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"AÑO DEL CENTENARIO DE MACHU PICCHU PARA EL
MUNDO"
UNIVERSIDAD NACIONAL" SAN LUIS GONZAGA" DE ICA
FACULTAD: INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
ESCUELA:
CURSO:
TEMA:
INGENIERIA ELECTRONICA
DIBUJO ELECTRONICO
SIMBOLOGIA
INFORME: N°1
DOCENTE: ING. ROMAN MUNIVE, WILDER ENRIQUE
CICLO:
2
GRUPO: IIE1
FECHA DE PRESENTACION: 6 DE MAYO DEL 2011
ICA-------- PERU
ica-peru
TRANSFORMADORES ELECTRICOS
DEFINICION:
Se denomina transformador a una máquina electromagnética que
permite aumentar o disminuir el voltaje o tension en un circuito
eléctrico de corriente alterna, manteniendo la frecuencia. La potencia
que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal, esto es,
sin pérdidas, es igual a la que se obtiene a la salida. Las máquinas
reales presentan un pequeño porcentaje de pérdidas, dependiendo de
su diseño, tamaño, etc.
Si suponemos un equipo ideal y consideramos, simplificando, la
potencia como el producto del voltaje o tension por la intensidad,
ésta debe permanecer constante (ya que la potencia a la entrada tiene
que ser igual a la potencia a la salida).
Los transformadores son dispositivos basados en el fenómeno de la
induccion magnetica y están constituidos, en su forma más simple,
por dos bobinas devanadas sobre un núcleo cerrado de hierro dulce
o hierro silicio. Las bobinas o devanados se denominan primario y
secundario según correspondan a la tensión alta o baja,
respectivamente. También existen transformadores con más
devanados, en este caso puede existir un devanado "terciario", de
menor tensión que el secundario.
PRINCIPIOS GENERALES:
Durante el transporte de la energía eléctrica se originan pérdidas que
dependen de su intensidad. Para reducir estas perdidas se utilizan
tensiones elevadas, con las que, para la misma potencia, resultan
menores intensidades. Por otra parte es necesario que en el lugar
donde se aplica la energía eléctrica, la distribución se efectúe a
tensiones más bajas y además se adapten las tensiones de
distribución a los diversos casos de aplicación. La preferencia que
tiene la corriente alterna frente a la continua radica en que la corriente
alterna se puede transformar con facilidad. La utilización de corriente
continua queda limitada a ciertas aplicaciones, por ejemplo, para la
regulación de motores. Sin embargo, la corriente continua adquiere
en los últimos tiempos una significación creciente, por ejemplo para
el transporte de energía a tensiones extra altas. Para transportar
energía eléctrica de sistemas que trabajan a una tensión dada a
sistemas que lo hacen a una tensión deseada se utilizan los
transformadores. A este proceso de cambio de tensión se le "llama
transformación".
NUCLEOS
Existen 2 tipos de núcleos fundamentales de estructura del
transformador ellos son el tipo nucleo y el tipo acorazado, los cuales
se detallan a continuación.

Tipo núcleo: este tipo de núcleo se representa en la fig.1,
indicando el corte A-1 la sección transversal que se designa con
S (cm2). Este núcleo no es macizo, sino que esta formado por
un paquete de chapas superpuestas, y aisladas eléctricamente
entre sí. Para colocarlas y poder ubicar el bobinado terminado
alrededor del núcleo, se construyen cortadas, colocando
alternadamente una sección U con una sección I. La capa
siguiente superior cambia la posición I con respecto a la U.
Transformadores trifasicos
Los transformadores trifásicos son utilizados para el suministro o el
transporte de energía a grandes distancias de sistemas de potencias
eléctricas. Lo que normalmente conocemos como la distribución
eléctrica, pero a grandes distancias.
Quizás hallaís oido hablar de los bancos de transformadores. Pues
bien, los bancos de transformadores consisten en tres
transformadores monofásicos conectados entre ellos para simular un
transformador trifásico. Esto estaría muy bien para el caso de que se
desee tener un transformador monofásico de repuesto para los casos
de averías, pero la realidad es que los transformadores trifásicos
resultan más económicos, es decir, un transformador trifásico es más
barato que tres transformadores monofásicos. Además, esta la
relación de tamaño, un único transformador trifásico siempre será
más pequeño que un banco de transformadores monofásicos.
