Electromagnetismo 456y6o
This document was ed by and they confirmed that they have the permission to share it. If you are author or own the copyright of this book, please report to us by using this report form. Report 3i3n4
Overview 26281t
& View Electromagnetismo as PDF for free.
More details 6y5l6z
- Words: 2,397
- Pages: 18
TECSUP Electricidad – Lab. 9
Laboratorio de
ELECTRICIDAD
Laboratorio 9 “ELECTROMAGNETISMO”
PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR
109
TECSUP Electricidad – Lab. 9
Laboratorio de
PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR
110
TECSUP Electricidad – Lab. 9
Laboratorio de
“ELECTROMAGNETISMO” OBJETIVOS: 1. Verificar en un electroimán la relación entre la fuerza magnética, la tensión y la corriente. 2. Detectar la presencia de un campo magnético en un transformador. INTRODUCCIÓN TEÓRICA: ELECTROMAGNETISMO: TRANSFORMADOR El óxido ferroso-férrico, al que los antiguos llamaron magnetita, poseía la propiedad de atraer partículas de hierro. Hoy en día la magnetita se conoce como imán natural y a la propiedad que tiene de atraer los metales se le denomina “magnetismo”. IMANES PERMANENTES Cualquier tipo de imán, ya sea natural o artificial, posee dos polos perfectamente diferenciados: uno denominado polo norte y el otro denominado polo sur.
Figura 1. Imán permanente
Una de las características principales que distingue a los imanes es la fuerza de atracción o repulsión que ejercen sobre otros metales las líneas magnéticas que se forman entre sus polos. Cuando enfrentamos dos o más imanes independientes y acercamos cada uno de ellos por sus extremos, si los polos que se enfrentan tienen diferente polaridad se atraen (por ejemplo, polo norte con polo sur), pero si las polaridades son las mismas (polo norte con norte, o polo sur con sur), se rechazan.
PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR
111
TECSUP Electricidad – Lab. 9
Laboratorio de
Figura 2. Polaridad de imanes. Si enfrentamos dos imanes con polos diferentes se atraen, mientras que si los polos enfrentados son iguales, se repelen. Cuando aproximamos los polos de dos imanes, de inmediato se establecen un determinado número de líneas de fuerza magnéticas de atracción o de repulsión, que actúan directamente sobre los polos enfrentados. Las líneas de fuerza de atracción o repulsión que se establecen entre esos polos son invisibles, pero su existencia se puede comprobar visualmente si espolvoreamos limaduras de hierro sobre un papel o cartulina y la colocamos encima de uno o más imanes. INDUCCIÓN MAGNÉTICA Si cogemos un alambre de cobre o conductor de cobre, ya sea con forro aislante o sin éste, y lo movemos de un lado a otro entre los polos diferentes de dos imanes, de forma tal que atraviese y corte sus líneas de fuerza magnéticas, en dicho alambre se generará por inducción una pequeña fuerza electromotriz (FEM), que es posible medir con un galvanómetro, instrumento semejante a un voltímetro, que se utiliza para detectar pequeñas tensiones.
Figura 3. Inducción magnética. Este fenómeno físico, conocido como "inducción magnética" se origina cuando el conductor corta las líneas de fuerza magnéticas del imán, lo que provoca que las cargas eléctricas contenidas en el metal del alambre de cobre (que hasta ese momento se encontraban en reposo), se pongan en PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR
112
TECSUP Electricidad – Lab. 9
Laboratorio de
movimiento creando un flujo de corriente eléctrica. Es preciso aclarar que el fenómeno de inducción magnética sólo se produce cada vez que movemos el conductor a través de las líneas de fuerza magnética. Sin embargo, si mantenemos sin mover el alambre dentro del campo magnético procedente de los polos de los dos imanes, no se inducirá corriente alguna. En esa propiedad de inducir corriente eléctrica cuando se mueve un conductor dentro de un campo magnético, se basa el principio de funcionamiento de los generadores de corriente eléctrica. ELECTROMAGNETISMO En 1820 el físico danés Hans Christian Oerted descubrió que entre el magnetismo y las cargas de la corriente eléctrica que fluye por un conductor existía una estrecha relación. Cuando eso ocurre, las cargas eléctricas o electrones que se encuentran en movimiento en esos momentos, originan la aparición de un campo magnético tal a su alrededor, que puede desviar la aguja de una brújula.
