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PROBLEMAS

¿Cuál es la razón de transformación “a” del transformador como elevador y como reductor?

¿Cómo determinar los parámetros del circuito equivalente del transformador monofásico (resistencia RC, reactancia Xm, resistencia equivalente Re y la reactancia equivalente Xe)?

¿Cuál es la eficiencia del transformador?

INFORMACION TEORICA Y FORMULACION DE HIPOTESIS

El transformadores una maquina eléctrica estática, niveladora de voltajes.

La relación de transformación “a” en un transformador ideal, en donde existe perdida de potencia, está dado por:

a=N_1/N_2 =V_1/V_2 =I_2/I_1

Z_1= a^2 Z_2

N1 y N2; número de espiras del primario y secundario respectivamente.

V1 y V2; Voltajes primero y secundario respectivamente.

I1 y I2; corriente del primario y secundario respectivamente.

Z1; Impedancia del secundario referido al primario.

Los transformadores ideales descritos anteriormente, nunca se podrán construir en realidad. Lo que puede construirse son transformadores reales; dos o más bobinas de alambre, físicamente envueltas alrededor de un núcleo ferromagnético. Las características de un transformador real se aproximan mucho a las de un transformador ideal, pero sólo hasta un cierto grado.

En un transformador ideal se desprecia tres elementos que deben considerarse al evaluar las características de funcionamiento:

Resistencia de los devanados del primario y secundario

Reactancia de dispersión.

Perdidas en el núcleo (histéresis y corrientes remolino).

Al considerar estos elementos tendremos un transformador real tal como se indica en la siguiente figura:

Aunque la figura es un modelo exacto de un transformador no es la más utilizada. Normalmente se utiliza los circuitos equivalentes que se muestran en las siguientes figuras.

Para la determinación de los parámetros del circuito equivalente se realizan los siguientes ensayos en circuito abierto y cortocircuito.

Ensayo en c/c: Permite determinar Re y Xe, a partir de las mediciones de Pcc, Vcc, Icc.

Factor de Potencia=cos∅=P_cc/(V_cc I_cc ) => ∅=arccos⁡(P_cc/(V_cc I_cc ))

Z_E=V_cc/I_cc ∠∅=R_e+〖jX〗_e

Ensayo en c/a: Permite determinar Rc y Xm a partir de las mediciones de V0, I0 y P0.

Factor de Potencia=cos∅=P_0/(V_0 I_0 ) => ∅=arccos⁡(P_0/(V_0 I_0 ))

Y_E=I_0/V_0 ∠-∅=1/R_c +1/〖jX〗_m

La eficiencia en carga η de un transformador se puede escribir como:

η=1-(P_0+P_cc)/(P_0+P_cc+P_a cosϕ)

Si el transformador trabaja en condiciones distintas de la plena carga, las perdidas en el hierro se mantienen constantes, pero las perdidas en el cobre aumentan proporcionalmente al cuadrado de la intensidad, mientras que la potencia útil varia en forma directamente proporcional a la intensidad de la corriente. Por lo tanto si definimos el factor de utilización u:

u=(Potencia aparente actual)/(Potencia aparente nominal)

La ecuación para determinar el rendimiento “η”

η=1-(P_0+u^2 P_cc)/(P_0+u^2 P_cc+uP_a cosϕ)

3- CONTRASTACION DE HIPOTESIS

3.1 EQUIPO

Fuente alterna regulable

Transformador de N1=1600, 800, 200 y N2= 400,100

Voltímetro

Amperímetro y Cosímetro [ I cosΦ] modelo Polytest 1W

3.2 DISEÑO EXPERIMENTAL

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