Laboratorio 8- Transformacion de Voltaje

UNIVERSIDA PRIVADA DEL VALLEFACULTAD DE TECNOLOGIA

Universidad Privada del Valle

Facultad de tecnología

Ingeniería En Energía (Petróleo y gas)

Campus Tiquipaya

PRACTICA – Nº 8

COCHABAMBA – BOLIVIA

TRANSFORMACION DE VOLTAJE

MATERIA: Laboratorio de Física 3

DOCENTE: Ing. Raul Aguirre

GRUPO: F

INTEGRANTES:

- Nataly Lopez Cayo

- Brayan Orellana Calicho

- Maycolt Huanaco Caero

- Rosa Silvestre Vargas

FECHA: 18 de Abril de 2014

MATERIA: Laboratorio de Física 3

DOCENTE: Ing. Raúl Aguirre

GRUPO: F

INTEGRANTES:

- Nataly Lopez Cayo

- Brayan Orellana Calicho

- Maycolt Huanaco Caero

- Rosa Silvestre Vargas

FECHA: 16 de Octubre de 2014


TRANSFORMACION DE VOLTAJE

1.- MARCO TEORICO

Transformadores de voltaje en circuitos eléctricos

Los transformadores se usan en circuitos eléctricos para cambiar el voltaje eléctrico del circuito.

TRANSFORMADOR

Es aquel dispositivo capaz de modificar alguna característica de la energía

eléctrica y su principio estructural en dos bobinas con dos o más devanados o

arrollamientos alrededor de un centro común llamado núcleo. El núcleo es el

elemento encargado de acoplar magnéticamente loa arrollamientos de las bobinas

primaria y secundaria del transformador. Esta construido superponiendo

numerosas chapas de aleación acero – silicio, fin de reducir las pérdidas por

histéresis magnética y aumentar la resistividad del acero.

Su espesor suele oscilar entre 0,30 y 0,50 mm. La forma más sencilla de construir

el núcleo de un transformador es la que consta de tres columnas, las cuales se

cierra por las partes superior e inferior con otras dos piezas llamadas yugo o

culata.


Con el fin de facilitar la refrigeración del transformador los núcleos disponen de

unos canales en su estructura que sirven para que circule el aceite de

refrigeración. En los transformadores trifásicos, los núcleos se disponen en tres

columnas unidas a sus respectivos yugos superior e inferior. Los transformadores

tienen la capacidad de transformar el voltaje y la corriente a niveles más altos o

más bajos.

No crean por supuesto, la energía a partir de la nada; por lo tanto, si un

transformador aumenta el voltaje de una señal, reduce su corriente; y si reduce el

voltaje de la señal, eleva la corriente. En otras palabras, la energía que fluye a

través de un transformador, no puede ser superior a la energía que haya entrado

en él.

TRANSFORMADORES

El transformador es una aplicación importante de la inductancia mutua, un

transformador tiene un devanado primario LP conectado a una fuente de voltaje

que produce una corriente alterna, mientras que el devanado secundario LS esta

conectado a través de una resistencia de carga RL.

El propósito del transformador es transferir la potencia del primario que es donde

esta conectado al generador al secundario, donde el voltaje inducido en el

secundario es capaz de producir corriente en la resistencia de carga conectada a

través de LS. Aunque el primario y el secundario no están conectados entre si, la

potencia en el primario esta acoplada al secundario por medio del campo

magnético que existe entre los dos devanados. Cada vez que la carga requiera

un voltaje mayor o menor al proporcionado por el generador, el transformador

puede aumentar o disminuir el voltaje de aquel si se incrementa o decrementa él

numero de vueltas del devanado secundario LS (comparado con las vueltas del

primario LP) a fin de proporcionar la cantidad de voltaje necesaria en el

secundario.

RELACIÓN DE VOLTAJE


Con un acoplamiento unitario entre el primario y el secundario, el voltaje inducido

en cada vuelta del secundario es igual al voltaje inducido en cada vuelta del

primario. Por tanto, la relación de voltajes se encuentra en la misma proporción

que la relación de vueltas: Cuando el secundario tiene un mayor número de

vueltas que el primario, el voltaje en aquel es mayor que en el primario y, por

consiguiente, el transformador aumenta el voltaje. Cuando el secundario tiene un

número menor de vueltas que el primario, el transformador reduce el voltaje. Sin

importar cuál sea el caso, la relación siempre se da en términos del voltaje en el

primario, el cual puede aumentarse o reducirse en el devanado secundario.

