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Polaridad de Transformadores Monofasicos

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POLARIDAD DE TRANSFORMADORES MONOFASICOSI OBJETIVO Determinarla polaridad de los devanados del transformador Aprender cmo se conectan los devanados del transformador en serie aditiva Aprender cmo se conectan los devanados del transformador en serie substractiva Comprobar de forma experimental en el caso de corriente alterna que los transformadores monofsicos no pueden tener polaridad fija en sus terminales ya que su direccin es relativa, en los devanados primarios y secundarios de los transformadores. Comprender cuando las ondas de un transformador estn en fase y cuando estn en desfase.. Realizar un uso correcto de los equipos del laboratorio siguiendo los pasos, para poder calcular de forma eficiente la polaridad en el transformador.

II FUNDAMENTO TEORICO2.1 El transformador: es un dispositivo elctrico construido con dos bobinas acopladas magnticamente entre s, de tal forma que al paso de una corriente elctrica por la primera bobina (llamada primaria) provoca una induccin magntica que implica necesariamente a la segunda bobina (llamada secundaria) y provocando con este principio fsico lo que se viene a llamar una transferencia de potencia.

2.2 Nomenclatura de los transformadoresEsta establecido como estndar que las entradas a la bobina primaria del transformador se utilicen las siguientes letras:H1, H2para el caso de un transformador monofsico.H1, H2, H3para el caso de un transformador trifsico.Y en las salidas de la bobina secundaria se establece la siguiente nomenclatura:X1, X2para el caso de un transformador monofsico.X1, X2, X3para el caso de un transformador trifsico.

2.3 Qu es la polaridad en un transformador?La polaridad del transformador depender de cmo estn devanadas las dos bobinas, no solamente respecto al ncleo sino que tambin respecto entre ellas. Las bobinas secundarias de los transformadores monofsicos se arrollan en el mismo sentido de la bobina primaria o en el sentido opuesto, segn el criterio del fabricante. Debido a esto, podra ser que la intensidad de corriente en la bobina primaria y la de la bobina secundaria circulen en un mismo sentido, o en sentido opuesto.2.4 Polaridad aditiva La polaridad positiva se da cuando en un transformador el bobinado secundario esta arrollado en el mismo sentido que el bobinado primario. Esto hace que los flujos de los dos bobinados giren en el mismo sentido y se sumen.los trminos H1 y X1 estn cruzados.

2.5 Polaridad sustractivaLa polaridad sustractiva se da cuando en un transformador el bobinado secundario esta arrollado en sentido opuesto al bobinado primario. Esto hace que los flujos de los dos bobinados giren en sentidos opuestos y se resten.los terminales H1 y X1 estn en lnea.

2.6 Flujo mutuo Se denomina flujo mutuo al flujo que enlaza a la bobina secundaria con la bobina primaria, donde este induce en la bobina secundaria un voltaje que depende de sus nmeros de espiras.

2.7 Como se determina la polaridad en un transformadorPara determinar la polaridad del transformador, se coloca un puente entre los terminales del lado izquierdo del transformadory se coloca un voltmetro entre los terminales del lado derecho del mismo, luego se alimenta del bobinado primario con un valor de voltaje (Vx). Ver el grafico. Si la lectura del voltmetro es mayor que Vx el transformador es aditivo o si es menor el transformador es sustractivo.2.8 Ondas senoidales Debido a que hay muchas magnitudes que varan unas respecto a otras; la representacin grafica de esta variacin en un sistema de ejes coordenados da lugar a una lnea recta o curva que pone de manifiesto la relacin existente entre ambas magnitudes.Cuando el valor a de una magnitud varia con el tiempo, para indicar tanto la funcin a=f (t) como su representacin grafica, se suele utilizar el termino forma de onda, que sirve para poner de nfasis la manera en que dicha magnitud varia a lo largo del tiempo.Las ondas senoidales se expresan de la forma:a =am.senkt Siendo am el valor mximo de la magnitud a, que corresponde al instante de tiempo en que senkt=1.se llama con el nombre de amplitud. En las ondas senoidales por lo general k==2/t.2.9 Ondas peridicas que se refieren a magnitudes cuyos valores se repiten a intervalos iguales de tiempo y siempre en el mismo orden.2.10 Clases de ondas peridicasPulsantes si la magnitud representada no cambia de sentido. Alternas si dicha magnitud cambia de sentido dentro del intervalo correspondiente a cada periodo.Entre las ondas alternas resultan de especial importancia, puesto que representan a muchos fenmenos elctricos, aquellas en las que la alternancia de la magnitud a la que se refieren es la misma en el sentido positivo y en el negativo. en estos casos se dice que la onda es alterna pura. pero aquellas ondas alternas puras que representan a una magnitud cuya variacin viene dada por una funcin trigonomtrica de tiempo (seno, coseno) reciben el nombre de ondas(alternas) senoidales.2.11 Elementos de una onda peridicaEn toda onda peridica se pueden distinguir los siguientes elementos y parmetros: Periodo (T) es el tiempo que invierte la onda en realizar un ciclo. su unidad es el segundo(s). Frecuencia (f) es el nmero de ciclos que tienen lugar en la unidad de tiempo. su unidad es el ciclo por segundo ,tambin llamada hercio(Hz) Fase es la fraccin de periodo que ha transcurrido desde el instante correspondiente al valor o estado que se tome como referencia. cada punto de un ciclo de una onda peridica define un estado o fase de la misma y cada fase se repite a intervalos de un periodo. Desfase de onda El desfase entre dos ondas es la diferencia entre sus dos fases. Habitualmente, esta diferencia de fases, se mide en un mismo instante para las dos ondas, pero no siempre en un mismo lugar del espacio. Valores de cresta Ac son los valores mximos (Ac+) y mnimo (Ac-) de la onda a lo largo de un ciclo. Valor medio Am es la media algebraica de todos los valores que puede adquirir la onda en un ciclo. su valor viene dado matemticamente por la expresin:

