AO DE LA DIVERSIFICACION PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACION

UNIVERSIDAD NACIONALSAN LUIS GONZAGA DE ICA

FACULTAD:INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA

CURSO:LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS I

EXPERIENCIA:N 03

TEMA:

RELACION DE TRANSFORMACION POR METODOS ESTADISTICOS Y VERIFICACION DE LA TRANSFERENCIA DE ENERGIA EN UN TRANSFORMADOR MONOFASICO

DOCENTE:ING. CARLOS ORE HUARCAYA

ALUMNO: CONDORI INCA OTTO A.

CICLO:VIME-1

GRUPO:B

ICA PER2015

MARCO TEORICO

Se denominatransformadora undispositivo elctricoque permite aumentar o disminuir la tensinen un circuito elctrico decorriente alterna, manteniendo lapotencia. Lapotenciaque ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal (esto es, sin prdidas), es igual a la que se obtiene a la salida. Las mquinas reales presentan un pequeo porcentaje de prdidas, dependiendo de su diseo y tamao, entre otros factores.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 materialferromagntico, pero aisladas entre s elctricamente. La nica conexin entre las bobinas la constituye elflujo magnticocomn 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 denominanprimarioysecundariosegn 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.En esta tercera experiencia vamos a tomar datos de transformacin para diferentes voltajes para usarlos como datos estadsticos y obtener un solo resultado de las mediciones totales (Mt), para lo cual usamos instrumentos bsicos como un multmetro, pinza amperimtrica y cables con conectores.

DESCRIPCION DE LA EXPERIENCIA

En esta tercera experiencia veremos el clculo de medidas de transformacin por mtodos estadsticos, y transferencia de energa en un transformador monofsico.Para lo siguiente, empezamos a conectar nuestros circuitos tal y como se nos presentaron en el laboratorio.Para el circuito 1

Para este circuito conectado al transformador monofsico seguimos los siguientes pasos:-Conectamos la fuente a una interruptor termomagntico, y este ltimo lo conectamos a los terminales de entrada (H1, H2) del transformador.- Conectamos el multmetro a los terminales de salida. - Vamos dndole los voltajes de entrada, y vamos anotando los voltajes de salida (X1, X2) del transformador monofsico.-Hallamos los Mts de los respectivos datos obtenidos.-Aplicamos la formula estadstica para hallar las mediciones totales (Mt).

Para el Circuito 2

Primer arreglo:-Conectamos la fuente de poder al interruptor termomagntico, y este a su vez a los terminales de entrada (H1, H2) del transformador monofsico.-Conectamos una resistencia conforme al dato que nos dan en diagrama del circuito a los terminales de salida (X1, X2) del transformador monofsico.- Procedemos a encender el mdulo de pruebas, y a tomar datos de voltaje y corriente en los terminales de salida y de entrada de los circuitos.

A. RELACION DE DATOS OBTENIDOS EN LA EXPERIENCIA

En esta tercera experiencia nos presentaron 2 circuitos, con diferentes datos, los cuales mostramos a continuacin.

CIRCUITO 1

Donde:Mediante una tabla mostraremos los valores de V1 y los clculos obtenidos en Laboratorio.V1 = Voltaje de entrada, V = voltaje de salida, mt = V1/V

V1Vmt

100 V51 V1.96

125 V63 V1.98

150 V77 V1.95

175 V89 V2.08

200 V102 V1.96

225 V114 V1.97

Total11.4

Mt = Mt = Mt = 1.98

CIRCUITO 2

Donde:Mediante una tabla mostraremos los valores de V, I, y R, y los clculos obtenidos en Laboratorio.V1 = 220 V, RL = 100 y 89

V1VIIRLR lmparas

Primer Arreglo220 V112.7 V0.83 A1.08 A98.4 -

Segundo Arreglo220 V111 V2.85 A5.17 A89 3.6

Tercer Arreglo220 V111 V3.92 A7.2 A100 4.7

CUESTIONARIO

RESUMEN TEORICOEL TRANSFORMADORInduccin mutua y autoinduccinEn sus primeras experiencias sobre el fenmeno de la induccin electromagntica Faraday no emple imanes, sino dos bobinas arrolladas una sobre la otra y aisladas elctricamente. Cuando variaba la intensidad de corriente que circulaba por una de ellas, se generaba una corriente inducida en la otra. Este es, en esencia, el fenmeno de lainduccin mutua, en el cual el campo magntico es producido no por un imn, sino por una corriente elctrica. La variacin de la intensidad de corriente en una bobina da lugar a un campo magntico variable. Este campo magntico origina un flujo magntico tambin variable que atraviesa la otra bobina e induce en ella, de acuerdo con la ley de Faraday-Henry, una fuerza electromotriz. Cualquiera de las bobinas del par puede ser el elemento inductor y cualquiera el elemento inducido, de ah el calificativo de mutua que recibe este fenmeno de induccin.El fenmeno de laautoinduccin, como su nombre indica, consiste en una induccin de la propia corriente sobre s misma. Una bobina aislada por la que circula una corriente variable puede considerarse atravesada por un flujo tambin variable debido a su propio campo magntico, lo que dar lugar a una fuerza electromotriz auto inducida. En tal caso a la corriente inicial se le aadir un trmino adicional correspondiente a la induccin magntica de la bobina sobre s misma.Todas las bobinas en circuitos de corriente alterna presentan el fenmeno de la autoinduccin, ya que soportan un flujo magntico variable; pero dicho fenmeno, aunque de forma transitoria, est presente tambin en los circuitos de corriente continua. En los instantes en los que se cierra o se abre el interruptor, la intensidad de corriente vara desde cero hasta un valor constante o viceversa. Esta variacin de intensidad da lugar a un fenmeno de autoinduccin de duracin breve, que es responsable de la chispa que se observa en el interruptor al abrir el circuito; dicha chispa es la manifestacin de esa corriente adicional auto inducida.Transformadores: elevadores y reductores de tensinLos fenmenos de la autoinduccin y de la induccin mutua constituyen el fundamento del transformador elctrico, un aparato que permite elevar o reducir tensiones alternas. Un transformador consta, en esencia, de dos bobinas arrolladas a un mismo ncleo de hierro. La bobina o arrollamiento donde se aplica la f.e.m. alterna exterior recibe el nombre deprimarioy la bobina en donde aqulla aparece ya transformada se denominasecundario.

