1. UNIVERSIDAD FERMIN TORO FACULTAD DE INGENIERIA CABUDARE – EDO LARA TRANSFORMADOR Milena Báez C.I. 16.482.757 Prof. Ing. José Morillo Diciembre, 2011

2. TRANSFORMADOR Es un dispositivo que convierte energía eléctrica de un cierto nivel de voltaje, en energía eléctrica de otro nivel de voltaje, por medio de la acción de un campo magnético. Esta constituido por dos o más bobinas de alambre, aisladas entre si eléctricamente por lo general y arrolladas alrededor de un mismo núcleo de material ferromagnético. El arrollamiento que recibe la energía eléctrica se denomina arrollamiento de entrada, con independencia si se trata del mayor (alta tensión) o menor tensión (baja tensión). El arrollamiento del que se toma la energía eléctrica a la tensión transformada se denomina arrollamiento de salida. En concordancia con ello, los lados del transformador se denominan lado de entrada y lado de salida. El arrollamiento de entrada y el de salida envuelven la misma columna del núcleo de hierro. El núcleo se construye de hierro por que tiene una gran permeabilidad, o sea, conduce muy bien el flujo magnético

4. REPRESENTACION ESQUEMATICA DEL TRANSFORMADOR La relacion entre la fuerza electromotriz inductora (EP), la aplicada devanado primario y la fuerza electromotriz inducida (ES) la obtenida en el secundario, es directamente proporcional al numero de espira de los devanados primario (NP) y secundarios (NS).

5. DIFERENCIAS ENTRE UN TRANSFORMADOR IDEAL Y UN TRANSFORMADOR DE NUCLEO DE AIRE Transformador ideal Transformador de núcleo de aire Esta constituido por un núcleo de chapas que atrapan el flujo producido por el arrollamiento primario produciendo una tensión inducida en otro arrollamiento secundario. Constituido por un núcleo de chapas aisladas y apiladas apretadamente. La potencia primario se transmite al secundario sin perdidas. Esto implica que los bobinados no tienen resistencia y que no existen flujos de dispersión, siendo todo el flujo común a ambos. No toda la potencia entregada desde el primario llega al secundario por tal motivo tiene perdidas de potencia. Estas perdidas se deben a las resistencias R1 y R2 de los bobinados y a los flujos de dispersión. La relación de tensiones de entrada y salida es igual a la relación de números de espinas de los bobinados Debido a las caídas de tensión internas, en el transformador real en carga, la tensión del secundario pierde su proporcionalidad respecto de la del primario.

6. COMO SE REFIERE DEL PRIMARIO AL SECUNDARIO El transformador esta basado en los fenómenos de inducción electromagnética. Consta de un núcleo de chapas magnéticas, al que rodean dos devanados, denominados primarios y secundarios. Al conectar el devanado primario a una red de c.a. se establece un flujo alterno en el circuito magnético, que a su vez. Inducirá las fem en el o los devanados secundarios. El primario recibe la potencia de la red, por lo tanto se debe considerar como un receptor o un consumidor. Por el contrario, el secundario se une al circuito de utilización, donde se puede considerar como un generador. En resumen, el transformador es un aparato estático de inducción electromagnética destinado a transformar un sistemas de corrientes variables en otro o varios sistemas de corrientes, cuyas tensiones e intensidades son generalmente diferentes aunque de la misma frecuencia.

7. Flujo de Dispersión del Primario Nota: El flujo de la bobina primaria es común a la bobina secundaria Flujo del secundario = 0 Flujo de dispersión = 0

8. Flujo de Dispersión del Secundario Nota: El flujo de la bobina primaria es común a la bobina secundaria Flujo del secundario = 0 Flujo de dispersión = 0

9. Ejercicio del Primario al Secundario Hallar la potencia del primario y secundario del transformador . Datos: Vp = 120 VCA Vs = 24 VCA Ip = 0.5 A Is = 2.5 A Formula: Pp = Ps Vp * Ip = Vs * Is Sustituyendo: (120VCA) *(0.5A) = (24VCA) * (2.5A) 60 W = 60 W Potencia del devanado secundario es igual a la potencia del devanado primario

10. Inductancia Mutua Ejemplo: El coeficiente de acoplo de dos bobinas: L1 = 0,8 h y L2 = 0,2 h, es K 0 0,9 . Hallar la inducción mutua M y la relacion del numero de espiras N1 / N2 Solucion: la inducción mutua es: Entonces, Sustituyendo en: De donde;

11. Método de Conveccion de Puntos 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 de los puntos la cual usa un punto grande que se coloca en cada uno de los extremos de las bobinas acopladas. Por lo tanto, el voltaje que se produce en la segunda bobina al entrar una corriente por el terminal del punto en la primera bobina, se toma con referencia positiva en la terminal punteada de la segunda bobina, de la misma forma una corriente que entra por la terminal no punteada de una bobina proporciona un voltaje con referencia positivo en la terminal no punteada de la otra bobina.

12. Entonces sobre un circuito eléctrico donde es inconveniente indicar los devanados así como la trayectoria de flujo se emplea el método de conveccion de punto que determinara si los términos mutuos son positivos o negativos. La conveccion de puntos se muestra a continuación: Bobinas mutuamente acopladas conectadas en serie con inductancia positiva Conveccion de puntos para la bobina anterior

13. Entonces, si la corriente a través de cada una de las bobinas mutuamente acopladas se aleja del punto al pasar por la bobina, el termino mutuo será positivo. Ahora si la flecha que indica la dirección de la corriente a través de la bobina sale del punto para una bobina y entra al punto para la otra el termino mutuo es negativo. Se debe tener en cuenta que la conveccion de punto muestra también el voltaje inducido en las bobinas mutuamente acopladas. Bobinas mutuamente acopladas conectadas en serie con inductancia negativa Conveccion de puntos para la bobina anterior

14. Entonces, en el análisis de circuitos, la conveccion del punto es una conveccion usada para denotar la polaridad del voltaje de dos componentes mutuamente inductivos, tal como el devanado en un transformador. Por consecuencias, 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 primero 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.

15. Ejemplo: Para el siguiente circuito se desea encontrar el voltaje Vx: Sabiendo que: Solución: Se determinan las corrientes de malla I1 e I2 y se aplica LVK a cada malla. Con la correcta utilización de la conveccion de los puntos se pueden escribir las ecuaciones de malla

16. Resolviendo el sistema de ecuaciones : Se obtiene: El voltaje es igual a: