El Transformador

Práctico Nº9 – Analizando un transformador
Marcos Sommer- Nº17
marcossommer-17@hotmail.com
Turno Lunes 9.30-11.00 - 6º Ingeniería II-Liceo Nº1

Objetivo
Analizamos el comportamiento del un transformador.
Resumen
En este práctico, en primer lugar miramos un video acerca de las características del transformador. Aplicando los conocimientos adquiridos gracias al video, analizamos untransformador y estudiamos sus propiedades al variar las bobinas que lo integraban. Finalmente construimos nuestros propios transformadores.
Marco teórico
Flujo Magnético
El flujo magnético Φ (representado por la letra griega fi Φ), es una medida de la cantidad de magnetismo, y se calcula a partir del campo magnético, la superficie sobre la cual actúa y el ángulo de incidencia formado entre laslíneas de campo magnético y los diferentes elementos de dicha superficie. La unidad de flujo magnético en el Sistema Internacional de Unidades es el weber y se designa por Wb. En el sistema cegesimal se utiliza el maxwell (1 weber =108 maxwells).

Si el campo magnético B es vector paralelo al vector superficie de área S, el flujo Φ que pasa a través de dicha área es simplemente el producto del valorabsoluto de ambos vectores:

En muchos casos el campo magnético no será normal a la superficie, sino que forma un ángulo φ con la normal, por lo que podemos generalizar un poco más tomando vectores:

Generalizando aún más, podemos tener en cuenta una superficie irregular atravesada por un campo magnético heterogéneo. De esta manera, tenemos que considerar cada diferencial de área:

Sedenomina flujo magnético a la cantidad de líneas de fuerza que pasan por un circuito magnético.
Inducción Electromagnética
La inducción electromagnética es el fenómeno que origina la producción de una fuerza electromotriz (f.e.m. o voltaje) en un medio o cuerpo expuesto a un campo magnético variable, o bien en un medio móvil respecto a un campo magnético estático. Es así que, cuando dicho cuerpo esun conductor, se produce una corriente inducida. Este fenómeno fue descubierto por Michael Faraday quien lo expresó indicando que la magnitud del voltaje inducido es proporcional a la variación del flujo magnético.
Por otra parte, Heinrich Lenz comprobó que la corriente debida a la f.e.m. inducida se opone al cambio de flujo magnético, de forma tal que la corriente tiende a mantener el flujo. Estoes válido tanto para el caso en que la intensidad del flujo varíe, o que el cuerpo conductor se mueva respecto de él.
La ley de inducción de Faraday establece que la Fuerza Electromotriz inducida en un circuito es igual a menos la derivada del flujo magnético con respecto del tiempo.
Matemáticamente se puede expresar como:
1
= Flujo magnético en weber
= Tiempo en segundos
y el signo esdebido a la Ley de Lenz.
La inducción electromagnética es el principio fundamental sobre el cual operan transformadores, generadores, motores eléctricos y la mayoría de las demás máquinas eléctricas.
Formalizando, el imán genera un campo magnético en la región donde se encuentra una espira. Las líneas de campo que lo representan atraviesan la superficie delimitada por la espira, por lo tantodecimos que existe un flujo magnético a través de la espira. Podemos variar el valor del flujo magnético a través de la superficie de diversas formas, por ejemplo acercando o alejando el imán, girando la espira o cambiando el área de la superficie.

Si el flujo de campo magnético a través de una superficie cualquiera delimitada por la curva varía en el tiempo, a lo largo de esta curva se induce uncampo eléctrico cuya circulación depende de la rapidez con que cambia el flujo magnético.
Hemos visto que una variación del flujo magnético a través de una superficie genera un campo eléctrico inducido a lo largo de una curva que lo rodea. Este campo eléctrico es capaz de provocar una corriente eléctrica inducida en un conductor colocado sobre dicha curva. La regla de Lenz nos permite establecer...