TRASNFORMADOR

Es un dispositivo que se encarga de transformar el voltaje de corriente alterna que tiene a su entrada en otro de diferente amplitud, que

entrega a su salida

Diferencias2.- Señalar las diferencias entre un transformador ideal y un transformador denúcleo de aire, y como se refiere del primario al secundario y viceversa.Ejemplo numérico.

-Se basan primordialmente en los componentes que integran el transformador real o núcleo del aire y las perdidas por calentamiento. El paso de la electricidad produce calor, y en el caso del trasformador este calor se considera una perdida de rendimiento.- Los trasformadores reales tienen perdidas de bobinas porque estas bobinas tienen unas resistencias algo que no tiene el transformador ideal.- El flujo de la bobina primaria no es completamente capturado por la bobina secundaria en el caso practico de un transformador real, por tanto, debemos tener en cuenta el flujo de dispersión.- los nucleos tienen corrientes parasitas y perdidas por histeresis que son los que aumentan el calor del trasformador real.

Ejemplos

Un sistema de potencia monofásico consta de un generadorde 480 V, 60 Hz que alimenta a una carga deimpedancia ZCarga = 4 + j3 W , a través de una línea detransmisión cuya impedancia es de Zlínea = 0.18 + j0.24 W.Conteste las siguientes preguntas sobre este sistema.

Si el sistema es exactamente como se acaba de describir ¿Cuálserá el voltaje sobre la carga ¿ (figura 1.1a), ¿Cuáles seránlas pérdidas en la línea de transmisión?

Supóngase que un transformador elevador de 1:10 estácolocado en el extremo del generador, y un transformadorreductor de 10:1 está colocado en el extremo de la carga dela línea (figura 1.1b). ¿Cuál será ahora el voltaje en la carga?(Despreciar la impedancia equivalente de estostransformadores)

Solución

La figura 1.1a ilustra el sistema de potencia sin transformadores. Aquí IG = Ilínea = Icarga. La corriente de línea del sistema está dada por

Ilínea = V/ (Zlínea + Zcarga)

Ilínea = 480 Ð0° / ((0.18 + j0.24) + (4 + j3))

Ilínea = 480 Ð0° / (4.18 + j3.24)

Ilínea = 480 Ð0° / 5.29 Ð37.8°

Ilínea = 90.8 Ð-37.8° A

Por esto, el voltaje en la carga es

Vcarga = Ilínea Zcarga

Vcarga = (90.8 Ð-37.8° ) (4 + j3)

Vcarga = (90.8 Ð-37.8° ) (5 Ð36.9° )

Vcarga = 454 Ð-0.9° V

y las pérdidas en la línea son

Ppérdidas = (Ilínea)2 Rlínea

Ppérdidas = (90.8)2 (0.18)

Ppérdidas = 1484 W

Eliminar el transformador T2 trasladando la carga al nivel de voltaje de la línea de transmisión.

Eliminar el transformador T1 trasladando los elementos y la carga equivalente al voltaje de la línea de transmisión al lado de la fuente de alimentación.

El valor de la impedancia reflejada de la carga, en el voltaje del sistema de transmisión, es

Z¢carga = a2 Zcarga

Z¢carga = (10/1)2 (4 + j3)

Z¢carga = 400 + j300 W

La impedancia total al nivel de la línea de transmisión es entonces

Zeq = Zlínea + Z¢carga

Zeq = 400.18 + j300.24 = 500.3 Ð36.88° W

3.- Señalar que es la inductancia mutua y realizar un

ejemplo numérico. En un Inductor o bobina, se denomina inductancia, L, a la relación entre el flujo magnético, y

la intensidad de corriente eléctrica

El flujo que aparece en esta definición es el flujo producido por la corriente I exclusivamente. No deben incluirse flujos producidos por otras corrientes ni por imanes situados cerca ni por ondas electromagnéticas.

Esta definición es de poca utilidad porque es difícil medir el flujo abrazado por un conductor. En cambio se pueden medir las variaciones del flujo y eso sólo a través del voltaje V inducido en el conductor por la variación del flujo. Con ello llegamos a una definición de inductancia equivalente pero hecha a base de cantidades que se pueden medir, esto es, la corriente, el tiempo y la tensión:

El signo de la tensión y de la corriente son los siguientes: si la corriente que entra por la extremidad A del conductor, y que va hacia la otra extremidad, aumenta, la extremidad A es positiva con respecto a la opuesta. Esta frase también puede escribirse al revés: si la extremidad A es positiva, la corriente que entra por A aumenta con el tiempo.

La inductancia siempre es positiva, salvo en ciertos circuitos electrónicos especialmente concebidos para simular inductancias negativas.

De acuerdo con el Sistema Internacional de Unidades, si el flujo se expresa en weber y la intensidad en amperio, el valor de la inductancia vendrá en henrio (H).

Los valores de inductancia prácticos van de unos décimos de nH para un conductor de 1 milímetro de largo hasta varias decenas de miles de Henrios para bobinas hechas de miles de vueltas alrededor de núcleos ferromagnéticos.

El término "inductancia" fue empleado por primera vez por Oliver Heaviside en febrero de 1886, mientras que el símbolo L se utiliza en honor al físico Heinrich Lenz.

Ejercicio de inductancia mutua

Dos bobinas están colocadas de tal forma que su inductancia mutua es75 miliHenrios. Durante un intervalo de tiempo de 15 milisegundos lacorriente en la bobina 1 varía linealmente de 23 miliAmperes a 57miliAmperes, mientras que en el mismo lapso la corriente en labobina 2 varía linealmente de 36 miliAmperes a 16 miliAmperes.Calcular la fem que induce cada bobina la corriente variable de laotra

4.-Indicar y aplicar el método de convección de puntos con un ejemplo numerico

Para este circuito

SOLUCIÓN:

Se determinan las corrientes de malla I1 e I2 y se aplica LVK a cada malla.Con la correcta utilización de la convención de los puntos se pueden escribir las ecuaciones de malla:

Resolviendo este sistema de ecuaciones de la forma:

Se obtiene:

El voltaje buscado es igual a: