3 Practica.- Ensayo de Transformador Monofasico

7/23/2019 3 Practica.- Ensayo de Transformador Monofasico

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AO DEL CENTENARIO DE MACHU PICCHU EN EL PERU

TEMA:

ENSAYO DE TRANSFORMADOR MONOFASICO

ASIGNATURA : LAB. DE MAQUINAS ELECTRICAS II

DOCENTE : Ing. Carlos Wilfr!o Or

"#ar$a%o

CICLO : &I ME'( GRU)O B

ALUMNOS : Loa%*a G#rra +org Mar,in

ICA PERU

2010


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INTRODUCCION

El transformador esta basado en la energa que puede transportareficazmente por induccin electromagntica desde una bobina a otra

por medio de un flujo variable, con un mismo circuito magntico y a la

misma frecuencia.

La potencia nominal o aparente de un transformador es la potencia

mima que puede proporcionar sin que se produzca un

calentamiento en rgimen de trabajo.

!ebido a las prdidas que se producen en los bobinados por el efecto joule

y en el "ierro por "istresis y por corrientes de #oulcalt, el

transformador deber soportar todas las prdidas ms la potencia

nominal para la que "a sido proyectado.

$n transformador podr entonces trabajar permanentemente y en

condiciones nominales de potencia, tensin, corriente y frecuencia,

sin peligro de deterioro por sobrecalentamiento o de envejecimiento

de conductores y aislantes.

PRDIDAS EN TRANSFORMACION

Ninguna maquina trabaja sin producir perdidas de potencia, ya sea esttica o

dinmica; ahora bien, las perdidas en las maquinas estticas son muy

pequeas, como les sucede a los transformadores.

En un transformador e producen las siguientes prdidas:

erdidas por corrientes !oulcault "!#.

erdidas por histresis "$#.

erdidas en el cobre del bobinado "%.

CORRIENTES DE FOUCAULT

'a corriente de #oucault"corriente parsita o (%orrientes torbellino( en ingles# esun fen)meno elctricodescubierto por el f*sico francs 'e)n !oucaulten +-+. eproduce cuando un conductor atra/iesa un campo magntico/ariable, o /ice/ersa.El mo/imiento relati/o causa una circulaci)n de electrones, o corriente inducidadentro del conductor. Estas corrientes circulares de !oucault crean electroimanescon campos magnticosque se oponen al efecto del campo magnticoaplicado "/er'ey de 'en0#. %uanto ms fuerte sea el campo magnticoaplicado, o mayor laconducti/idaddel conductor, o mayor la /elocidad relati/a de mo/imiento, mayores

sern las corrientes de !oucault y los campos opositores generados.
http://es.wikipedia.org/wiki/Electricidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%A9on_Foucaulthttp://es.wikipedia.org/wiki/1851http://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Electroneshttp://es.wikipedia.org/wiki/Electroim%C3%A1nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Lenzhttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Conductividadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electricidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%A9on_Foucaulthttp://es.wikipedia.org/wiki/1851http://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Electroneshttp://es.wikipedia.org/wiki/Electroim%C3%A1nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Lenzhttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Conductividad


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En los n1cleos de bobinas y transformadores se generan tensiones inducidas debidoa las /ariaciones de flujo magntico a que se someten aquellos n1cleos. Estastensiones inducidas son causa de que se produ0can corrientes parsitas en eln1cleo "llamadas corrientes de !oucault#, que no son )ptimas para la buenaeficiencia elctrica de ste.

