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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