DEPARTAMENTO DE ELCTRICA Y ELECTRNICACARRERA DE ING. EN ELECTRNICA E INSTRUMENTACIN

PRCTICAS DE MQUINAS ELECTRICAS

ASIGNATURA: MQUINAS ELCTRICASUnidad I

INFORME DE LA PRCTICA I

TEMA: EL TRANSFORMADOR Hrs. de la asignatura 6 Hrs

Responsable de la PrcticaIng. Mario Jimnez

Nombre de los Estudiantes:1) Hugo Jacho. 2) Alex Tipantua. 3) Alex Porras

Fecha de realizacin de la prctica: 05 de Mayo del 2015 Fecha de entrega de la prctica : 13 de Mayo del 2015

LABORATORIO DE MQUINAS ELCTRICASINFORME DE LA PRCTICA N.1

1. TEMA: EL TRANSFORMADOR

2. OBJETIVOS:

Estudiar el funcionamiento del transformador su conexionado y el tipo de ncleo. Comprobar la relacin entre el voltaje de entrada y el de salida con el nmero de vueltas en el primario y secundario del transformador. Familiarizarnos con los transformadores para comprender su funcionamiento y poner en prctica los conocimientos tericos adquiridos en el aula.

3. EQUIPOS Y MATERIALES UTILIZADOS

Mdulo Transformador 8341 Mdulo Fuente de Alimentacin 0-120/208 V a 5. Voltmetro de CA, Ampermetro de CA Cables

4. MARCO TERICOTRANFORMADOR

Un transformador es una mquina esttica de corriente alterno, que permite variar alguna funcin de la corriente como el voltaje o la intensidad, manteniendo la frecuencia y la potencia, en el caso de un transformador ideal.

Para lograrlo, transforma la electricidad que le llega al devanado de entrada en magnetismo para volver a transformarla en electricidad, en las condiciones deseadas, en el devanado secundario.

La importancia de los transformadores, se debe a que, gracias a ellos, ha sido posible el desarrollo de la industria elctrica. Su utilizacin hizo posible la realizacin prctica y econmica del transporte de energa elctrica a grandes distancias.

COMPONENTES DE LOS TRANSFORMADORES ELCTRICOSLos transformadores estn compuestos de diferentes elementos. Los componentes bsicos son:

Figura 1: Modelizacin de un transformador monofsico ideal

Ncleo: Este elemento est constituido por chapas de acero al silicio aisladas entre ellas. El ncleo de los transformadores est compuesto por las columnas, que es la parte donde se montan los devanados, y las culatas, que es la parte donde se realiza la unin entre las columnas. El ncleo se utiliza para conducir el flujo magntico, ya que es un gran conductor magntico.

Devanados: El devanado es un hilo de cobre enrollado a travs del ncleo en uno de sus extremos y recubiertos por una capa aislante, que suele ser barniz. Est compuesto por dos bobinas, la primaria y la secundaria. La relacin de vueltas del hilo de cobre entre el primario y el secundario nos indicar la relacin de transformacin. El nombre de primario y secundario es totalmente simblico. Por definicin all donde apliquemos la tensin de entrada ser el primario y donde obtengamos la tensin de salida ser el secundario.

ESQUEMA BSICO Y FUNCIONAMIENTO DEL TRANSFORMADORLos transformadores se basan en la induccin electromagntica. Al aplicar una fuerza electromotriz en el devanado primario, es decir una tensin, se origina un flujo magntico en el ncleo de hierro. Este flujo viajar desde el devanado primario hasta el secundario. Con su movimiento originar una fuerza electromagntica en el devanado secundario.

Segn la Ley de Lenz, necesitamos que la corriente sea alterna para que se produzca esta variacin de flujo. En el caso de corriente continua el transformador no se puede utilizar.

Figura 2: Esquema bsico de funcionamiento de un transformador ideal

La relacin de transformacin del transformador elctricoUna vez entendido el funcionamiento del transformador vamos a observar cul es la relacin de transformacin de este elemento.

Donde N p es el nmero de vueltas del devanado del primario, N s el nmero de vueltas del secundario, la tensin aplicada en el primario, la obtenida en el secundario, la intensidad que llega al primario, la generada por el secundario y la relacin de transformacin.

Como observamos en este ejemplo si queremos ampliar la tensin en el secundario tenemos que poner ms vueltas en el secundario (N s), pasa lo contrario si queremos reducir la tensin del secundario.TIPOS DE TRANSFORMADORES ELCTRICOS

Hay muchos tipos de transformadores pero todos estn basados en los mismos principios bsicos, Pueden clasificarse en dos grandes grupos de tipos bsicos: transformadores de potencia y de medida.

Transformadores de potenciaLos transformadores elctricos de potencia sirven para variar los valores de tensin de un circuito de corriente alterna, manteniendo su potencia. Como ya se ha explicado anteriormente en este recurso, su funcionamiento se basa en el fenmeno de la induccin electromagntica.

Transformadores elctricos elevadoresLos transformadores elctricos elevadores tienen la capacidad de aumentar el voltaje de salida en relacin al voltaje de entrada. En estos transformadores el nmero de espiras del devanado secundario es mayor al del devanado primario.

