ESCUELA POLITECNICA NACIONAL

ESCUELA POLITCNICA NACIONAL

FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA

LABORATORIO DE CONVERSION E/M DE ENERGIA

INFORME DE LABORATORIO

Prctica No. 4 Tema: EL AUTOTRANSFORMADOR

Realizado por:

Estudiantes: Arcos Enriquez Luis JeampoolGrupo: 3 Santiago David Pilicita

Fecha de entrega: 06 / 01 / 2015Perodo: 2014-B

OBJETIVOS: Determinar el comportamiento del autotransformador, las ventajas y desventajas que tiene ste.

EQUIPOS: Transformador monofsico Ampermetro de ca Voltmetro de ca

INFORME

1.- CALCULAR EL RENDIMIENTO COMO TRANSFORMADOR Y COMO AUTOTRANSFORMADOR. ANALIZAR Y JUSTIFICAR LOS RESULTADOS OBTENIDOS.

Autotransformador 110/220 V

CargasPin[W]Vin[V]Iin[A]Vout[V]Iout[A]Pout[W]%

Vacio0110.20220000

1635107.16.02206.32.8577.6490.96

21108105.111.06192.55962.586.86

Carga 1:

Carga 2:

Rendimiento promedio: 88.91%

Transformador monofsico 110/220 VDatos obtenidos en la prctica anterior

Carga 1:

Carga 2:

Carga 3:

Carga 4:

Carga 5:

Rendimiento promedio 47.97 %

Anlisis y justificacin de los datos obtenidos

Los resultados obtenidos muestran la veracidad de una de las propiedades del autotransformador la cual es que el autotransformador tiene menores perdidas de potencia, debido a que por su estructura posee menores reactancias de dispersin.Es decir el autotransformador posee un mayor rendimiento comparado con el transformador monofsico de dos devanados. Ambos poseen la misma relacin de transformacin 110/220 V

2.- POR QU LA EFICIENCIA DE UN AUTOTRANSFORMADOR ES POR LO GENERAL MS ALTA QUE LA DE UN TRANSFORMADOR ESTNDAR DE RELACIN DE VOLTAJE Y KLOVOLT-AMPERES NOMINALES SIMILARES?

Por lo mencionado anteriormente, se debe a que el autotransformador tiene menores reactancias de dispersin, lo cual hace que se tengan menores perdidas de potencia, adems de que una parte de la potencia que entra al autotransformador pasa al secundario por acoplamiento magntico y otra parte pasa por conduccin elctrica.

3.- POR QU EN UN AUTO AUTOTRANSFORMADOR SE OBTIENE UNA POTENCIA MAYOR QUE LA QUE SE TENDRA COMO UN TRANSFORMADOR ESTNDAR?

Unas de las caractersticas de un autotransformador es el hecho de que a diferencia de los transformadores de varios bobinados, este transformador no brinda un aislamiento galvnico entre el primario y el secundario dado que ambos estn conectados fsicamente mediante el devanado comn. Esta caracterstica nos brinda la posibilidad de poder manejar mayor potencia que un transformador conectado en forma convencional.Esto se puede demostrar de la siguiente manera:

Las potencias que entran y salen al transformador supuesto ideal son:

Por otro lado la potencia que maneja cada devanado es:

Por lo tanto obtenemos

Aqu se puede ver que mientras ms pequeo es el nmero de vueltas del devanado serie respecto al devanado comn mayor ser la ventaja en cuanto a la potencia, ya que los devanados manejarn menos potencia que la que realmente circula por el transformador.

4.- SI SE DISPONE DE UN TRANSFORMADOR DE DISTRIBUCIN DE ALTA RELACIN DE TRANSFORMACIN, SEALE LA CONEXIN CORRECTA ENTRE EL LADO DE BAJA Y EL LADO DE ALTA CUANDO EST CONECTADO COMO AUTOTRANSFORMADOR.

Se debe conectar dos devanados en serie respetando su polaridad como se indica en la figura 1.

Figura 1.

5.- SEALE LAS APLICACIONES DE LOS AUTOTRANSFORMADORES.

DISTRIBUCIN DE ENERGASe utiliza para interconectar sistemas que operan a diferentes clases de tensin por ejemplo, 138 kV a 66 kV para la transmisin.En la industria se utiliza para adaptar la maquinaria construida para suministros de 420v a 220v Tambin se utilizan a menudo para proporcionar conversiones entre las dos bandas de tensin de red domsticas comunes en el mundo.

AUDIOSe utilizan para adaptar los altavoces a los sistemas de distribucin de audio de tensin constante y por la adaptacin de impedancia como entre un micrfono de baja impedancia y una entrada de amplificador de alta impedancia.

FERROCARRILESEn los sistemas ferroviarios de alta velocidad.

