12 Laboratorio Electromagnetismo - Transformadores

UNIVERSIDAD DEL CAUCA FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES, EXACTAS Y DE LA EDUCACIÓN DEPARTAMENTO DE FÍSICA LABORATORIO DE ELECTROMAGNETISMO Adaptó: Ing. Arbey Osorio Dulce [email protected]

PR CTICA LABORATORIO

TRANSFORMADORES

OBJETIVOS

1. Comprobar las aplicaciones de la Ley de Inducción de Faraday. 2. Identificar las relaciones entre variables eléctricas en los transformadores. 3. Observar las aplicaciones de los transformadores. MÉTODO

Se miden tensiones en bobinas actuando como primarios y secundarios de un transformador; se usan núcleos de aire así como de hierro con el fin de incrementar la eficiencia del transformador. MATERIALES

1. 2. 3. 4. 5. 6.

1 Variac o Fuente de voltaje ca variable de 0 a 10 V (mínimo) a 60 Hz. 2 Multímetros. 1 Juego de bobinas con diferente número de vueltas. Conectores. Núcleos de hierro. 1 regla. MONTAJE

Fotografía 1. Montaje para la práctica. Laboratorio de Electromagnetismo  – Transformadores

Ing. Arbey Osorio Dulce

1

UNIVERSIDAD DEL CAUCA FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES, EXACTAS Y DE LA EDUCACIÓN DEPARTAMENTO DE FÍSICA LABORATORIO DE ELECTROMAGNETISMO Adaptó: Ing. Arbey Osorio Dulce [email protected]

PR CTICA LABORATORIO

Figura 1.Bobinas con núcleo de aire.

Figura 2.Bobinas con núcleo de hierro (recto).

Figura 3.Bobinas con núcleo de hierro en “U”.

Figura 4.Bobinas con núcleo de hierro cerrado. Laboratorio de Electromagnetismo  – Transformadores

Ing. Arbey Osorio Dulce

2

UNIVERSIDAD DEL CAUCA FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES, EXACTAS Y DE LA EDUCACIÓN DEPARTAMENTO DE FÍSICA LABORATORIO DE ELECTROMAGNETISMO Adaptó: Ing. Arbey Osorio Dulce [email protected]

PR CTICA LABORATORIO

PROCEDIMIENTO

1. Lea completa y detenidamente esta guía; asegúrese de comprenderla y contar con todos los elementos necesarios para la realización de la práctica antes de llevar a cabo cualquier otra labor. 2. Asegúrese que el variac se encuentre apagado y en su mínimo nivel de salida.

BOBINAS CON NÚCLEO DE HIERRO EN “U”

4. Inserte un núcleo de hierro a ambas bobinas como se observa en la Figura 3. 5. Establezca el valor más cercano a 9 Vrms en el primario y mida el voltaje de salida rms en el secundario. Registre ambas tensiones en la Tabla 1.

BOBINAS CON NÚCLEO DE AIRE BOBINAS CON NÚCLEO DE HIERRO CERRADO

1. Efectúe el montaje de la Figura 1 usando dos bobinas con el mismo número de vueltas. Las bobinas se encuentran con sus núcleos alineados. 2. Encienda el variac e incremente su tensión de salida hasta alcanzar el valor más cercano a 9 Vrms en el primario del arreglo (bobina 1). Registre esta tensión en la Tabla 1. Para cada posición relativa en centímetros entre bobinas de la Tabla 1: Mida el voltaje rms en el secundario del arreglo (bobina 2) y regístrelo en la Tabla 1. Apague el variac.

6. Inserte un núcleo de hierro a ambas bobinas como indica la Figura 4. Establezca el valor más cercano a 9 Vrms en el primario y mida el voltaje de salida rms en el secundario. Registre ambas tensiones en la Tabla 1.

