Eligheorcohilasig4

1. TRANSFORMADORES
INTEGRANTE
ELIGHEOR COHIL
19170084
REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD FERMIN TORO
FACULTAD DE INGENIERIA
CATEDRA DE CIRCUITOS ELECTRICOS II

3. INTRODUCCION
El sistema eléctrico debe cumplir con la tarea de generar energía eléctrica en los lugares más idóneos para tal fin,
transformar esa electricidad a unas características propicias para transportarla grandes distancias, transformarla
nuevamente para poder ser distribuida en los centros de consumo y finalmente adaptarla a valores aptos para los usuarios.
Actualmente los sistemas operan con energía eléctrica en forma de corrientes alternas trifásicas, esto es debido a su
facilidad para modificar las tensiones de transporte por medio de transformadores. Otra razón para el uso de corrientes
alternas trifásicas es la simplicidad de los generadores y transformadores que trabajan con este tipo de corrientes, así
mismo resulta también más sencilla y económica la transmisión y la distribución de este tipo de corrientes.
Los transformadores eléctricos han sido uno de los inventos más relevantes de la tecnología eléctrica. Sin la existencia de
los transformadores, sería imposible la distribución de la energía eléctrica tal y como la conocemos hoy en día. La
explicación es muy simple, por una cuestión de seguridad no se puede suministrar a nuestros hogares la cantidad de Kw
que salen de una central eléctrica, es imprescindible el concurso de unos transformadores para realizar el suministro
doméstico.
Sabiendo la importancia del transformador para la vida moderna, pasemos a definir qué es exáctamente el transformador.
El transformador básico es un dispositivo eléctrico construido con dos bobinas acopladas magnéticamente entre sí, de tal
forma que al paso de una corriente eléctrica por la primera bobina (llamada primaria) provoca una inducción magnética
que implica necesariamente a la segunda bobina (llamada secundaria) y provocando con este principio físico lo que se
viene a llamar una transferencia de potencia.
También se puede definir de la siguiente manera, aunque esta nueva definición hace hincapié en su funcionalidad:
El transformador
Es un dispositivo eléctrico que utilizando las propiedades físicas de la inducción electromagnética es capaz de elevar y
disminuir la tensión eléctrica, transformar la frecuencia (Hz), equilibrar o desequilibrar circuitos eléctricos según la
necesidad y el caso específico. Transportar la energía eléctrica desde las centrales generadoras de la electricidad hasta las
residencias domésticas, los comercios y las industrias. Dicho dispositivo eléctrico también es capaz de aislar circuitos de
corriente alterna de circuitos de corriente continua.

4. Hace algo más de un siglo que se inventó el Transformador. Este dispositivo ha
hecho posible la distribución de energía eléctrica a todos los hogares, industrias,
etc. Si no fuera por el transformador tendría que acortarse la distancia que
separa a los generadores de electricidad de los consumidores.
Se denomina transformador a un dispositivo electromagnético (eléctrico y
magnético) que permite aumentar o disminuir el voltaje y la intensidad de una
corriente alterna de forma tal que su producto permanezca constante (ya que la
potencia que se entrega a la entrada de un transformador ideal, esto es, sin
pérdidas, tiene que ser igual a la que se obtiene a la salida). Ojo no hay
transformadores de corriente continua . Como la mejor forma de transportar la
corriente eléctrica es en alta tensión, pero después hay que disminuirla hasta
220V al llegar a las viviendas, solo es posible transportar la corriente en c.a. ya
que existen transformadores. Nunca se transporta en c.c.
Los transformadores son dispositivos basados en el fenómeno de la inducción
electromagnética y están constituidos, en su forma más simple, por dos bobinas
devanadas sobre un núcleo cerrado de hierro dulce. Este conjunto de vueltas se
denominan: Bobina primaria o "primario" a aquella que recibe el voltaje de
entrada y Bobina secundaria o Secundario" a aquella que entrega el voltaje
transformado.

5. Transformador
Es una máquina estática que se
utiliza para aumentar o disminuir
tensiones en corriente alterna sin
alterar en el proceso la
frecuencia de ésta.
Consta de las siguientes partes:
 Núcleo: Compuesto por
chapas ferromagnéticas
 Bobinado primario: Es la
parte del transformador que
se conecta a la red de C.A.
 Bobinado secundario: Es la
parte del transformador por
la que se obtiene la tensión
transformada.