RELACIÓN DE CORRIENTE

Cuando no existen perdidas en el núcleo del transformador, la potencia en el

secundario es igual a la potencia en el primario. La relación de corriente es el

inverso de la relación de voltaje; esto es, aumentar el voltaje en el secundario

significa disminuir la corriente en el primario y viceversa. El secundario no genera

potencia, solo la toma del primario. Por tanto, el aumento o disminución de la

corriente, en términos de la que circula por el secundario (IS), esta determinada

por la resistencia de carga conectada a través de este.


2.- ODJETIVOS

a.- Mediante la siguiente práctica el estudiante medirá los voltajes inducidos en la bobina secundaria de un transformador en vacío, para diferentes voltajes en la bobina primaria.

b.-luego proseguirá ala investigación Investigar la relación de voltajes con relación de vueltas de las bobinas.

3.- MATERIALES Y EQUIPOS

Un nucleo de hierro

laminado

Tres bobinas de 200,400 y

600 vueltas


Dos multímetros Una fuente de alimentación

de corriente continua

Cables de experimentación

4.-PROCEDIMIENTO

a) Instalar el experimento como se indica en el circuito.


b) Ajustar los multímetros como voltímetro y amperímetro de corriente alterna para un rango de medición de 20 V y 20 A respectivamente.

c) Instalar el transformador con las siguientes combinaciones de espiras: 600/400; 600/200 ; 400/200; 400/600 ; 200/400;

d) En cada caso conectar la bobina primaria a 6, 12 y 18 V de corriente alterna.

e) Para cada uno de los diferentes transformadores aplicar a la bobina primaria el voltaje dado en la tabla.

f) En cada caso medir el voltaje secundario y la corriente de excitación y anotarlo en la tabla.


5.- DATOS

Voltaje (V)

Bobina primaria Bobina Secundaria

Nº de vueltas

Voltaje (V)Corriente

(A)Nº de

vueltasVoltaje (V)

6 600 6.03 0.01 400 3.79

12 600 11.49 0.02 400 7.25

18 600 17.11 0.03 400 10.84

6 600 6.03 0.01 200 1.90

12 600 11.51 0.02 200 3.66

18 600 17.16 0.03 200 5.46

6 400 6.02 0.03 200 2.84

12 400 11.47 0.06 200 5.47

18 400 17.16 0.09 200 8.12


6 400 6.01 0.03 600 8.50

12 400 11.45 0.06 600 16.27

6 200 5.99 0.13 400 11.20

6.- CALCULOS

1.- Calcular Vs/Vp = Ns/Ns, comparar los resultados

Aplicamos la siguiente ecuación:

a.- Para 600 vueltas en la bobina primaria y 400 vueltas en la secundaria

Datos:

Voltaje (V)


Nº de vueltas


(A)Nº de

vueltasVoltaje (V)

V SV P

=N SNP

=1a


6 600 6.03 0.01 400 3.79

12 600 11.49 0.02 400 7.25

18 600 17.11 0.03 400 10.84

Calculamos primero Ns/Np:

A continuación compararemos este resultado con Vp / Vs:

1. - Voltaje de 6 Voltios

Hallamos su % de error:

EMayor = 0.667

Emenor = 0.6285

N SN P

=400600

= 11.5

=0 .667

V SV P

=3 .796 .03

=0 .6285

%Error=EMayor−Emenor

EMayor∗100

%Error=0 .667−0.62850 .667

∗100


2.- Voltaje a 12 voltios


EMayor = 0.667

Emenor = 0.6309



%Error=5.772%

V SV P

= 7 .2511.49

=0 .631

%Error=0 .667−0. 4890 .667

∗100

%Error=0 .667−0.6310 .667

∗100

%Error=5.397%

V SV P

=10 .8417 .11

=0 .6335


EMayor = 0.667

Emenor = 0.6335

b.- Para 600 vueltas en la bobina primaria y 400 vueltas en la secundaria

Datos:

Voltaje (V)


Nº de vueltas


(A)Nº de

vueltasVoltaje (V)

6 600 6.03 0.01 200 1.90

12 600 11.51 0.02 200 3.66

%Error=26 .237%

%Error=0 .667−0.63350 .667

∗100

%Error=5.022%


18 600 17.16 0.03 200 5.46





EMayor = 0.333

Emenor = 0.3151


N SN P

=200600

=13=0 .333

V SV P

=1.906 .03

=0 .3151


EMayor∗100

%Error=0 .333−0 .31510 .333

∗100

%Error=5.37%

V SV P

= 3 .6611.51

=0 .318



EMayor = 0.333

Emenor = 0.318



EMayor = 0.333

Emenor = 0.3181

%Error=0 .667−0. 4890 .667

∗100

%Error=0 .333−0 .3180 .333

∗100

%Error=4 .5045%

V SV P

= 5 .4617 .16

=0.3181

%Error=26 .237%

%Error=0 .333−0 .31810 .333

∗100


c.- Para 400 vueltas en la bobina primaria y 200 vueltas en la secundaria

Datos:

Voltaje (V)


Nº de vueltas


(A)Nº de

vueltasVoltaje (V)

6 400 6.02 0.03 200 2.84

12 400 11.47 0.06 200 5.47

18 400 17.16 0.09 200 8.12


%Error=4 .4744%

N SN P

=200400

=12=0 .5





EMayor = 0.500

Emenor = 0.4717

V SV P

=2.846 .02

=0 .4717


EMayor∗100

%Error=0 .500−0 .47170 .500

∗100

%Error=5.66%




EMayor = 0.500

Emenor = 0.434



V SV P

= 5 .4711.47

=0 .4768

%Error=0 .667−0. 4890 .667

∗100

%Error=0 .500−0 .47680 .500

∗100

%Error=4 .64%

V SV P

= 8 .1217 .06

=0 .4759

%Error=26 .237%


EMayor = 0.500

Emenor = 0.4759

d.- Para 400 vueltas en la bobina primaria y 600 vueltas en la secundaria

Datos:

Voltaje (V)


Nº de vueltas


(A)Nº de

vueltasVoltaje (V)

6 400 6.01 0.03 600 8.50

12 400 11.45 0.06 600 16.27


%Error=0 .500−0 .47590 .500

∗100

%Error=4 .82%

N SN P

=600400

=1 .5





EMayor = 1.500

Emenor = 1.246


V SV P

=8 .506 .01

=1 .4143


EMayor∗100

%Error=1 .500−1. 41431.500

∗100

%Error=5.7133%

V SV P

=16 .2711.45

=1.4209



EMayor = 1.500

Emenor = 1.4209

e.- Para 200 vueltas en la bobina primaria y 400 vueltas en la secundaria

Datos:

Voltaje (V)


Nº de vueltas


(A)Nº de

vueltasVoltaje (V)

6 200 5.99 0.13 400 11.20

%Error=0 .667−0. 4890 .667

∗100

%Error=1 .500−1. 42091.500

∗100

%Error=5.2733%






EMayor = 2.000

Emenor = 1.8698

N SN P

=400200

=2

V SV P

=11.205 .99

=1 .8698


EMayor∗100

%Error=2 .000−1 .86982.000

∗100

%Error=6 .51%


2.- graficar Vs = f(Vp)

Ns/ Np)PARA :

Vs (Y) Vp (X)

3.79 6.03

7.25 11.51

10.84 17.06

PARA:

Vs (Y) Vp (X)

1.90 6.03

N SN P

=400600

= 11.5

=0 .667

N SN P

=200600

=13=0 .333


3.66 11.51

5.46 17.16

PARA:

PARA

PARA

Vs (Y) Vp (X)

2.84 6.02

5.47 11.47

8.12 17.06

Vs (Y) Vp (X)

8.50 6.01

16.27 11.45

N SN P

=200400

=12=0 .5

N SN P

=600400

=1 .5

N SN P

=400200

=2


Vs (Y) Vp (X)

3.79 6.03

3.- GRAFICA PARA Vs= g ( Ns/ Np)

En la que usamos los cálculos de las cinco Ns/ Np

N SN P

=200400

=12=0 .5N S

N P=400600

= 11.5

=0 .667

N SN P

=200600

=13=0 .333N S

N P=600400

=1 .5

N SN P

=400200

=2


7.- CONCLUSIONES

o Se determinó satisfactoriamente el valor de la corriente continua y alterna de una bobina sin núcleo de hierro, con yugo y con núcleo en U.

o Se comprobó que una bobina produce campo magnético.

8.- RECOMENDACIONES

Ver que todos los materiales estén en condiciones óptimas para mejor hallazgo de resultados.

Para desarmar el equipo se deberá desconectar la fuente de corriente ya que si la bobina tiene núcleo difícilmente se lo sacara.

Trabajar seriamente y sin juegos le dará buena obtención de datos y magníficos resultados

9.- BIBLIOGRAFÍA

Libros de consulta:

Galarza Francisco – Física III - 2007-S/ED-CBBA-Bolivia (Pág. 220-225)

Galarza Goñi Juan- Física General - 1998 - ED. Latinas Editores – Perú

(Pág. 500-504)


Páginas de Internet:

es.wikipedia.org/wiki/Inductor

www.unicrom.com/Tut_bobina.asp

es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alterna

es.wikipedia.org/wiki/Transformador

HOJA DE DATOS

Laboratorio 8- Transformacion de Voltaje

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