Conexiones Trifasicas

INSTITUTO TECNOLOGICO DE TIJUANA
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRONICA

“Practica 1”


Tijuana, Baja California, México

28 de febrero de 2014

Objetivo
Realizar conexiones trifásicas utilizando 3 transformadores monofásicos en
distintas configuraciones.

Marco teórico
Cuando el flujo magnético producido por una bobina alcanza una segunda bobina se
dice que existeentre las dos bobinas un acople magnético, ya que el campo magnético
variable que llega a la segunda bobina produce un voltaje inducido en esta, aun cuando
la segunda bobina se encuentre en circuito abierto.
De acuerdo a la ley de Faraday el voltaje inducido en una bobina en función del flujo
magnético es:

En donde N es el número de vueltas de la bobina y φ (t) es el flujo magnético.
Eltransformador es un dispositivo especialmente diseñado y fabricado para que el
acople magnético entre dos bobinas sea el mejor posible y permita inducir un voltaje en
la segunda bobina, llamada bobina secundaria, al aplicar una corriente variable en la
bobina primaria. Las aplicaciones de los transformadores son múltiples: líneas de
transmisión de alto voltaje, alimentación de equiposelectrónicos, sistemas de audio,
automóviles, aislamiento eléctrico, equipos médicos, etc.
El transformador está formado por un núcleo, que suele ser un material ferromagnético,
para aumentar el acople magnético, y por las dos bobinas que en general se fabrican
en cobre. Estas bobinas tendrán por supuesto una inductancia y una resistencia. El
paso de la corriente por las bobinas produce por tanto pérdidasde potencia en las
resistencias de las bobinas. De igual manera existen pérdidas de potencia asociadas al
hecho de que no todo el flujo magnético
Producido por la primera bobina pasa por la segunda bobina. Existen otras pérdidas de
potencia asociadas al calentamiento del material ferromagnético por fenómenos de
corrientes de Eddy y por histéresis del material. Un modelo que represente untransformador que tenga en cuenta todos estos fenómenos es muy complejo, de
manera que para simplificar se suele utilizar el modelo ideal del transformador.

Relaciones entre voltajes y corrientes en el transformador Ideal
En el transformador ideal se asume que:
a) no hay pérdidas de potencia de ningún tipo;
b) Todo el flujo magnético producido por la bobina primaria
pasa por la bobinasecundaria.
Esto implica que la potencia que entra en el primario es la
misma que sale en el secundario a una carga que esté
conectada.
La figura se muestra el símbolo del transformador ideal con el número de vueltas NP en
la bobina primaria (izquierda) y NS en la secundaria (derecha).
Para encontrar las relaciones entre las magnitudes del voltaje en el primario y del
voltaje en el secundario,así como la relación entre la corriente primaria y secundaria,
usaremos el circuito de la siguiente figura, y el hecho de que no tenemos pérdidas de
potencia.

Dado que entre el primario y el secundario el acople magnético es perfecto, pues no
tenemos pérdidas, los flujos por cada bobina son iguales:

Derivando respecto al tiempo tenemos:

Reemplazando por la ley de Faraday:

De aquítenemos la relación de los voltajes:

Ahora calculamos la relación de las corrientes recordando que no existen pérdidas de
potencia. Esto implica que la potencia en el primario es igual a la potencia en el
secundario:

Y por la relación de voltajes encontrada previamente:

Finalmente:

Convención de puntos para las fases
De acuerdo a la forma en que estén enrolladas las dos bobinas sobreel núcleo, el
voltaje en el secundario puede estar invertido o no respecto al primario. Esto se
representa por unos puntos al lado de las bobinas. Si los dos puntos están en el mismo
lado indica que los voltajes están en fase, tal como se muestra en el inciso (a) de la
siguiente figura. Si los puntos están uno arriba y el otro abajo indica que existe una
diferencia de 180° entre las fases...