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SEDE: Concepción-Talcahuano CARRERA: Ingeniería en electricidad menciónProyectos de instalaciones eléctricasAsignatura: Laboratorio de medidas eléctricas II

EL TRANSFORMADOR

Nombre Alumnos: Jaime Muñoz Raúl Muñoz Antonio Muñoz David Soto Nombre Profesor: Juan Gutiérrez JerezFecha: 06 de 09 de 2012

INTRODUCCIÓN........................................................................................................................3OBJETIVOS:..............................................................................................................................3DESARROLLO...........................................................................................................................4

CONOCIMIENTOS PREVIOS:.........................................................................................................4Ferromagnetismo:..............................................................................................................4Permeabilidad:....................................................................................................................4La fuerza magneto motriz (FMM):.....................................................................................4La inducción electromagnética:........................................................................................5Autoinducción:...................................................................................................................5Inducción mutua:...............................................................................................................6

DISEÑAR UN TRANSFORMADOR DE ACUERDO A INSTRUCCIONES ENTREGADAS POR EL DOCENTE.. 6TABLA COMPARATIVA DE VALORES EXPERIMENTALES.................................................................8COMENTARIOS Y CONCLUSIONES DE LO DESARROLLADO............................................................9IMPLEMENTAR CIRCUITOS PARA VERIFICAR FENÓMENOS DE AUTOINDUCCIÓN E INDUCCIÓN MUTUA9

Conclusión.............................................................................................................................. 12

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INTRODUCCIÓN

En este segundo laboratorio de mediciones eléctricas II, trabajaremos y analizaremos el funcionamiento de un transformador bajo una fuente alterna para esto realizaremos 4 circuitos, dos de ellos con una bobina con núcleo y la otra sin este, cambiándola de posición bob.1 C/N bob.2 S/N luego bob.1 S/N y bob.2 C/N, haciendo sus medidas correspondientes. Los otros dos circuitos con núcleos en las dos bobinas repitiendo lo mismo que en los otros circuitos de ir cambiando las bobinas y hacer mediciones.

Después realizaremos y analizaremos un circuito eléctrico el cual nos permitirá verificar los efectos de autoinducción que se producen en una bobina este circuito se realizara con una fuente de corriente continua variando su voltaje.

Objetivos:

- Generales: Montar un transformador de dos devanados y comprobar su principio de funcionamiento.

- Específicos:

a) comprobar experimentalmente el principio de funcionamiento del transformador.

b) Desarrollar experiencias en un transformador de pequeña potencia para demostrar las experiencias matemáticas que la rigen.

c) Diseñar un circuito eléctrico que permita verificar los efectos de autoinducción que se produce en una bobina.

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DESARROLLOConocimientos previos:

Ferromagnetismo: Es el magnetismo remanente que queda en los materiales que contienen hierro, luego que por ellos ha pasado una corriente, o han estado expuestos a un campo magnético.Se produce porque las partículas de hierro, por oxidación, tienden a aislarse eléctricamente de las otras. Por ello los transformadores se fabrican de placas aisladas de hierro, o los sistemas de registro magnetofónico (cintas de casete, superficie de discos duros) se fabrican de óxido de hierro en polvo muy fino.

Permeabilidad: Es la capacidad que tiene un material de permitirle a un líquido que lo atraviese sin alterar su estructura interna. Se afirma que un material es permeable si deja pasar a través de él una cantidad apreciable de fluido en un tiempo dado, e impermeable si la cantidad de fluido es despreciable.La velocidad con la que el fluido atraviesa el material depende de tres factores básicos:

la porosidad del material; la densidad del fluido considerado, afectada por su temperatura; la presión a que está sometido el fluido.

Para ser permeable, un material debe ser poroso, es decir, debe contener espacios vacíos o poros que le permitan absorber fluido. A su vez, tales espacios deben estar interconectados para que el fluido disponga de caminos para pasar a través del material.Por otro lado, hay que hablar de una "permeabilidad intrínseca" (también llamada "coeficiente de permeabilidad"); como constante ligada a las características propias o internas del terreno. Y de una "permeabilidad real" o de Darcy, como función de la permeabilidad intrínseca más las de las características del fluido.

La fuerza magneto motriz (FMM): Es aquella capaz de producir un flujo magnético entre dos puntos de un circuito magnético. Se expresa por la siguiente ecuación.

Dónde:N: número de espiras de la bobinaI: intensidad de la corriente en amperios (A)

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La unidad de medida de la FMM es el amperio-vuelta que se representa por Av.La relación existente entre la fuerza magneto motriz y el flujo magnético que esta genera se denomina reluctancia y se determina por la expresión:

Dónde:Φ: Flujo magnético en weber.R: Reluctancia del circuito en amperio vuelta por weber.

La inducción electromagnética: Es el fenómeno que origina la producción de una fuerza electromotriz (f.e.m. o voltaje) en un medio o cuerpo expuesto a un campo magnético variable, o bien en un medio móvil respecto a un campo magnético estático. Es así que, cuando dicho cuerpo es un conductor, se produce una corriente inducida. Este fenómeno fue descubierto por Michael Faraday quien lo expresó indicando que la magnitud del voltaje inducido es proporcional a la variación del flujo magnético (Ley de Faraday).Por otra parte, Heinrich Lenz comprobó que la corriente debida a la f.e.m. inducida se opone al cambio de flujo magnético, de forma tal que la corriente tiende a mantener el flujo. Esto es válido tanto para el caso en que la intensidad del flujo varíe, o que el cuerpo conductor se mueva respecto de él.

