Karen perez asignación 5 circuitos ii

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República Bolivariana de Venezuela
Ministerio de Educación Superior
Universidad Fermín Toro
Facultad de Ingeniería

Circuitos Eléctricos II
Asignación 5

Prof:
Prof:
José Morillo
José Morillo
Alumna:
Alumna:
Karen Pérez
Karen Pérez
C.I V-17.852.917
C.I V-17.852.917


TRANSFORMADORES
TRANSFORMADORES
• El transformador,
también conocido como
transformador de voltaje,
son dispositivos usados en
circuitos eléctricos que
hacen posible cambiar el
voltaje de la electricidad
que fluye en los circuitos,
además que permiten
aumentar (Intensificación)
o disminuir (reducción) el
“El transformador es un voltaje.
dispositivo que se encarga
de "transformar" el voltaje
de corriente alterna que
tiene a su entrada en otro
de diferente amplitud que
entrega a su salida.


FUNDAMENTO
FUNDAMENTO
• Existen transformadores detención, de
corriente, de aislamiento y auto
transformadores, en este caso en particular se
desarrollará el tema de transformador de
tensión monofásico, el cual es utilizado en la
experiencia del laboratorio. En muchas
ocasiones la tensión alterna que se tiene no es
la adecuada para el propósito que se necesita,
como solución a este problema se utiliza el
transformador. El transformador de tensión
monofásico utiliza en la entrada una fuente de
tensión de un determinado voltaje ya la salida
convierte el nivel de voltaje en otro distinto
manteniendo la frecuencia e idealmente la
potencia.


• Este dispositivo está conformado por dos o más
bobinas de alambre conductor y un núcleo
ferromagnético donde los alambres están enrollados
en el núcleo. La fuente conectada a la entrada genera
una corriente en la bobina formada por el conductor
(primario) y debido a la ley de Faraday se induce un
flujo de corriente en el núcleo, este flujo llega a la
segunda bobina donde induce voltaje el cual será
directamente proporcional a la relación del número
de vueltas entre el primario y el secundario, mientras
que la corriente será inversamente proporcional:


Se considera idealmente que la potencia entregada
Se considera idealmente que la potencia entregada
en el primario se obtiene en el secundario,
en el primario se obtiene en el secundario,
sin embargo en realidad existe en diversos factores
sin embargo en realidad existe en diversos factores
que generan perdidas:
que generan perdidas:

1. Pérdidas en cobre: Son las pérdidas
ocasionadas por el calentamiento resistivo
de las bobinas tanto en el primario como
en el secundario, se calculan como, donde
R es la resistencia del bobinado e I la
corriente en el devanado.


2. Pérdidas por histéresis: El material ferromagnético del
que está hecho el núcleo está compuesto de hierro,
cobalto o níquel, los cuales presentan un fuerte
alineamiento de sus dominios con el campo magnético
permaneciendo en el mismo sentido del campo y
haciendo que el flujo magnético a través de este
encuentre menor resistencia a comparación del aire,
estos dominios solo pueden cambiar su posición cuando
se les entrega energía, esto se traduce en pérdidas en un
transformador debido a que se requiere energía para
cambiar la orientación de los dominios en cada ciclo de
corriente alterna.


3. Pérdidas por corrientes parásitas: O también
llamada por corriente de Foucault son pérdidas
de energía producidas por calor disipado en el
núcleo debido a las corrientes generadas cuando
un conductor se encuentra en un campo
magnético variable.

4. Pérdidas por flujo disperso: El flujo magnético
inducido
• Por el voltaje en el primario no está canalizado
en el núcleo sino que también parte de él fluye a
través del aire, es decir, no todo el flujo
generado llega al secundario para inducir
voltaje.


Para que estas pérdidas puedan ser calculadas
Para que estas pérdidas puedan ser calculadas
se utiliza un circuito equivalente, el cual modela
se utiliza un circuito equivalente, el cual modela
los elementos que generan las pérdidas:
los elementos que generan las pérdidas:


Donde:
• V1:Voltaje de la fuente
• V2:Voltaje de carga reflejado al primario
• R1 y R2: Representan las pérdidas en el cobre en el
primario y secundario respectivamente, este último
reflejado al primario, por tanto
• X1 y X2: Representan las perdidas por dispersión de flujo
en el primario y secundario respectivamente, este último
reflejado al primario, por tanto:
• Rfe: Representa las pérdidas por corrientes parásitas e
histéresis.
• Xm: Representa la corriente de magnetización la cual está
retrasada 90º respecto al voltaje aplicado
• I1: La corriente en el primario.
• I2: La corriente en el secundario reflejada al primario Para
hallar los parámetros del circuito equivalente se realizan
los ensayos de cortocircuito y el ensayo de vacío, con estos
ensayos es posible medir la corriente, voltaje y potencias
en el transformador y con ello determinar las pérdidas.


