Ley De Faraday Y Transformador

PRACTICA N° 4

“LEY DE FARADAY Y EL TRANSFORMADOR”

OBJETIVO

El alumno conoce y comprueba la ley de Faraday fundamento de las ecuaciones de Maxwell.

Determinar experimentalmente la validez de la ley de Faraday

Determinar la relación existente entre la fem y los elementos ferromagnéticos

Base teórica

El transformador

Hace algo más de un siglo que se inventó este dispositivo que ha hecho posible la distribución de energía eléctrica a todos los hogares, industrias, etc. Si no fuera por el transformador tendría que acortarse la distancia que separa a los generadores de electricidad de los consumidores.

El transformador lo encontramos en muchos lugares, en las lámparas de bajo consumo, cargadores de pilas, en sótanos de edificios, en las centrales hidroeléctricas y otros generadores de electricidad. Su tamaño puede variar desde muy pequeños a enormes transformadores que pueden pesar más de 500 Tm.

El primario y el secundario de un transformador tienen el mimo núcleo de hierro que asegura que el flujo a través de cada espira sea el mismo.

Sea  el flujo del campo magnético a través de cada espira.

Si la corriente en el primario i1 varía con el tiempo se produce en el secundario una fem inducida V2.

Si cambiamos los papeles de modo que el secundario pase a ser primario y viceversa

Dividiendo ambas expresiones, obtenemos la relación de transformación

Por ejemplo si el secundario tiene N2=5N1 resulta que V2=5V1, y dicho transformador aumenta en el secundario la tensión del primario y se llama transformador elevador. Para que un transformador sea reductor deberá tener menos espiras en el secundario que en el primario.

Si no hay pérdidas de energía en el proceso de transformación por corrientes de Foucault y otras pérdidas en el núcleo laminado de hierro, se cumplirá que la energía por unidad de tiempo (potencia) en el primario será la misma que en el secundario

P=i1•V1=i2•V2

Ejemplo

Una radio funciona con corriente de 9V y 360 mA. Si el primario del transformador tiene 440 vueltas. ¿Cuántas hemos de ponerle al secundario?

Transformamos una tensión en el primario de 220 voltios a 9 voltios en el secundario

Si no hay pérdidas de energía. La potencia en el primario debe ser igual a la del secundario.

220•i1=9•360 por lo que i1=14.7 mA

Al aumentar la tensión disminuye la intensidad, este hecho es empleado para transportar la electricidad a grandes distancias reduciendo las pérdidas por efecto Joule. En una central eléctrica, el generador está conectado al primario de un transformador de elevación de tensión, mientras que las líneas de transporte de electricidad están conectadas al secundario. En el primario hay una intensidad alta, con un valor moderado de la tensión. En el secundario, la tensión se eleva hasta cerca de 500 000 V y por consiguiente, la corriente en el secundario se reduce en la misma proporción. Como las pérdidas por efecto Joule son proporcionales al cuadrado de la intensidad, al disminuir la intensidad en el secundario se reducen las pérdidas por calentamiento.

En el otro extremo de la línea, debe utilizarse un transformador reductor para disminuir la tensión,

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