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CAPITULO 7 CIRCUITOS MAGNTICOS Y TRANSFORMADORES (12 7.1 Efectos magnticos de la corriente elctrica.
7.2 Circuitos magnticos. Curvas de magnetizacin. Caractersticas de materiales
magnticos. Circuitos magnticos prcticos. Excitacin CD.
7.3 Voltajes inducidos. Circuitos magnticos con Excitacin CA. Perdidas.
7.4 Principios de funcionamiento y aplicaciones de los transformadores. Derivaci
Polaridad. Tipos de transformadores: Potencia y medicin.
7.5 Banco de transformadores7.6 Prctica #7: Diseo de fuentes de voltaje monofsico.
FIMCP-ESPOL
ELECTRICIDAD
Prof. Ing. Eduardo Mendieta R.
5 de Enero 2016
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7.1 Efectos magnticos de la corriente elctrica.
Hans Christian Oersted fue un Fisicoqumico Dans que fundo la rama de la ciencia llama
que tiene que ver con los campos magnticos producidos por Corrientes elctricas.
Durante una clase nocturna el descubri accidentalmente que una aguja magntica era
de una corriente elctrica en un conductor En 1934 el "Oersted" fue adoptado como unidfuerza del campo magntico.
Experimento Oersted
ElectrolisisLey de Faraday
Ja
Ley de Faraday de induccin magntica: La fem generada es proporcional a la
magntico con respecto al tiempo.
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Heinrich Lenz
Ley de Lenz: Una fem inducida en una espira o bobina de alambre tiene una direccinorigina genera su propio campo magntico que se opone al cambio del campo del flujo m
espira o bobina
Jean Baptiste Biot y Flix Savart
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Karl Friedrich Gauss
Ley de Gauss del Magnetismo: El flujo magntico neto a travs de
cualquier superficie cerrada es siempre cero
Andr-Marie Ampre
Ley de Ampere: La integral de lnea de B.dl alrededor de cualquier trayectoria cerra
es la corriente total que pasa a travs de cualquier superficie delimitada por la trayecto
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7.2 Circuitos magnticos. Curvas de magnetizacin. Caractersticas de materiales magnticos. Circuitos m
Excitacin CD.
El inductor como el transformador elctrico son parte importante de los circuitos.
El inductor se lo usa como:
-Filtro de entrada y de salida para convertidores CA/CD, CD/CA, CD/CD, CA/CA
-Circuitos limitadores de corriente
-Convertidores resonantes.
Los transformadores se los usa para:
-Desfasamiento de Voltaje.
-Aislamiento entre el circuito de potencia y el circuito de control.
-Almacenar y transferir energa en convertidores CD/CD aislados.
-Medicin de corriente y de voltaje(transformadores de instrumentos)
Bobina
Toroid
Bobina Pancake
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7 3 V lt j i d id Ci it ti E it i CA P did
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7.3 Voltajes inducidos. Circuitos magnticos con Excitacin CA. Perdidas.
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7 4 Principios de funcionamiento y aplicaciones de los transformadores Derivaciones Polaridad Tipos d
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7.4 Principios de funcionamiento y aplicaciones de los transformadores. Derivaciones. Polaridad. Tipos d
Potencia y medicin.
El transformador elctrico es una maquina elctricaesttica que permite
enviado por una fuente alterna hacia valores que se requiera para el uso de
de la relacin del numero de vueltas del primario y del secundario se pu
elevadores o reductores. Adems se pueden embobinar tanto el primar
derivaciones para poder manejar valores distintos de seleccin.
Autotransformador
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Ncleo de
hierro
Bobinas
de
primario y
secundario
Transformador
elctrico sencillo con
proteccin fusible
Trans
deriva
el secelectr
Transformadortrifsico
Banco de Transformadores
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Las derivaciones disponi
elctrico se utilizan paraentrada primaria dispo
220VAC; o para seleccio
secundaria requerida po
ej se requiere tener a la
Las derivaciones se reali
alambres de conexin
vueltas tanto en el
secundario.
AUTOTRANSFORMADORES
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Autotransformadores
elctricos 110 Vac a 220 Vac
o viceversa
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Polaridad de los transformadores ideales
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Las reglas para el signo algebraico adecuado son las siguientes:
1. Si las tensiones V1y V2de las bobinas son ambas positivas o ambas negativas en el terminal con marca, utilice un
voltajes o caso contrario utilice un signo menos.
2. Si las corrientes I1e I2de las bobinas son ambas entrantes o ambas salientes de los terminales marcados, utilice un s
de corrientes o caso contrario un signo positivo.
TIPOS DE TRANSFORMADORES
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1-Transformadores de Potencia: Sirven para variar el voltaje pero mantienen constante el valor de potencia en el prima
V1I1= V2I2
Ejemplo: Un transformador de potencia de 900 KV
primario de 13000 Voltios. Si la relacin del
transformador es de 10:1, determine el voltaje y l
secundario I2.