Figura 3: Modelizacin de un transformador elevador

Transformadores elctricos reductoresLos transformadores elctricos reductores tienen la capacidad de disminuir el voltaje de salida en relacin al voltaje de entrada. En estos transformadores el nmero de espiras del devanado primario es mayor al secundario.

Podemos observar que cualquier transformador elevador puede actuar como reductor, si lo conectamos al revs, del mismo modo que un transformador reductor puede convertirse en elevador.

Figura 4: Modelizacin de un transformador reductor

PRDIDAS EN LOS TRANSFORMADORES REALESLas diferentes prdidas que tiene un transformador real son:

Prdidas en el cobre: Debidas a la resistencia propia del cobre al paso de la corriente

Prdidas por corrientes parsitas: Son producidas por la resistencia que presenta el ncleo ferro magntico al ser atravesado por el flujo magntico.

Prdidas por histresis: Son provocadas por la diferencia en el recorrido de las lneas de campo magntico cuando circulan en diferente sentido cada medio ciclo.

Prdidas a causa de los flujos de dispersin en el primario y en el secundario: Estos flujos provocan una auto inductancia en las bobinas primarias y secundarias. Aplicaciones de los transformadores

LOS TRANSFORMADORES SON ELEMENTOS MUY UTILIZADOS EN LA RED ELCTRICA.

Una vez generada la electricidad en el generador de las centrales, y antes de enviarla a la red, se utilizan los transformadores elevadores para elevar la tensin y reducir as las prdidas en el transporte producidas por el efecto Joule. Una vez transportada se utilizan los transformadores reductores para darle a esta electricidad unos valores con los que podamos trabajar.

Los transformadores tambin son usados por la mayora de electrodomsticos y aparatos electrnicos, ya que estos trabajan, normalmente, a tensiones de un valor inferior al suministrado por la red

Por ltimo hacer mencin a que uno de los elementos de seguridad elctrica del hogar utiliza transformadores. Se trata del diferencial. Este dispositivo utiliza transformadores para comparar la intensidad que entra con la que sale del hogar. Si la diferencia entre estos es mayor a 10 mA desconecta el circuito evitando que podamos sufrir lesiones.

5. PROCEDIMIENTO Se procede a armar el siguiente diagrama:

Detallar las caractersticas tcnicas del Transformador

EL TRANSFORMADOR 8341Caractersticas tcnicas:Tipo: ventanaRelacin: 4.13 es/vPotencia nominal: 60 VAVoltajes: 120 / 208 / 120 VCorrientes: 0.5 / 0.3 / 0.5 AFrecuencia: 60 Mhz

Medir Voltaje, Resistencia e Intensidad en cada terminal del Transformador

Determinacin del enrolamiento en cada bobinado.

TerminalesVoltaje [v]Corrinte [A]Voltaje*4.13# de espiras

1 21200.5120*4.13496

3 42080.3208*4.13859

3 81800.3180*4.13743

3 71040.3104*4.13430

7 8760.376*4.13314

8 4280.328*4.13116

5 9600.560*4.13248

Mediciones: TerminalesResistencia []Voltajes [V]

1 28120

3 46.8208

3 78.3103

3 814.4177

7 48.8102

8 42.728

5 68.575

5 94123

9 64.860

Medicin de corrientes

Voltaje [V]Corriente [mA]

00

2017

4012

6017

8022

10027

12034

14043

16064

180104

200170

6. ANLISIS DE RESULTADOS Y CONCLUSIONES

Cuando se realizo las mediciones del secundario se obtubo el voltaje casi exacto del que se muestra en la parte frontal del modulo 8341. La corriente que circula por todo el secundario es la misma eso depende segn sea la relacion de elevacion o reduccion del transformador. Es muy importante saber las caracteristicas de todo transformador para una optima utilizacion. Cuando se realiza el bobinado del transformador es necesario realizar calculos para el numero de espiras, corriente, voltaje del primario y secundario y sobre todo la potencia del transformador. Segn la relacion de elevacion o reduccion se calcula las espiras/voltio En modulo tenemos en el primario alimentado por 120V en la salida 1-2 una relacion casi perfecta de 1. En la salida del secundario 3-4 tenemos una relacion de elevacion En la salida del secundario 5-6 tenemos con tapcentral y voltajes de 60V a cada extremo.

7. RECOMENDACIONES

Realizar las correctas conexiones para evitar un cortocircuito en el laboratorio Ajustar el voltaje del primario a su valor exacto para lograr una major exactitud en las mediciones del secundario. Conectar los voltimetros y amperimetros a una escala adecuada para poder medir un valor exacto. Revisar si los instrumentos de medida como son el voltimetro y amperimetro estan en funcionamiento.

8. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

Irving L. Kosow. Mquinas Elctricas: MQUINAS ELECTRICAS Y TRANSFORMADORES. 2da Edicin. PEARSON Educacin. Endesa educa. Obtenido de: http://www.endesaeduca.com/Endesa_educa/recursos-interactivos/conceptos-basicos/funcionamiento-de-los-transformadores Obtenido de: http://www.monografias.com/trabajos11/tradi/tradi.shtml

ANEXO