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CAPITULO 7 CIRCUITOS MAGNTICOS Y TRANSFORMADORES (12 7.1 Efectos magnticos de la corriente elctrica.

7.2 Circuitos magnticos. Curvas de magnetizacin. Caractersticas de materiales

magnticos. Circuitos magnticos prcticos. Excitacin CD.

7.3 Voltajes inducidos. Circuitos magnticos con Excitacin CA. Perdidas.

7.4 Principios de funcionamiento y aplicaciones de los transformadores. Derivaci

Polaridad. Tipos de transformadores: Potencia y medicin.

7.5 Banco de transformadores7.6 Prctica #7: Diseo de fuentes de voltaje monofsico.

FIMCP-ESPOL

ELECTRICIDAD

Prof. Ing. Eduardo Mendieta R.

5 de Enero 2016


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7.1 Efectos magnticos de la corriente elctrica.

Hans Christian Oersted fue un Fisicoqumico Dans que fundo la rama de la ciencia llama

que tiene que ver con los campos magnticos producidos por Corrientes elctricas.

Durante una clase nocturna el descubri accidentalmente que una aguja magntica era

de una corriente elctrica en un conductor En 1934 el "Oersted" fue adoptado como unidfuerza del campo magntico.

Experimento Oersted

ElectrolisisLey de Faraday

Ja

Ley de Faraday de induccin magntica: La fem generada es proporcional a la

magntico con respecto al tiempo.


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Heinrich Lenz

Ley de Lenz: Una fem inducida en una espira o bobina de alambre tiene una direccinorigina genera su propio campo magntico que se opone al cambio del campo del flujo m

espira o bobina

Jean Baptiste Biot y Flix Savart


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Karl Friedrich Gauss

Ley de Gauss del Magnetismo: El flujo magntico neto a travs de

cualquier superficie cerrada es siempre cero

Andr-Marie Ampre

Ley de Ampere: La integral de lnea de B.dl alrededor de cualquier trayectoria cerra

es la corriente total que pasa a travs de cualquier superficie delimitada por la trayecto


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7.2 Circuitos magnticos. Curvas de magnetizacin. Caractersticas de materiales magnticos. Circuitos m

Excitacin CD.

El inductor como el transformador elctrico son parte importante de los circuitos.

El inductor se lo usa como:

-Filtro de entrada y de salida para convertidores CA/CD, CD/CA, CD/CD, CA/CA

-Circuitos limitadores de corriente

-Convertidores resonantes.

Los transformadores se los usa para:

-Desfasamiento de Voltaje.

-Aislamiento entre el circuito de potencia y el circuito de control.

-Almacenar y transferir energa en convertidores CD/CD aislados.

-Medicin de corriente y de voltaje(transformadores de instrumentos)

Bobina

Toroid

Bobina Pancake


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7 3 V lt j i d id Ci it ti E it i CA P did


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7.3 Voltajes inducidos. Circuitos magnticos con Excitacin CA. Perdidas.


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7 4 Principios de funcionamiento y aplicaciones de los transformadores Derivaciones Polaridad Tipos d


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7.4 Principios de funcionamiento y aplicaciones de los transformadores. Derivaciones. Polaridad. Tipos d

Potencia y medicin.

El transformador elctrico es una maquina elctricaesttica que permite

enviado por una fuente alterna hacia valores que se requiera para el uso de

de la relacin del numero de vueltas del primario y del secundario se pu

elevadores o reductores. Adems se pueden embobinar tanto el primar

derivaciones para poder manejar valores distintos de seleccin.

Autotransformador


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Ncleo de

hierro

Bobinas

de

primario y

secundario

Transformador

elctrico sencillo con

proteccin fusible

Trans

deriva

el secelectr

Transformadortrifsico

Banco de Transformadores


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Las derivaciones disponi

elctrico se utilizan paraentrada primaria dispo

220VAC; o para seleccio

secundaria requerida po

ej se requiere tener a la

Las derivaciones se reali

alambres de conexin

vueltas tanto en el

secundario.

AUTOTRANSFORMADORES


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Autotransformadores

elctricos 110 Vac a 220 Vac

o viceversa


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Polaridad de los transformadores ideales


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Las reglas para el signo algebraico adecuado son las siguientes:

1. Si las tensiones V1y V2de las bobinas son ambas positivas o ambas negativas en el terminal con marca, utilice un

voltajes o caso contrario utilice un signo menos.

2. Si las corrientes I1e I2de las bobinas son ambas entrantes o ambas salientes de los terminales marcados, utilice un s

de corrientes o caso contrario un signo positivo.

TIPOS DE TRANSFORMADORES


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1-Transformadores de Potencia: Sirven para variar el voltaje pero mantienen constante el valor de potencia en el prima

V1I1= V2I2

Ejemplo: Un transformador de potencia de 900 KV

primario de 13000 Voltios. Si la relacin del

transformador es de 10:1, determine el voltaje y l

secundario I2.