Tanto los bancos de transformadores monofásicos como el
transformador trifásico se pueden conectar de diferentes formas. En
el caso del transformador trifásico, solo hay que decir que los
devanados de las bobinas están conectadas internamente y, estas
conexiones pueden ser en estrella o en triángulo.
También tenemos que resaltar que existen dos tipos de
transformadores trifásicos:
1. Transformador trifásico de tipo núcleo:
2. Transformador trifásico de tipo acorazado
Nota : La diferencia de un transformador trifásico de tipo núcleo y de
otro de tipo acorazado, esta en que en un transformador trifásico de
tipo acorazado las tensiones están menos distorsionadas en las
salidas de las fases. Lo cual hace mejor al transformador trifásico de
tipo acorazado.
AUTOTRANSFORMADOR:
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
El autotransformador puede ser considerado simultáneamente como
un caso particular del transformador o del bobinado con núcleo de
hierro. Tiene un solo bobinado arrollado sobre el núcleo, pero
dispone de cuatro bornes, dos para cada circuito, y por ello presenta
puntos en común con el transformador . En realidad, lo que conviene
es estudiarlo independientemente, pero utilizando las leyes que ya
vimos para los otros dos casos, pues así se simplifica notablemente
el proceso teórico.
En la práctica se emplean los autotransformadores en algunos casos
en los que presenta ventajas económicas, sea por su menor costo o
su mayor eficiencia. Pero esos casos están limitados a ciertos
valores de la relación de transformación, como se verá en seguida.
No obstante. es tan común que se presente el uso de relaciones de
transformación próximas a la unidad, que corresponde dar a los
autotransformadores la importancia que tienen, por haberla adquirido
en la práctica de su gran difusión.
Para estudiar su funcionamiento, haremos como con los
transformadores, es decir, primero consideraremos el principio en
que se basan, desde el punto de vista electromagnético, para obtener
las relaciones entre las tensiones y las corrientes de sus secciones,
ya que no se puede hablar de bobinados en plural. Luego veremos el
diagrama vectorial, muy parecido al de transformadores, pero con
diferencias que lo distinguen netamente. Y, también, haremos un
estudio comparativo entre el autotransformador y el transformador de
iguales condiciones de servicio.
En contra de los que muchos creen, un autotransformador no
necesariamente tiene que estar constituido de una única bobina,
puede llevar dos, tres o más bobinas, todo dependerá de la clase de
autotransformador de que se trate.
Los autotransformadores por sus características técnicas se usan,
principalmente, cuando se desea transformar una tensión y la
relación de vueltas entre la bobina primaria y la bobina secundaria es
casi 1. Pero también se suelen emplear para los arranques de
motores y para regular las líneas de transmisión.
Entre sus ventajas tenemos que destacar el bajo precio económico
frente a un transformador normal con idénticas especificaciones
técnicas. Esto en lo que se refiere a lo económico, en cuanto al
rendimiento propiamente dicho, hay que reseñar las siguientes
ventajas:
1. Menos corriente. El autotransformador necesita menos cantidad
de corriente para generar el flujo en el núcleo.
2. La potencia. El autotransformador genera más potencia que un
transformador normal de especificaciones similares.
3. Eficiencia. El autotransformador es más eficiente (mejor
rendimiento) que un transformador normal, con potencias parecidas.
En cuanto a los inconvenientes, cabe reseñar la pérdida de
aislamiento eléctrico entre la tensión del primario y la tensión del
secundario.
Los autotransformadores se pueden utilizar del mismo modo que los
transformadores convencionales, es decir, tienen las mismas
utilidades. Asimismo, los transformadores convencionales o de dos
bobinas se pueden convertir en autotransformadores si se conectan
de determinadas formas, algo que veremos más adelante.
Como podemos observar en el dibujo N1 y N2 representan el primario y el
secundario del autotransformador, lo que no quiere decir que sean dos
bobinas diferentes, como ya hemos explicado puede ser una sola bobina, dos o
más bobinas conectadas en serie sobre el mismo núcleo.
También podemos observar que entre el primario y el secundario existe una
línea común 2-4, de aquí la desventaja de la pérdida de aislamiento eléctrico
entre las dos tensiones (entrada y salida).