6. Características constructivas de
un transformador
 Teniendo en cuenta todo lo
anterior, se construyen los
núcleos del tamaño más
apropiado, mediante un
conjunto de chapas apiladas,
sujetas posteriormente con
tornillos.
 El formato normal es el
denominado E-I compuesto por
chapas con estas formas. Otro
formato el T&U
 El carrete conteniendo el
bobinado se suele acoplar
siempre a la rama central de la
E.
El hilo conductor esta aislado
con una capa de esmalte.
La potencia del transformador
depende de la sección del hilo y
el tamaño del núcleo.

7. Funcionamiento de un transformador
1. Transformar una tensión
alterna en otra tensión
alterna de diferente
magnitud. Siendo
reversible.
2. El bobinado primario se
conecta directamente a la
red eléctrica.
3. Se crea un campo
electromagnético que
circula por el núcleo y que
llega hasta el bobinado
secundario.
4. En todo este proceso
se mantiene constante
la frecuencia original
de la red, 50 Hz, a
igual que cualquier
variación de la tensión
en el primario se
reflejarán
proporcionalmente en
el secundario.
5. Sus tres parámetros
son su tensión de
secundario, su
potencia nominal y su
factor de regulación.

8. Tipos de transformadores
 Transformador
reductor. La tensión
obtenida en el
secundario es inferior
que la tensión en el
primario. Se debe
cumplir que el
número de espiras del
primario N1 sea mayor
que las del secundario
N2.

9. Tipos de transformadores
 Transformador
elevador. La tensión
obtenida en el
secundario es superior
que la tensión en el
primario. Se debe
cumplir que el número
de espiras del primario
N1, sea menor que las
del secundario N2.

10. Aislamiento eléctrico de un
Transformador
1. El aislamiento posee la
capacidad que tiene el
transformador de
soportar diferentes
tensiones altas, sobre
todo entre el primario y
secundario.
2. La ventaja de disponer de
un buen aislamiento es la
protección y seguridad del
circuito conectado al
secundario, si el primario
se conecta a la red
eléctrica. Supone además
una seguridad para el
usuario.
El aislamiento eléctrico entre devanados de un
transformador es muy importante:

11. Clasificación de los transformadores
 Transformador de
alimentación
Transformador de
audiofrecuencia
Transformador de alta
frecuencia

12. DIFERENCIAS ENTRE UN TRANSFORMADOR
REAL Y UN TRANFORMADOR IDEAL

13. TRANSFORMADOR IDEAL TRANSFORMADOR DE
NUCLEO DE AIRE
Las pérdidas por la bobina, debido a las
resistencias parásitas son iguales a cero.
Los trasformadores reales tienen perdidas de
bobinas porque poseen resistencias.
Toda la potencia producida por el primario se
transmite al secundario sin perdida.
Poseen núcleos con corrientes parasitas y
perdidas que aumentan el calor.
Se basan primordialmente en los
componentes que integran el transformador
real o núcleo del aire y las perdidas por
calentamiento.
El acoplamiento entre la primaria y
secundaria es más conveniente describir en
términos de la inductancia mutua.
La relación de tensiones de entrada y salida
es igual a la relación de números de espinas
de los bobinados.
El flujo de la bobina primaria no es
completamente capturado por la secundaria,
por lo cual hay que tener en cuenta el flujo
de dispersión.
El grado de acoplamiento (inductancia
mutua) entre los bobinados de un
transformador de núcleo de aire es mucho
menor que el de un equivalente de núcleo de
hierro del transformador.
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.

14. 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.

15. Relación de transformación Primaria y
Secundaria
 Las propiedades de transformación dependen casi por completo del número de espiras
del primario y el secundario y en el caso ideal, la relación entre la tensión obtenida en
el secundario o salida y el de entrada al primario será la relación entre el número de
espiras de ambos.
Especificaciones:
 Tensión primario
 Tensión secundario
 Corriente secundario
 Potencia secundario
Relaciones básicas:
VP NP IS
----- = ------ = ------
VS NS IP
VP es el voltaje en el primario
VS es el voltaje en el secundario
NP es el número de vueltas en el primario
NS es el número de vueltas en el secundario
IP es la corriente en el primario
IS es la corriente en el secundario