Valor eficaz (A) es la raz cuadrada del valor medio del cuadrado de la funcin en un periodo:

III Materiales y herramientas Multimetro digital

Transformador monofsico

Cables elctricos Fuente(energizador)

Cinta adhesiva Desarmador plano y estrella

Mesa de trabajo .

IV Datos experimentales en el laboratorioSe obtuvieron los siguientes datos a partir del laboratorio realizado: Primero se midi las resistencias en ambos lados (derecho e izquierdo) del transformador, para poder determinar la mayor y la menor resistencia y con el mayor valor ubicar el devanado primario. Los valores fueron:r =0.16R=1.22 Luego se etiqueto los terminales del transformador de manera arbitraria

Luego se realizo la conexin de acuerdo a un primer diagrama, en donde se obtuvo una polaridad aditiva partir de los siguientes resultados:V1=214.56; V2=60.99; V=275.30V=V1+V2

Luego se realizo otra conexin de acuerdo a un segundo diagrama, similar al primer diagrama solo con la diferencia de que las posiciones de los terminales del devanado secundario se invierten, y se obtuvo una polaridad sustractiva a partir de los siguientes resultados:V1=214.36; V2=60.91; V=154.05V=V1-V2

V Cuestionarioa. porque cree Ud. que es necesario etiquetar los terminales del transformador?Es importante etiquetarlos para que se pueda reconocer con facilidad los terminales de alta tensin y los de baja tensin, adems realizar una correcta conexin con el transformador y poder tomar las medidas adecuadas de los voltajes (tensiones) con el multimettro digital. Y de esta forma determinar el tipo de polaridad del transformador.b. cuando se dice que los flujos son aditivos o sustractivos?Los flujos son aditivos cuando los voltajes (tensiones) calculados en los terminales primario y secundario; sumados me dan el tercer voltaje que se calcula entre los terminales de los devanados primario y secundario.Los flujos son sustractivos cuando los voltajes (tensiones) calculados en los terminales primario y secundario, restados me dan el tercer voltajes que se calcula entre los extremos de los terminales de los devanados primario y secundario.Tambin se puede calcular el tipo de polaridad con una comparacin que se realiza entre un voltaje tercero (V3) que se calcula entre los terminales primario y secundario, en donde este se compara con el voltaje (tensin) del devanado primario, de la siguiente forma:V1=voltaje del devanado primarioV1V3la polaridad sustractivac. cuando es necesario la importancia de la polaridad en un transformador monofsico?La polaridad de un transformador no es tan importante cuando se trata de un solo transformador, pero es importante cuando se quiere realizar una conexin de una serie de transformadores monofsicos ya que en una conexin de dos a ms transformadores se tiene que conocer sus salidas de sus terminales primarios y secundarios, para que de esta manera se puedan evitar accidentes de corto circuito. Tambin es importante para que se puedan conectar los transformadores de una forma ordenada y correcta.f. observaciones Se realizo un uso correcto de los instrumentos del laboratorio para poder determinar la relativa polaridad del transformador, a travs del multimetro digital. Se uso instrumentos herramientas en un buen estado para determinar la polaridad. Se tuvo una clara explicacin del desarrollo del laboratorio (polaridad de transformadores) por parte del docente encargado.g. conclusin La polaridad de los transformadores es una posicin relativa o convencional de las ondas que entran por los terminales del devanado primario(entrada) y salen por los terminales del devanado secundario(salida),dando lugar a los diferentes tipos de polaridad que son: polaridad aditiva y sustractiva.