INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniera y Ciencias Sociales y Administrativas.

PRCTICA 9EL TRANSFORMADOR Y SU EFICIENCIA

ALUMNO: DE JESS JULIN EDUARDO

ProfesorVelasco Clmaco Jess Artemio

SECUENCIA: 2IM30

INTRODUCCIN El transformador es un dispositivo que convierte la energa elctrica alterna de un cierto nivel de tensin, en energa alterna de otro nivel de tensin, basndose en el fenmeno de la induccin electromagntica. Est constituido por dos bobinas de material conductor, devanadas sobre un ncleo cerrado de material ferromagntico, pero aisladas entre s elctricamente. La nica conexin entre las bobinas la constituye el flujo magntico comn que se establece en el ncleo. El ncleo, generalmente, es fabricado bien sea de hierro o de lminas apiladas de acero elctrico, aleacin apropiada para optimizar el flujo magntico. Las bobinas o devanados se denominan primario y secundario segn correspondan a la entrada o salida del sistema en cuestin, respectivamente. Tambin existen transformadores con ms devanados; en este caso, puede existir un devanado "terciario", de menor tensin que el secundario.

Donde: (Vp) es la tensin en el devanado primario o tensin de entrada, (Vs) es la tensin en el devanado secundario o tensin de salida, (Ip) es la corriente en el devanado primario o corriente de entrada, e (Is) es la corriente en el devanado secundario o corriente de salida.

Por otro lado La ley de Lenz para el campo electromagntico relaciona cambios producidos en el campo elctrico en un conductor con la variacin de flujo magntico en dicho conductor, y afirma que las tensiones o voltajes inducidos sobre un conductor y los campos elctricos asociados son de un sentido tal que se oponen a la variacin del flujo magntico que las induce. Esta ley se llama as en honor del fsico germano-bltico Heinrich Lenz, quien la formul en el ao 1834. En un contexto ms general que el usado por Lenz, se conoce que dicha ley es una consecuencia ms del principio de conservacin de la energa aplicado a la energa del campo electromagntico.En este experimento se traba con corriente alterna, cuya caracterstica principal es que durante un instante de tiempo un polo es negativo y el otro positivo, mientras que en el instante siguiente las polaridades se invierten tantas veces como ciclos por segundo o hertz posea esa corriente. No obstante, aunque se produzca un constante cambio de polaridad, la corriente siempre fluir del polo negativo al positivo, tal como ocurre en las fuentes de FEM que suministran corriente directa.OBJETIVOS Aplicar el fenmeno de induccin electromagntica. Describir los elementos determinantes en el fenmeno de induccin y emitir inferencias al respecto de ste fenmeno. Construir el arreglo de un transformador y estudiar las variantes que existen de transformadores.

Figura a

MATERIAL UTILIZADO Ncleo de hierro laminado tipo U con barra para cerrar el circuito magntico. (figura a) Bobina de 52 vueltas. (Figura a) Bobina de 1550 vueltas (Figura a) Cables caimn caimn. Cables banana caimn. Fuente de energa. Multmetro.(figura b)

Figura b

DESARROLLO EXPERIMENTALFigura 1

PROCEDIMIENTOAntes de comenzar a armar el aparato completo para poder trabajar, utilizamos el multmetro para comprobar que cada uno de los cables tuviera continuidad, y descubrimos que todos la tenan.Enseguida proseguimos a armar el aparato tal y como lo mostraba el esquema del manual y qued como se observa en la figura 1. Lo primero que hicimos fue colocar las dos bobinas de 52 y 1, 550 vueltas en cada uno de los extremos del ncleo de hierro tipo U y colocamos la barra para cerrar el circuito magntico. Cabe mencionar que trabajamos con corriente alterna durante el experimento, as que pusimos tanto la fuente como el multmetro en corriente alterna. Una vez armado el circuito con el cual bamos a trabajar, comenzamos a realizar el experimento. Como primero paso conectamos dos cables banana banana de la fuente al multmetro y tomamos la primera medida (1.03 v), despus usamos otro par de cables para conectar la fuente a la bobina de 52 vueltas y en el otro extremo, a la bobina de 1550 vueltas conectamos los cables del multmetro y tomamos otra medida que fue de 16.6v, y as obtuvimos nuestros primer par de datos. El profesor indic que en total obtuviramos 10 pares de datos como mnimo para poder realizar los clculos de manera un poco ms exacta y nosotros tomamos esos 10 datos, por lo que repetimos este mismo procedimiento diez veces, tambin nos advirti el que no pasramos de los 25v debido a que podramos generar daos en el algn aparato. Una de las observaciones que realizamos fue que mientras ms aumentaba el voltaje, el aparato produca una mayor vibracin que se perciba en la mesa y se alcanzaba a or un zumbido. Al final del experimento el profesor pas una brjula alrededor del circuito magntico, lo cual produjo que la aguja apuntar hacia el mismo, demostrando que haba quedado imantado.

Una vez obtenidos los diez datos el profesor nos explic los clculos que deberamos llevar a cabo.

DATOS OBTENIDOS

VOLTS

V1V2

1.0317.6

2.0646.5

3.0470.8

3.9994.7

5.03121.8

6146.7

7.02169.4

8.05189.1

9203.9

10.05217.5

GRAFICA DE LOS DATOS

Como el coeficiente de correlacin es mayor a 0.985 significa que si hay una ley fsica que explique el comportamiento del experimento y proseguimos a realizar los siguientes clculos:

CLCULOS Parmetros de la lnea de mejor ajuste.m= 22.686b=2.4141 Voltsr= 0.995

Ley fsicaEcuacin de la recta:y= mx + b

Frmula obtenida de la teora y comparando con la ecuacin de la recta:

Valor terico: De la bobina 1 son 52 vueltas, el cual es nuestro valor terico.

CONCLUSIONESEn conclusin tomamos de manera correcta las medidas debido a que obtuvimos una ley fsica que describiera el experimento con un coeficiente de correlacin de mayor 0.985, sin embargo al realizar el error experimental de la prctica y obtener un 23.89% de error nos damos cuenta que est muy alejado del valor esperado terico que en ste caso son 1 550 vueltas, por lo cual concluimos que las medidas que tomamos o los aparatos usados para tomarlas son inexactos. De haber obtenido un valor ms cercano con un error experimental menor del 10% hubiramos podido afirmar que nuestro experimento se haba llevado a cabo de manera correcta. Por otro lado nos dimos cuenta que trabajar con una bobina pequea y luego una ms grande produce una elevacin de voltaje puesto que las segundas mediciones fueron mucho mayor que las primeras, adems de demostrar los usos de trabajar con un transformador y utilizar corriente alterna.