16. 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

17. 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

19. La inductancia mutua es un fenómeno básico para la operación del
transformador, un dispositivo eléctrico que se usa actualmente en casi
todos los campos de la ingeniería eléctrica. Este dispositivo es una parte
integral en los sistemas de distribución de potencia y se encuentra en
muchos circuitos electrónicos e instrumentos de medición.
Esta se presenta cuando dos bobinas se encuentran dentro del alcance
magnético, una de la otra, de tal modo que las líneas de fuerza se
enlazan con el devanado de la segunda, se llama acoplamiento, y si
todas las líneas de la una atraviesan a las vueltas del devanado de la
otra, tendremos un acoplamiento unitario. Pueden existir diversos
porcentajes de acoplamiento, debido a la posición mecánica de las
bobinas. el símbolo para la inductancia mutua es la letra M, su
unidad de medida es el Henry.

20. El transformador está formado por dos bobinas colocadas de modo
que el flujo cambiante que desarrolla una enlace a la otra, como se
aprecia en la figura.
Esto producirá un voltaje inducido a través de cada bobina. Para
diferenciar las bobinas, aplicaremos la convención de los
transformadores de que:
La bobina a la que se aplica la fuente de alimentación se
denomina el primario y la bobina a la que se aplica la carga se
conoce como el secundario.
Para el primario del transformador de la figura la aplicación de la
Ley de Faraday tendrá como resultado:

21. Lo que pone de manifiesto que el voltaje inducido a través del
primario es directamente proporcional al número de vueltas en el
primario y a la velocidad de cambio del flujo magnético que enlaza la
bobina primaria. O a partir de la ecuación:
Lo cual revela que el voltaje inducido a través del primario es
directamente proporcional a la inductancia del primario y a la velocidad
de cambio de la corriente a través del devanado primario.
La magnitud de es, el voltaje inducido a través del secundario, se
determina mediante
En donde Ns es el número de vueltas en el devanado secundario y
Om es la parte del flujo primario tetap que enlazar el devanado del
secundario. Si todo el flujo del primario enlaza el secundario, en tal
caso:
El coeficiente de acoplamiento entre dos bobinas se determina
mediante

22. Debido a que el nivel máximo de «1>m es «1>p, el coeficiente de
acoplamiento entre dos bobinas nunca puede ser mayor que l.
El coeficiente de acoplamiento entre varias bobinas aparece en la
figura. Observe que, para el núcleo de hierro, k se aproxima a 1,
mientras que para el núcleo de aire, k es considerablemente menor. Se
dice que las bobinas con bajos coeficientes de acoplamiento tienen un
acoplamiento débil.
Para el secundario, tenemos.
La inductancia mutua entre las dos bobinas de la figura se
determina mediante

23. Observe en las ecuaciones anteriores que el símbolo para la
inductancia mutua es la letra M, y que su unidad de medida, al igual que
para la auto inductancia, es el Henry. En forma textual, las
ecuaciones plantean que
La inductancia mutua entre dos bobinas es proporcional al cambio
instantáneo en el flujo que enlaza a una bobina producido por un
cambio instantáneo en la corriente a través de la otra bobina.
En términos de la inductancia de cada bobina y el coeficiente de
acoplamiento, la inductancia mutua se determina mediante:
Entre más grande es el coeficiente de acoplamiento (enlaces de flujo
más grandes), o entre más grande es la inductancia de cualquier bobina,
m4s alta es la inductancia mutua entre las bobinas. Relacione este hecho
con las configuraciones.
El voltaje del secundario es también se encuentra en
términos de la inductancia mutua

25. Convención de puntos
 Si una corriente ENTRA
en la terminal punteada
de una bobina, la
polaridad de referencia
de la tensión mutua en
la segunda bobina es
positiva en la terminal
punteada de la segunda
bobina.
 Si la corriente deja la
terminal punteada d3e
una bobina, la
polaridad de
referencia de la
tensión mutua en la
segunda bobina es
negativa en la
terminal punteada de
la segunda bobina.

