Preinforme 2

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LABORATORIO DE MÁQUINAS I
PREINFORME 2
Por:
JUAN DIEGO ARROYAVE AGUIRRE 
Para:
FERNANDO LARGO P.
UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA
FACULTAD DE INGENIERÍA
2018
PRACTICA Nº 2
 
ASUNTO: ENSAYO EN VACIO Y CORTOCIRCUITO DE UN TRANSFORMADOR MONOFASICO - Circuito Equivalente -
OBJETIVOS: 
1. Ensayo en vacío – Perdidas en el hierro -
2. Ensayo en cortocircuito – Perdidas en el cobre -
3. Determinar los parámetros del transformador.
4. Circuito equivalente.
PREINFORME:
1. Que se entiende por inducción, autoinducción, inducción mutua.
La inducción electromagnética, es aquel fenómeno que produce una fuerza electromotriz (la cual la abrevian como F.E.M), o también llamada tensión, en un medio o cuerpo. Esta inducción se puede generar de 3 maneras diferentes:
A. Si el cuerpo es estacionario en un campo magnético variable en el tiempo (fuerza electromotriz estática).
B. Si el cuerpo es móvil en un campo magnético estático (fuerza electromotriz cinética).
C. Si el cuerpo es móvil en un campo magnético variable en el tiempo.
Si el cuerpo o el medio de que se trata, es un conductor, en este se produce una corriente inducida. Faraday descubrió este fenómeno que en un circuito cerrado es igual a la rapidez de cambio del eslabonamiento de flujo magnético por el circuito.
La autoinducción electromagnética, es una corriente inducida la cual se produce en un devanado o bobina conductora debido a sus propias variaciones de flujo de campo magnético. En otras palabras, la autoinducción es un fenómeno que ejerce un sistema físico sobre sí mismo debido a campos electromagnéticos variables.
La inducción mutua, se trata de tener 2 o más bobinas conductoras separadas eléctricamente entre sí pero que están unidas por el mismo campo magnético. Este fenómeno se presenta en los transformadores con el bobinado primario y secundario.
2. Cuál sería la forma para determinar las pérdidas de un transformador.
Como se sabe, ninguna máquina eléctrica es 100% eficiente, esto quiere decir que presenta pérdidas al realizar un trabajo. En un transformador se presenta pérdidas en el hierro (debido a las corrientes parásitas e histéresis) y pérdidas en el cobre de las bobinas. 
Para determinar las pérdidas en el hierro se hace una prueba de vacío y para determinar las pérdidas en el cobre se hace una prueba de corto circuito. 
En el ensayo de cortocircuito se conecta el transformador a corriente nominal, cortocircuitando el secundario. Se mide en este ensayo la potencia consumida en el transformador en estas condiciones. A esta potencia se le denomina pérdidas en el cobre, porque es la consumida por los arrollamientos cuando circula la intensidad nominal.
En el ensayo de vacío, no se conecta ninguna carga y se deja en circuito abierto el secundario. Se hace a tensión nominal
3. Explique cómo se realizan los ensayos en corto circuito, en vacío y para qué sirven.
Ensayo de prueba de vacío: Al usar este ensayo a través de la medición de la tensión, corriente y potencia solamente en el bobinado primario y dejando el bobinado secundario abierto, obtenemos directamente la potencia perdida en hierro. Las pérdidas en el hierro las podemos medir fácilmente, leyendo la entrada en watios por medio de un vatímetro.
En la siguiente imagen se puede ver el esquema del ensayo.
Figura 1: Esquema de cómo realizar la prueba de vacío
Ensayo de prueba de cortocircuito: Con este método de corto circuito conseguimos las corrientes nominales en los dos bobinados, aplicando una pequeña tensión al bobinado primario y cortocircuitando el bobinado secundario con un amperímetro.
El método consiste en variar progresivamente la tensión del primario, hasta llegar a las corrientes nominales en los bobinados. 
Estas pérdidas las podemos determinar directamente con el vatímetro conectándolo en el bobinado primario, como se observa en la siguiente figura:
Figura 2: Esquema de cómo realizar la prueba de cortocircuito
4. Significado de la curva de magnetización del transformador, utilidad y procedimiento para obtenerla.
La curva de magnetización de un material ferromagnético es aquella que representa el magnetismo en el material como función de la fuerza magnetizante.
Para obtener la curva de magnetización inicial se realiza el siguiente montaje:
Figura 3. Montaje para curva de magnetización inicial
Para obtener la curva de histéresis magnética, se realiza el siguiente montaje:
Figura 4. Montaje para curva de histéresis magnética
En esta prueba el osciloscopio debe estar configurado de tal forma que se pueda registrar la entrada del canal 1 contra la del canal 2.
Se conecta el osciloscopio para que en el eje X se registre la corriente de entrada y en el eje Y la integral del voltaje a la salida de transformador
Las curvas de magnetización o curvas de saturación son útiles en el análisis y diseño del comportamiento de motores y transformadores eléctricos.
5. Cómo se calculan las pérdidas en el cobre y en el núcleo.
Pérdidas en el cobre:
Donde Pcu: Pérdidas en el cobre
R1: resistencia del devanado primario
R2: resistencia del devanado secundario
I1n: Corriente en el primario en la prueba de corto circuito
I2n: Corriente en el secundario en la prueba de corto circuito
Pérdidas en el hierro:
Donde: 
Rm: Resistencia que representa la pérdida en el hierro
V: Voltaje en la resistencia Rm
6. Circuito equivalente aproximado de un transformador real.
Figura 5. Modelo del transformador real
Donde:
· Rm y Lm son los parámetros del núcleo del transformador; Rm representa las pérdidas en el núcleo, mientras que Lm representa el flujo de magnetización confinado en el núcleo y común a los dos arrollamientos del transformador.
· Rp, Lp, Rs y Ls son los parámetros de los arrollamientos; Rp y Rs representan las pérdidas por efecto Joule de los dos arrollamientos del transformador, y Lp y Ls representan los flujos de dispersión de cada arrollamiento.
· La relación Np/Ns es la relación entre el número de espiras de los lados primario y secundario del transformador, o lo que es igual la relación de transformación entre tensiones y corrientes nominales de ambos lados.
BIBLIOGRAFÍA:
· http://www.monografias.com/trabajos82/perdidas-transformador-monofasico/perdidas-transformador-monofasico.shtml#ixzz5897YnUh4
· http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/3000/3015/html/135_prdidas_en_un_transformador.html
· https://scielo.conicyt.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-33052011000100010
· http://spain-s3-mhe-prod.s3-website-eu-west-1.amazonaws.com/bcv/guide/capitulo/8448141784.pdf
· http://comunidad.udistrital.edu.co/heortizs/files/2013/11/Guias-conversi%C3%B3n.pdf
 Fernando Largo Penilla