Transformadores Unidad III

1. UNIVERSIDAD FERMÍN TORO
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE TELECOMUNICACIONES
LARA - CABUDARE
PROF:
Matilde García
ALUMNA:
Karen Méndez
CI. 19.414.255
SAIA B
Cabudare, Julio 2015

2. Se denomina transformador a un dispositivo eléctrico que permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna,
manteniendo la potencia. 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. Las máquinas reales presentan un pequeño porcentaje de pérdidas, dependiendo de su diseño y tamaño, entre otros
factores
El fundamento teórico que permite Visualizar el concepto
de transformador
El transformador es un dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna de un cierto nivel de
tensión, en energía alterna de otro nivel de tensión, basándose en el fenómeno de la inducción
electromagnética. Está constituido por dos bobinas de material conductor, devanadas sobre un
núcleo cerrado de material ferromagnético, pero aisladas entre sí eléctricamente. La única
conexión entre las bobinas la constituye el flujo magnético común que se establece en el núcleo.
El núcleo, generalmente, es fabricado bien sea de hierro o de láminas apiladas de acero eléctrico,
aleación apropiada para optimizar el flujo magnético. 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.
Funcionamiento
Este elemento eléctrico se basa en el fenómeno de la inducción electromagnética, ya que si aplicamos una fuerza electromotriz alterna en el
devanado primario, debido a la variación de la intensidad y sentido de la corriente alterna, se produce la inducción de un flujo magnético
variable en el núcleo de hierro.
Este flujo originará por inducción electromagnética, la aparición de una fuerza electromotriz en el devanado secundario. La tensión en el
devanado secundario dependerá directamente del número de espiras que tengan los devanados y de la tensión del devanado primario.

3. Diferencias entre un transformador ideal y un transformador de núcleo de aire
Transformador ideal Transformador de núcleo de aire
Las bobinas primarias y secundarias están
acopladas magnéticamente.
No posee núcleo ferro magnético para
enlazar las bobinas primario y secundario.
El flujo esta producido por una f.m.m (fuerza
magnetomotriz) despreciable.
No cumple con la permeabilidad el núcleo,
por lo tanto el flujo esta generado por una
f.e.m (fuerza electromotriz)
Las resistencias de los devanados son nulas. El transformador consume energía por medio
de las resistencia, que son igual a las
perdidas.
Transformador ideal es un artefacto sin pérdidas, con
una bobina de entrada y una bobina de salida. Las
relaciones entre los voltajes de entrada y de salida, y
entre la corriente de entrada y de salida, se
establece mediante dos ecuaciones sencillas.
La figura l muestra un transformador ideal.
Transformador con Núcleo de Aire Se puede señalar
que tal como denota su nombre, el transformador de
núcleo de aire no posee un núcleo ferro magnético
para enlazar las bobinas del primario y del
secundario, en lo que se refiere a su estructura las
bobinas están colocadas lo suficientemente cerca
como para tener una inductancia mutua que
determina la acción del transformador.

4. Inductancia mutua
El transformador esta formado por dos bobinas
colocadas de modo que el flujo cambiante que
desarrolla una enlace a la otra, de la forma como lo
muestra la figura.
Esto producirá un voltaje inducido a través de cada
bobina. Para diferenciar las bobinas, aplicaremos la
convención de los transformadores que establece:
la bobina a la que se aplique la fuente de
alimentación se denomina el primario y la bobina a
la que se aplique la carga se conocerá como
secundario.
Se observa en la ecuación anterior 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 henrio. 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 la siguiente formula
La inductancia mutua entre dos bobinas se
determina mediante:

5. Método de convección de puntos.
Debido a que en la inductancia mutua se relacionan 4
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.
Entonces sobre un circuito eléctrico donde
es inconveniente indicar los devanados así
como la trayectoria de flujo se emplea el
método de convección de punto que
determinara si los termino mutuos son
positivos o negativos. La convección de
puntos se muestra en la siguiente figura:
Por lo tanto, el voltaje que se produce en la segunda
bobina al entrar una corriente por la terminal del punto
de la primera bobina, se toma con referencia positiva
en la terminal punteada da 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.

6. Método de convección de puntos.
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 u entra al punto para la otra el
termino mutuo es negativo. S debe tener
en cuenta que la convección de punto
muestra también el voltaje inducido en la
bobinas mutuamente acopladas
En el análisis de circuitos, la convención del punto es una
convención 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 primario y el secundario
no es importante. Básicamente los puntos indican si el
voltaje en el secundario se encuentra en fase con el
voltaje primario.

8. Ejercicio 1. Transformador de ideal

10. Ejercicio 2. Transformador de núcleo de aire

12. Ejercicio 3. Inductancia mutua

13. Ejercicio 4. Convección de puntos