transformadores

1. MONTAJE

En este laboratorio se creó un montaje básicamente de un transformador de voltaje, conformado por dos bobinas con diferentes valores de N dependiendo del caso y un núcleo de hierro conectado a una fuente de corriente alterna y a un reóstato, al momento que se deja pasar corriente se tomaron 8 casos en los cuales se variaba el valor de N1 y N2 (cantidad de espirales en la bobina)para conocer su efecto, así usando un multímetro para conocer el valor del voltaje, este se toma en paralelo en el transformador y para conocer el valor de la corriente se toma en serie, con esto se interrumpe el circuito para poder conectar el multímetro a la fuente y al transformador. Para hacer una buena lectura de los datos obtenidos se tiene que retirar el reóstato para que este no interrumpay no disminuya el valor de la corriente 2 y el voltaje 2.
Transformador


Imagen N°1: Transformador

Núcleo de hierro


Imagen N°2: Núcleo de hierro

Bobinas


Imagen N°3: Bobinas

Fuente de voltaje alterna


Imagen N°4: Fuente de voltaje alterna

Reóstato


Imagen N°5: Reóstato



Multímetro y amperímetros


Imagen N°6: Multímetro y amperímetros


Montajefinal










2. Deducción ecuaciones



La ley de Faraday establece que “la f.e.m. inducida en un circuito es “numéricamente igual a la derivada respecto al tiempo, cambiada de signo, del flujo que lo atraviesa”:


Donde es la fuerza electromotriz, corresponde a las espiras de la bobina y es la variación del flujo magnético con respecto al tiempo.
Ahora la ecuación 2 setransforma en la siguiente ecuación donde la fuerza electromotriz se cambia por el voltaje inducido o generado:

Después de tener la ecuación del voltaje inducido se plantean dos ecuaciones de voltaje para la bobina uno y la bobina dos respectivamente, teniendo entonces:

Podemos notar que la variación del flujo magnético con respecto al tiempo es igual para ambas bobinas, así que despejamosde ambas ecuaciones y las igualamos obteniendo la siguiente ecuación:

Después lo que se hace es establecer la relación de transformación la cual nos indica si el transformador aumenta o disminuye el voltaje, teniendo así la siguiente ecuación:

Cuando se trabajan en condiciones ideales se esperaría que se cumpliera la relación que establece “la potencia de entrada es igual a la potenciade salida”, teniendo así la siguiente relación:

Y como ya sabemos así que podemos reemplazar estos términos en la ecuación 8, teniendo la ecuación:

Despejando se tiene que:


Reemplazando en la ecuación 10 la ecuación 7 se tiene:


















3. TABLA DE RESULTADOS


 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

(V)
(V)
(A)
(A)

 

 

 

 

 

 
  
 
 
 
 
 
 
 

 

 
 
500
500
61,5
60,4
1,01
0,97
1,01821
1
1
0,96039604
62,115
58,588
61,5
250
500
58,5
121
3,72
1,69
0,48347
0,5
0,5
0,45430108
217,62
204,49
117
250
1000
59,2
242,4
4,44
1,08
0,24422
0,25
0,25
0,24324324
262,848
261,792
236,8
1000
250
62,7
15,04
0,14
0,51
4,16888
4
4
3,64285714
8,7787,6704
15,675
1000
125
63
7,49
0,05
0,29
8,41121
8
8
5,8
3,15
2,1721
7,875
500
125
62,6
15,08
0,2
0,58
4,15119
4
4
2,9
12,52
8,7464
15,65
500
250
62,1
30,36
0,56
1,02
2,04545
2
2
1,82142857
34,776
30,9672
31,05

Tabla N°1: Tabla de resultados













4. ANALISIS DE RESULTADOS


El transformador eléctrico es un dispositivo que funcionaaprovechando el descubrimiento que hicieron Faraday y Henry en el cual observaron que se podía generar corriente eléctrica por el movimiento relativo de un imán dentro de una bobina, a este fenómeno se le dio el nombre de inducción electromagnética. La magnitud del voltaje que se induce depende del ritmo al que el alambre corte las líneas del campo magnético (la variación del flujo magnético)....