QUE IMPORTANCIA TIENE DETERMINAR LA RELACION DE TRANSFORMACION?Tiene una importancia prctica, ya que nos dieron dos circuitos para analizarlos, la relacin de transformacin nos servir para obtener datos y relacionarlos estadsticamente para sacar clculos, y para el entendimiento de la transferencia de energa en un transformador monofsico.

CUANDO SE ALTERARIA LA RELACION DE TRANSFORMACION EN UN TRANSFORMADOR?La relacin de transformacin se alterara si cambiamos y vamos variando el voltaje del circuito, est relacionado con el nmero de espiras de cada bobinado, tanto el primario como el secundario.

RELACION DE INTENSIDADES (I1/I2) SE COMPORTA IGUAL QUE LA RELACION DE TENSIONES (V1/V2)?La relacin de corriente con respecto a los voltajes es inversamente proporcional, debido a los clculos obtenidos mediante frmulas como vemos a continuacin.

Luego: V1/V2 = N1/N2 = I2/I1

PRINCIPIO DEL TRANSFORMADOR

Un transformador se compone de dos arrollamientos aislados elctricamente entre s y devanados sobre un mismo ncleo de hierro.Una corriente alterna que circule por uno de los arrollamientos crea en el ncleo un campo magntico alterno. La mayor parte de este flujo atraviesa el otro arrollamiento e induce en l una fuerza electromotriz (fem) alterna.La potencia es transmitida de un arrollamiento a otro por medio del flujo magntico del ncleo.El arrollamiento al que se suministra potencia se denomina primario y el que cede potencia secundario.

RELUCTANCIALareluctancia magnticade unmaterialocircuito magnticoes la resistencia que este posee al paso de unflujo magnticocuando es influenciado por uncampo magntico. Se define como la relacin entre lafuerza magneto motriz(f.m.m.) (la unidad delSIes elamperio, aunque a menudo se la llamaamperio vuelta) y elflujo magntico(SI:weber). El trmino lo acuOliver Heavisideen1888.LareluctanciaRde uncircuito magnticouniforme se puede calcular como:

Cuanto mayor sea la reluctancia de un material, ms energa se requerir para establecer un flujo magntico a travs del mismo. Elacero elctricoes un material con una reluctancia sensiblemente baja como para fabricarmquinas elctricasde alta eficiencia.El inverso de la Reluctancia es la permeancia magntica :

LEY DE HOPKINSONLa Ley de Hopkinson nos sirve para poder calcular circuitos magnticos."si en un circuito elctrico aplicamos una f.e.m. circular una intensidad proporcional esta f.e.m. he inversamente proporcional a la resistencia del circuito, en un circuito magntico aplicamos una fuerza magneto motriz que ocasionar un flujo magntico proporcional a la F.m.m. he inversamente proporcional a la "resistencia magntica" o Reluctancia"Segn lo anterior, para resolver un circuito magntico procederemos de una forma similar a cuando resolvemos un circuito elctrico mediante la ley de Ohm, en este caso aplicamos la ley de Hopkinson. El proceso a seguir ser:

A.-Se sustituye el grupo de espiras de F.m.m. NI por una pila de f.e.m. NIB.-La Reluctancia por una resistencia del mismo valor.C.-El flujo por una corriente elctrica.

Circuito ElctricoCircuito Magntico

Ley de Ohm

donde:Ley de Hopkinson

donde:

En la prctica, la nica diferencia en la aplicacin de la anterior analoga est en el hecho de que en el circuito elctrico, para un receptor determinado consideramosrconstante, pero para el circuito magntico el valor de de cualquier material depende de (fenmeno de saturacin magntica) por lo que no se conoce a priori, siendo lo habitual que el fabricante nos d una rama del ciclo de histresis o una frmula obtenidos en laboratorio para que partiendo de calculemos el valor de H en nuestro caso en concreto.

ConclusionesLuego de concluir con la experiencia, comprobamos mediante resistencias la transferencia de energa en el transformador monofsico en el laboratorio, colocando resistencias y cargas en paralelo, los datos variaban, y quedo en claro la relacin de transformacin, que era la relacin de V1 con v2, aplicamos frmulas para obtener mediciones promedio. No hubo inconvenientes.