Autoinducción:Es un fenómeno por el cual en un circuito eléctrico una corriente eléctrica (intensidad) variable en el tiempo genera (en el circuito) otra fuerza electromotriz o voltaje inducido, que se opone al flujo de la corriente inicial inductora, es decir, tiene sentido contrario. Un inductor es un circuito que consiste en un conductor enrollado alrededor de un núcleo (ya sea de aire o de hierro). El fenómeno de autoinducción surge cuando el inductor y el inducido constituyen el mismo elemento.Cuando por un circuito circula una corriente eléctrica, alrededor se crea un campo magnético. Si varía la corriente, dicho campo también varía y, según la ley de inducción electromagnética, de Faraday, en el circuito se produce una fuerza electromotriz o voltaje inducido, denominado fuerza electromotriz auto inducido.Para comprender con mayor facilidad este fenómeno se debe analizar y tratar de entender la facilidad con que se crean las bobinas o inductores y cómo se puede observar el movimiento de partículas de electricidad.Según la ley de Lenz, si la autoinducción ocurre por disminución de la intensidad, el sentido del corriente auto inducido es el mismo que el de la corriente inicial, o, si la causa es un aumento, el sentido es contrario al de esta corriente.

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Se denomina autoinducción de un circuito a la generación de corrientes inducidas en el circuito, cuando en él se produce una variación del propio flujo. Ésta puede variar según la intensidad de corriente.En 1831, M. Faraday descubrió que, cuando un imán se mueve dentro de una espiral de alambre, en éste puede generarse una corriente eléctrica. A esta corriente se le conoce como bobina o solenoide (no confundirla con un electroimán). En éste, el conductor está enrollado alrededor de una barra o núcleo de hierro, para que no haya contacto entre el imán y las espiras (alambre helicoidal). El movimiento de un imán dentro del solenoide induce una corriente, y ésta produce un voltaje. La magnitud de voltaje inducido depende de la cantidad de espiras (vueltas ascendentes en torno al núcleo) del inductor.

Inducción mutua: Es el fenómeno que se lleva a cabo con dos inductancias cada una afectada por la auto inductancia las cuales se transmiten energía a través del campo magnético.

Diseñar un transformador de acuerdo a instrucciones entregadas por el docente.

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V1 218,2v

V2 8,28v

I 8,06A

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V1 219,1v

V2 6,92v

I 8,34A

V1 220,3v

V2 158,1v

I 2,21A

Tabla comparativa de valores experimentales

Cto 1 Cto 2 Cto 3 Cto 4

V1 218,2v 219,1v 220,3v 220,4v

V2 8,28v 6,92v 158,1v 146v

I 8,06A 8,34A 2,21A 1,485A

Comentarios y conclusiones de lo desarrollado

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V1 220,4v

V2 146v

I 1,485A

Al terminar de realizar la primera parte del practico podemos concluir que el transformador puedo funcionar como amplificador o atenuador de voltaje, pero esta vez lo utilizamos como atenuador o reductor ya que el primario lo conectamos a la fuente alterna 220 (V) para luego obtener en el segundario unos voltajes de: 8,28 (V) y 6.92 (V) estos sin núcleo y 158,1(V) y 146(V) con núcleo. La corriente solo se puede medir en la bobina 1 puesto que la 2º se encuentra abierta, donde estas sin núcleo superan los 8 (A) y con núcleo están alrededor de los 2 (A)

Implementar circuitos para verificar fenómenos de autoinducción e inducción mutua

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V apl. 2,051v

I 2,714A

Al terminar de realizar el 2º práctico podemos concluir lo siguiente:El circuito que armamos fue en corriente continua ya que lo que estamos analizando es la auto inducción la cual solo se produce en corriente continua esta se manifiesta en una bobina, pues se auto induce una tensión, al tener un flujo variable.En el circuito de c.c. la única oposición a la circulación de la corriente en forma permanente es la resistencia equivalente de todos aquellos elementos que conforman el circuito. Pero existen tiempos muy cortos durante los cuales la corriente no es constante, al energizar el circuito parte de cero hasta llegar a su valor máximo o bien al des energizar des un valor máximo hasta su valor cero, periodos donde se producen situaciones importantes u flujo variable.

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V apl. 0,70v

I 3,037A

ConclusiónComo conclusión podemos analizar que el transformador puede funcionar como amplificador o atenuador de voltaje, en este laboratorio experimentamos el montaje de un reductor de voltaje, primero aproximamos dos bobinas y energizamos con corriente alterna una de ellas por lo que en la segunda se puede inducir un voltaje (De menor valor), las bobinas se montaron con y sin núcleo.Posteriormente analizamos el comportamiento de un motor en corriente continua, generando el movimiento de un eje de rotación a través de autoinducción, al tener un flujo variable. El eje se mueve gracias a un espectro electromagnético generado por bobinas.

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