Informe de transformadores

Transformadores

Objetivos:

_Entender el principio de funcionamiento de un transformador
_Verificar la ecuación fundamental de un transformador
_Evaluar el rendimiento de un transformador

Antecedentes Teóricos

Transformador:
Es un dispositivo eléctrico basado en el fenómeno de inducción electromagnética, que permite cambiar la amplitud de una señal alterna sin pérdidaapreciable de potencia. Consta esencialmente de dos bobinas denominadas primario y
secundario, acopladas magnéticamente. Cuando la fem en el secundario es mayor que en el primario se habla de un transformador elevador de señal o de subida; en caso contrario, se tendrá un transformador reductor de señal o de bajada.
Su funcionamiento se basa en que el flujo magnético debido a la corriente quecircula por el bobinado primario atraviesa el área limitada por el bobinado secundario,
induciendo en éste una fem. Para un acoplamiento magnético perfecto, la razón entre las
fem sólo depende de las inductancias y, por consiguiente, la señal en el secundario mantiene la dependencia temporal de la señal sinusoidal aplicada en el primario, es decir, tiene la misma frecuencia. Teóricamente se puedeestablecer una relación entre las fems primaria y secundaria y los respectivos números de espiras de ambos bobinados. Esa relación se conoce como ecuación fundamental del transformador matemáticamente se expresa como:

ε2 /ε1 = N2 /N1

Donde:
ε1 = Fem primaria
ε2 = fem secundaria
N1 = numero de espiras bobina primaria
N2 = numero de espiras bobinasecundaria

Las fems coinciden aproximadamente con los voltajes (v) que se miden en el primario y el secundario que se miden a circuito abierto, (es decir, sin carga, IS = 0). Las resistencias internas de los bobinados introducen caídas de tensión que generan diferencias entre ε y V.
Para obtener las potencias ideales en juego se establece la siguiente relación matemática.

Pe / Ps = 1 endonde
Pe = potencia de entrada
Ps = potencia de salida
y P = I* V

Por lo tanto
Pe = I1 * V1 Ps = I2 * V2
A partir de estas relaciones se verifica la siguiente equivalencia

IS / Ip= Np /Ns

En un transformador ideal el cuociente entre la potencia de salida y la potencia de entrada es igual a uno lo que corresponde a su rendimiento; en cambio en lostransformadores reales ambos bobinados tienen resistencias internas que hacen que el rendimiento se menos que uno; el rendimiento se puede calcular de la siguiente forma:

η= Ps /Pp = V2 * I2 / V1 * I1

Materiales e instrumentos utilizados

← Bobina de 800 espiras y de 400 espiras
← Voltímetro
← Fuente Alterna (interfase Pasco 750)
← PC
← Programa Data Studio
← InterfaseBobina
Es un elemento que reacciona contra los cambios en la corriente a través de el, generando una tensión, que se opone a la tensión aplicada y es proporcional al cambio de la corriente.

Desarrollo Experimental

← Se arma un transformador reductor de voltaje con las bobinas de 800 espiras y de 400 espiras en donde la bobina primaria corresponde a la de 800 espiras y la secundaria ala de 400 espiras. Se conecta el circuito a la fuente alterna y se establece una frecuencia de 1 Kilohertz. Se comienza a variar el voltaje suministrado por la fuente y se registran los siguientes datos.

| V1 (v) | V2 (v) |
|1,59 |0,13 |
|1,95 |0,16 |
|2,27 |0,19 |
|2,67|0,22 |
|3,10 |0,26 |
|3,44 |0,29 |
|3,82 |0,32 |
|4,30 |0,36 |
|4,79 |0,40 |
|5,30 |0,45 |
|5,87 |0,50 |
|6,68 |0,57 |
|7,90 |0,67...