'as corrientes de !oucault crean prdidas de energ*a a tra/s del efecto 2oule. 3sconcretamente, dichas corrientes transforman formas 1tiles de energ*a, como lacintica, en calor no deseado, por lo que generalmente es un efecto in1til, cuandono perjudicial. 4 su /e0 disminuyen la eficiencia de muchos dispositi/os que usancampos magnticos /ariables, como los transformadoresde n1cleo de hierro y losmotores elctricos. Estas prdidas son minimi0adas utili0ando n1cleos conmateriales magnticos que tengan baja conducti/idad elctrica "como por ejemploferrita# o utili0ando delgadas hojas de material magntico, conocidas comolaminados. 'os electrones no pueden atra/esar la capa aisladora entre loslaminados y, por lo tanto, no pueden circular en arcos abiertos. e acumulan cargasen los e5tremos del laminado, en un proceso anlogo al efecto $all, produciendocampos elctricosque se oponen a una mayor acumulaci)n de cargas y a su /e0

eliminando las corrientes de !oucault. 3ientras ms corta sea la distancia entrelaminados adyacentes "por ejemplo, mientras mayor sea el n1mero de laminadospor unidad de rea, perpendicular al campo aplicado#, mayor ser la eliminaci)n delas corrientes de !oucault y, por lo tanto, menor el calentamiento del n1cleo.

Aplicaciones

Elctricas

'as corrientes de !oucault son usadas para aumentar el efecto en con/ertidores de

mo/imiento a electricidad como en los generadores elctricos y los micr)fonos

dinmicos. 6ambin pueden ser usados para inducir un campo magnticoen latas

de aluminio, lo que permiten que stas sean fcilmente separables de otros

elementos reciclables. 'os superconductorespermiten una conducci)n perfecta, sin

prdidas, que crean corrientes de !oucault iguales y opuestas al campo magntico

e5terno, permitiendo de esta manera la le/itaci)n magntica. or la misma ra0)n,

los campos magnticos dentro de un medio superconductor sern e5actamente

cero, independientemente del campo e5terno aplicado.

&na de las aplicaciones prcticas de las corrientes de !oucault, es la utili0ada en losmedidores de consumo elctrico, donde el disco corta l*neas de fuer0a, al girar,accionado por el campo de un imn. 'as corrientes que se producen en el disco,generan una fuer0a opuesta a la que acciona. or medio de este frenado decorrientes de Foucault, permite calibrar los contadores modificando la posici)n delimn. Este mismo dispositi/o sir/e para el ajuste de fin de /elocidad de los giradiscos y el amortiguamiento de los instrumentos de medida, incluso algunoscamiones estn equipados con frenos accionados esto.

4lgunos tac)metrostienen un imn que gira a la /elocidad que se trate de medirfrente a un disco metlico m)/il. 'as acciones electromagnticas debidas a lascorrientes de !oucault, lo accionan en sentido de rotaci)n del imn. 7racias a unmuelle de retorno, se consigue inmo/ili0ar el disco en una posici)n de equilibrio,que es funci)n de la /elocidad del imn.
http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Joulehttp://es.wikipedia.org/wiki/Transformadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ferritahttp://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Hallhttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Superconductorhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Levitaci%C3%B3n_magn%C3%A9tica&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Medidor_de_consumo_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Tac%C3%B3metrohttp://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Joulehttp://es.wikipedia.org/wiki/Transformadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ferritahttp://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Hallhttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Superconductorhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Levitaci%C3%B3n_magn%C3%A9tica&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Medidor_de_consumo_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Tac%C3%B3metro


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%ecnicas

'as corrientes de !oucault son usadas para frenar al final de algunas montaasrusas. Este mecanismo no tiene ning1n desgaste mecnico y produce una precisafuer0a de frenado. 6*picamente, pesadas placas de cobre e5tendindose desde elcarro son mo/idas entre pares de imanes permanentes muy potentes. 'aresistencia elctricaentre las placas genera un efecto de arrastre anlogo a lafricci)n, que disipa la energ*a cintica del carro.

