Circuitos acoplados

Pre-informe Práctica No. 8: Circuitos acoplados magnéticamente.
JHON EDISON ALFONSO VANEGAS – 261526
DAVID ERNESTO PINTO FORERO – 261572
GUSTAVO ADOLFO VARGAS MARIN - 223003

RESUMEN (ABSTRACT):

En esta ocasión; para ésta ultima práctica por temas, se realizara el trabajo en el análisis de circuitos acoplados magnéticamente, para ser mas exactos, se analizará un transformador. Sellevara a cabo la medición de valores de tensión y corriente para realizar el posterior cálculo de parámetros característicos (tales como relación de transformación, inductancias propias y mutuas, entre otros); además, se realizara la obtención experimental de la curva de histéresis de dicho transformador. Afianzando los conocimientos en el análisis de circuitos acoplados magnéticamente yobservando las posibles diferencias que existan entre la teoría y la práctica para este tema.

METODOLOGIA DE TRABAJO

La práctica # 8 Circuitos acoplados magnéticamente se desarrollará de la siguiente forma:

1. MARCO TEÓRICO

2.1. Ley de Faraday

Los circuitos acoplados magnéticamente, como el caso de un transformador, se caracterizan por poseer dos devanados (uno primario y unosecundario); dicho devanado “primario” encuentra alimentado por una fuente de tensión AC, lo que en ultimas es una corriente variable en el tiempo, produciendo un flujo magnético variable en el tiempo a través de las N espiras de dicho devanado; éste flujo atravesará el devanado “secundario” puesto que se encuentra muy cercano a el bobinado primario, debido a su variación a través del tiempo provocauna tensión inducida en las terminales de dicho bobinado “secundario”. Toda esta relación se describirá mediante la siguiente ecuación:

E.dl=-ddt(B.dS)

Einducida=- ddtΦB→Tension inducida para una espira con una area determinada
Einducida=-NddtΦB→Tension inducida para un arreglo de N espiras.

Lo que es conocido como ley de Faraday.

2.2. Medición experimental de inductanciasPara obtener de manera practica el valor de una determinada inductancia cuyo valor es desconocido; se procederá en un principio basado en la comparación de caídas de tensiones. Se agregara una resistencia variable de valor conocido en serie con la bobina de la cual queremos obtener el valor de su inductancia, se cambiara el valor de dicha resistencia variable hasta el punto en que la tensión en éstay la bobina tengan la misma magnitud; como se muestra a continuación:

Figura 1. Circuito diseñado para medir valores de L.

Donde:
* R= resistencia variable de valor conocido.
* Ri= resistencia asociada a la bobina.
* L= inductancia asociada a la bobina.

Teniendo que ER es la tensión en la resistencia y que Et es la tensión en la bobina; puesto que se producen perdidas yángulos de desfase en las tensiones y corrientes debidas a la resistencia del bobinado y al núcleo de hierro-silicio, se obtendrá que el triangulo de tensiones asociado al circuito anterior será de la siguiente forma:

Figura 2. Triangulo de tensiones relacionado al circuito de la figura 1

Ya teniendo los datos de ER=b, Et=a y E=c; se procederá a encontrar los valores de corrientes y el ángulo Acomo se muestra a continuación:

* Corriente en resistencia: ERR = Itotal
* Impedancia total del circuito: Ztotal=EItotal
* Angulo A (para determinar mas adelante la reluctancia de la bobina):

CosA=b2+c2-a22bc

A=Cos-1b2+c2-a22bc
* Reactancia inductiva (XL):

Sen A=ELE= Itotal*ω*LItotal*Ztotal→con XL=ωL

XL=Ztotal*Sen A

* Inductancia L:

XL= ωL →Despejando LL=XLω=XL2*pi*f→Con f igual a la frecuencia de la fuente AC

Para este circuito de medición de inductancia de la bobina; el voltaje aplicado deberá ser el mismo en el cual la bobina trabaje en condiciones operativas normales (en el caso de bobinas con núcleo de aire); para bobinas con núcleos de hierro para los cuales se trabaja a una frecuencia de 60 Hz (cuya reactancia inductiva normalmente...