Figura 4. Electromagnetismo. Si cogemos un trozo de alambre de cobre desnudo, recubierto con barniz aislante y lo enrollamos en forma de espiral, habremos creado un solenoide con núcleo de aire. Si a ese solenoide le aplicamos una tensión o voltaje, desde el mismo momento que la corriente comienza a fluir por las espiras del alambre de cobre, creará un campo magnético más intenso que el que se origina en el conductor normal de un circuito eléctrico cualquiera cuando se encuentra extendido, sin formar espiras.
PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR
113
TECSUP Electricidad – Lab. 9
Laboratorio de
Figura 5. Polaridad en bobina. Después, si a esa misma bobina con núcleo de aire le introducimos un trozo de metal como el hierro, ese núcleo, ahora metálico, provocará que se intensifique el campo magnético y actuará como un imán eléctrico (o electroimán), con el que se podrán atraer diferentes objetos metálicos durante todo el tiempo que la corriente eléctrica se mantenga circulando por las espiras del enrollado de alambre de cobre.
Figura 6. Electroimán. Los transformadores son probablemente la parte de equipo de mayor uso en la Industria Eléctrica, cuyo principio básico de funcionamiento es la inducción magnética mutua entre dos bobinas o devanados. Una variación
PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR
114
TECSUP Electricidad – Lab. 9
Laboratorio de
en la corriente que pasa por uno de los devanados induce una tensión en el otro devanado. Todos los transformadores poseen un devanado primario y uno o más secundarios; el primario recibe energía eléctrica de una fuente de alimentación y acopla esta energía al devanado secundario mediante un campo magnético variable. Los transformadores son indispensables en la industria ya que pueden convertir la potencia eléctrica, que está a una corriente y tensión dada, en una potencia equivalente a otra corriente y tensión. Por deducción sacamos esta otra ecuación que define la relación de espiras de las dos bobinas del transformador y las dos tensiones existentes del circuito del transformador ideal sin carga:
Donde; E1 = es la tensión generada en la bobina primaria E2 = es la tensión generada en la bobina secundaria N1 = es el número de espiras de la bobina primaria N4 = es el número de espiras de la bobina primaria a = es la relación de espiras entre la bobina primaria y la bobina secundaria. El tamaño de la línea o de la tensión E2 siempre dependerá del número de espiras de la bobina secundaria, del mismo modo que el tamaño de la línea o de la tensión E1 dependerá del número de vueltas de la bobina primaria.
PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR
115
TECSUP Electricidad – Lab. 9
Laboratorio de
Figura 7. El transformador ideal con carga Sin embargo, si deseamos conocer la relación de intensidades, debemos incorporar una carga Z. Esto sucede así porque consideramos la intensidad magnetizante insignificante o muy pequeña cuando realizamos la relación entre tensiones. Al colocar una carga Z al transformador, inmediatamente surge una intensidad I2 en la bobina secundaria. También hay que saber, que la tensión E2 no varía al conectarle una carga. Así tenemos que la intensidad que pasa por el secundario es:
y que la ecuación de las tensiones continúa siendo la misma:
Si analizamos las fuerzas magnetomotrices de las dos bobinas para conocer las intensidades, sabremos que las fuerzas magnetomotrices de la bobina secundaria genera: I2N2. Como sabemos que las tensiones no cambian al conectar una carga, también sabemos que el flujo tampoco cambia, así que la bobina primaria tiene que generar una fuerza magnetomotriz capaz de contrarrestar la fuerza magnetomotriz de la bobina secundaria, de este modo obtenemos que: I1N1. Por otro lado, como la I2 esta determinada por la carga y, como la I1 tiene que realizar una función compensadora, esto quiere decir que las intensidades están en fase. De esta forma podemos deducir la siguiente ecuación:
Conociendo la ecuación: podemos realizar la siguiente relación:
PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR
116
TECSUP Electricidad – Lab. 9
Laboratorio de
Donde; I1 = es la intensidad que pasa por la bobina primaria I2 = es la intensidad que pasa por la bobina secundaria N1 = es el número de espiras de la bobina primaria N4 = es el número de espiras de la bobina primaria a = es la relación de espiras entre la bobina primaria y la bobina secundaria. Si realizamos una comparación entre las dos fórmulas que relacionan las tensiones y las intensidades:
Se llega a la conclusión de que la relación de intensidad es inversamente proporcional a la relación de tensiones del transformador. Lo que quiere decir que la entrada de potencia aparente en el transformador ( E1I1 ) es igual a la salida de potencia aparente del transformador ( E2I2 ). En el supuesto de que no fueran iguales, querría decir que el transformador esta consumiendo potencia, algo que no es posible que ocurra en un transformador ideal.
PROCEDIMIENTO: EQUIPOS Y MATERIALES: Cantida Descripción d 01 Fuente de tensión 02 Multímetro digital. 01 Módulo de resistores. 01
Transformador.
20
Cables de conexión
Marca Lab-Volt AMPROVE Lab-Volt
Modelo Observación 33XR-A
Lab-Volt
A. ELECTROMAGNETISMO: TRANSFORMADOR Verificar la continuidad de cada devanado del transformador Use la escala más baja del ohmímetro, mida y anote la resistencia de cada uno de los devanados en la tabla 1. PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR
117
TECSUP Electricidad – Lab. 9
Laboratorio de
RESISTENCIA ()
TERMINALES
1a2 3a4 3a7 7a8 8a4 5a6 5a9 9a6 1a3 7a9
EXISTE CONTINUIDAD SI o NO
35.4
No
112.8
No
55.3
No
42.3
No
16.3
Si
35.1
No
16.9
Si
18.8
Si
--
No
--
No
TABLA 1. Continuidad en los devanados.
PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR
118
TECSUP Electricidad – Lab. 9
Laboratorio de
Figura 8. Terminales del transformador en el módulo de laboratorio.
Comprobar la relación de transformación en un transformador A continuación medirá las tensiones del secundario, sin carga, cuando se aplican 120 VAC al devanado primario. a. Conecte el circuito que se ilustra en la figura 9 y solicite la aprobación del instructor para encender la fuente. b. Ajuste la fuente de alimentación a 120 VAC con el voltímetro V 1. c. Mida y anote las tensiones de salida con el voltímetro V 2, de acuerdo a las indicaciones de la tabla 2.
Figura 9. Medición de la relación de transformación.
PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR
119
TECSUP Electricidad – Lab. 9
Laboratorio de
DEVANADOS
RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓ N a = V 1 / V2
PRIMARIO (V1)
SECUNDARIO (V2)
1 a 2 =120
3 a 4 =207
0.58
1 a 2 =120
5 a 6 =119.7
1.002
1 a 2 =120
3 a 7 =103.2
1.16
1 a 2 =120
7 a 8 =75.4
1.59
1 a 2 =120
8 a 4 =27.74
4.32
1 a 2 =120
5 a 9 =59.4
2.02
1 a 2 =120
9 a 6 =59.6
2.013
TABLA 2. Relación de transformación.
Determinar el efecto de saturación del núcleo del transformador a. Conecte el circuito mostrado en la figura 10 y pida la aprobación del instructor para encender la fuente..
Figura 10. Circuito para prueba de saturación del transformador.
PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR
120
TECSUP Electricidad – Lab. 9
Laboratorio de
b. Mida y anote la corriente de excitación I y la tensión de salida V2 para cada tensión de entrada que se indica en la tabla 3.
