Transformador

Cátedra de Física Experimental II

Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología

U.N.T.

PROYECTO: CONSTRUCCIÓN Y VERIFICACIÓN DE FUNCIONAMIENTO DE UN
TRANSFORMADOR ELÉCTRICO.
AUTORES: Paliza, César Luis - Ing. Mecánica
Parellada, Adolfo - Ing. Eléctrica
Santucho, Isaías Miguel Alejandro - Ing. Electrónica
ASIGNATURA: FISICA III
AÑO: 2009

Descripción del Proyecto:

Introducción:
Eltransformador es un aparato que de una corriente alterna de determinada tensión,
permite obtener otra corriente alterna de distinta tensión. En esencia consiste en un núcleo de
hierro en el que por una parte se hace un arrollamiento con el alambre por el cual circula la
corriente alterna cuya tensión se quiere transformar (primario), y por otra se hace otro
arrollamiento, de donde se obtendrála corriente alterna a la tensión deseada (secundario). El
núcleo de hierro constituye un circuito magnético, por el cual las variaciones de flujo se realizan
con facilidad.
En los sistemas de transmisión de energía eléctrica desde la planta generadora hasta el
consumidor, se desea la corriente mínima práctica (por tanto la diferencia de potencial máxima
práctica) de tal modo que ladisipación i2R en la línea de transmisión sea la mínima posible,
permitiendo así también reducir las secciones de los conductores y en consecuencia su costo.
Esto se logra elevando la tensión mediante un transformador elevador.
En muchos electrodomésticos los transformadores juegan un papel importante,
reduciendo la tensión de la línea a valores manejables por sus componentes y aportando a laseguridad del usuario.
Operando sobre la base de la ley de inducción de Faraday, el transformador no tiene un
equivalente en corriente continua.

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Principio de funcionamiento:
En la figura 1 se muestra dos bobinas devanadas alrededor de un núcleo de hierro. El
devanado primario de Np vueltas, estáconectado a un generador de corriente alterna cuya fem
está dada por E=Em sen t. El devanado secundario de Ns vueltas, es un circuito abierto en tanto
esté abierto el interruptor S, lo cual se supone por el momento. Entonces no existe corriente en el
devanado secundario. Despreciamos también los elementos de disipación como la resistencia de
ambos devanados.

Figura 1

Según las condicionesanteriores el devanado es una inductancia pura. La corriente en el
primario (corriente magnetizante, muy pequeña) imag(t), se atrasa respecto a la diferencia de
potencial del primario p(t) en 90º.
Sin embargo la pequeña corriente alterna en el primario induce un flujo magnético
alternado (t) en el núcleo del hierro, y suponemos que este flujo eslabona las vueltas de los
devanados del secundario.Por la ley de inducción de Faraday sabemos que la variación de flujo
produce en el secundario una tensión inducida s(t):

Donde el término

es la fem por vuelta, y es la misma para ambos devanados,

porque los flujos en cada uno son iguales.
Invirtiendo los roles, de manera que el secundario pase a ser el primario, obtenemos que
la tensión inducida en el primario p(t) y es:

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Dividimos ambas expresiones buscando una relación entre ambas tensiones:

Quedando la siguiente expresión llamada relación de transformación, donde Vs y Vp se
refieren a valores eficaces:

Nota: Puesto que 1 y 2 oscilan ambos con la misma frecuencia que la fuente de c.a. la
ecuación da el cociente de lasamplitudes o de los valores eficaces de las fems inducidas.
Si Ns > Np nos referimos a un transformador elevador, si Np > Ns nos referimos a un
transformador reductor, el cual es el caso de este experimento.

Objetivo del proyecto:

Comprender el principio del transformador
Calcular y armar un transformador reductor de 220 Vca a 24 Vca y 47 (W).
Observar cómo la relación de vueltas entre...