2- Transformadores de medida e instrumentacin


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Son los transformadores que se usan en los tableros de medicin y proteccin para poder distribuir la energa elctr

transformadores son de dos clases: Los transformadores de Corriente y los transformadores de Potencial

Estos transformadores sensan la corriente que pasa por las lneas de alimenta

Permiten reducir el potencial elctrico a valores bajos para poder monitorear a b

7.5 Banco de transformadores


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Consiste en simular un transformador trifsico con tres

transformadores monofsicos. El banco de transformadores

puede conectarse en derivaciones que son combinaciones de los

circuitos Delta-Estrella.


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Aceite dielctr ico

Como parte de un programa integral proactivo de mantenimiento elctrico en transformadores, se requiere necesar

peridico del aceite aislante., antes de que el aceite colapse uy ocasione daos severos en el transformador.

Estudios del Consejo Internacional de Grandes Redes Elctricas han determinado que ms del 70% de los defect

transformador dejan una huella en el aceite aislante que, si se sabe analizar e interpretar, permite identificar la naturale

o fallo.

Aspecto y color.El color de un aceite aislante se expresa con un nmero obtenido por comparacin con una serie dees una propiedad crtica, pero puede ser til para una evaluacin comparativa. Un incremento rpido o un nmero

indicar degradacin o contaminacin del aceite.

Adems del color, el aspecto del aceite puede mostrar turbidez o sedimentos que pueden indicar la presencia de ag

carbn, fibras u otros contaminantes.

Rigidez dielctrica.La rigidez dielctrica es una medida de la capacidad del aceite para soportar solicitaciones erigidez dielctrica sirve principalmente para indicar la presencia de contaminantes como agua o partculas. Un valor

puede indicar que uno o ms de estos contaminantes estn presentes. Sin embargo, un valor elevado de rig

necesariamente la ausencia de todo contaminante.

Punto de inflamacin. La rotura del aceite causada por descargas elctricas o por exposicin prolongada a muyproducir cantidades suficientes de hidrocarburos de bajo peso molecular para reducir el punto de inflamacin del aceitUn bajo punto de inflamacin puede indicar la presencia de productos combustibles voltiles en el aceite. Esto pued

con un disolvente pero, en algunas ocasiones, se ha observado que la causa eran chispas elctricas.

Compatibilidad de aceites aislantes.Para rellenar el transformador o mantener niveles, se debe utilizar un aceite que60296 y sea del mismo tipo. Los aceites no usados, que sean conformes con la norma IEC 60296 y que no contengan

aditivos, se consideran compatibles entre s y pueden mezclarse en todas proporciones. La experiencia de campo indic

observan problemas cuando se aade un pequeo porcentaje, por ejemplo un 5 %, de un aceite no usado a aceites

"buenos", aunque adiciones superiores a aceites fuertemente envejecidos puede ocasionar la Precipitacin de lodos.

Refrigeracin


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Refrigeracin

El aceite mineral tiene la funcin de servir de elemento trasmisor de calor para poder disipar el calor generado por l

transformador.

De tal manera, el aceite debe mantener excelentes propiedades elctricas para poder soportar la degradacin trmic

transformadores no contiene aceite mineral sino lquidos sintticos tales como: silicona, R-Temp.

Hay varias razones de peso para realizar pruebas peridicas al aceite dielctrico: primero las pruebas indicaran la

transformador. Cualquier sntoma de lodo permitir retirarlo del transformador antes de que penetre y ocasione algn d

superficies interiores del transformador, prolongando su vida til .Otra ventaja es la reducir las salidas no progra

problema, entonces se toman las medidas que impidan las interrupciones

Punto de congelacin.Es una medida de la capacidad del aceite para fluir a baja temperatura. No existen evidenpropiedad se vea afectada durante el deterioro normal del aceite. Los cambios en el punto de congelacin pueden

como resultado del rellenado con un tipo diferente de aceite.

Densidad. La densidad puede ser til para identificar el tipo de aceite. En climas fros, la densidad del aceite pdeterminar la idoneidad de su uso.

Por ejemplo, los cristales de hielo formados a partir de agua libre pueden flotar en aceites de alta densidad y conducir

la posterior fusin. Sin embargo, la densidad no es significativa para comparar la calidad de diferentes muestras de ac

de que la densidad se vea afectada por el deterioro normal del aceite.

Impedancia reflejada al primario


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Encuentre Zab si ZL = 8060o

Ejemplo. Determine la potencia liberada por la carga de 10 .


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De tal manera que:

Ib= [50/(2.5 + 22.5)] = 2 A rms

P10= P22.5= 22(22.5) = 90 W

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