EXPERIENCIA N°9TRANSFORMADOR

|Asignatura |: |Laboratorio Electromagnetismo ||Profesor |: |Ramón Vargas |

OBJETIVOS

❖ Entender el principio de funcionamiento de un transformador.❖ Verificar la ecuación fundamental de un transformador.❖ Evaluar el rendimiento de un transformador.

ANTECEDENTES TEÓRICOS

Se denomina transformador a una máquina eléctrica que permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la frecuencia. La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal, esto es, sin pérdida, es igual a la que se obtiene de salida. Las máquinas reales presentan un pequeño porcentaje de pérdida, dependiendo de su diseño, tamaño, etc.

Los transformadores son dispositivos basados en el fenómeno de la inducción electromagnética y estás constituido, en su forma más simple, por dos bobinas devanadas sobre un núcleo cerrado de hierro. Las bobinas se denominas primario y secundario según corresponda a la entrada o salida del sistema en cuestión, respectivamente. Teóricamente se puede establecer la relación entre las fems primarias y la secundaria y los respectivos números de espiras de ambos bobinados en la siguiente relación:[pic]Para un transformador de potencia, se trata de un acoplamiento magnético sea perfecto, cuyo rendimiento viene dado por:[pic]Donde las potencias ideales en juego son: PEnt = I1 V1 y PSal = I2 V2 y en esas condiciones se verifica que debe cumplirse:[pic]En los transformadores reales ambos bobinados presentan cierta

resistencia interna que hace que el rendimiento sea menor que uno, con lo cual el rendimiento viene dado por:

[pic]

MATERIALES

❖ Fuente alterna (interfase Pasco 750)❖ Dos Tester❖ Bobina de 800 y 400 espiras

❖ Núcleo de Hierro

DESARROLLO EXPERIMENTAL

A. Transformador elevador de señal de voltaje.

|salida (volt) |entrada (volt) ||0,46 |0,35 ||0,96 |0,71 ||1,5 |1,06 ||2,06 |1,41 ||2,633 |1,765 ||3,22 |2,11 ||3,82 |2,47 ||4,43 |2,81 ||5,05 |3,16 ||5,67 |3,501 |

[pic]

Donde la relación funcional es:

VEnt = 0,601 VSal + 0,143

Se observa que la variación del voltaje de entrada con relación al voltaje de salida es de tipo lineal, donde el factor del rendimiento es de 0,601.

B. Transformador elevador de corriente.

|salida (mA) |entrada (mA) ||6,5 |6,4 ||12,9 |12,5 ||19,6 |18,3 ||26,5 |24 ||33,3 |29,5 ||40,3 |34,9 ||47,4 |40,2 ||54,6 |45,2 ||61,9 |50,8 ||69,3 |56,1 |

[pic]

Donde la relación funcional es:

IEnt = 0,785 ISal + 2,606

Se aprecia que la relación es lineal y que el factor de rendimiento es de 0,758.

C. Transformador reductor de señal de voltaje.,

|salida (volt) |entrada (volt) ||0,07

|0,022 ||0,14 |0,043 ||0,21 |0,065 ||0,28 |0,087 ||0,355 |0,1 ||0,43 |0,133 ||0,49 |0,157 ||0,56 |0,18 ||0,64 |0,2 ||0,71 |0,228 |

[pic]

Donde la relación funcional es:

VEnt = 0,322 VSal + 0,003

Donde el factor de rendimiento es 0,332 para el transformador reductor de voltaje.

D. Transformador reductor de corriente.

|salida (mA) |entrada (mA) ||8,8 |29 ||18,09 |59,2 ||27,21 |81,6 ||36,7 |106,16 ||45,4 |129,2 ||55,9 |156,3 ||56,8 |181,5 ||76,1 |206,4 ||82,8 |222,3 ||86,5 |230,8 |

[pic]

Donde la relación funcional es:

IEnt = 2,568 ISal + 10,979

Donde el factor de rendimientos es de 2,568 para el transformador de reducción de corriente.

CONCLUSIONES

Se puede concluir que las bobinas presentan una resistencia, que hacen que el factor de cada experimento sea menor que uno. Además se verificó el principio de un transformador, tanto como de elevador como reductor del voltaje y de la intensidad de la corriente. Se determina numéricamente el rendimiento del transformador con las potencias de entrada y de salida, obteniendo el siguiente resultado:

η = Ps / Pp = V2 I2 / V1 I1 = 0,749 para el transformador

Donde se aprecia notablemente la presencia de resistencia a través de las bobinas.