Actividad 5 (yenny navarro)

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Actividad 5 (yenny navarro)

  1. 1. REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAUNIVERSIDAD FERMIN TOROFACULTAD DE INGENIERIACABUDARE – EDO. LARA<br />TRANSFORMADORES<br />Alumno: Yenny Navarro.<br />C.I: V-13.314.943<br />Prof.: Ing. Nancy Barboza<br />CIRCUITOS ELÉCTRICOS II<br />
  2. 2. EL TRANSFORMADOR<br />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 la acción de un campo magnético. son dispositivos basados en el fenómeno de la inducción electromagnética y están constituidos, en su forma más simple, por dos bobinas devanadas sobre un núcleo cerrado de hierro dulce o hierro silicio.<br />
  3. 3. EL TRANSFORMADOR<br />La relación de transformación nos indica el aumento ó decremento que sufre el valor de la tensión de salida con respecto a la tensión de entrada, esto quiere decir, por cada volt de entrada cuántos volts hay en la salida del transformador.<br /> La relación entre la fuerza electromotriz inductora (Ep), la aplicada al devanado primario y la fuerza electromotriz inducida (Es), la obtenida en el secundario, es directamente proporcional al número de espiras de los devanados primario (Np) y secundario (Ns) . <br /> La razón de la transformación(m) de la tensión entre el bobinado primario y el bobinado secundario depende de los números de vueltas que tenga cada uno. Si el número de vueltas del secundario es el triple del primario, en el secundario habrá el triple de tensión<br />
  4. 4. DIFERENCIAS ENTRE UN TRANSFORMADOR IDEAL Y UN TRANSFORMADOR DE NÚCLEO DE AIRE.<br />Un transformador ideal es un artefacto sin pérdidas, con una bobina de entrada y una bobina de salida. Las relaciones entre los voltajes de entrada y de salida, y entre la corriente de entrada y de salida, se establece mediante dos ecuaciones sencillas. <br /> El estudio de un transformador ideal nos ayudará mucho a comprender las relaciones que existen entre las tensiones, intensidades e impedancias, pues las diferencias entre un transformador ideal y un transformador real no dista mucho de la realidad.<br />
  5. 5. TIPOS DE TRANSFORMADORES<br />Según sus aplicaciones<br /><ul><li>Transformadores Secos Encapsulados en Resina Epoxi.
  6. 6. El transformador de núcleo distribuir.
  7. 7. El transformador de núcleo arrollado.
  8. 8. El transformador de núcleo.
  9. 9. Los transformadores Rurales
  10. 10. Los transformadores Herméticos de Llenado Integral.
  11. 11. Transformador con diodo dividido
  12. 12. Transformador de impedancia</li></li></ul><li>TRANSFORMADOR IDEAL <br />El transformador que se muestra en la figura 1 tiene NP espiras de alambre sobre su lado primario y NS de espiras de alambre en su lado secundario. La relación entre el voltaje VP(t) aplicado al lado primario del transformador y el voltaje VS(t) inducido sobre su lado secundario es<br /> VP(t) / VS(t) = NP / NS = a<br /> En donde a se define como la relación de espiras del transformador <br />a = NP / NS <br /> La relación entre la corriente ip(t) que fluye en el lado primario del transformador y la corriente is(t) que fluye hacia fuera del lado secundario del transformador es<br />NP * iP(t) = NS * iS(t)<br />iP(t) / iS(t) = 1 / a<br />En términos de cantidades fasoriales, esta ecuación es<br />VP / VS = a<br />IP / IS = 1 / a<br />
  13. 13. TRANSFORMADOR IDEAL <br /> Al conjunto de núcleo de hierro sobre el cual se han arrollado varias espiras (vueltas) de alambre se llaman bobinas y se denominan:<br />Bobina primaria o "primario" a aquella que recibe el voltaje de entrada y Bobina secundaria o "secundario" a aquella que entrega el voltaje transformado.<br />la Bobina primaria recibe un voltaje alterno que hará circular, por ella, una corriente alterna. Esta corriente inducirá un flujo magnético en el núcleo de hierro. Como el bobinado secundario está arrollado sobre el mismo núcleo de hierro, el flujo magnético circulará a través de las espiras de éste.<br />Al haber un flujo magnético que atraviesa las espiras del "Secundario", se generará por el alambre del secundario un voltaje.<br />En este bobinado secundario habría una corriente si hay una carga conectada (el secundario conectado por ejemplo a un resistor)<br />
  14. 14. TRANSFORMADOR<br />Según el material del núcleo, los transformadores se dividen en tres grupos:<br />• Transformadores con núcleo de aire.<br />• Transformadores con núcleo de hierro.<br />• Transformadores con núcleo de ferrita.<br />
