INTEGRANTES:

PROFESOR:

Pérez Estrella Faustino

2016

UNIVERSIDAD

NACIONA EXPERIMENREPORTE

DE LABORATORIO

Machuca Urbina José M.

OBJETIVOS:

Definir en forma práctica la polaridad instantánea de un transformador

monofásico.

Determinarla polaridad de los devanados del transformador

Aprender cómo se conectan los devanados del transformador en serie

aditiva y substractiva

Comprender cuando las ondas de un transformador están en fase y cuando

están 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.

MATERIALES:

Transformador

Banana macho

Cable calibre 14’

Multímetro

Voltímetro

Otros

FUNDAMENTO TEÓRICO

El transformador:

Es un dispositivo eléctrico construido con dos bobinas acopladas magnéticamente entre sí, de tal forma que al paso de una corriente eléctrica por la primera bobina (llamada primaria) provoca una inducción magnética que implica necesariamente a la segunda bobina (llamada secundaria) y provocando con este principio físico lo que se viene a llamar una transferencia de potencia.

Nomenclatura de los transformadores:

Está establecido como estándar que las entradas a la bobina primaria del transformador se utilicen las siguientes letras:

H1, H2: Para el caso de un transformador monofásico.

H1, H2, H3: Para el caso de un transformador trifásico.

Y en las salidas de la bobina secundaria se establece la siguiente nomenclatura:

X1, X2: Para el caso de un transformador monofásico.

X1, X2, X3: Para el caso de un transformador trifásico.

¿Qué es polaridad en un transformador?

Las bobinas secundarias de los transformadores monofásicos se arrollan ya sea en el mismo sentido de la bobina primaria o en el sentido opuesto, ésto según el criterio del fabricante.

Debido a esta situación, podría ser que la intensidades de corriente eléctrica en la bobina primaria y la intensidad de corriente en la bobina secundaria circulen en un mismo sentido, o en sentido opuesto.

Polaridad Sustractiva:

La polaridad sustractiva se da cuando en un transformador el bobinado secundario está 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”

Como determinar la polaridad de un transformador:

Para determinar la polaridad del transformador, se coloca un puente entre los terminales del lado izquierdo del transformador y se coloca un voltímetro entre los terminales del lado derecho del mismo, luego se alimenta del bobinado primario con un valor de voltaje (Vx) .

Si la lectura del voltímetro es mayor que Vx el transformador es aditivo y si la lectura es menor a Vx, el transformador es sustractivo.

PROCEDIMIENTO:

Determinar en forma práctica el devanado primario y secundario con los siguientes pasos:

a. Los datos de placa del transformador son :

Sp=Ss=2000VA=potencia aparentedel tranformador

V 1=220VoltiosTension nominaldel devanado primario

V 2=60Voltios TensionNominal del devanadosecundario

Con los datos anteriores y sabiendo que:

S1N=V 1 N ¿ I 2N

S2N=V 2 N∗V 2N

Luego calcular las intensidades del primario y del secundario respectivamente.

Con la ayuda de las intensidades que maneja cada devanado es posible deducir cual es

la resistencia del devanado primario y del secundario. Donde

Recuerde que:

V=I∗Z

A mayor tensión menor corriente, es decir mayor sección y viceversa

Determinar con el ohmímetro las resistencias de cada devanado y comparar con los

valores obtenidos de la ecuación de Ohm.

Recuerde que:

Rcobre= ρlA

Se observa que La resistencia es inversamente proporcional a la sección del

conductor esto le sirve para identificar la sección del conductor y el mismos

posteriormente.

b. De los resultados anteriores definir cuál es el devanado primario y cuál es el

secundario respectivamente.

c. Etiquetar los terminales del transformador en forma arbitraria donde H1 y H2 son

para el lado de alta tensión (primario) con x1 y x2 para el lado de baja tensión

(secundario).

d. Realizar la conexión de acuerdo al diagrama siguiente.

Si

V 1−V 2=V

Significa que se tiene una polaridad sustractiva, donde la configuración de los

puntos queda de la siguiente manera:

Caso contario si V es la suma de las tensiones

V 1+V 2=V

Significa que se tiene una polaridad aditiva cuya configuración esquemática se

representa de la siguiente manera.

Veamos ahora que pasa si intercambiamos la conexión tal como se muestra en la figura:

Y realizamos el proceso anterior, observe y anote lo que se tiene

V 1−V 2=V

Ó:

V 1+V 2=V

Notaremos que los resultados obtenidos se han invertido. Lo cual nos indica que la polaridad del transformador es relativa.

Datos experimentales en el laboratorio.