2- Transformadores de medida e instrumentacin
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Son los transformadores que se usan en los tableros de medicin y proteccin para poder distribuir la energa elctr
transformadores son de dos clases: Los transformadores de Corriente y los transformadores de Potencial
Estos transformadores sensan la corriente que pasa por las lneas de alimenta
Permiten reducir el potencial elctrico a valores bajos para poder monitorear a b
7.5 Banco de transformadores
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Consiste en simular un transformador trifsico con tres
transformadores monofsicos. El banco de transformadores
puede conectarse en derivaciones que son combinaciones de los
circuitos Delta-Estrella.
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Aceite dielctr ico
Como parte de un programa integral proactivo de mantenimiento elctrico en transformadores, se requiere necesar
peridico del aceite aislante., antes de que el aceite colapse uy ocasione daos severos en el transformador.
Estudios del Consejo Internacional de Grandes Redes Elctricas han determinado que ms del 70% de los defect
transformador dejan una huella en el aceite aislante que, si se sabe analizar e interpretar, permite identificar la naturale
o fallo.
Aspecto y color.El color de un aceite aislante se expresa con un nmero obtenido por comparacin con una serie dees una propiedad crtica, pero puede ser til para una evaluacin comparativa. Un incremento rpido o un nmero
indicar degradacin o contaminacin del aceite.
Adems del color, el aspecto del aceite puede mostrar turbidez o sedimentos que pueden indicar la presencia de ag
carbn, fibras u otros contaminantes.
Rigidez dielctrica.La rigidez dielctrica es una medida de la capacidad del aceite para soportar solicitaciones erigidez dielctrica sirve principalmente para indicar la presencia de contaminantes como agua o partculas. Un valor
puede indicar que uno o ms de estos contaminantes estn presentes. Sin embargo, un valor elevado de rig
necesariamente la ausencia de todo contaminante.
Punto de inflamacin. La rotura del aceite causada por descargas elctricas o por exposicin prolongada a muyproducir cantidades suficientes de hidrocarburos de bajo peso molecular para reducir el punto de inflamacin del aceitUn bajo punto de inflamacin puede indicar la presencia de productos combustibles voltiles en el aceite. Esto pued
con un disolvente pero, en algunas ocasiones, se ha observado que la causa eran chispas elctricas.
Compatibilidad de aceites aislantes.Para rellenar el transformador o mantener niveles, se debe utilizar un aceite que60296 y sea del mismo tipo. Los aceites no usados, que sean conformes con la norma IEC 60296 y que no contengan
aditivos, se consideran compatibles entre s y pueden mezclarse en todas proporciones. La experiencia de campo indic
observan problemas cuando se aade un pequeo porcentaje, por ejemplo un 5 %, de un aceite no usado a aceites
"buenos", aunque adiciones superiores a aceites fuertemente envejecidos puede ocasionar la Precipitacin de lodos.
Refrigeracin
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Refrigeracin
El aceite mineral tiene la funcin de servir de elemento trasmisor de calor para poder disipar el calor generado por l
transformador.
De tal manera, el aceite debe mantener excelentes propiedades elctricas para poder soportar la degradacin trmic
transformadores no contiene aceite mineral sino lquidos sintticos tales como: silicona, R-Temp.
Hay varias razones de peso para realizar pruebas peridicas al aceite dielctrico: primero las pruebas indicaran la
transformador. Cualquier sntoma de lodo permitir retirarlo del transformador antes de que penetre y ocasione algn d
superficies interiores del transformador, prolongando su vida til .Otra ventaja es la reducir las salidas no progra
problema, entonces se toman las medidas que impidan las interrupciones
Punto de congelacin.Es una medida de la capacidad del aceite para fluir a baja temperatura. No existen evidenpropiedad se vea afectada durante el deterioro normal del aceite. Los cambios en el punto de congelacin pueden
como resultado del rellenado con un tipo diferente de aceite.
Densidad. La densidad puede ser til para identificar el tipo de aceite. En climas fros, la densidad del aceite pdeterminar la idoneidad de su uso.
Por ejemplo, los cristales de hielo formados a partir de agua libre pueden flotar en aceites de alta densidad y conducir
la posterior fusin. Sin embargo, la densidad no es significativa para comparar la calidad de diferentes muestras de ac
de que la densidad se vea afectada por el deterioro normal del aceite.
Impedancia reflejada al primario
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Encuentre Zab si ZL = 8060o
Ejemplo. Determine la potencia liberada por la carga de 10 .
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De tal manera que:
Ib= [50/(2.5 + 22.5)] = 2 A rms
P10= P22.5= 22(22.5) = 90 W