Clculos y anlisis:

1. Tabule los datos y explique los cambios observados en las lecturas de los instrumentos, de la parte A. Qu prdidas puede calcular para la potencia?.

Fase ATabla 1.a

Vp= Voltaje primario. Vs= Voltaje secundario. Ve= Voltaje secundario esperado.Ejemplo (No. 1):Vp= 10,15 VVoltaje esperado: Un transformador amplificador de corriente con una relacin de espiras de 2 a1; se espera entonces una amplificacin de el doble de potencial elctrico, es decir, de 20,3 V. Sin embargo, Vs=19,11 V. Hay una prdida de 20,3V-19,11V=1,19V (5,86%)Prdida porcentual: Diferencia

(Voltajeesperado)100=1,19

20,3100=5,86

Tabla 1.b

No.1 10,15 19,11 20,3 1,19 5,862 19,96 37,93 39,92 1,99 4,983 30,05 57 60,1 3,1 5,164 40,4 78,1 80,8 2,7 3,345 49,8 96,8 99,6 2,8 2,816 59,8 115,9 119,6 3,7 3,097 70,2 136,2 140,4 4,2 2,998 79,7 154,7 159,4 4,7 2,959 90,1 174,8 180,2 5,4 310 99,8 193,9 199,6 5,7 2,8611 109,9 213,5 219,8 6,3 2,87

Vp (V) Vs (V) Ve (V) Diferencia (V) Diferencia (%)

No. Pp (W) Ps(W) Eficiencia % Prdida %1 10,15 19,11 41,21 38,44 93,28 6,722 19,96 37,93 159,36 151,44 95,03 4,973 30,05 57 361,2 342 94,68 5,324 40,4 78,1 652,86 642,06 98,35 1,655 49,8 96,8 992,02 986,34 99,43 0,576 59,8 115,9 1430,42 1413,98 98,85 1,157 70,2 136,2 1971,22 1952,68 99,06 0,948 79,7 154,7 2540,84 2519,17 99,15 0,859 90,1 174,8 3247,2 3216,32 99,05 0,95

10 99,8 193,9 3984,02 3957,6 99,34 0,6611 109,9 213,5 4831,2 4798,13 99,32 0,68

Vp (V) Vs (V)

Pp= Potencia primaria, Ps= Potencia secundaria.

Ejemplo: (No. 1)

Pp=VpIp=Vp2

Rp=(10,152V 2)(2,5)

=41,21W Ps=VsIs=Vs2

Rs=(19,112V 2)(9,5)

=38,44W

Eficiencia (Porcentual )= PsPp

100=(38,44W )(41,21W )

100=93,28

Prdida de potencia: 100-93,28= 6,72%

*Causas (Ver Marco Terico)

2. Haga una grfica de VS contra VP, con los datos obtenidos en la parte A. Cul es larelacin entre VP y VS? Y la relacin en la parte B?

(Grfica anexa al final)La relacin es aproximadamente de 2 a 1, lo cual se explica por el espirado doble de una bobinaa la otra, dispuestas de modo tal que, el transformador sea un amplificador de potencial.En la parte B, la disposicin era natural de un reductor, con el bobinado primario de 500 espiras, y dos opciones de bobinado secundario de 250 y 125 espiras.

Fase B*Tabla 2**

Vs1= Voltaje secundario 1 Vs1e= Voltaje secundario 1 esperado.Vs2= Voltaje secundario 2 Vs2e= Voltaje secundario 2 esperado.

*Clculos similares a los del punto 1.** Vp= 110 V

Arreglo 1 Vs1 (V) Vs1e (V) Diferencia (V) Diferencia (%)500-250 espiras 53,6 55 1,4 2,55

Arreglo 2 Vs2 (V) Vs2e (V) Diferencia (V) Diferencia (%)500-125 espiras 27,28 27,5 0,22 0,8

3. Compare los resultados obtenidos en la parte C, con la ecuacin (1).

Con Np=500 , Ns=250 (Espiras en bobina primaria y secundaria); tenemos a partir de (1):

VsVp

= NsNp

Vs= NsVpNp

=250Vp500

=Vp2

Vs=Vp2

Tabla 3

Ejemplo:Columna 1, Vse (Voltaje secundario esperado) = Vp/2, = 109/2= 49,7 VDiferencia= Vse-Vs= 54,5 V 49,7 V = 4,8 VDiferencia % = Diferencia/Vse *100=100*4,8/54,5= 8,81%

Vemos que se cumple la relacin con cierto error, especialmente grande cuando se encontraban las tres bombillas conectadas en paralelo.4. Con los datos obtenidos en la parte C, complete la informacin correspondiente a las filas 7, 8, 9 y 10 del cuadro de datos. Analice el comportamiento de las lmparas.