TENSIÓN PRIMARIA ( V1 ) 10 20 30 40 60 80 100 120 140 160 180 200
TENSIÓN SECUNDARIA ( V2 ) 18.4
CORRIENTE DE EXCITACIÓN ( mA ) 1.2
34.33
1.8
50.9
2.4
69.0
2.8
104.4
3.5
136.3
4.1
173
4.7
206.4
5.3
241.1
5.9
277.2
6.4
310.6
7
343
7.5
TABLA 3. Curva de saturación.
c. Graficar la corriente de excitación (I) respecto de la tensión primaria (V1), luego trace una curva continua que pase por los puntos obtenidos y observe que la corriente de magnetización aumenta rápidamente después de alcanzar cierta tensión de entrada.
PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR
121
TECSUP Electricidad – Lab. 9
Laboratorio de
300 280 260 240
TENSION PRIMARIA (V)
220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0
5
10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
110
120
130
140
150
CORRIENTE DE EXCITACION
CUESTIONARIO 1. Los devanados 1 a 2 y 5 a 6 tienen 500 vueltas de alambre. El devanado 3 a 4 tiene 865 vueltas. Calcule las siguientes relaciones de vueltas: a)
devanado 1 a 2 devanado 5 a 6
b)
devanado 1 a 2 devanado 3 a 4
2. ¿Cuántas espiras tendrá el secundario de un transformador, si su relación de transformación es 1: 5 y el primario tiene 30 vueltas?
3. ¿Cuánto indicaría un amperímetro si se conectara en el secundario del transformador de la pregunta anterior, sabiendo que el amperímetro del lado primario indica 3 mA?
CONCLUSIONES: PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR
122
TECSUP Electricidad – Lab. 9
Laboratorio de
Anote sus conclusiones por cada una de las experiencias realizadas. Electromagnetismo
Los transformadores sirven para proteger los los sistemas eléctricos, para esto se usa una relación de transformación de 1 También sirven para elevar o disminuir el voltaje sea cual sea el caso
PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR
123
TECSUP Electricidad – Lab. 9
Laboratorio de
PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR
124
TECSUP Electricidad – Lab. 9
Laboratorio de
Rúbrica
Curso:
LABORATORIO DE ELECTRICIDAD
Ciclo:
Actividad:
LABORATORIO Nº 9 : ELECTROMAGNETISMO
Semana:
Nombre y apellido del alumno:
Sección:
Docente:
Observaciones
Periodo:
Fecha:
I
Documentos de Evaluación Hoja de Trabajo
X
Archivo informático
Informe Técnico
X
Planos
Caso
Otros:
CRITERIOS A EVALUACIÓN
Requiere No Mejora aceptable
Excelente
Bueno
Verifica en un electroimán la relación entre la fuerza magnética, la tensión y la corriente.
3
2
1
0
Detecta la presencia de un campo magnético en un transformador.
3
2
1
0
Culminó la tarea en el tiempo previsto
1
0,5
0
0
Demostró conocimiento acerca de los temas tratados (prueba escrita / oral, intervenciones)
4
3
1
0
Presenta informe (redacción, ortografía, formato)
2
1,5
1
0
Presenta análisis crítico (datos, esquemas, observaciones, conclusiones)
3
2
1
0
Aplica procedimientos seguros.
2
1,5
1
0
Trabaja en equipo (orden, colaboración)
2
1,5
1
0
Puntaje Logrado
Puntaje Total
Comentarios al alumno: (De llenado obligatorio)
Descripción Excelente
Completo entendimiento del problema, realiza la actividad cumpliendo todos los requerimientos.
Bueno
Entendimiento del problema, realiza la actividad cumpliendo la mayoría de requerimientos.
Requiere mejora
Bajo entendimiento del problema, realiza la actividad cumpliendo pocos de los requerimientos.
No Aceptable
No demuestra entendimiento del problema o de la actividad.
PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR
125
TECSUP Electricidad – Lab. 9
Laboratorio de
PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR
126
Laboratorio de
ELECTRICIDAD
Laboratorio 9 “ELECTROMAGNETISMO”
PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR
109
TECSUP Electricidad – Lab. 9
Laboratorio de
PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR
110
TECSUP Electricidad – Lab. 9
Laboratorio de
“ELECTROMAGNETISMO” OBJETIVOS: 1. Verificar en un electroimán la relación entre la fuerza magnética, la tensión y la corriente. 2. Detectar la presencia de un campo magnético en un transformador. INTRODUCCIÓN TEÓRICA: ELECTROMAGNETISMO: TRANSFORMADOR El óxido ferroso-férrico, al que los antiguos llamaron magnetita, poseía la propiedad de atraer partículas de hierro. Hoy en día la magnetita se conoce como imán natural y a la propiedad que tiene de atraer los metales se le denomina “magnetismo”. IMANES PERMANENTES Cualquier tipo de imán, ya sea natural o artificial, posee dos polos perfectamente diferenciados: uno denominado polo norte y el otro denominado polo sur.
Figura 1. Imán permanente
Una de las características principales que distingue a los imanes es la fuerza de atracción o repulsión que ejercen sobre otros metales las líneas magnéticas que se forman entre sus polos. Cuando enfrentamos dos o más imanes independientes y acercamos cada uno de ellos por sus extremos, si los polos que se enfrentan tienen diferente polaridad se atraen (por ejemplo, polo norte con polo sur), pero si las polaridades son las mismas (polo norte con norte, o polo sur con sur), se rechazan.
PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR
111
TECSUP Electricidad – Lab. 9
Laboratorio de
Figura 2. Polaridad de imanes. Si enfrentamos dos imanes con polos diferentes se atraen, mientras que si los polos enfrentados son iguales, se repelen. Cuando aproximamos los polos de dos imanes, de inmediato se establecen un determinado número de líneas de fuerza magnéticas de atracción o de repulsión, que actúan directamente sobre los polos enfrentados. Las líneas de fuerza de atracción o repulsión que se establecen entre esos polos son invisibles, pero su existencia se puede comprobar visualmente si espolvoreamos limaduras de hierro sobre un papel o cartulina y la colocamos encima de uno o más imanes. INDUCCIÓN MAGNÉTICA Si cogemos un alambre de cobre o conductor de cobre, ya sea con forro aislante o sin éste, y lo movemos de un lado a otro entre los polos diferentes de dos imanes, de forma tal que atraviese y corte sus líneas de fuerza magnéticas, en dicho alambre se generará por inducción una pequeña fuerza electromotriz (FEM), que es posible medir con un galvanómetro, instrumento semejante a un voltímetro, que se utiliza para detectar pequeñas tensiones.
Figura 3. Inducción magnética. Este fenómeno físico, conocido como "inducción magnética" se origina cuando el conductor corta las líneas de fuerza magnéticas del imán, lo que provoca que las cargas eléctricas contenidas en el metal del alambre de cobre (que hasta ese momento se encontraban en reposo), se pongan en PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR
112
TECSUP Electricidad – Lab. 9
Laboratorio de
movimiento creando un flujo de corriente eléctrica. Es preciso aclarar que el fenómeno de inducción magnética sólo se produce cada vez que movemos el conductor a través de las líneas de fuerza magnética. Sin embargo, si mantenemos sin mover el alambre dentro del campo magnético procedente de los polos de los dos imanes, no se inducirá corriente alguna. En esa propiedad de inducir corriente eléctrica cuando se mueve un conductor dentro de un campo magnético, se basa el principio de funcionamiento de los generadores de corriente eléctrica. ELECTROMAGNETISMO En 1820 el físico danés Hans Christian Oerted descubrió que entre el magnetismo y las cargas de la corriente eléctrica que fluye por un conductor existía una estrecha relación. Cuando eso ocurre, las cargas eléctricas o electrones que se encuentran en movimiento en esos momentos, originan la aparición de un campo magnético tal a su alrededor, que puede desviar la aguja de una brújula.
