/euskera/u07a01/a.htm

2. http://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_trafo_mono/ke_trafo_mono_1.htm

3. http://www.df-sa.es/es/?portfolio=transformadores-monofasicos