La tensión E1 alimenta al primario y se utiliza de común. Asimismo, la
intensidad I0 es la que genera el flujo Φm. El valor del flujo Φm se mantendrá
constante, siempre y cuando se mantenga constante E1
Por otro lado, tenemos que entre los puntos 3-4 hemos redefinido el
secundario y, por tanto tenemos una tensión E2 cuya ecuación será, teniendo
en cuenta la relación de vueltas entre N1 y N2, la siguiente:
Ahora bien, si conectamos una carga Z, como sale en el siguiente gráfico,
obtendremos la intensidad I2:
Al existir una corriente I2 tiene que surgir, por compensación, la
corriente I1 . La corriente que circulará por la carga será I2-I1, además
la fuerza magnetomotriz generada por I1 tiene que ser opuesta e igual
a la generada por I2-I1, asi que tenemos:
que reduciendo la ecuación nos quedaría:
Suponiendo de que se trate de un autotransformador ideal, es decir,
que no tenga pérdidas y que la corriente necesaria para provocar el
flujo sea mínima, tendremos que las potencias de entrada y salida
serán iguales:
Transformador de núcleo de aire
En aplicaciones de alta frecuencia se emplean bobinados sobre un carrete sin
núcleo o con un pequeño cilindro de FERRITA que se introduce más o menos
en el carrete, para ajustar su inductancia.
Transformadores variables
También llamados "Variacs", toman una línea de tensión fija (en la entrada)
y proveen de tensión de salida variable ajustable, dentro de dos valores.
OTROS:
Transformador de aislamiento
. Proporciona aislamiento galvánico entre el primario y el secundario, de
manera que consigue una alimentación o señal "flotante". Suele tener una
relación 1:1. Se utiliza principalmente, como medida de protección, en equipos
que trabajan directamente con la tensión de red. También para acoplar
señales procedentes de sensores lejanos, en equipos de ELECTROMEDICINA
y allí donde se necesitan tensiones flotantes entre sí.
Transformador de alimentación
. Pueden tener uno o varios secundarios y proporcionan las tensiones
necesarias para el funcionamiento del equipo. A veces incorporan FUSIBLES
que cortan su circuito primario cuando el transformador alcanza una
temperatura excesiva, evitando que éste se queme, con la emisión de humos y
gases que conlleva e, incluso, riesgo de incendio. Estos fusibles no suelen ser
reemplazables, de modo que hay que sustitur todo el transformador
Transformador de pulsos
. Es un tipo especial de transformador con respuesta muy rápida (baja
AUTOINDUCCION) destinado a funcionar en régimen de pulsos.
 Transformador de línea. Es un caso particular de transformador
de pulsos. Se emplea en los televisores con TRC (CRT) para
generar la alta tensión y la corriente para las bobinas de
DEFLEXION HORIZONTAL. Además suele proporcionar otras
tensiones para el tubo (Foco, filamento, etc).
 Transformador con diodo dividido. Es un tipo de transformador
de línea que incorpora EL DIODO rectificador para proporcionar
la tensión contínua de MAT directamente al tubo. Se llama diodo
dividido porque está formado por varios diodos más pequeños
repartidos por el bobinado y conectados en serie, de modo que
cada diodo sólo tiene que soportar una tensión inversa
relativamente baja. La salida del transformador va directamente
al ánodo del tubo, sin diodo ni triplicador.
Transformador de impedancia
. Este tipo de transformador se emplea para adaptar ANTENAS y LINEAS
DE TRANSMISION (Tarjetas de red, teléfonos...) y era imprescindible en los
amplificadores de válvulas para adaptar la alta impedancia de los tubos a la
baja de los altavoces.
Estabilizador de tensión
. Es un tipo especial de transformador en el que el núcleo se satura cuando la
tensión en el primario excede su valor nominal. Entonces, las variaciones de
tensión en el secundario quedan limitadas. Tenía una labor de protección de
los equipos frente a fluctuaciones de la red. Este tipo de transformador ha
caído en desuso con el desarrollo de los reguladores de tensión electrónicos,
debido a su volumen, peso, precio y baja eficiencia energética.
Transformador híbrido o bobina híbrida
. Es un transformador que funciona como una hibrida. De aplicación en los
teléfonos, tarjetas de red, etc. Vea telefono.
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