PRACTICA NO. 2 ENSAYO EN VACIO Y CORTOCIRCUITO DE UN TRANSFORMADOR MONOFASICO - Circuito Equivalente -

POR:JUAN FERNANDO ROJAS ZULUAGACC: 1214718395

LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS 1

DOCENTE:FERNANDO PENILLA LARGO

UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIAFACULTAD DE INGENIERIADEPARTAMENTO DE INGENIERIA ELECTRICA2015

OBJETIVOS: 1. Perdidas en el cobre -2. Determinar los Ensayo en vaco Perdidas en el hierro -3. Ensayo en cortocircuito parmetros del transformador.4. Circuito equivalente.

PREINFORME:

1. Que se entiende por induccin, autoinduccin, induccin mutua.

INDUCCIN MUTUA :

Son 2 o ms embobinados separados electricamente, pero que estn expuestos a un mismo campo magntico. Un transformador se constituye por un ncleo de hierro dulce laminado, un embobinado primario y uno ms embobinados secundarios. Como es de suponer, todas las vueltas del embobinado estarn expuestas al campo magntico y que al reconcentrarse, este ser cortado por todas las vueltas del alambre, con lo cual se induce un voltaje en ellas.Se nombra embobinado primario al que recibe el voltaje, y secundario en el cual se induce dicho voltaje.VEmos entonces que se trata de 2 embobinados separados electricamente, pero que estn unidos por un mismo campo magntico, a este fenmeno se le denomina induccin mutua.

Autoinduccion:

Autoinduccin: es un fenmeno por el cual en un circuito elctrico una corriente elctrica (intensidad) variable en el tiempo genera (en el circuito) otra fuerza electromotriz o voltaje inducido,que se opone al flujo de la corriente inicial inductora, Es decir,tiene sentido contrario. Un inductor es un circuito que consiste en un conductor enrollado alrededor de un ncleo (ya sea de aire o de hierro). El fenmeno de autoinduccin surge cuando el inductor y el inducido constituyen el mismo elemento.Se denomina autoinduccin de un circuito a la generacin de corrientes inducidas en el circuito, cuando en l se produce una variacin del propio flujo. sta puede variar segn la intensidad de corriente.

La induccin electromagntica

Cuando movemos un imn permanente por el interior de las espiras de una bobina solenoide (A), formada por espiras de alambre de cobre, se genera de inmediato una fuerza electromotriz (FEM), es decir, aparece una corriente elctrica fluyendo por las espiras de la bobina, producida por la induccin magntica del imn en movimiento.

Si al circuito de esa bobina (A) le conectamos una segunda bobina (B) a modo de carga elctrica, la corriente al circular por esta otra bobina crea a su alrededor un campo electromagntico, capaz de inducir, a su vez, corriente elctrica en una tercera bobina.

2. Cul sera la forma para determinar las prdidas de un transformador.

Prdidas en el cobre: Los fabricantes de transformadores suelen proporcionar el dato de la potencia activa que tiene el transformador cuando se realiza el ensayo de cortocircuito. En el ensayo de cortocircuito se conecta el transformador a tensin nominal, cortocircuitando el secundario. Se mide en este ensayo la potencia consumida en el transformador en estas condiciones Pcc. A esta potencia se le denomina prdidas en el cobre a mxima potencia, porque es la consumida por los arrollamientos cuando circula la intensidad nominal.

Prdidas en el hierro: Estas prdidas dependen del flujo magntico y como ya se vio, el flujo solo vara con la tensin y sta suele ser constante. Quiere esto decir que las prdidas en el hierro son constantes ya sea en vaco o en carga nominal. La corriente en vaco suele obtenerse del ensayo de vaco, en el que se cuantifica la potencia absorbida y la tensin aplicada. El transformador se conecta sin ninguna carga en el secundario (en vacio). Pues bien, si tenemos en cuenta que de la potencia aplicada al primario (potencia total) una parte se perder en el hierro y otra en el cobre, el resto ser la potencia aplicada en el secundario (potencia til):

3. Explique cmo se realizan los ensayos en corto circuito, en vaco y para qu sirven.

Ensayo en vaco.Se efecta conectando uno de los devanados a su tensin nominal y dejando abierto el otro devanado.