Se obtuvieron los siguientes datos a partir del laboratorio realizado:

o Primero se midió 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 =0.48Ω (devanado secundario)

R=1.41Ω (devanado primario)

R2 > R1 I2 < I1

o Luego se etiqueto los terminales del transformador de manera arbitraria.

o Luego se realizó la conexión de acuerdo a un primer diagrama, en donde se obtuvo una polaridad aditiva partir de los siguientes resultados:

V1=222.7; V2=67.2; Vp=292 Vp=V1+V2

o Luego se realizó otra conexión 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=222v; V2=66.6v; Vp=155v Vp=V1-V2

CUESTIONARIO

a. Completar el siguiente cuadro:

b.

¿Por qué cree Ud. que es necesario etiquetar los terminales del transformador?

Es importante etiquetarlos para que se pueda reconocer cual es el devanado primario y secundario, además realizar una correcta conexión con el transformador y poder tomar las medidas adecuadas de los voltajes (tensiones) con el multímetro digital. Y de esta forma determinar el tipo de polaridad del transformador.

c. ¿Cuándo se dice que dos flujos son aditivos o sustractivos?

Los flujos son aditivos cuando la suma de las tensiones calculadas en los terminales primario y secundario me da como resultado la tercera tensión calcula entre los extremos de los terminales de los devanados primario y secundario medida con el voltímetro.

Los flujos son sustractivos cuando los voltajes (tensiones) calculados en los terminales primario y secundario, restados me dan el tercer voltajes que se

d. ¿Para qué casos es necesario conocer la polaridad en un transformador monofásico?

La polaridad de un transformador no es tan importante cuando se trata de un solo transformador, pero es importante cuando se quiere realizar una conexión de una serie de transformadores monofásicos ya que en una conexión de dos a más transformadores se

Materiales Herramientas Instrumentos

Transformador Perillero Multímetro

Cable 14’ Alicate Voltímetro

Banana macho Cúter

Fuente 220 v Cinta

tiene que conocer sus salidas de sus terminales primarios y secundarios, para que de esta manera se puedan evitar accidentes de cortocircuito. También es importante para que se puedan conectar los transformadores de una forma ordenada y correcta.

e. Con los valores medidos de las tensiones ( V 1 ,V 2 ,V ¿, Calcular los valores

máximos de las ondas senoidales del transformador. Y establecer las ecuaciones

en el tiempo de las ondas senoidales de cada onda del primario y del secundario

cuando están en conexión sustractiva o aditiva, además se sabe

v(t)=VM sen(wt−θ)

V=Vmax∗Sen(ωτ+ϕ)

V = Tensión instantánea

Vmax =Valor máximo V=Vmax

ω = Velocidad angular

t = Tiempo

Φ = Fase inicial

Transformador del Laboratorio

Vmax=V 1=220 voltios Primario

Vmax=V 2=67voltios Secundario

f. Resolver el siguiente ejercicio donde 5abc es la tensión del secundario del

transformador con los focos y abc son las tres últimas cifras del código del

alumno.

1 (por ser en lo más alto de la onda)

Solución5abc=5(175)=875V

V 1=013 x5=65

V 3=2 xV 2

V 1x I 3=−Vsx Is

−65V X I 3=13V x0.27

I 3=0.054 A

Por segunda ley de Kirchhoff

150V +400V +60V=30V +100V +65∗5V +100V +V 2

610V=325V +V 2

V 2=285V

V 3=2 xV 2=2 x (285V )

V 3=570V

Se pide:

a. Calcular V1,V2 y V3

V 1=65V V 2=285V V 3=570V

b. Las intensidades que consumen cada foco

Foco de 100W:

I= PV

=100W65V

=1.53 A

Foco de 60W: I= PV

= 60W285V

=0.21 A

¿=1.53 A+0.21 A

¿=1.74 A (↑)

c. La intensidad I3

I 3=.0 .54A

d. La potencia que consume el transformador de relación a=10

P=V x I=60V x 0−054 A

P=3.24W

Observaciones y conclusiones

Que al momento de realizar las pruebas de Flujo Aditivo y Sustractivo del

transformador existen perdidas en el núcleo mediante el flujo, es por eso

que cuando medimos en los punto de medición del transformador no es lo

que realmente una suma o resta exacta existe un margen de error (eso es

perdida de tensión en las mediciones).

Que al momento de realizar las pruebas del transformado existen perdidas

en el núcleo mediante el flujo, es por eso que cuando medimos en la salida

del transformador no es lo que realmente nos dice el fabricante del

transformador.

Tener cuidado con los cables al momento que se realiza las pruebas

porque a la entrada del transformador existe 220 Voltios y nos puede pasar

corriente, además al momento que se realizan las pruebas no tener anillos

en los dedos ya que condicho material se puede formar un arco y provocar

una descarga en la persona que realiza el laboratorio.

La polaridad de los transformadores es una posición 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.