Efecto de frenado

4unque la prdida de energ*a 1til resulta casi siempre indeseable, a /eces tienealgunas aplicaciones prcticas. &na de ellas es en algunos trenes y /eh*culospesados, como autocares y camiones, cuyos frenos se act1an a base de inducircorrientes de !oucault "eddy current brake#. 8urante el frenado, las llantas demetal en las ruedas estn e5puestas al campo magntico de un electroimn, quegenera corrientes de !oucault en las n1cleos y llantas de las ruedas. 'as corrientes

de !oucault encuentran resistencia mientras circulan a tra/s del metal, y disipanenerg*a en forma de calor, haciendo que las ruedas disminuyan su /elocidad.3ientras ms rpido giren las ruedas, ms fuerte ser el efecto, resultando que amedida que el tren disminuye su /elocidad, tambin lo har la fuer0a de frenado,consiguindose un frenado sua/e proporcional a la /elocidad de las ruedas.

i colocamos un disco de aluminio que gira de forma libre, frente a un imn, elcampo magntico producido por el imn reduce sensiblemente la /elocidad derotaci)n del disco, es decir, produce un par de frenado proporcional a la /elocidaddel disco. Este efecto de frenado es tambin debido a las corrientes de !oucault, yse aplica en numerosos aparatos de medida, como por ejemplo, en los/atihor*metroso contadores de energ*a elctrica. $ay que puntuali0ar que esta

acci)n de frenado s)lo se manifiesta en planos perpendiculares a las l*neas deinducci)n, ya que los circuitos abra0an la mayor parte del flujo, e5perimentando elm5imo efecto de las /ariaciones cuando est de forma perpendicular.

Contador de corriente Foucault
http://es.wikipedia.org/wiki/Monta%C3%B1a_rusahttp://es.wikipedia.org/wiki/Monta%C3%B1a_rusahttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Electroim%C3%A1nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Vatihor%C3%ADmetrohttp://es.wikipedia.org/wiki/Monta%C3%B1a_rusahttp://es.wikipedia.org/wiki/Monta%C3%B1a_rusahttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Electroim%C3%A1nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Vatihor%C3%ADmetro


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e ha /isto que la /ariaci)n de flujo engendra una corriente, y este efecto seapro/echar para muchas aplicaciones prcticas. 4hora bien, los n1cleosferromagnticos, aunque no buenos, son conductores elctricos. En ellos se crearncorrientes inducidas cuando estn sometidos a un flujo /ariable. Estas corrientesson llamadas %9EN6E 8E !9&%4&'6. En general, estas corrientes sonindeseables, puesto que calentarn el n1cleo y aparecer una prdida de potenciaen forma de calor: E884 9 %9EN6E 8E !9&%4&'6.

En las mquinas elctricas se procura e/itar al m5imo la circulaci)n de estascorrientes, cortando el camino elctrico por medio de n1cleos especiales:

N&%'E9 8E %$44.< ara frecuencias bajas se utili0an los n1cleos de chapa. Estosconsisten en una serie de chapas de material ferromagntico de pequeo grosorapiladas, recubiertas cada una de ellas de barni0 aislante. 'as chapas permiten elpaso del flujo magntico, pero no el de las corrientes de !oucault, ya que estas sonperpendiculares a aqul.

N&%'E9 8E !E64.< ara frecuencias altas es insuficiente el aislamiento que seconsigue con los n1cleos de chapa y se recurre a unos materiales especialesdenominados ferritas; estos estn formados por grnulos de materialferromagntico separados por un cemento cermico.

N&%'E9 8E 4E.< ara frecuencias muy altas se recurre a dejar la bobina sin

n1cleo ferromagntico, y se dice que tiene n1cleo de aire. %omo ste es un buen
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/40/Drehstromzaehler_offen.jpg


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aislante elctrico, la prdida por corrientes de !oucault en este tipo de bobinas esprcticamente nula.

'os s*mbolos de estos tres tipos de bobinas son:

No siempre son indeseables las corrientes de !oucault. 4lgunas /eces se apro/echa

su efecto calor*fico para aplicaciones industriales o domsticas. 6al es el caso

de la fusi)n del platino "infusible a la llama# o de los hornos microondas.

