transformador

TRANSFORMADOR

Yeison Fabián Santos, Juan Felipe Zarate, Carlos Barrera.
Grupo D.

Universidad industrial de Santander.
Escuela de Física.
Laboratorio de Electromagnetismo.

Recibido: 31 de agosto del 2012



Resumen
En esta experiencia se desea verificar las relaciones de transformación de voltaje y corriente entre el circuito primario y secundario de un transformador eléctrico. Calcular lapotencia en el primario, en el secundario y las pérdidas. Con base en el conocimiento previo de que es un transformador y sus respectivas ecuaciones.



1. Introducción.
La experiencia del transformador de núcleo de hierro, figura 1, es un importante y útil dispositivo usado en circuitos de corriente alterna. Consta de dos devanados de alambre: primario (P) y secundario (S), alrededor del núcleode hierro (yugo). El primario se conecta a la fuente de corriente alterna y el secundario a la carga. El núcleo de hierro guía las líneas de campo magnético que se originan por la corriente en el primario. Esta corriente alterna produce una variación del flujo de campo magnético a través de las espiras del devanado secundario y se induce una fuerza electromotriz. Asumiendo que no existe pérdidadel flujo de campo magnético en los devanados y en el yugo, de acuerdo a la ley de Faraday-Lenz, nos servirá para aclarar y desarrollar los conceptos aprendidos en la teoría, y entender y comprender la influencia de los capacitores en el circuito.
2. Montaje experimental.
Parte A. Relación entre el voltaje primario y secundario sin carga en el secundario.

Parte B. Efectos del número de espirasde las bobinas en la relación Parte B. Efectos del número de espiras de las bobinas en la relación Vs/Vp.








Parte C. Características del transformador con carga en el secundario





3. Marco Teórico.
El transformador es un dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna de un cierto nivel de tensión, en energía alterna de otro nivel de tensión, por medio de interacciónelectromagnética. Está constituido por dos o más bobinas de material conductor, aisladas entre sí eléctricamente y por lo general enrolladas alrededor de un mismo núcleo de material ferro magnético. La única conexión entre las bobinas la constituye el flujo magnético común que se establece en el núcleo.
Los transformadores son dispositivos basados en el fenómeno de la inducción electromagnética y estánconstituidos, en su forma más simple, por dos bobinas devanadas sobre un núcleo cerrado, fabricado bien sea de hierro dulce o de láminas apiladas de acero eléctrico, aleación apropiada para optimizar el flujo magnético. Las bobinas o devanados se denominan primarios y secundarios según correspondan a la entrada o salida del sistema en cuestión, respectivamente. También existen transformadores con másdevanados; en este caso, puede existir un devanado "terciario", de menor tensión que el secundario.

Símbolo electrónico.
4. Análisis de resultados.

1. Diligencie la tabla 1 en la parte A. Grafique Vs en la ordenada contra Vp en la abscisa. Compare el valor de la pendiente con la relación .

Parte A



Ns =250
R=0,6 [Ω]
I máx.= 5 [A]
L=2,2 [mH]
Np=500
R=2,5 [Ω]
I máx.=2,5 [A]
L=9 [mH]
I inicial= 0,2[A]
I final =0,21 [A]


Tabla 1. Datos obtenidos del voltaje principal y segundario del montaje armado.



Grafica 1: voltaje principal Vp contra voltaje secundario Vs obtenidos en la tabla 1.
Donde la ecuación que se ajusta a la serie de puntos de la tabla 1 por regresión lineal viene dada por:

Donde el valor de la pendiente nos representa el valor de la relación .


Dondedicho dato presenta un error porcentual de:


2. Para cada una de las bobinas y de acuerdo a los datos de la tabla 2, verifique la ecuación (1).
Para analizar dicha situación se trabajaron con transformadores bajo las siguientes condiciones.
Vs = 0,01 [V]
Np = 1000
R= 9,5 [Ω]
I máx. = 1,25 [A]
L = 36 [mH]



Variable
Bob 1
Bob 2
Bob 3
Bob 4
Bob 5
Bob 6
Bob 7
Bob 8
Np/Ns
250/500
125/500...