APLICACIONES DE ARRANQUESe utilizan autotransformadores tambin como mtodo de arranque suave para motores de induccin tipo jaula de ardilla, los cuales se caracterizan por demandar una alta corriente durante el arranque. Si se alimenta el motor conectndolo a la toma menor de un auto transformador, el voltaje reducido de la alimentacin resultar en una menor corriente de arranque y por lo tanto en condiciones ms seguras de operacin, tanto para el motor como para la instalacin elctrica. Una vez que el motor ha alcanzado suficiente velocidad, se puede ir aumentando el voltaje de alimentacin (en tantos pasos como tomas posea el autotransformador) gradualmente, hasta llegar al voltaje de la red (cuando la relacin de tomas es 1:1).

6.- SEALE LAS VENTAJAS Y LAS DESVENTAJAS DE UN AUTOTRANSFORMADOR.

VENTAJAS

La gran ventaja que se consigue con el empleo de los autotransformadores, que consiste en que su ncleo es ms pequeo que el de un transformador de igual potencia. Esta ventaja es tanto mayor cuanto ms prximos son los valores de las tensiones primaria y secundaria.

Menos corriente, el autotransformador necesita menos cantidad de corriente para generar el flujo en el ncleo.

Solo un porcentaje de la energa se trasmite por induccin, esto significa menor flujo del campo y menor tamao del ncleo de hierro. Por lo tanto se obtienen transformadores ms livianos.

El transformador lleva un solo bobinado, por lo tanto es ms fcil de construir y requiere menos cobre. En consecuencia es ms econmico.

Parte de la energa del transformador se transmite elctricamente. Las perdidas elctricas siempre son menores que las perdidas magnticas, por lo tanto, el autotransformador tiene mayor rendimiento.

DESVENTAJAS

El mayor inconveniente del autotransformador consiste en el hecho de que ambos circuitos, primario y secundario, tienen un punto comn (el puente de conexin), lo que entraa la posibilidad de que, por error o avera en la lnea de alta tensin, el valor de sta se comunique a la lnea de baja tensin, con los peligros subsiguientes, si los aislamientos de la red de baja no estn previstos para la alta tensin.

La impedancia de entrada del autotransformador es menor que la del transformador comn, es decir que si por alguna razn se produce un cortocircuito a la salida, la corriente que circulara por la entrada ser mayor que en un transformador comn. Y esto representa un mayor riesgo en la instalacin elctrica.

En sistemas de transmisin de energa elctrica, los autotransformadores tienen la desventaja de no filtrar el contenido armnico de las corrientes y de actuar como otra fuente de corrientes de falla a tierra.

CONCLUSIONES

1. A menor nmero de espiras del devanado serie mayor potencia del autotransformador.2. La potencia aparente del autotransformador es mayor que la potencia aparente que cuando est estructurado como transformador convencional. Tanto como el autotransformador como el transformador cumplen con las mismas caractersticas de voltaje nominal y relacin de transformacin.3. En ciertas instalaciones elctricas es ms seguro utilizar un autotransformador ya que gracias la conexin elctrica entre los devanados, se necesita menos corriente de excitacin para establecer el mismo flujo en el ncleo.

PILICITA SANTIAGO

Los autotransformadores tiene varios usos como hemos podido ver en las aplicaciones, pero para adquirirlos o comprarlos se debe tener en cuenta todas sus ventajas y desventajas y si este autotransformador es la solucin a nuestros requerimientos tcnicos.

La eficiencia de los autotransformadores es ms elevada que los transformadores comunes pero en el momento que se produce una falla, sus costos de reparacin son ms elevadas, por esta razn en la industria no se utilizan mucho.

Al conectar un transformador como autotransformador hay que tener mucho cuidado y utilizar ms elementos proteccin ya que no existe aislamiento entre los circuitos primario y secundario de cada fase, pues se trata del mismo devanado que acta a la vez como primario y como secundario.

ARCOS LUIS

1.9 RECOMENDACIONES

Se debe determinar la polaridad correcta de cada bobinado, de no hacerlo se puede daar los transformadores. Se debe tomar en cuenta la forma correcta de conectar cada uno de los instrumentos dentro de la prctica.

1.10 BIBLIOGRAFA Y REFERENCIA

[1] El autotransformador. Disponible en: http://www1.frm.utn.edu.ar/electromecanica/materias%20pagina%20nuevas/maquinas%20electricas/apuntes/transformadores/65a78_Autotransformador.pdf[2] Tipo y funcin de un autotransformador. LUDA M. Junio de 2008. Disponible en: http://senamantenimientoelectrica95.blogspot.com/2011/06/ventajas-y-desventajas-del.html[3] Autotransformador. Disponible en: http://www.nichese.com/trans-auto.html[4] Autotransformador. Disponible en: https://eva.fing.edu.uy/pluginfile.php/66928/mod_resource/content/1/Transformadores/Autotransformadores.pdf