  15. 15. TRANSFORMADOR NÚCLEO DE AIRE<br /> En aplicaciones de alta frecuencia se emplean bobinados sobre un carrete sin núcleo o con un pequeño cilindro de ferrita que se introduce más o menos en el carrete, para ajustar su inductancia.<br />La potencia suministrada al transformador por el circuito primario se expresa por medio de la ecuación<br />Pent = VP * IP * cos ð P<br /> En donde ð p es el ángulo entre el voltaje y la corriente secundaria. La potencia que el circuito secundario suministra a sus cargas se establece por la ecuación:<br />Psal = VS * IS * cos ð S<br /> En donde ð s es el ángulo entre el voltaje y la corriente secundarios. Puesto que los ángulos entre el voltaje y la corriente no se afectan en un transformador ideal, ð p=ð s=ð . Las bobinas primaria y secundaria de un transformador ideal tienen el mismo factor de potencia.<br />¿Cómo se compara la potencia que va al circuito primario del transformador ideal, con la potencia que sale por el otro lado?<br />Es posible averiguarlo por medio de las ecuaciones de voltaje y corriente. La potencia que sale de un transformador es:<br />Psal = VS *IS* cos ð <br />Aplicando las ecuaciones de relación de espiras nos resulta Vs = Vp / a y Is = a * Ip así que<br />Psal = (VP/a) * a * IP * cos ð <br />Psal = VP * IP * cos ð = Pent<br />De donde, la potencia de salida de un transformador ideal es igual a su potencia de entrada.<br />
  16. 16. Ejemplos: Transformador Ideal <br /> Un transformador reductor con un bobinado primario de 174.000 espiras y un bobinado secundario de 1000 espiras, opera desde una línea de alta tensión de 40.000 volts y alimenta una carga de 60 amperes. Determinar el voltaje secundario, la corriente primaria y la potencia de salida del transformador. Suponiendo una eficiencia del 100 %. <br />Solución:<br />Por lo tanto el voltaje secundario: <br />potencia de salida = E2 I2 = 230 volts X 60 amps = 13.800 watts = 13,8 kw<br />(la potencia de entrada = 40.000 volts x 0,345 amp = 13.800 watts.)<br /> <br />
  17. 17. Ejemplos: Transformador de Aire <br />Se desea construir una bobina o inductor que sea de 10 uHenrios (uHenrys), que tenga 2.54 centímetros de diámetro y una longitud de 3.175 centímetros.<br />Solución: <br /><ul><li>a = 2.54 centímetros / 2 = 2.27 centímetros.
  18. 18. b = 3.175 centímetros.
  19. 19. L = 10 uHenrios.</li></ul>Se despeja de la ecuación original la variable "n" en función de todas las demás.<br />n = [10 x (9a + 10b) / ( 0.393 x a2)]1/2<br />y reemplazando los valores.....<br />n = [10 x (11.43 + 31.75) / 0.393 x 1.613]1/2 = 6801/2 = 26.1 espiras<br />Notas:<br />- Bobina = Inductor.<br />- Los paréntesis elevados a la 1/2 es lo mismo que una raíz cuadrada.- uHenrio = microHenrio<br />
  20. 20. INDUCTANCIA MUTUA<br /> Este dispositivo es una parte integral en los sistemas de distribución de potencia y se encuentra en muchos circuitos electrónicos e instrumentos de medición. Los efectos electromagnéticos producidos entre dos circuitos que se encuentren próximos, esto es, cuando los respectivos campos magnéticos de los mismos se influencien entre sí, han sido incluidos bajo la denominación de inductancia mutua o inducción mutua<br /> Para poder interpretar mejor el efecto de inducción mutua, se representa un inductor L1, alimentado por una corriente alterna y otro inductor L2 al que se encuentra próximo al primero, de modo que sea influenciado por el campo magnético de aquel.<br />
  21. 21. Ejemplos: Inductancia Mutua<br />El voltaje inducido en uno de dos circuitos acoplados es 20 volts cuando la corriente en el otro varía a una velocidad de 4 amps/seg. ¿Cuál es la inductancia mutua?<br />
  22. 22. Convección de Puntos <br />Es una convención usada para denotar la polaridad del voltaje de dos componentes mutuamente inductivos, tal como el devanado en un transformador.   Dada más de una bobina, se coloca un punto en algún terminal de cada una, de manera tal que si entran corrientes en ambas terminales con puntos (o salen), los flujos producidos por ambas corrientes se sumarán.<br />Siguiendo esta convención, las bobinas acopladas presentadas previamente pueden esquematizarse de la siguiente manera:<br />
  23. 23. Ejemplos: Convección de Punto<br />Si v(t)=14.14 cos(100 pi + 20°), encontrar V2(rms) , I2(rms) y la potencia media consumida en la carga:<br />En la representación fasorial:<br />Según los sentidos elegidos para las corrientes, I1 entra a un punto e I2 sale del otro, por lo tanto el signo del voltaje mutuo será el opuesto al del voltaje autoinducido:<br />

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