informe #3 transformador monofásico

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  • 8/16/2019 Informe #3 Transformador Monofásico

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    . OB!ETIVOS:

    .1. GENERAL

    Reconocer las relaciones de voltaje y corrientes de un transforador! estudiar 

    las corrientes de e"citaci#n! la ca$acidad de volta$erios y las corrientes de

    corto circuito de un transforador... ESPECÍFÍCOS

    Reconocer! estudiar! ani$ular y $racticar con el transforador onofásico!

    ediante la cone"i#n en los distintos terinales! $ara as% o&tener los

    diferentes resultados de voltaje y corriente y o&tener ayor conociiento de

    la fora de funcionaiento del transforador onofásico.

    3. METODOLOGÍA'a etodolog%a a a$licar en el la&oratorio &ásicaente se &asa en a$renden

    a usar el transforador onofásico e"istente en el la&oratorio! a desarrollar 

    $rocediientos de ensayo! a $lanear e"$erientos y ejecutarlos $ara esto se

    utili(ará la etodolog%a)

    M"#o$o%.

     *nálisis y s%ntesis del conociiento.

    +$%rico ,e"$eriental-.

    &. EQUIPOS ' MATERIALES:

    #dulo de transforador

    + 41

    #dulo de fuente de

    alientaci#n ,120/20 c3d-+ 21

    #dulo de edici#n de c3a

    ,0.5/0.5/0.5*- + 425

    Ca&les de cone"i#n

    otros

    (. MARCO TEORICO:

    'os transforadores son $ro&a&leente la $arte del eui$o de ayor uso en

    la industria elctrica. ar%an su taa6o desde unidades iniaturas $ara radios

    de transisores asta unidades gigantescas ue $esan toneladas y ue se

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    e$lean en estaciones centrales de distri&uci#n de energ%a elctrica! sin

    e&argo todos los transforadores tienen las isas $ro$iedades &ásicas!

    ue son las ue se verán a continuaci#n.

    Cuando e"iste una cone"i#n utua entre dos &o&inas o devanados! un

    ca&io en la corriente ue $asa $or uno de ellos induce un voltaje al otro.8odos los transforadores $oseen un devanado $riario y uno o ás

    secundario. +l devanado $riario reci&e energ%a elctrica de una fuente de

    alientaci#n y aco$la esta energ%a al devanado secundario ediante un

    ca$o agntico varia&le.

    'a energ%a toa la fora de una fuer(a electrootri( ue $asa $or el

    devanado secundario y se conecta una carga a ste! la energ%a se transfiere

    a la carga. *s% $ues! la energ%a elctrica se $uede transferir de un circuito aotro sin ue e"ista una cone"i#n f%sica entre a&os. 'os transforadores son

    indis$ensa&le en la distri&uci#n de la $otencia elctrica ue este a una

    corriente a un voltaje dado! en una $otencia euivalente a otra corriente y

    voltajes dados.

    Cuando un transforador está funcionando $asan corrientes alternas $or sus

    devanados y esta&lece un ca$o agntico alterno en el n9cleo del ierro.

    Coo resultado se $roducen $rdidas de co&re y ierro ue re$resentan

    $otencia real ,:atts- y ue acen ue el transforador se caliente. ;ara

    esta&lecer un ca$o agntico se reuiere una $otencia reactiva ,vars- ue

    se o&tiene de una l%nea de alientaci#n. ;or estas ra(ones! la $otencia total

    entregada del devanado $riario es sie$re ligeraente ayor ue la

    $otencia total entregada $or el devanado secundario. in e&argo! se $uede

    decir! a$ro"iadaente en casi en todos los transforadores)

    Potencia del primario (watts) = Potencia del secundario (watts).

    Voltaje del amperímetro (VA) = Voltaje del secundario (VA).

    Vars del primario = vars del secundario.

    Cuando el voltaje del $riario se eleva as allá de su valor noinal! el n9cleo

    del ierro ,lainaciones- coien(a a saturarse y la corriente de

    agneti(aci#n ,de e"citaci#n- auenta con gran ra$ide(.

    'os trasforadores $ueden sufrir cortos circuitos accidentales causados $or 

    desastres naturales o otivados $or el o&re. 'as corrientes de corto

    circuito $ueden ser uy grandes y! a enos ue se interru$an! uean el

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    transforador en un corto tie$o! el o&jetivo de este e"$eriento es ostrar 

    estos $untos i$ortantes.

    ). PROCEDIMIENTO:

    A$*+,#+-/0: +n este e"$eriento de la&oratorio se anejan altos voltajes.4+ o% #,+% $+*0-0$o% /-$++-$/+-#+% $+ #,0-%6o,20$o, 

    20,0$o% +- 0 0,0 $+ 2;$4o.