Figura 4. Electromagnetismo. Si cogemos un trozo de alambre de cobre desnudo, recubierto con barniz aislante y lo enrollamos en forma de espiral, habremos creado un solenoide con núcleo de aire. Si a ese solenoide le aplicamos una tensión o voltaje, desde el mismo momento que la corriente comienza a fluir por las espiras del alambre de cobre, creará un campo magnético más intenso que el que se origina en el conductor normal de un circuito eléctrico cualquiera cuando se encuentra extendido, sin formar espiras.
PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR
113
TECSUP Electricidad – Lab. 9
Laboratorio de
Figura 5. Polaridad en bobina. Después, si a esa misma bobina con núcleo de aire le introducimos un trozo de metal como el hierro, ese núcleo, ahora metálico, provocará que se intensifique el campo magnético y actuará como un imán eléctrico (o electroimán), con el que se podrán atraer diferentes objetos metálicos durante todo el tiempo que la corriente eléctrica se mantenga circulando por las espiras del enrollado de alambre de cobre.
Figura 6. Electroimán. Los transformadores son probablemente la parte de equipo de mayor uso en la Industria Eléctrica, cuyo principio básico de funcionamiento es la inducción magnética mutua entre dos bobinas o devanados. Una variación
PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR
114
TECSUP Electricidad – Lab. 9
Laboratorio de
en la corriente que pasa por uno de los devanados induce una tensión en el otro devanado. Todos los transformadores poseen un devanado primario y uno o más secundarios; el primario recibe energía eléctrica de una fuente de alimentación y acopla esta energía al devanado secundario mediante un campo magnético variable. Los transformadores son indispensables en la industria ya que pueden convertir la potencia eléctrica, que está a una corriente y tensión dada, en una potencia equivalente a otra corriente y tensión. Por deducción sacamos esta otra ecuación que define la relación de espiras de las dos bobinas del transformador y las dos tensiones existentes del circuito del transformador ideal sin carga:
Donde; E1 = es la tensión generada en la bobina primaria E2 = es la tensión generada en la bobina secundaria N1 = es el número de espiras de la bobina primaria N4 = es el número de espiras de la bobina primaria a = es la relación de espiras entre la bobina primaria y la bobina secundaria. El tamaño de la línea o de la tensión E2 siempre dependerá del número de espiras de la bobina secundaria, del mismo modo que el tamaño de la línea o de la tensión E1 dependerá del número de vueltas de la bobina primaria.
PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR
115
TECSUP Electricidad – Lab. 9
Laboratorio de
Figura 7. El transformador ideal con carga Sin embargo, si deseamos conocer la relación de intensidades, debemos incorporar una carga Z. Esto sucede así porque consideramos la intensidad magnetizante insignificante o muy pequeña cuando realizamos la relación entre tensiones. Al colocar una carga Z al transformador, inmediatamente surge una intensidad I2 en la bobina secundaria. También hay que saber, que la tensión E2 no varía al conectarle una carga. Así tenemos que la intensidad que pasa por el secundario es:
y que la ecuación de las tensiones continúa siendo la misma:
Si analizamos las fuerzas magnetomotrices de las dos bobinas para conocer las intensidades, sabremos que las fuerzas magnetomotrices de la bobina secundaria genera: I2N2. Como sabemos que las tensiones no cambian al conectar una carga, también sabemos que el flujo tampoco cambia, así que la bobina primaria tiene que generar una fuerza magnetomotriz capaz de contrarrestar la fuerza magnetomotriz de la bobina secundaria, de este modo obtenemos que: I1N1. Por otro lado, como la I2 esta determinada por la carga y, como la I1 tiene que realizar una función compensadora, esto quiere decir que las intensidades están en fase. De esta forma podemos deducir la siguiente ecuación:
Conociendo la ecuación: podemos realizar la siguiente relación:
PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR
116
TECSUP Electricidad – Lab. 9
Laboratorio de
Donde; I1 = es la intensidad que pasa por la bobina primaria I2 = es la intensidad que pasa por la bobina secundaria N1 = es el número de espiras de la bobina primaria N4 = es el número de espiras de la bobina primaria a = es la relación de espiras entre la bobina primaria y la bobina secundaria. Si realizamos una comparación entre las dos fórmulas que relacionan las tensiones y las intensidades:
Se llega a la conclusión de que la relación de intensidad es inversamente proporcional a la relación de tensiones del transformador. Lo que quiere decir que la entrada de potencia aparente en el transformador ( E1I1 ) es igual a la salida de potencia aparente del transformador ( E2I2 ). En el supuesto de que no fueran iguales, querría decir que el transformador esta consumiendo potencia, algo que no es posible que ocurra en un transformador ideal.
