Karen perez asignación 5 circuitos ii

Circuitos Eléctricos IIAsignación 5

República Bolivariana de VenezuelaMinisterio de Educación Superior

Universidad Fermín ToroFacultad de Ingeniería

Prof: José Morillo

Alumna:Karen Pérez

C.I V-17.852.917

Prof: José Morillo

Alumna:Karen Pérez

C.I V-17.852.917

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TRANSFORMADORESTRANSFORMADORES• El transformador,

también conocido como transformador de voltaje,

son dispositivos usados en circuitos eléctricos que

hacen posible cambiar el voltaje de la electricidad

que fluye en los circuitos, además que permiten

aumentar (Intensificación) o disminuir (reducción) el

voltaje.“El transformador es un dispositivo que se encarga de "transformar" el voltajede corriente alterna que tiene a su entrada en otro de diferente amplitud que entrega a su salida.


FUNDAMENTOFUNDAMENTO

• Existen transformadores detención, de corriente, de aislamiento y auto transformadores, en este caso en particular se desarrollará el tema de transformador de tensión monofásico, el cual es utilizado en la experiencia del laboratorio. En muchas ocasiones la tensión alterna que se tiene no es la adecuada para el propósito que se necesita, como solución a este problema se utiliza el transformador. El transformador de tensión monofásico utiliza en la entrada una fuente de tensión de un determinado voltaje ya la salida convierte el nivel de voltaje en otro distinto manteniendo la frecuencia e idealmente la potencia.

• Existen transformadores detención, de corriente, de aislamiento y auto transformadores, en este caso en particular se desarrollará el tema de transformador de tensión monofásico, el cual es utilizado en la experiencia del laboratorio. En muchas ocasiones la tensión alterna que se tiene no es la adecuada para el propósito que se necesita, como solución a este problema se utiliza el transformador. El transformador de tensión monofásico utiliza en la entrada una fuente de tensión de un determinado voltaje ya la salida convierte el nivel de voltaje en otro distinto manteniendo la frecuencia e idealmente la potencia.


• Este dispositivo está conformado por dos o más bobinas de alambre conductor y un núcleo ferromagnético donde los alambres están enrollados en el núcleo. La fuente conectada a la entrada genera una corriente en la bobina formada por el conductor (primario) y debido a la ley de Faraday se induce un flujo de corriente en el núcleo, este flujo llega a la segunda bobina donde induce voltaje el cual serádirectamente proporcional a la relación del número de vueltas entre el primario y el secundario, mientras que la corriente será inversamente proporcional:

• Este dispositivo está conformado por dos o más bobinas de alambre conductor y un núcleo ferromagnético donde los alambres están enrollados en el núcleo. La fuente conectada a la entrada genera una corriente en la bobina formada por el conductor (primario) y debido a la ley de Faraday se induce un flujo de corriente en el núcleo, este flujo llega a la segunda bobina donde induce voltaje el cual serádirectamente proporcional a la relación del número de vueltas entre el primario y el secundario, mientras que la corriente será inversamente proporcional:


1. Pérdidas en cobre: Son las pérdidas ocasionadas por el calentamiento resistivo de las bobinas tanto en el primario como en el secundario, se calculan como, donde R es la resistencia del bobinado e I la corriente en el devanado.

1. Pérdidas en cobre: Son las pérdidas ocasionadas por el calentamiento resistivo de las bobinas tanto en el primario como en el secundario, se calculan como, donde R es la resistencia del bobinado e I la corriente en el devanado.

Se considera idealmente que la potencia entregada en el primario se obtiene en el secundario,

sin embargo en realidad existe en diversos factores que generan perdidas:

Se considera idealmente que la potencia entregada en el primario se obtiene en el secundario,

sin embargo en realidad existe en diversos factores que generan perdidas:


2. Pérdidas por histéresis: El material ferromagnético del que está hecho el núcleo está compuesto de hierro, cobalto o níquel, los cuales presentan un fuerte alineamiento de sus dominios con el campo magnético permaneciendo en el mismo sentido del campo y haciendo que el flujo magnético a través de este encuentre menor resistencia a comparación del aire, estos dominios solo pueden cambiar su posición cuando se les entrega energía, esto se traduce en pérdidas en un transformador debido a que se requiere energía para cambiar la orientación de los dominios en cada ciclo de corriente alterna.


3. Pérdidas por corrientes parásitas: O también llamada por corriente de Foucault son pérdidas de energía producidas por calor disipado en el núcleo debido a las corrientes generadas cuando un conductor se encuentra en un campo magnético variable.

4. Pérdidas por flujo disperso: El flujo magnético inducido

• Por el voltaje en el primario no está canalizado en el núcleo sino que también parte de él fluye a través del aire, es decir, no todo el flujo generado llega al secundario para inducir voltaje.


Para que estas pérdidas puedan ser calculadasse utiliza un circuito equivalente, el cual modela

los elementos que generan las pérdidas:

Para que estas pérdidas puedan ser calculadasse utiliza un circuito equivalente, el cual modela

los elementos que generan las pérdidas:


Donde:• V1:Voltaje de la fuente• V2:Voltaje de carga reflejado al primario • R1 y R2: Representan las pérdidas en el cobre en el

primario y secundario respectivamente, este último reflejado al primario, por tanto

• X1 y X2: Representan las perdidas por dispersión de flujo en el primario y secundario respectivamente, este último reflejado al primario, por tanto:

• Rfe: Representa las pérdidas por corrientes parásitas e histéresis.

• Xm: Representa la corriente de magnetización la cual estáretrasada 90º respecto al voltaje aplicado

• I1: La corriente en el primario.• I2: La corriente en el secundario reflejada al primario Para

hallar los parámetros del circuito equivalente se realizan los ensayos de cortocircuito y el ensayo de vacío, con estos ensayos es posible medir la corriente, voltaje y potencias en el transformador y con ello determinar las pérdidas.

Donde:• V1:Voltaje de la fuente• V2:Voltaje de carga reflejado al primario • R1 y R2: Representan las pérdidas en el cobre en el

primario y secundario respectivamente, este último reflejado al primario, por tanto

• X1 y X2: Representan las perdidas por dispersión de flujo en el primario y secundario respectivamente, este último reflejado al primario, por tanto:

• Rfe: Representa las pérdidas por corrientes parásitas e histéresis.

• Xm: Representa la corriente de magnetización la cual estáretrasada 90º respecto al voltaje aplicado

• I1: La corriente en el primario.• I2: La corriente en el secundario reflejada al primario Para

hallar los parámetros del circuito equivalente se realizan los ensayos de cortocircuito y el ensayo de vacío, con estos ensayos es posible medir la corriente, voltaje y potencias en el transformador y con ello determinar las pérdidas.


DIFERENCIAS ENTRE TRANSFORMADOR IDEAL Y TRANSFORMADOR DE NÚCLEO DE AIRE

DIFERENCIAS ENTRE TRANSFORMADOR IDEAL Y TRANSFORMADOR DE NÚCLEO DE AIRE

El flujo generado en la bobina primaria no es completamente capturado por la bobina secundaria debido al flujo de dispersión.

El flujo generado en la bobina primaria se captura completamente por la bobina secundaria.

No es la misma potencia, puesto que existen pérdidas a raíz de la presencia de resistencias en las bobinas.

La potencia que se entrega es igual a la que se obtiene de él.

Los núcleos de las bobinas no son infinitamente permeables.

Los núcleos de las bobinas son infinitamente permeables.

Si hay capacitancias, van de 0.01 a 0.02 pF por vuelta.No hay capacitancias debido a los bobinados.

Los núcleos tienen corrientes parásitas y pérdidas por histéresis.

No existe pérdida por histéresis.

Se usa a altas frecuencias.Se usa a bajas frecuencias.

TRANSF. DE NÚCLEO DE AIRETRANSF. IDEAL


EJEMPLO DE TRANSFORMADOR IDEAL

• Calcular el número de espiras del secundario de un transformador ideal utilizado para elevar la tensión de 120V a 1800 V, sabiendo que el primario consta de 100 espiras.

• Calcular el número de espiras del secundario de un transformador ideal utilizado para elevar la tensión de 120V a 1800 V, sabiendo que el primario consta de 100 espiras.


• Es un fenómeno básico para la operación del transformador. Se dice que la inductancia mutua entre dos bobinas es proporcional al cambio instantáneo en el flujo que enlaza a una bobina producida por un cambio instantáneo en la corriente a través de la otra bobina

• Es un fenómeno básico para la operación del transformador. Se dice que la inductancia mutua entre dos bobinas es proporcional al cambio instantáneo en el flujo que enlaza a una bobina producida por un cambio instantáneo en la corriente a través de la otra bobina

INDUCTANCIA MUTUAINDUCTANCIA MUTUA


EJEMPLO DE INDUCTANCIA MUTUA

EJEMPLO DE INDUCTANCIA MUTUA

• Para determinar experimentalmente la inductancia mutua un físico conecta la Primera bobina con una fuente alterna de FEM, produciendo así una razón de cambio de la corriente de 40 A/ S en esta primera bobina. El físico encuentra que la fem inducida medida a través de la segunda bobina es-8 x volts. ¿Cuál es la inductancia mutua de las dos bobinas?