Tabla 4

109 109,4 109,8 109,8Vs (V) 49,7 52 53 53

54,5 54,7 54,9 54,9Diferencia (V) 4,8 2,7 1,9 1,9Diferencia (%) 8,81 4,94 3,46 3,46

2 lmparas de 60 W y 1 de 100 W

En paralelo2 lmparas de 60 W

En paralelo

2 lmparas de 60 WEn serie, mas una de

100 W en paralelo2 lmparas de 60 W

En serieVp (V)

Vse (V)

109 109,4 109,8 109,8Vs (V) 49,7 52 53 53

0,61 0,38 0,17 0,18Is (A) 1,1 0,58 0,18 0,2

2,19 2,1 2,07 2,071,8 1,53 1,06 1,11

Pp (W) 66,49 41,572 18,666 19,76454,67 30,16 9,54 10,61,22 1,38 1,96 1,8682,22 72,55 51,11 53,63

2 lmparas de 60 W y 1 de 100 W

En paralelo2 lmparas de 60 W

En paralelo

2 lmparas de 60 WEn serie, mas una de

100 W en paralelo2 lmparas de 60 W

En serieVp (V)

Ip (A)

Vp/VsIs/Ip

Ps (W)Pp/Ps

Psef (%)

Ejemplo: (Columna 1)

Is/Ip (Relacin de corrientes secundaria y primaria) = 1,1 A/0,61 A= 1,8Pp (Potencia primaria)= Vp*Ip= 109 V * 0,61 A = 66,49 WPs (Potencia secundaria)= Vs*Is= 49,7 V * 1,1 A = 54,67 WPp/Ps = 66,49/54,67= 1,22Psef (Eficiencia de potencia) = Ps/Pp * 100% = 54,67/66,49 *100% = 82,22% (Esto significa

que, solo se conserva el 82,22% de potencia, de el 100% de un transformador ideal)

Cuando las tres bombillas estaban dispuestas en paralelo, se lleg a una eficiencia del 82,22% de potencia; pero, a medida que se modificada ese arreglo, disminua la potencia que haba de conservarse.

Las conexiones en serie disminuyen esta conservacin, incluso hasta llegar prcticamente a la mitad (51,11%) cuando se tena el arreglo de la tercera columna. (Ver tabla)

5. Calcule la prdida de potencia en el cobre (Cu), cuando el transformador funciona con carga mxima y sin carga.Segn la tabla anterior, la prdida de potencia (donde haba mas carga) mayor es del 48,89% (100-Eficiencia=100-51,11)

Sin carga, y a la misma diferencia de potencial que con el arreglo de bombillos que mas potencia hace perder (aprox. 110 V, en realidad 109,8 V con las bombillas, y 110 V sin ellas, ver Tabla 2, Arreglo 1).

Ya se tiene la prdida de potencia con la carga mxima, 48,89% ; ahora nos disponemos a hallarla sin cargas:

Pp=VpIp=Vp2

Rp=(1102V 2)(2,5)

=4840W Ps=VsIs=Vs2

Rs=(53,62V 2)(0,6)

=4788,2667W

Eficiencia(Porcentual)= PsPp

100=(4788,2667W )(4840W )

100=98.93

Por lo cual, la prdida es de 100-98,93=1,07% ; es mnima en comparacin con los 48,89% de el transformador con carga mxima.

Sin duda, la razn que mas influy en la prdida de potencia del primer arreglo, es que las bombillas consuman mucha potencia (energa por unidad de tiempo) para mantenerse encendidas.

6. Enumere las posibles causas de error.

En un transformador elctrico, al igual que en todas las mquinas elctricas, hay prdidas depotencia. Por tratarse de una mquina esttica, no existen prdidas de potencia de origenmecnico en un transformador y stas se reducen a las del hierro del circuito magntico y lasdel cobre de los bobinados.

La perdidas en el cobre son la suma de las potencias prdidas en los bobinados de untransformador, funcionando bajo carga nominal. El valor de esta potencia depende de laintensidad de corriente tanto en el bobinado primario como en el secundario, la cual varamucho desde el funcionamiento en vaco a plena carga, como vemos en la Tabla 1.b, a medidaque la diferencia de potencial primaria es mas alta, se reduce porcentualmente la prdida depotencia.

Otro factor, que si bien no afecta tanto como los anteriores, viene relacionado con el de losinstrumentos de medicin, en especial con la de la diferencia de potencial, que se ajustabamanualmente.