PROCEDIMIENTO: EQUIPOS Y MATERIALES: Cantida Descripción d 01 Fuente de tensión 02 Multímetro digital. 01 Módulo de resistores. 01
Transformador.
20
Cables de conexión
Marca Lab-Volt AMPROVE Lab-Volt
Modelo Observación 33XR-A
Lab-Volt
A. ELECTROMAGNETISMO: TRANSFORMADOR Verificar la continuidad de cada devanado del transformador Use la escala más baja del ohmímetro, mida y anote la resistencia de cada uno de los devanados en la tabla 1. PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR
117
TECSUP Electricidad – Lab. 9
Laboratorio de
RESISTENCIA ()
TERMINALES
1a2 3a4 3a7 7a8 8a4 5a6 5a9 9a6 1a3 7a9
EXISTE CONTINUIDAD SI o NO
35.4
No
112.8
No
55.3
No
42.3
No
16.3
Si
35.1
No
16.9
Si
18.8
Si
--
No
--
No
TABLA 1. Continuidad en los devanados.
PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR
118
TECSUP Electricidad – Lab. 9
Laboratorio de
Figura 8. Terminales del transformador en el módulo de laboratorio.
Comprobar la relación de transformación en un transformador A continuación medirá las tensiones del secundario, sin carga, cuando se aplican 120 VAC al devanado primario. a. Conecte el circuito que se ilustra en la figura 9 y solicite la aprobación del instructor para encender la fuente. b. Ajuste la fuente de alimentación a 120 VAC con el voltímetro V 1. c. Mida y anote las tensiones de salida con el voltímetro V 2, de acuerdo a las indicaciones de la tabla 2.
Figura 9. Medición de la relación de transformación.
PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR
119
TECSUP Electricidad – Lab. 9
Laboratorio de
DEVANADOS
RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓ N a = V 1 / V2
PRIMARIO (V1)
SECUNDARIO (V2)
1 a 2 =120
3 a 4 =207
0.58
1 a 2 =120
5 a 6 =119.7
1.002
1 a 2 =120
3 a 7 =103.2
1.16
1 a 2 =120
7 a 8 =75.4
1.59
1 a 2 =120
8 a 4 =27.74
4.32
1 a 2 =120
5 a 9 =59.4
2.02
1 a 2 =120
9 a 6 =59.6
2.013
TABLA 2. Relación de transformación.
Determinar el efecto de saturación del núcleo del transformador a. Conecte el circuito mostrado en la figura 10 y pida la aprobación del instructor para encender la fuente..
Figura 10. Circuito para prueba de saturación del transformador.
PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR
120
TECSUP Electricidad – Lab. 9
Laboratorio de
b. Mida y anote la corriente de excitación I y la tensión de salida V2 para cada tensión de entrada que se indica en la tabla 3.
