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DEPARTAMENTO DE ELCTRICA Y ELECTRNICA

CARRERA DE ING. EN ELECTRNICA E INSTRUMENTACIN

Informe

ASIGNATURA: Maquinas elctricas Unidad I

TEMA: CONSTRUCCIN DE UN TRANSFORMADOR REDUCTOR

Hrs. de la asignatura 6 Hrs

Profesor: Ing. Mario Jimnez

Nombre de Estudiantes:1) Hugo Jacho

2) Jefferson de la Cruz

Fecha de entrega: 11 de mayo del 2015

TEMA: Diseo y construccin de un transformador reductor 120/12 V1. TEMA: Diseo y construccin de un transformador reductor 120/12 V2. Objetivo:

Disear y Construir un transformador reductor 10:1 el cual debe ser acondicionado al voltaje de la red pblica para obtener una reduccin de 120 a 12 V, con los conocimientos adquiridos en la clase de mquinas elctricas 3. EQUIPOS Y MATERIALES A UTILIZAR Multmetro digital Ncleo de hierro tipo acorazado Cables de calibre # 20 y27 AWG Cables de calibre # 14 AWG Tornillos, pernos Cinta aislante Separadores Plstico

4. CONOCIMIENTOS PREVIOS NECESARIOS

EL TRASFORMADOR

El transformador componente elctrico que tiene la capacidad de cambiar el nivel del voltaje y de la corriente, mediante dos bobinas enrolladas alrededor de un ncleo o centro comn.El ncleo est formado por una gran cantidad de chapas o lminas de una aleacin deHierroySilicio.sta aleacin reduce las prdidas por histresis magntica (capacidad de mantener una seal magntica despus de ser retirado un campo magntico) y aumenta la resistividad del Hierro.Consiste en dos o ms bobinas colocadas de tal forma que estn enlazadas por el mismo flujo magntico. El campo magntico debido a la corriente de una bobina cilndrica est representada en la siguiente figura:

Una bobina o un solenoide de acuerdo a la ley de ampere producen en su interior un campo B dado por la siguiente expresin

donde:

Nes el nmero de vueltas en la bobina,lla longitud del solenoide eIes la corriente que circula por l.

Con respecto a un transformador real, en un transformador de potencia, las bobinas se colocan sobre un ncleo de acero con el propsito de confinar el flujo de manera que el que enlace una bobina tambin enlace a todas las dems. En la siguiente figura se muestra como colocar los devanados (bobinas) sobre un ncleo de acero para formar un transformador del tipo acorazado.

De la relacin entre devanados mostrada en la figura anterior, se pueden ver los voltajes instantneos e1 y e2 inducidos por el flujo variable. Por la ley de Faraday

donde fi es el valor instantneo del flujo y N1 y N2 son el nmero de vueltas o de espiras de los devanados 1 y 2, como se muestra en la figura.

De las ecuaciones anteriores podemos llegar a tener las siguientes relaciones:

Observemos ahora la representacin circuital del trasformador en funcin de sus voltajes de entrada, salida y N1 y N2.

NUCLEOS

Existen 2 tipos de ncleos fundamentales de estructura del transformador ellos son el tipo nucleo y el tipo acorazado, los cuales se detallan a continuacin.

Ncleo tipo acorazado:este tipo de ncleo es ms perfecto, pues se reduce la dispersin, se representa en la fig.2, en vistas. Obsrvese que las lneas de fuerza de la parte central, alrededor de la cual se colocan las bobinas se bifurcan abajo y arriba hacia los 2 costados, de manera que todo el contorno exterior del ncleo puede tener la mitad de la parte central. Esto vale para las 2 ramas laterales como tambin para las 2 cabezas. Para armar el ncleo acorazado tambin se lo construye en trozos, unos en forma de E y otros en forma de I, y se colocan alternados, para evitar que las juntas coincidan.

DEVANADOS

Hay dos formas tpicas de bobinados para transformadores los cilndricos y planos. Los ncleos, con su forma, son los que determinan la eleccin de uno u otro tipo, salvo que se requieran propiedades especiales, como ser baja capacidad distribuida, para uso en telecomunicaciones u otros. Bobinado cilndrico: este tipo se usa cuando el ncleo del transformador es del tipo ncleo. Bobinado plano: este tipo se usa cuando el ncleo del transformador es del tipo acorazado.

Funcionamiento de un transformador

El cambio de voltaje o corriente que hace unTransformadorse sucede gracias a que el devanado secundario es inducido por un campo magntico producido por el devanado primario en conjunto con el ncleo. El cambio de voltaje o corriente, que entrega el transformador es inverso, es decir que cuando el transformador aumenta el voltaje, la corriente baja; y cuando el voltaje baja, la corriente sube. Esto nos lleva a una ley: la energa que entrega un transformador, no puede ser superior a la energa que entra en l.Aunque el devanado primario y el secundario estn aislados por cartn, papel parafinado, prespn o plstico, el campo magntico se transmite del devanado primario al secundario.Existe una relacin entre las vueltas del devanado primario y el devanado secundario. Esta relacin, determina el voltaje de salida del transformador y son iguales, la relacin entre las vueltas de los devanados y los voltajes de entrada y salida.Cuando el devanado primario es igual al devanado secundario (1:1), el voltaje y la corriente de entrada, son iguales al voltaje y corriente de salida. En este caso este transformador slo sirve para hacer un aislamiento galvnico, es decir que podemos tocar la corriente de salida sin ser electrocutados.

Al cambiar las vueltas de alambre del devanado secundario, cambia el voltaje de salida del transformador. Ejemplo: si por cada vuelta del devanado primario, damos tres vueltas en el secundario; tendramos, en el caso de aplicar una tensin de10voltios en la entrada, en la salida seran30voltios. Y Cuando enrollamos una vuelta de alambre en el secundario por cada tres vueltas del primario; en el caso de aplicar una tensin a la entrada de30voltios, tendramos a la salida10voltios.

Software CalTransf

Entrando en materia. Para calcular un transformador de manera exacta son muchos datos los que se necesitan, pero para el caso del audio se pueden reducir a dos datosDebemos tener al voltaje y el amperaje o el voltaje y la potencia del transformador.Para el caso de los proyectos de nuestra pgina, entregamos los voltios de entrada y los voltios de salida, adems de los amperios de salida. En algunos proyectos de otras pginas entregan los voltios y los vatios. En este caso se dividen los vatios por los voltios y obtenemos los amperios. EjemploUn transformador de 66 voltios de salida con una potencia de 200W:200W / 66 = 3.03 amperios. Por lo general yo recomiendo subirle un amperio pensando en las perdidas. Adems la respuesta de bajos de un amplificador en alto volumen es mejor cuando hay buen amperaje.

En la casilla que dice Entrada: se coloca el voltaje de la red pblica, ya sea 120 voltios o 220.En la casilla que dice Salida 1: va el voltaje del devanado secundario principal. Es importante anotar que si el transformador tiene TAP central y los datos que nos suministraron son 29+29, debemos colocar 58 que es el voltaje de extremo a extremo.En la casilla que dice Salida 2: se coloca el voltaje del devanado adicional, con que alimentaremos la seccin de tonos del amplificador.Luego en la casilla de amperaje 1: se coloca el amperaje que debe tener el devanado secundario. En este caso con 4 amperios es suficiente, aunque yo le he puesto 5 amperios cuando quiero trabajar el amplificador a 4 ohmios.En la casilla que dice amperaje 2: se colocan los amperios del devanado adicional. En este caso con 300 miliamperios es suficiente. Se debe colocar en decimales, es decir 0.3 amp.

Ahora que tenemos que ingresar los datos al programa, basta con dar clic en el botn de (Calcular normal). En ese momento aparecen los datos que se necesitan para construir el transformador, como son:Dimensiones de la formaleta (ncleo)Calibre y nmero de vueltas del devanado primarioCalibre y nmero de vueltas del devanado secundarioCalibre y nmero de vueltas del devanado secundario adicionalPotencia y potencia mxima.

5. PROCEDIMIENTO PRCTICOAnlisis Matemtico

Anlisis mediante Software

6. COMENTARIOS Y CONCLUSIONES

Al realizar esta prctica se pudo ver el comportamiento de los campos electromagnticos para la aplicacin en diferentes campos, tanto en la industria como en aplicaciones pequeas para necesidades bsicas. Cuando no se conoce el espesor de las chapas se considera un valor estndar de 0.5mm. La seccin de un conductor dado por la corriente que circula por l. Cuando en las chapas del transformador no se utiliza tornillos de ajuste, las chapas empiezan a vibrar y a desajustar el enrollado de las bobinas, por ello es muy muy recomendable que se usen tornillos de ajuste con tuerca.

7. RECOMENDACIONES El transformador es un dispositivo que convierte la energa elctrica alterna a un cierto nivel de tensin, en energa alterna de otro nivel de tensin, por interaccin electromagntica. Al momento de realizar el bobinado secundario hay que tratar de evitar que este bobinado toque a los perfiles de las chapas, esto se puede conseguir poniendo retazos de madera entre ellos. En la mayora de clculos estar siempre presente el error humano.

8. FUENTES DE CONSULTAhttp://aprendeenlinea.udea.edu.co/lms/moodle/file.php/111/Documentos/Faraday/documentos/Transformador.htm

file:///D:/ESPE_L/Quinto/MaquinasElectricas/Como%20calcular%20un%20transformador%20de%20voltaje.html

9. Anexos

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