    0. A-o#+ + *o#08+ -o2/-0 $+ 0$0 4-o $+ o% $+*0-0$o%:

    8erinales 1 a 2 > 1? V c-a

    8erinales a 4 > ?5 V c-a

    8erinales 5 a ? > 1? V c-a

    =@ E%,/=0 + *o#08+ -o2/-0 +-#,+ o% %/4/+-#+% #+,2/-0+% $+

    o-+/;-:

    8erinales a 7 > 1?& V c-a

    8erinales 7 a > ) V c-a

    8erinales a 4 > 5 V c-a

    8erinales a > 15? V c-a

    8erinales 7 a 4 > 1?& V c-a

    8erinales 5 a @ > )? V c-a

    8erinales 5 a @ > )? V c-a

    @ I$+-#/6/>4+ 0 o-+/;- -o2/-0 $+ 0$0 4-0 $+ 0% %/4/+-#+%

    o-+/o-+%:

    8erinales 1 a 2 > ?7( A c-a

    8erinales a 4 > ?73 A c-a

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    8erinales 5 a ? > ?7( A c-a

    8erinales a 7 > ?73 A c-a

    8erinales a 4 > ?73 A c-a

    3. U%+ 0 +%00 20% =080 $+ o22+#,o < 2/$0 < 0-o#+ 0% ,+%/%#+-/0%

    +- c-d  $+ 0$0 4-o $+ o% $+*0-0$o%:8erinales 1 a 2 > &?

    8erinales a 4 > )3.33

    8erinales a 7 > 3&).)

    8erinales 7 a > (3.33

    8erinales a 4 > 3.3

    8erinales 5 a ? > &?

    8erinales 5 a @ > 1? 8erinales @ a ? > 1?

    &. A o-#/-40/;- 2+$/,9 o% *0o,+% $+ %+4-$0,/o %/- 0,07 40-$o

    %+ 0/0 120V c-a 0 $+*0-0$o ,/20,/o.

    a- Conecte el circuito ue se ilustra en la figura.

    &- Conecte la fuente alientaci#n y ajustera a 120 c3a! seg9n lo ue

    indiue el volt%etro conectado a los terinales 4 y

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    d- Redu(ca a cero el voltaje y desconecte la fuente alientaci#n.

    e- Re$ita los $rocediientos ,&! c y d- idiendo el voltaje de salida

     E2  $ara cada devanado ue se indica.

    f) devanado 1 a 2 > 11 Vc-a

      devanado a 4 > 1? V c-a

      devanado a 7 > 11 V c-a

      devanado 7 a > 1?) V c-a

      devanado a 4 > ) V c-a

      devanado 5 a ? > ) V c-a

      devanado 5 a @ > )? V c-a

      devanado @ a ? > ( V c-a

    (.

    0. Co-4+,$0 o% *0o,+% 2+$/$o% o- o% *0o,+% -o2/-0+% %/

    04-o $/6/+,+ +/>4+ o, >4".

    Casi coinciden los valores toados anteriorente en 4-f  ! ya ue esto

    varia $or la a$reciaci#n de uin está toando los datos coo ta&in

    del instruento ya ue estos instruentos no son digitales y a deás

    ya son un $oco antiguos ya ue con los a6os transcurridos $uede

    variar en las edidas.

    =. P4+$+ 2+$/, o% *0o,+% $+ o,,/+-#+ 20-+#/0-#+ J$+

    +/#0/;-@ Po, >4"

    ;or lo general

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    .

    a. Conecte el circuito ue a$arece en la figura. =&serve el edidor de

    corriente I 2  $one en corto circuito el devanado 5 a ?

    &. Conecte la fuente alientaci#n y auente gradualente el voltaje

    asta ue la corriente del cortocircuito I 2  sea 0.4 A c-a.

    c. ida y anote I 1 y E

    2

    .

      I 1=0.41  A c−a

     E1=5V c−a

     I 2=0.4 A c−a

    d. Redu(ca a cero el voltaje y desconecte la fuente de alientaci#n.

    e. Calcule la relaci#n de corriente.

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     I 1

     I 2=1.02

    f. A+s igual la relaci#n de corriente a la relaci#n de vueltasB

    i $orue el voltaje de $riario y secundario es el iso valor de alfa

    es constante y el voltaje de 120 .

    5.

    a. Conecte el circuito ue a$arece en la figura. =&serve ue el edidor 

    de corriente I 3  $one en cortocircuito al devanado a 4.

    &. Conecte la fuente alientaci#n y auente gradualente el voltaje

    asta ue la corriente ue $asa $or el devanado I 1  sea 0.4 A c-a.

    c. ida y anote I 3 y E

    1 .

       I 3=0.24  A c

    −a

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     E1=2.5V c−a

    d. Redu(ca a cero el voltaje y desconecte la fuente de alientaci#n.

    e. Calcule la relaci#n de corriente.

     I 1

     I 3=

    1.67

    f. A+s igual la relaci#n de corriente a la relaci#n de vueltasB

    i es el iso ya ue al reali(ar la divisi#n del n9ero de vueltas del

    $riario $ara el n9ero de vueltas del secundario se o&tiene el

    resultado de 1.7! ue es lo iso al dividir I 1/ I 

    3 .

