Transformador ele ctrico y generador electrico Práctica 7

TRANSFORMADOR. Es un dispositivo electromagnético que puede usarse para aumentar un

potencial eléctrico o reducirlo. También se puede usar para aislar un circuito. Esta compuesto

pro 2 embobinados independientes, devanados en un mismo nucleo de aire o material

ferromagnético o en núcleos independientes. Su principio de funcionamiento es la inducción

electromagnética.

DEVANADO PRIMARIO. Se llama asi a la bobina que recibe le potencial que se transformara.

DEVANADO SECUNDARIO. Recibe este nombre la bobina que proporcionara el voltaje

transformado a la carga.

TRANSFORMADOR ELEVADOR DE TENSION. Se denomina asi que aumenta el potencial

suministrado por el primario. También se le conoce como de subida.

TRANSFORMADOR REDUCTOR. Conocido también como de bajada, disminuye la tensión

eléctrica suministrada al primario.

TRANSFORMADOR DE AISLAMIENTO. Este no se modifica la cantidad de potencial solo se usa

para aislar eléctricamente un circuito.

Proporción entre las tensiones de entrada y salida de un transformador y la relación de vueltas

entre el primario y el secundario.

La elevación de un potencial o reducción puede calcularse con la relación aritmética.

1) Np/Ns=Vp/Vs

En la que Vp es voltaje primario en volts, Vs el potencial transformado y Np/Ns la razón de

vueltas entre el primario y el secundario, el resultado de esta división, indica cuantas veces se

reduce o aumenta el potencial alimentado al primario.

Si la razón es mayor que 1 se trata de un transformador reductor, si es de 1 de aislamiento y si

es menor elevador.

TRANSFORMADOR IDEAL. Es aquel que entrega en el secundario íntegramente la potencia

suministrada al primario.

Sus ecuaciones para calcular potencia eléctrica, tensiones y corrientes y relación con el

numero de vueltas son las siguientes:

2) Pp=Ps o VpIp=VsIs

Pp es la potencia del primario en Watts (W) y Ps la potencia del secundario en Watts

3) Np/Ns=Vp/Vs o Np/Ns=Is/Ip

En la que Ia es la corriente en el secundario e Ip es la corriente en el primario. Las ecuaciones

2) indican que si el potencial en el secundario aumente ( subida) la corriente en el mismo

devanado debe reducirse para que la potencia sea igual al primario. Sucede esto también para

el transformador de bajada; si se reduce el potencial , la corriente aumenta.

TRANSFORMADOR REAL. En este la potencia obtenida en el secundario es menor que la

suministrada al primario debido a las perdidas de esta en el nucleo o devanados pero causas

de calentamiento. A la relación entre la potencia de salida y entrada se les llama eficiencia

𝜇 = (𝑃𝑠

𝑃𝑝) ∗ 100

Como se notala eficiencia es un numero que muestra la potencia en porcentaje de salida de la

entrada.

Hecha esta aclaración las ecuaciones para calcular potenciales, corrientes o potencias quedan

como siguen:

Ps=(nPp)/100 Np/Ns=Vp/Vs Vs=(nVpIp)/100

Is= (n/100)(VpIp/Vs) Is= (n/100)(Np/Ns)Ip

GENERADORES ELECTRICOS. Es un transductor de energía mecánica a energía eléctrica. Se

compone fundamentalmente de una bobina de conductor eléctrico enrolla da en un nucleo de

material ferromagnético de baja remanencia, suspendido de modo que pueda girar con

libertad dentro de un campo magnético uniforme, proporcionando por un iman o electroimán.

El generador elemental de fuerza electromotriz inducida como el que utilizaremos en el

laboratorio, funcióna en base al principio de inducción electromagnética. Este principio

consiste en que cuando un conductor corta las líneas de inducción de un campo magnético, en

las terminales del primero aparece una fuerza electromotriz inducida €.

La € es funcion de la velocidad angular de corte de las lineas de induccion ᵩ en rads/s la

intensidad de de la inducción magnética del campo en B Teslas, el área de la espira o la bobina

A en m2, el numero de vueltas de la bobina N y el seno del angulo α que forman las lineas de

inducción y el vector perpendicular al área, lo que se muestra en la ecuación siguiente.

𝜀 = 𝐵𝜔𝐴𝑁𝑠𝑒𝑛𝛼

Por ser 𝜀 dependiente de la función seno, se infiere que cuando 𝛼 es igual a cero, la 𝜀 es cero y

cuando el angulo es igual a 90º la 𝜀 es máxima.

Los generadores eléctricos pueden ser de c.a. o de c.d. Se diferencian por la forma de

suministrar la femi al circuito externo, pues mientras el de c.a lo hace atraves de un

dispositivo llamado colector o anillos rozantes que están en contacto con la escobilla cada 2π

radianes proporcionando de esta forma una onda alterna; el generador de c.d lo hace por

medio de un conmutador mitad del cual hace contacto con la escobilla solo π radianes en una

vuelta por lo que la onda es de forma directa de la misma polaridad y variable.

ESCOBILLA Dispositivo hecho de material conductor eléctrico flexible que se utiliza para

conectar anillos rozantes o el conmutador de un generador con los bornes de salida o

dispositivos en el generador donde se obtiene la femi.

ANILLOS ROZANTES. Son cilindros de material conductor aplicados al eje de la bobina son dos y

a cada uno se solda una terminal de la bobina. Los anillos rozantes se utilizan en la

construcción de los generadores de c.a.

CONMUTADOR. Es un cilindro partido a la mitad aplicando al eje de la bobina. A cada mitad se

solda una terminal de bobina, de manera que al girar esta, cada semicilindro solo hace

contacto con una escobilla la mitad de vuelta y con la otra, la otra mitad; lo que da como

resultado que la femi no cambia de polaridad posteriormente y se obtenga una grafica.

Si graficamos la femi de un generador en función del seno del angulo 𝛼 , manteniendo las

demás variables constantes podemos obtener una grafica que se verificara con el osciloscopio

después.

Los valores de raíz cuadratico medio y promedio de la función del valor máximo que aparecen

en la grafica son propios de la forma de onda obtenidos de las femis.