fisica

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE
FACULTAD DE CIENCIA
DEPARTAMENTO DE FISICA

PRIMER TRIMESTRE DEL 2012
CARRERA: L.E.F.M PLAN ESPECIAL

LABORATORIO DE FISICA Nº 6
TRANSFORMADORES- CORRIENTE ALTERNA
OBJETIVO:
Este laboratorio consta de dos partes:
I.-Determinar la ecuación fundamental del transformador.
II.- 1. Determinar la frecuencia de resonancia del circuito.
2. Verificar laigualdad de voltajes.
3. Ver los desfases de las señales de voltajes.
4. Determinar la impedancia equivalente del circuito.
INTRODUCCION
El
transformador
es
un
dispositivo eléctrico que permite
amplificar una señal alterna sin pérdida
apreciable de potencia.
Consta
esencialmente
de
dos
circuitos,
denominados primario y secundario,
acoplados magnéticamente. Cuando la
fem en elsecundario es menor que la
fem en el primario, se habla de un
transformador aumentador de señal o
de “subida”.

Su funcionamiento se basa en que el flujo magnético generado por un circuito (el primario) debido a la
corriente que circula por él, atraviesa el área limitada por el otro circuito (el secundario), induciendo
en éste una fem. La razón entre las fems es función sólo de las inductancias y,por consiguiente, la
señal en el secundario mantiene la dependencia temporal de la señal en el primario, es decir, tiene la
misma frecuencia .
Teóricamente se puede establecer una relación entre las fems y el número de espiras del
devanado primario (N1) y secundario (N2), y que se conoce como una ecuación fundamental del
transformador:

 2 N2

 1 N1
Dichas fems coincidenaproximadamente con los voltajes (V) que se medirían en el primario y en el
secundario a circuito abierto(es decir, sin carga, IS = 0). Las resistencias internas de los bobinados
introducen caídas de tensión que generan diferencias entre ε y V.
En un transformador de potencia, se trata que el acoplamiento magnético sea perfecto. Para un
transformador ideal el rendimiento:

DEPARTAMENTO DE FISICA–UNIVERSIDAD DE SANTIGO DE CHILE

1

P Sal
P Sec

PEnt
PPri

Las potencias ideales en juego son: PEnt
que debe cumplirse:

=

I1V1

IS
N

Is
N

y PSal=

I2V2 , y en esas condiciones se verifica

P
S

En los transformadores reales ambos bobinados (primario y secundario) tienen cierta resistencia interna
que hace que el rendimiento (η) sea menor que uno (hay otras fuentes depérdidas de potencia que
provocan un rendimiento aún menor):

 

PS
V 2 I2

PP
V 1 I1

DESARROLLO EXPERIMENTAL: PARTE I
A.- 1. Arme el transformador, con distinto número de espiras y anote sus características
2. Conecte el primario a una fuente alterna y varíe el voltaje primario. Mida las tensiones en el
primario, Vp y en el secundario, Vs Realice una tabla de valores.
3.Grafique y encuentre la relación entre Vp y Vs.
4. Conteste las siguientes preguntas:
a.- Según las características elegidas. ¿Su transformador es reductor o elevador de voltaje?.
Justifique su respuesta.
b.- Determine el factor de ganancia de voltaje experimental y compárelo con el teórico.
Comente sus resultados.
B.-1. Con el primario a un voltaje fijo. Vp : ................... y número deespiras del primario fijo. Np
:.................., mida las tensiones en los distintos terminales del secundario, Vs , cambiando
número de espiras del secundario, Ns. Realice tabla de valores.
2. Grafique y encuentre la relación entre Vs y Ns.
3. Conteste la siguiente pregunta:
a.- De acuerdo a los parámetros de la ecuación encontrada ¿ qué representa la pendiente?.
Explique.
C.- 1. Con elprimario a un voltaje fijo. Vp : ................... y número de espiras del secundario
fijo. Ns :.................., mida las tensiones en los distintos terminales del secundario, Vs ,
cambiando número de espiras del primario, Np. Realice tabla de valores.
2. Grafique y encuentre la relación entre Vs y Np.
3. Conteste las siguientes preguntas:
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