A2018 Prof. Carlos Nava...Chapman, Stephen J. “Máquinas Eléctricas“ Cuarta Edición Mc...
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UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA DEPARTAMENTO DE POTENCIA
El Transformador Conceptos Básicos
Profesor: Carlos Nava
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Transformador • Concepto
• Clasificación
Funcionamiento
• Ley de Inducción de Faraday
• Ley de Amper
• Funcionamiento
• Historia
El Transformador
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Con su implementación, se ha logrado la transmisión de energía eléctrica a largas distancias a bajo costo y se puede adecuar los niveles de voltaje y de corrientes
para la utilización de energía eléctrica en pequeños artefactos eléctricos.
El Transformador es una máquina eléctrica estática, es decir, sin partes, móviles, destinados a transferir energía eléctrica de un circuito a otro,
siendo el enlace común entre ambos circuitos, un flujo magnético.
El transformador solamente modifica la energía eléctrica de unas características determinadas de tensión y corriente a otras diferentes.
El Transformador
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De acuerdo al área de aplicación los transformadores se clasifican en tres grupos: 1. Transformadores de Potencia (T1)
2. Transformadores de Comunicación
3. Transformadores de Instrumentos
1. Transformador de Corriente (T2)
2. Transformador de Potencial o Voltaje (T3)
El Transformador Clasificación
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También podemos clasificar a los transformadores por:
1. Nivel de Voltaje 1. Elevadores 2. Reductores
2. Numero de fases
1. Monofásicos 2. Trifásicos 3. Hexafásicos 4. Dodecafásicos
3. La forma del núcleo
1. En Columnas 2. Acorazado
1. Acorazado distribuido
El Transformador Clasificación
4. El tipo de núcleo 1. Aire 2. Hierro 3. Mixto
5. La disposición de los
devanados 1. Separados 2. Alternados 3. Concentrados
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El Transformador Clasificación
Trifásicos Monofásicos
Devanados concéntricos
A. T.
B. T.
Devanados alternados
B. T. A. T.
Devanados separados Núcleo en Columnas
Núcleo Acorazado Distribuido
Devanados Concentrados Núcleo Acorazado
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LEY DE AMPER
El Transformador Funcionamiento
𝐻𝑑𝑙 = 𝐼
𝐻 ∝ 𝐼
AMPÉRE, André Marie (1775-1836) Matemático y Físico francés que estableció las leyes que relacionan el magnetismo con la electricidad, creando las bases de la electrodinámica. A la semana de conocerse en Francia los experimentos de Oersted desarrolló la electrodinámica aplicando el cálculo infinitesimal a la electricidad. Ampére dio la regla que lleva su nombre, a saber: Si una corriente lineal dispuesta paralelamente a una aguja imantada es tal que circula aquélla por el conductor entrando por los pies y saliendo por la cabeza de un supuesto observador tendido a lo largo de la corriente y mirando a la aguja imantada, el polo de la aguja que se dirige al Norte se desvía por la acción de la corriente hacia la izquierda del observador. Comprobó que un conjunto de espiras paralelas, que él denominó solenoide, se comportaba igual que un imán.
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LEY DE INDUCCIÓN DE FARADAY
El Transformador Funcionamiento
𝑒 = 𝑁𝑑𝜑
𝑑𝑡
𝐵 ∝ 𝐸 Si f es constante
Michael Faraday Inglés (Londres) (1791–1867) Químico y Experimentador electricista Doctorado honorífico por la Universidad de Oxford, 1832. Experimentador sin ninguna educación formal, comenzó su carrera de investigador en el Royal Institute en Londres como ayudante de laboratorio. Intrigado por la interacción entre los efectos eléctricos y magnéticos, descubrió la inducción electromagnética y demostró que un campo magnético puede generar efectos eléctricos (el nacimiento del generador tal como los conocemos en la actualidad).
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Se alimenta el transformador con una fuente de voltaje de corriente alterna a la bobina
B1
Al circular corriente por el devanado B1 aparece un
campo magnético alrededor del conductor.
Se crea un flujo en el núcleo magnético.
f.m.m
Se induce una f.c.e.m en la bobina B2, de igual frecuencia
que la tensión en B1
Al conectar una carga, circula una corriente eléctrica AC.
B1 B2
El Transformador Funcionamiento
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El Transformador Historia
Michael Faraday • Inducción electromagnética. (1832) • Transformador Eléctrico
Lucien Gaulard John Gibbs
• Presentaron en 1883 un sistema que transmitía corriente alterna de alta tensión a través de alambres delgados y la reducía por medio de un transformador para distribuirla.
• Transformadores en serie.
Ottó Titush Bláthy Miksa Déri Károly Zipernowsky
• Modelo ZBD de transformador de corriente alterna en 1885, relación de transformación.
• Ensayos de comportamiento en el laboratorio. (Déri)
• Conexión en paralelo de Transformadores. (Zipernowsky)
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El Transformador Historia
William Stanley Jr. Albert Schmid Oliver B. Shallenberger
• Primer transformador práctico basado en la idea de Gaulard y Gibbs.
• Núcleo de placas en forma de E extendiendo los extremos
• Conexión en paralelo de transformadores
Elihu Thomson
• Optimizó el sistema de enfriamiento de los transformadores mediante su inmersión en una cuba de aceite.
• Ideó el sistema de protección por medio del cual quedaban aterrizadas las bobinas del circuito de carga de los transformadores, evitando que algún cortocircuito en la línea dañara al usuario.
Max Buchholz • Patentó un sistema de protección para
transformadores en 1921. (protección Buchholz)
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http://pruebas.publicar.com/bogota/mauriciogarcia/fyr-ingenieros/info/web-anterior/transformadores_secos.html
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http://www.gedelsa.es/transformadores-potencia.htm A2018 Prof. Carlos Nava
Chapman, Stephen J. “Máquinas Eléctricas“ Cuarta Edición Mc Graw-Hill Int, México. 2005 IEEE Std 115 – 1983 , IEEE Guide Test Procedures for Synchronous Machines. Johnson & Phillips Ltd, Newnes, “The J & P Transformer Book” Decima Segunda Edición, Gran Bretaña. 1998 Mora, M. Pedro “Maquinas Eléctricas y Transformadores Ed. ULA, Mérida, Venezuela. 1987 Mora, Jesus Frayle “Máquinas Eléctricas” Quinta Edición Mc Graw-Hill Int, España. 2003 Kosow I. L., “Máquinas Eléctricas y Transformadores“ 2a Edición Prentice Hall Hispanoamericana S.A. México 1993. McPherson, G. An Introduction To Electrical Machines And Transformers John Willey & Sons N.Y. 1981 Fitzgerald A. E., Kingsley Jr. Ch.,Umans S. D. . "Electric Machinery" 5a Ed. McGraw-Hill Book Co. N.Y. 1992
BIBLIOGRAFÍA
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