TENSIÓN PRIMARIA ( V1 ) 10 20 30 40 60 80 100 120 140 160 180 200
TENSIÓN SECUNDARIA ( V2 ) 18.4
CORRIENTE DE EXCITACIÓN ( mA ) 1.2
34.33
1.8
50.9
2.4
69.0
2.8
104.4
3.5
136.3
4.1
173
4.7
206.4
5.3
241.1
5.9
277.2
6.4
310.6
7
343
7.5
TABLA 3. Curva de saturación.
c. Graficar la corriente de excitación (I) respecto de la tensión primaria (V1), luego trace una curva continua que pase por los puntos obtenidos y observe que la corriente de magnetización aumenta rápidamente después de alcanzar cierta tensión de entrada.
PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR
121
TECSUP Electricidad – Lab. 9
Laboratorio de
300 280 260 240
TENSION PRIMARIA (V)
220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0
5
10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
110
120
130
140
150
CORRIENTE DE EXCITACION
CUESTIONARIO 1. Los devanados 1 a 2 y 5 a 6 tienen 500 vueltas de alambre. El devanado 3 a 4 tiene 865 vueltas. Calcule las siguientes relaciones de vueltas: a)
devanado 1 a 2 devanado 5 a 6
b)
devanado 1 a 2 devanado 3 a 4
2. ¿Cuántas espiras tendrá el secundario de un transformador, si su relación de transformación es 1: 5 y el primario tiene 30 vueltas?
3. ¿Cuánto indicaría un amperímetro si se conectara en el secundario del transformador de la pregunta anterior, sabiendo que el amperímetro del lado primario indica 3 mA?
CONCLUSIONES: PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR
122
TECSUP Electricidad – Lab. 9
Laboratorio de
Anote sus conclusiones por cada una de las experiencias realizadas. Electromagnetismo
Los transformadores sirven para proteger los los sistemas eléctricos, para esto se usa una relación de transformación de 1 También sirven para elevar o disminuir el voltaje sea cual sea el caso
PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR
123
TECSUP Electricidad – Lab. 9
Laboratorio de
PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR
124
TECSUP Electricidad – Lab. 9
Laboratorio de
Rúbrica
Curso:
LABORATORIO DE ELECTRICIDAD
Ciclo:
Actividad:
LABORATORIO Nº 9 : ELECTROMAGNETISMO
Semana:
Nombre y apellido del alumno:
Sección:
Docente:
Observaciones
Periodo:
Fecha:
I
Documentos de Evaluación Hoja de Trabajo
X
Archivo informático
Informe Técnico
X
Planos
Caso
Otros:
CRITERIOS A EVALUACIÓN
Requiere No Mejora aceptable
Excelente
Bueno
Verifica en un electroimán la relación entre la fuerza magnética, la tensión y la corriente.
3
2
1
0
Detecta la presencia de un campo magnético en un transformador.
3
2
1
0
Culminó la tarea en el tiempo previsto
1
0,5
0
0
Demostró conocimiento acerca de los temas tratados (prueba escrita / oral, intervenciones)
4
3
1
0
Presenta informe (redacción, ortografía, formato)
2
1,5
1
0
Presenta análisis crítico (datos, esquemas, observaciones, conclusiones)
3
2
1
0
Aplica procedimientos seguros.
2
1,5
1
0
Trabaja en equipo (orden, colaboración)
2
1,5
1
0
Puntaje Logrado
Puntaje Total
Comentarios al alumno: (De llenado obligatorio)
Descripción Excelente
Completo entendimiento del problema, realiza la actividad cumpliendo todos los requerimientos.
Bueno
Entendimiento del problema, realiza la actividad cumpliendo la mayoría de requerimientos.
Requiere mejora
Bajo entendimiento del problema, realiza la actividad cumpliendo pocos de los requerimientos.
No Aceptable
No demuestra entendimiento del problema o de la actividad.
PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR
125
TECSUP Electricidad – Lab. 9
Laboratorio de
PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR
126
Related Documents 3h463d
Electromagnetismo 456y6o
July 2020 2
Electromagnetismo 456y6o
August 2020 0
Electromagnetismo 456y6o
January 2021 0
Electromagnetismo 456y6o
April 2020 43
Electromagnetismo 456y6o
April 2020 34