Por el devanado conectado circular una corriente de intensidad de pequeo valor. La potencia perdida en el devanado es despreciable por lo la potencia consumida en el ensayoPves la necesaria para cubrir las prdidas de potencia del circuito magnticoPFe. Las prdidas en vaco son iguales a las prdidas magnticas en el hierro.Pv = PfeEn el ensayo se obtiene tambin la relacin de transformacin.m = U1 /U2

Ensayo en cortocircuito.

Se efecta conectando uno de los devanados en cortocircuito y aplicando al otro una tensin de pequeo valor Ucc, de forma que por los devanados circule una corriente con su intensidad nominal In.

La potencia consumida en el ensayo Pcc es la necesaria para cubrir las prdidas de potencia en los devanados Pcu a la carga nominal

Pcc= Pcu

La tensin de cortocircuito se expresa en tanto por ciento del valor nominal Un.

ucc = Ucc * 100 / Un

4. Cmo se calculan las prdidas en el cobre y en el ncleo.

Perdidas en el Cobre

En donde:

Perdidas en el nucleo

Donde

5. Circuito equivalente aproximado de un transformador real.

Los parmetros que aparecen en el circuito de la Figura 1 tienen un significado fsico muy concreto:Rm y Lm son los parmetros del ncleo del transformador; Rm representa las prdidas en el ncleo, mientras que Lm representa el flujo de magnetizacin confinado en el ncleo y comn a los dos arrollamientos del transformador.Rp, Lp, Rs y Ls son los parmetros de los arrollamientos; Rp y Rs representan las prdidas por efecto Joule de los dos arrollamientos del transformador, y Lp y Ls representan los flujos de dispersin de cada arrollamiento.La relacin Np/Ns es la relacin entre el nmero de espiras de los lados primario y secundario del transformador, o lo que es igual la relacin de transformacin entre tensiones y corrientes nominales de ambos lados.6. Definicin y forma de determinar la relacin de transformacin

La relacin de transformacin indica el aumento o decremento que sufre el valor de la tensin de salida con respecto a la tensin de entrada, esto quiere decir, la relacin entre la tensin de salida y la de entrada.

La relacin entre la fuerza electromotriz inductora (Ep), la aplicada al devanado primario y la fuerza electromotriz inducida (Es), la obtenida en el secundario, es directamente proporcional al nmero de espiras de los devanados primario (Np) y secundario (Ns) , segn la ecuacin:

La relacin de transformacin (m) de la tensin entre el bobinado primario y el bobinado secundario depende de los nmeros de vueltas que tenga cada uno. Si el nmero de vueltas del secundario es el triple del primario, en el secundario habr el triple de tensin.

Donde: (Vp) es la tensin en el devanado primario o tensin de entrada, (Vs) es la tensin en el devanado secundario o tensin de salida, (Ip) es la corriente en el devanado primario o corriente de entrada, e (Is) es la corriente en el devanado secundario o corriente de salida.

Esta particularidad se utiliza en la red de transporte de energa elctrica: al poder efectuar el transporte a altas tensiones y pequeas intensidades, se disminuyen las prdidas por el efecto Joule y se minimiza el costo de los conductores.

As, si el nmero de espiras (vueltas) del secundario es 100 veces mayor que el del primario, al aplicar una tensin alterna de 230 voltios en el primario, se obtienen 23.000 voltios en el secundario (una relacin 100 veces superior, como lo es la relacin de espiras). A la relacin entre el nmero de vueltas o espiras del primario y las del secundario se le llama relacin de vueltas del transformador o relacin de transformacin.

Ahora bien, como la potencia elctrica aplicada en el primario, en caso de un transformador ideal, debe ser igual a la obtenida en el secundario:

CIBERGRAFIAhttp://es.wikipedia.org/wiki/Transformador#Relaci.C3.B3n_de_Transformaci.C3.B3nhttp://automatismoindustrial.com/1-3-6-5-ensayos-de-vacio-y-de-cortocircuito/