transformador
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UNIVERSIDAD “FERMIN TORO”VICERRECTORADO ACADEMICO
FACULTAD DE INGENIERIACABUDARE EDO. LARA
SAIA AIntegrante:
•Gessica Abreu, 26.260.948
TRANSFORMADOR
Transformador es un dispositivo que permite modificar potencia eléctrica de corriente alterna con un determinado valor de tensión y corriente en otra potencia de casi el mismo valor pero, generalmente con distintos valores de tensión y corriente.
Es una máquina estática de bajas pérdidas y tiene un uso muy extendido en los sistemas eléctricos de transmisión y distribución de energía eléctrica.
Cuando se requiere transportar energía eléctrica, desde los centros de generación (Centrales eléctricas) a los centros de consumo, se eleva la tensión (desde unos 15 kV hasta 132, 220 o 500kV) y se efectúa la transmisión mediante líneas aéreas o subterráneas con menor corriente, ya que la potencia en ambos lados del transformador es prácticamente igual, lo cual reduce las pérdidas de transmisión.
Introducción
1- Fundamento Teórico: El Transformador
Se denomina transformador a un dispositivo eléctrico
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 perdidas), es igual a la que se
obtiene a la salida. Las máquinas reales
presentan un pequeño porcentaje de perdidas,
dependiendo de su diseño, tamaño, etc.
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. Las bobinas se denominan primario y
secundario según correspondan a la
entrada o salida del sistema en cuestión,
respectivamente. También existen
transformadores con devanados, es decir, que pueden tener un tercer devanado con menor tensión que el
secundario.
“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 la acción
de un campo magnético.”
Componentes básicos de un Transformador:
Los transformadores (a veces llamados “transformadores de voltaje); son dispositivos usados en circuitos eléctricos para cambiar el voltaje de la
electricidad que fluye en el circuito. El principio de inducción electromagnética es lo que hace que los transformadores trabajen
2- Diferencias entre Transformador Ideal y Transformador con núcleo de Aire.
TRANSFORMADOR IDEAL TRANSFORMADOR CON NÚCLEO DE AIRE
Las bobinas primario y secundario están acopladas magnéticamente
No posee núcleo ferro magnético para enlazar primario y secundario
El flujo está producido por una f.m.m. (fuerza magnetomotriz) despreciable
No cumple con la permeabilidad el núcleo, por lo tanto el flujo esta generado por una f.e.m (fuerza electromotriz)
Las resistencias de los devanados primario y secundario son nulas
El transformador consume energía por medio de las resistencias, que son igual a las perdidas.
Está constituido por un núcleo de chaspas que atrapan el flujo producido por el arrollamiento primario produciendo una tensión inducida en otro arrollamiento secundario.
Los transformadores reales tienen perdidas de bobinas porque estas bobinas tienen unas resistencias algo que no tiene el transformador ideal
Toda la potencia producida por el primario se transmite al secundario sin perdida.
Los núcleos tienen corrientes parasitas y perdidas por histéresis que son los que aumentan el calor del transformador real
TRANSFORMADOR IDEALTRANSFORMADOR CON
NÚCLEO DE AIRE
Como se refiere del primario al secundario y viceversa.
Se compone de un núcleo de hierro sobre el cual se han arrollado varias espiras (vueltas) de alambre conductor. Este conjunto de vueltas se llaman bobinas y se denominan: Bobina primaria o “primario” que es aquella que recibe el voltaje de entrada y la Bobina Secundaria o “secundario” a aquella que entrega el voltaje transformado.
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 esta arrollado sobre el mismo núcleo de hierro, el flujo magnético circulará a través de las espiras de éste
Al haber un flujo magnético que circula por el “secundario”, se generará por el alambre del secundario un voltaje. En este bobinado secundario habría una corriente si hay una carga conectada (el secundario conectado por ejemplo a un resistor).
La razón de transformación de voltaje entre el bobinado “Primario” y el “Secundario” depende del número de vueltas que tenga cada uno.
Si el número de vueltas del secundario es el triple del primario. En el secundario habrá de triple de voltaje. Entonces por formula; Vs=Ns x Vp / Np
3- Inductancia Mutua.Es una característica de los circuitos, dependiente
de la geometría de los mismos. Sean dos circuitos arbitrarios
descritos por las curvas Y1 e Y2 por
donde circulan corrientes I1 e I2 ,
respectivamente.
La inductancia mutua entre dos bobinas es
proporcional al cambio instantáneo en el flujo que
enlaza a una bobina produciendo por un
cambio instantáneo en la corriente a través de la
otra bobina.El transformador está formado por dos bobinas
colocadas de modo que el flujo cambiante que
desarrolla un enlace a la otra, como se aprecia en la figura. Esto producirá
un voltaje inducido a través de cada bobina.
Para diferenciar las bobinas, aplicaremos la
convención de los transformadores de que:
la bobina a la que se aplica la fuente de
alimentación se denomina el primario y la bobina a la que se aplica la carga
se conoce como el secundario.
La Inductancia mutua entre las dos bobinas se determina mediante:
En términos de la inductancia de cada bobina y el coeficiente de acoplamiento, la inductancia mutua se determina por:
Visualización gráfica de la Inductancia Mutua:
.
4- Método de convención del puntos.La convención del punto es
una convención usada para denotar la
polaridad del voltaje de dos componentes mutuamente inductivos, tal
como el devanado en
un transformador.
Por consecuencia, en el símbolo básico de un
transformador se introducen unos puntos
para indicar la fase.
En la mayoría de las fuentes
de alimentación, la
fase entre el primario y el
secundario no es importante.
Básicamente los puntos
indican si el voltaje en el
secundario se encuentra en fase con el voltaje del primario
La polaridad de todos los
terminales punteados será
la misma en cualquier momento
determinado, suponiendo un transformador
ideal sin inductancia de
fuga.
Debido a que en la
inductancia mutua se relacionan
cuatro terminales, la elección del signo en el
voltaje no se puede hacer tomándolo como un
inductor simple.
Para esto es necesario usar la convención del los puntos la cual usa un punto grande que se coloca
en cada uno de los extremos de
las bobinas acopladas.
Ilustración de la Convención del punto.
Ejercicios:
1.
2.
3.
GRACIAS