    . A o-#/-40/;- $+#+,2/-0,0 + +6+#o $+ %0#4,0/;- $+ -K+o +- 0

    o,,/+-#+ $+ +/#0/;- $+ 4- #,0-%6o,20$o,.

    a. Conecte el circuito ue se ilustra en la figura. =&serve ue las

    terinales 4 y 5 de la fuente de alientaci#n se van a utili(ar aora.

    +stas terinales $ro$orcionan un voltaje varia&le de 0-20 V c-a.

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    &. Conecte la fuente de alientaci#n y aj9stela a 25 c3a! toado esta

    lectura el volt%etro conectado a las terinales 4 y 5 de la fuente de

    alientaci#n.

    c. ida y anote la corriente de e"citaci#n E

    1 ! y el voltaje de salida

     E1  $ara cada voltaje de entrada.

     E1  V c-a   I 1  mA c-a   E1  V c-a

    25 0 25

    50 0 50

    75 0.02 75

    100 0.04 100

    125 0.0? 125

    150 0.12 150

    175 0.2 175

    200 0.5 200

    d. Redu(ca a cero el voltaje y desconecte la fuente de alientaci#n.

    1?.a. arue de corriente anotados en una gráfica. 'uego trace la curva

    continua ue $ase $or todos los $untos arcados.

    &. =&serve ue la corriente de agneti(aci#n auenta rá$idaente

    des$us de alcan(ar cierto voltaje de energ%a.

     I 1  mA c-a   E1  V c-a

    0 25

    0 500.02 75

    0.04 100

    0.0? 125

    0.12 150

    0.2 175

    0.5 200

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    0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.40

    50

    100

    150

    200

    250

    c. Aa variado la relaci#n de voltaje entre los dos devanados! de&ido a la

    saturaci#n del n9cleo! e"$liue $orueB

    4+ 0%0 o, + $+*0-0$o %+4-$0,/o 0 )764+,0 1 A 07 C49 %+,0 0 o,,/+-#+ >4+ 0%0,0 o, + $+*0-0$o ,/20,/o

    1 0

    V 1

    V 2

    = I 

    2

     I 1

    =120V 

    60V =1 A

     I 1

    =∝

     I 1=0.5 A

    . S/ %+ o-+ +- o,#o/,4/#o + $+*0-0$o %+4-$0,/o 0 5 < + $+*0-0$o,/20,/o ( 0 ) #o20 4-0 o,,/+-#+ $+ ?.( A 0.

    0@ Calcule la corriente de cortocircuito ue $asa $or l devanado 7 a .

    V 1

    V 2=

     I 2

     I 1=120V 

    76V =

     I 2

    0.5 A=∝

     I 2=0.78 A

    =@ A;or u se de&en reali(ar estas $rue&as con la ayor ra$ide( $osi&leB

    ;orue si no se reali(a rá$ido es$ecialente en la $rue&a de cortocircuito se

    genera gran cantidad de calor ue $odr%a causar da6os en el transforador.

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    3. S/ %+ 0/0 1? V 0 0 $+*0-0$o 3 0 &7 /-$/>4+ o% *o#08+% >4+ %+ #+-$,9-

    +-:V 

    1

    V 2=

     I 2

     I 1=∝

    0@ Devanado 1 a 2 > 1.5( V 0 =@ Devanado 5 a @ > 1.5( V 0 @ Devanado 7 a > 1? V 0 $@ Devanado 5 a ? > 1.5( V 0 

    &. C49 $+ o% $+*0-0$o% $+ ,o+$/2/+-#o $/%/0 29% 0o, o, >4"

    Disi$a ás calor la cone"i#n de la figura @32 ya ue $roduce ayor $otencia ue la

    cone"i#n de la figura @3

    (. S/ %+ 0/0,0 4- *o#08+ $+ 1?V 0 0 $+*0-0$o 1 0 o- + $+*0-0$o ( 0

    ) +- o,#o/,4/#o:0@ ACuál ser%a la corriente de cada devanadoB

    V 1

    V 2=

     I 2

     I 1=∝

    120V 

    120V =0.5 A

    0.5 A=1=∝

     I 2=0.5 A    I 1=0.5 A

    =@ ACuántas veces es ayor esta corriente ue su valor noralB

    +n &ase al valor o&tenido en la figura anterior! la corriente es 0.1 * ayor ue la

    corriente del nueral 7 literal c.

    @ ACuántas veces es ayor el calor generado en los devanados en estas

    condiciones! ue en condiciones noralesB

    Relacionando las $otencias en la figura anterior se genera ás calor! 1.15 vecesás ue el calor del nueral 7 literal c .

    . CONCLUSIONES ' RECOMENDACIONES:

     

     *l reali(ar la $ráctica nos colocaos con los eui$os de $rotecci#n

    $ersonal! adeás verificar si e"iste alg9n des$erfecto en cada uno de

    los #dulos en ue vayaos a tra&ajar.

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    8ener cuidado con los instruentos y eui$os ya ue $odr%aos

    $rovocar alg9n da6o a los eui$os en caso de e"istir avisar al instructor