• Para determinar experimentalmente la inductancia mutua un físico conecta la Primera bobina con una fuente alterna de FEM, produciendo así una razón de cambio de la corriente de 40 A/ S en esta primera bobina. El físico encuentra que la fem inducida medida a través de la segunda bobina es-8 x volts. ¿Cuál es la inductancia mutua de las dos bobinas?


MÉTODO DE CONVERSIÓN DE PUNTOS

MÉTODO DE CONVERSIÓN DE PUNTOS

• En los transformadores reales seria posible decir la polaridad secundaria, solo si el transformador estuviera abierto y sus bobinas examinadas. Para evitar esto, los transformadores usan la convección de puntos, en este método los puntos que aparecen en un extremo de cada bobina muestran la polaridad del voltaje y la corriente sobre el lado secundario del transformador. La relación es como sigue:

• En los transformadores reales seria posible decir la polaridad secundaria, solo si el transformador estuviera abierto y sus bobinas examinadas. Para evitar esto, los transformadores usan la convección de puntos, en este método los puntos que aparecen en un extremo de cada bobina muestran la polaridad del voltaje y la corriente sobre el lado secundario del transformador. La relación es como sigue:


1. Si el voltaje primario es positivo en el extremo punteado de la bobina con respecto al extremo no punteado, entonces el voltaje secundario serátambién positivo en el extremo punteado. Las polaridades de voltaje son las mismas con respecto al punteado en cada lado del núcleo.

2. Si la corriente primaria del transformador fluye hacia dentro delextremo punteado de la bobina primaria, la corriente secundaria fluiráhacía afuera del extremo punteado de la bobina secundaria.Los pasos que se emplean para aplicar este método son: Se colocan puntos al lado de cada bobina de modo que si entran corrientes en ambasterminales con puntos o salen de ambas terminales con puntos, los flujos producidos por esas corrientes se sumarán. Esto puede verse en la Figura

1. Si el voltaje primario es positivo en el extremo punteado de la bobina con respecto al extremo no punteado, entonces el voltaje secundario serátambién positivo en el extremo punteado. Las polaridades de voltaje son las mismas con respecto al punteado en cada lado del núcleo.

2. Si la corriente primaria del transformador fluye hacia dentro delextremo punteado de la bobina primaria, la corriente secundaria fluiráhacía afuera del extremo punteado de la bobina secundaria.Los pasos que se emplean para aplicar este método son: Se colocan puntos al lado de cada bobina de modo que si entran corrientes en ambasterminales con puntos o salen de ambas terminales con puntos, los flujos producidos por esas corrientes se sumarán. Esto puede verse en la Figura


EJEMPLOEJEMPLO

Cuando s e escriben las ecuaciones para los voltajes terminales, los puntos se usan para definir el signo de los voltajes mutuamente inducidos. Si las corrientes i1 (t) e i2 (t) están ambas entrando o saliendo de los puntos, el signo del voltaje mutuo inducido M (di2/dt) será el mismo en una ecuación que el del voltaje autoinducido L1 (di1/dt). Si una corriente entra a un punto y la otra sale de un punto, los términos del voltaje mutuo inducido y del voltaje autoinducido tendrán signos opuestos

Cuando s e escriben las ecuaciones para los voltajes terminales, los puntos se usan para definir el signo de los voltajes mutuamente inducidos. Si las corrientes i1 (t) e i2 (t) están ambas entrando o saliendo de los puntos, el signo del voltaje mutuo inducido M (di2/dt) será el mismo en una ecuación que el del voltaje autoinducido L1 (di1/dt). Si una corriente entra a un punto y la otra sale de un punto, los términos del voltaje mutuo inducido y del voltaje autoinducido tendrán signos opuestos

Determine la expresión de v1(t) y v2(t) para el circuito que se muestra en la Figura:Determine la expresión de v1(t) y v2(t) para el circuito que se muestra en la Figura:

Las ecuaciones del voltaje v1(t) y v2(t) haciendo uso de la convección de punto es:

Las ecuaciones del voltaje v1(t) y v2(t) haciendo uso de la convección de punto es:


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