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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. *********************************************************************************************************** *****************************************************************