BOBINAS CON NÚCLEO RECTO DE HIERRO

3. Inserte un núcleo de hierro a ambas bobinas como indica la Figura 2 y repita el procedimiento indicado en el paso 2. Laboratorio de Electromagnetismo  – Transformadores

Ing. Arbey Osorio Dulce

3

UNIVERSIDAD DEL CAUCA FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES, EXACTAS Y DE LA EDUCACIÓN DEPARTAMENTO DE FÍSICA LABORATORIO DE ELECTROMAGNETISMO Adaptó: Ing. Arbey Osorio Dulce [email protected] COMBINACIÓN DE BOBINAS CON DISTINTO NÚMERO DE VUELTAS

7. Usando la configuración de bobinas y núcleos con la que mayor voltaje de salida ha obtenido monte cinco pares de bobinas con diferente número de vueltas cada vez. En cada ocasión aplique 9 Vrms al primario y mida el voltaje rms de salida en el secundario. Registre sus datos en la Tabla 2.

PR CTICA LABORATORIO

BIBLIOGRAFÍA

Guías Laboratorio Electricidad y magnetismo, Pontificia Universidad Javeriana, Cali.

8. Limpie y ordene los elementos y su sitio de trabajo. Haga entrega formal del material al laboratorista. Entregue el preinforme al docente del laboratorio. PROCESAMIENTO DE DATOS

1. En cada procedimiento analice el comportamiento observado y concluya qué es lo que está sucediendo. 2. ¿Qué utilidad práctica tiene el uso de núcleos ferromagnéticos en los transformadores? 3. ¿Qué tipo de transformadores se han manejado en la práctica? 4. ¿Cuál es el principio básico de operación del transformador?

Laboratorio de Electromagnetismo  – Transformadores

Ing. Arbey Osorio Dulce

4

UNIVERSIDAD DEL CAUCA FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES, EXACTAS Y DE LA EDUCACIÓN DEPARTAMENTO DE FÍSICA LABORATORIO DE ELECTROMAGNETISMO Adaptó: Ing. Arbey Osorio Dulce [email protected]

PR CTICA LABORATORIO

PREINFORME TRANSFORMADORES GRAN GRUPO PROFESOR FECHA

NOMBRE     S     E     T     N     A     R     G     E     T     N     I

CÓDIGO

1 2 3 4 5

Tabla 1. Arreglos con bobinas de igual número de vueltas. Número de vueltas Relación de Distancia entre bobinas vueltas bobinas (cm) N2/N1 Primario Secundario 0,5 1 PASO 2 1,5 2 2,5 0,5 1 PASO 3 1,5 2 2,5 PASO 4 ----------PASO 5 -----------

Voltaje rms (V) Primario

Secundario

Tabla 2. Arreglos con bobinas de diferente número de vueltas. Combinación Número de vueltas bobinas Relación de vueltas N2/N1 bobinas Primario Secundario Combinación 1 Combinación 2 PASO 6 Combinación 3 Combinación 4 Combinación 5 Laboratorio de Electromagnetismo  – Transformadores

PEQUE O GRUPO

Relación de voltajes V2/V1

Voltaje rms (V) Primario Secundario

Ing. Arbey Osorio Dulce

5

UNIVERSIDAD DEL CAUCA FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES, EXACTAS Y DE LA EDUCACIÓN DEPARTAMENTO DE FÍSICA LABORATORIO DE ELECTROMAGNETISMO Adaptó: Ing. Arbey Osorio Dulce [email protected]

PR CTICA LABORATORIO

PREINFORME TRANSFORMADORES

GRAN GRUPO

PEQUEÑO GRUPO

VALORACIÓN GUIÓN - PRÁCTICA

Por consenso entre los integrantes del pequeño grupo, diligencie la siguiente tabla con la cual valorará el guión y la práctica desarrollada.

CRITERIO

BAJO

NIVEL MEDIO

ALTO

Claridad guión Pertinencia tema guión Dificultad práctica Facilidad adquisición componentes OBSERVACIONES

Laboratorio de Electromagnetismo  – Transformadores

Ing. Arbey Osorio Dulce

6