26. Calcule las corriente fasoriales I1 e I2, en el circuito:
Solución:
Para la bobina 1, la LTK da para la bobina 2, la LTK da
-12 +(-j4 +j5) I1 - j3 I2 = 0 -3jI1 + (12+j6) I2 = 0
jI1 - j3 I2= 12 𝐼 =
12+𝑗6 𝐼2
𝑗3
I= (2-j4) I2
12∠ 0° 𝑉
−𝑗4Ω 𝑗3Ω
𝑗6Ω
12Ω
j5Ω

27. Sustituyendo esto en la ecuación que nos queda de la primera bobina
encontramos el valor de una de las corriente:
(j2 + 4 – j3) I2 = (4 - j) I2 - 12 ó 𝐼2 =
12
4 − 𝑗
=
2.91 ∠ 14.04° 𝐴
Ya encontrada I2 , sustituimos en la ecuación de I1
𝐼1 = (2 − 𝑗4)𝐼2 = (4.472 ∠ − 63.43 °)(2.91 ∠14.04°)
𝐼1 = 13.01 ∠ − 49.39° 𝐴
Por se bobinas acopladas, el signo de la tensión mutua V2 esta
determinada por la polaridad de referencia para V2 y la dirección de I1,
puesto que I1 entra a la terminal punteada de la bobina 1 y V2 es positiva
en la terminal punteada de la bobina 2, la tensión mutua es +𝑀
𝑑𝐼1
𝑑𝑡

28. CONCLUSION
Un transformador es una máquina eléctrica que permite aumentar o disminuir el voltaje o tensión en un circuito eléctrico de AC, manteniendo la
frecuencia. La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal, o sea, sin pérdidas, es igual a la que se obtiene a la salida.
Las máquinas reales presentan un pequeño porcentaje de pérdidas, dependiendo de su diseño, tamaño, etc.
El transformador, es un dispositivo que no tiene partes móviles, el cual transfiere la energía eléctrica de un circuito u otro bajo el principio de
inducción electromagnética. La transferencia de energía la hace por lo general con cambios en los valores de voltajes y corrientes.
Un transformador elevador recibe la potencia eléctrica a un valor de voltaje y la entrega a un valor más elevado, en tanto que un transformador
reductor recibe la potencia a un valor alto de voltaje y la entrega a un valor bajo.
Los transformadores son dispositivos basados en el fenómeno de la inducción electromagnética y están constituidos, en su forma más simple, por
dos bobinas devanadas sobre un núcleo cerrado de hierro dulce o hierro silicio. Las bobinas o devanados se denominan primario y secundario según
correspondan a la entrada o salida del sistema en cuestión, respectivamente. También existen transformadores con más devanados; en este caso,
puede existir un devanado "terciario", de menor tensión que el secundario.
Un motor eléctrico es una máquina eléctrica que transforma energía eléctrica en energía mecánica por medio de interacciones electromagnéticas.
Algunos de los motores eléctricos son reversibles, es decir, pueden transformar energía mecánica en energía eléctrica funcionando como
generadores. Los motores eléctricos de tracción usados en locomotoras realizan a menudo ambas tareas, si se los equipa con frenos regenerativos.
Se denomina generador eléctrico a todo aquel dispositivo capaz de mantener una diferencia de potencial eléctrico entre dos de sus puntos,
llamados polos, o terminales. Los generadores eléctricos son máquinas destinadas a transformar la energía mecánica en eléctrica. Esta
transformación se consigue por la acción de un campo magnético sobre los conductores eléctricos dispuestos sobre una armadura (denominada
también estator). Si mecánicamente se produce un movimiento relativo entre los conductores y el campo, se generara una fuerza electromotriz
(F.E.M.) la cual produce energía del tipo electricidad.
Una máquina eléctrica que permite aumentar o disminuir el voltaje o tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la
frecuencia. La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal, esto es, sin pérdidas, es igual a la que se obtiene a la salida
esto es el transformador.
Cuando Faraday experimento con los campos magnéticos nunca pensó que daría los primero pasos para la invención de una maquina eléctrica tan
importante en nuestras vida, ya que, lo encontramos en la mayoría de los elementos eléctrico y electrónicos que usamos en nuestra vida
cotidiana.

29. BIBLIOGRAFIA
• Vadez, Carlos J., "Transformadores , Operaciones y
Uso", Editorial Sistes, Madrid, España, 1999
• "Transformadores y Bobinas, Mc Grawhill, Madrid,
España, 2001
• "Guía Practica de Energía y Electrónica" Págs. 154-167,
Editorial Cultura, 1995, Madrid España.
• http://es.wikipedia.org/wiki/Transformador
• http://www.monografias.com/trabajos11/tradi/tradi.sh
tml