DIFERENCIAS ENTRE TRANSFORMADOR IDEAL Y
TRANSFORMADOR DE NÚCLEO DE AIRE

TRANSF. IDEAL TRANSF. DE NÚCLEO DE AIRE
Se usa a bajas frecuencias. Se usa a altas frecuencias.

No existe pérdida por histéresis. Los núcleos tienen corrientes parásitas y pérdidas por
histéresis.
No hay capacitancias debido a los Si hay capacitancias, van de 0.01 a 0.02 pF por vuelta.
bobinados.
Los núcleos de las bobinas son Los núcleos de las bobinas no son infinitamente
infinitamente permeables. permeables.
La potencia que se entrega es igual a la que No es la misma potencia, puesto que existen pérdidas a raíz
se obtiene de él. de la presencia de resistencias en las bobinas.
El flujo generado en la bobina primaria se El flujo generado en la bobina primaria no es
captura completamente por la bobina completamente capturado por la bobina secundaria
secundaria. debido al flujo de dispersión.


EJEMPLO DE
TRANSFORMADOR IDEAL
• Calcular el número de espiras del secundario de un
transformador ideal utilizado para elevar la tensión de
120V a 1800 V, sabiendo que el primario consta de 100
espiras.


INDUCTANCIA MUTUA
• Es un fenómeno básico para la operación
del transformador. Se dice que la
inductancia mutua entre dos bobinas es
proporcional al cambio instantáneo en el
flujo que enlaza a una bobina producida por
un cambio instantáneo en la corriente a través
de la otra bobina


EJEMPLO DE INDUCTANCIA
MUTUA
• Para determinar experimentalmente
la inductancia mutua un físico
conecta la Primera bobina con una
con
fuente alterna de FEM, produciendo
de
así una razón de cambio de la
de de
corriente de 40 A/ S en esta primera
bobina. El físico encuentra que la
fem inducida medida a través de la
segunda bobina es-8 x volts. ¿Cuál
segunda
es la inductancia mutua de las dos
bobinas?


MÉTODO DE CONVERSIÓN DE
PUNTOS
• En los transformadores reales seria posible decir la
polaridad secundaria, solo si el transformador
estuviera abierto y sus bobinas examinadas. Para
evitar esto, los transformadores usan la
convección de puntos, en este método los puntos
que aparecen en un extremo de cada bobina
muestran la polaridad del voltaje y la corriente
sobre el lado secundario del transformador. La
relación es como sigue:


1. Si el voltaje primario es positivo en el extremo punteado de la bobina con
de con
respecto al extremo no punteado, entonces el voltaje secundario será
secundario
también positivo en el extremo punteado. Las polaridades de voltaje son
las mismas con respecto al punteado en cada lado del núcleo.

2. Si la corriente primaria del transformador fluye hacia dentro del
extremo punteado de la bobina primaria, la corriente secundaria fluirá
hacía afuera del extremo punteado de la bobina secundaria.
Los pasos que se emplean para aplicar este método son: Se colocan puntos
método
al lado de cada bobina de modo que si entran corrientes en ambas
cada
terminales con puntos o salen de ambas terminales con puntos, los flujos
puntos
producidos por esas corrientes se sumarán. Esto puede verse en la Figura
por verse


Cuando s e escriben las ecuaciones para los voltajes terminales, los
puntos se usan para definir el signo de los voltajes mutuamente
puntos se usan de
inducidos. Si las corrientes i1 (t) e i2 (t) están ambas entrando o
saliendo de los puntos, el signo del voltaje mutuo inducido M (di2/dt)
mutuo
será el mismo en una ecuación que el del voltaje autoinducido L1
en una que
(di1/dt). Si una corriente entra a un punto y la otra sale de un punto, los
sale de punto,
términos del voltaje mutuo inducido y del voltaje autoinducido tendrán
términos del
signos opuestos

EJEMPLO
Determine la expresión de v1(t) y v2(t) para el circuito que se muestra
en la Figura:
Las ecuaciones del voltaje v1(t) y
v2(t) haciendo uso de la convección
de punto es:

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