'a siguiente tabla indica las caracter*sticas de construcci)n, los /alores magnticos

y la composici)n qu*mica para la determinaci)n de las perdidas de potencia enel hierro en funci)n del espesor, la aleaci)n y la inducci)n.


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ara el clculo de las prdidas en el hierro por las corrientes !oulcault recurriremos

a la formula:

8onde:

!= erdidas de corriente !oulcault en ">?@g.#

! = !recuencia en $0

A m5.= inducci)n m5ima en 7auss

B = Espesor de la chapa magntica en mm.

HISTRESIS%uando un material ferromagntico, sobre el cual ha estado actuando un campomagntico, cesa la aplicaci)n de ste, el material no anula completamente sumagnetismo, sino que permanece un cierto magnetismo residual.

ara desimantarlo ser precisa la aplicaci)n de un campo contrario al inicial.

Este fen)meno se llama $6EE magntica, que quiere decir, inercia o retardo.

'os materiales tienen una cierta inercia a cambiar su campo magntico.


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'a figura representa el llamado &'&L( !E )'*+EE*'*"tambin la0o o bucle dehistresis# de un determinado material magnticos supone que una bobina crea

sobre dicho material magntico una intensidad de campo $, el cual induce en esematerial magntico una inducci)n "/alga la redundancia# de /alor C.

4s* a una intensidad de campo $D le corresponder una inducci)n de /alor CD.

i ahora aumenta $ "aumentando la corriente que circula por la bobina# hasta un/alor $+, C tambin aumentar hasta C+. "er figura#

ero si ahora restituimos $ a su /alor inicial $D, C no /uel/e a CD, sino que tomaun /alor diferente CF. "9bsr/ese que el camino (a la ida( es distinto que (a la/uelta( lo que implica que para restituir la inducci)n en el n1cleo a su primiti/o/alor, es preciso aplicar una corriente suplementaria de signo opuesto#.

El punto representa la saturaci)n del n1cleo magntico. &na /e0 saturado eln1cleo, C no puede aumentar por mucho que lo haga $.

%ada material tiene su propio la0o de histresis caracter*stico. $ay /eces en queinteresa acentuar la histresis, como ocurre en los n1cleos de las memoriasmagnticas, por lo que se fabrican ferritas doc ciclo como el de la figura siguiente:

9tras /eces por el contrario, como ocurre en la mayor*a de las mquinas elctricas"transformadores, motores, generadores#, interesa un n1cleo cuyo ciclo de

histresis se lo ms estrecho posible "el camino (a la ida( coincida con el camino (a


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la /uelta(# y lo ms alargado posible "dif*cilmente saturable#, como el de la figurasiguiente:

Esta pretensi)n tiene su ra0)n de ser. En efecto: e in/ierta una potenciae5clusi/amente en magneti0ar el n1cleo, esta potencia no tiene ninguna otraaplicaci)n prctica, por lo que se puede hablar de potencia perdida en imantaci)ndel n1cleo y, efecti/amente, se consideran las llamadas E884 9$6EE. %omo quiera que stas resulten ser directamente proporcionales alrea del la0o de histresis, interesa pues que esta rea sea lo menor posible.

'a potencia perdida por histresis depende esencialmente del tipo de material,tambin puede depender de la frecuencia, pero como esta es la misma en un pa*s,la inducci)n magntica depender del tipo de chapa. 4 tra/s de la formula de6EN3E6G; el coeficiente de las chapas oscila entre D.DD+- y D.DDH, aunque bajahasta D.DDI en hierro de muy buena calidad.

8onde:

@h= %oeficiente de cada material

! = !recuencia en $0

A m5.= nducci)n m5ima en 6esla

$= erdidas por histresis en >?@g.

n=

+.J para AK+ 6esla "+DDDD 7auss#

+.J para AL+ 6esla "+DDDD 7auss#


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EXPERIENCIA

+. 9bjeti/os.

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