Taller Máquinas

Facultad de
Ingenierías
Físico
Mecánicas

Escuela de Ingenierías
Eléctrica, Electrónica y de
Telecomunicaciones

TALLER DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS I
Circuitos magnéticos, transformadores monofásicos y autotransformadores
Luis Mauricio Cala Arias
Auxiliar docente de Máquinas Eléctricas I
1. Se representa un circuito magnético
formado por láminas de un material
ferromagnético de espesor0.5 mm. La
inducción máxima en el circuito es de
Bmax = 1.5 T y la frecuencia del campo es
de 50 Hz. Se superponen 100 láminas de
superficie S = 10 cm2 (superficie del
material). La resistividad del material es
ρ = 50.10-8 Ω.m. Calcular las pérdidas
del circuito por corrientes de Foucault.
Calcular las perdidas si el circuito fuese
macizo, es decir, con una anchura de 5
cm. (rta Plaminas = 0.023 W y Pmacizo =
231 W).
2. En el circuito de la siguiente figura, las
dimensiones están dadas en centímetros,
siendo la dimensión transversal del
núcleo magnético de 10 cm. La
permeabilidad relativa del material es de
3000. La corriente aplicada a cada
bobinado es i1=1 A e i2=1.5 A y el
número de espiras del bobinado de la
izquierda es N1=700.

Se quiere calcular el número deespiras
necesario en el segundo bobinado, N2,
para que por la columna central del
núcleo magnético circule un flujo de
0.05 Wb. (rta N = 2009 espiras)

3. Sea el circuito magnético de la figura
cuya sección transversal es de 4 cm2y la
longitud del entrehierro 0.87 cm. La
corriente aplicada al bobinado es 1 A y el
número de espiras 700. La permeabilidad
relativa es 5000. Se deseacalcular la
magnitud del flujo magnético que se
obtiene en el entrehierro y el tanto por
ciento de error que se comete al no tener
en cuenta el circuito magnético.

(rta  ϕ = 8.23810-5 Wb, % =1.1%)
4. Se dispone de un circuito magnético
ideal, de permeabilidad magnética
, representado en la figura, donde
se ha dispuesto un sistema de 3 bobinas,
siendo N1 = N3 = 2N2 = 400 espiras.Facultad de
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La sección del circuito magnético es de
2000 mm2 y las longitudes de los
entrehierros son e1 = 2e2 = 2e3 = 3 mm.
Se deberá despreciar el efecto de borde de
los entrehierros. Si las bobinas se
alimentan con corriente continua de
valores I1 = 0.5 A, I2 = 0.2 A e I3 = 0.6
A, se pide calcular: a) Flujo magnético
que atraviesa cada bobina. b) Inducciónmagnético en los tres entrehierros.
5. Se tiene un transformador monofásico de
50 kVA, 15000/300 V. A tensión
nominal y plena carga, las pérdidas
medidas fueron PFe = 500 W; Pcu = 600
W. Si se alimenta a una tensión 20%
menor de la nominal, pero se mantiene la
potencia de salida constante a plena
carga y fp = 1. Calcular, suponiendo
despreciable la caída de tensión: a) La
potencia derendimiento máximo (39.5
kVA). b) El rendimiento máximo (rta =
0.9753). c) El rendimiento a plena carga
(rta = 0.9746).
6. Un transformador monofásico de 75
kVA, 3000/220 V, 50 Hz, necesita 200 V
aplicados al primario para que circule la
corriente asignada en cortocircuito,
siendo la potencia absorbida en el ensayo
de 2 kW. Determinar: a) Caída de
tensión relativa y tensión secundariacorrespondiente cuando trabaja a plena
carga con fp unidad, 0.8 inductivo y 0.8
capacitivo. b) si la potencia absorbida en
vacío es de 1.5 kW, calcular el
rendimiento a plena y media carga con fp
0.8.
7. Un transformador de 40 kVA, 1000/100
V, ha dado los siguientes resultados en
un ensayo de cortocircuito: 51 V, 40 A,
400 W. Se desea conectar en paralelo
otro transformador de 20 kVA, 1000/100Escuela de Ingenierías
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V, que en un ensayo de cortocircuito ha
dado: 42 V, 20 A, 245 W. Indicar cómo
se repartirán una potencia de 60 kVA
con fp de 0.8 inductivo.
8. Dos transformadores monofásicos de 100
kVA, 1000/100 V, 50 Hz funcionan en
paralelo.
Las
impedancias
de
cortocircuito reducidas al primario de
cada uno son 0.3+j0.5 ohm...