¿En consiste la magnetización? magnetización?
Magnetización es también conocida como polarización magnética que es un campo vectorial y se denota con la letra M, y consiste en la cantidad de momento magnético por unidad de volumen, es decir, la densidad de momentos de dipolos magnéticos permanentes o inducidos en sustancias magnéticas. La magnetización provi ene de cualquiera de las dos corrientes eléctricas microscópicas sacadas de movimiento de los electrones en átomos, o spin intrínseco de los electrones. Este fenómeno es susceptible a ser distorsionado por la temperatura. Las sustancias ferromagnéticas son la única clase de materiales magnéticos capaces de alcanzar la magnetización neta debido a la respuesta material a campo magnético externo, combinada con la posible existencia de momentos de dipolo magnéticos desequilibrados al azar por el propio material. Magnetización varía entre puntos ya que no es homogéneo a lo largo de un material. La Magnetización está bien definida por la siguiente ecuación: B = (H + M) µo Donde: B –densidad de flujo magnético H – fuerza de campo magnético M – magnetización µo – constante de permeabilidad del vacío.
¿En qué consiste la histéresis del material ferromagnético?
Cuando se aplica un campo magnético sobre un material ferromagnético, y luego cesa la aplicación de éste, el material no anula completamente su magnetismo, sino que permanece un cierto magnetismo residual. Cuando a un material ferromagnético se le aplica un campo magnético creciente su imantación crece desde cero hasta la saturación, ya que todos los dominios magnéticos están alineados. Así se obtiene la curva de primera imantación. Posteriormente si se hace decrecer gradualmente hasta anularlo, la imantación no decrece del mismo modo, ya que la reorientación de los dominios no es completamente reversible, quedando una imantación remanente: el material se ha convertido en un imán permanente. Si invertimos, conseguiremos anular la imantación con un campo magnético coercitivo. El resto del ciclo de histéresis se consigue aumentando de nuevo el campo c ampo magnético aplicado.
¿Cómo se construyen los núcleos de los transformadores?
El núcleo del transformador es el sistema de chapas que constituyen el circuito magnético con todos los componentes que entran en su construcción. El núcleo magnético está formado por laminaciones de acero que tienen pequeño porcentajes de silicio (alrededor del 4%) y que se denominan “laminaciones magnéticas”, estas laminaciones tienen la
propiedad de tener pérdidas relativamente bajas por efecto de histéresis y de corrientes circulantes. Según el tipo de núcleo, los transformadores se clasifican en: a) transformadores de núcleo, en los cuales los arrollamientos cubren las ramas del núcleo. b) transformadores acorazados, en los cuales los arrollamientos están parcialmente cubiertos por el núcleo. Independientemente del tipo, los núcleos están constituidos siempre por c hapas de acero especial, llamado de transformador, de 0,35 a 0,5 mm de espesor. Estas chapas de metal se llaman palastro. Actualmente se emplean dos grados principales de acero de transformador: a) laminado en caliente, y b) laminado en frío. El último tiene mejores propiedades magnéticas en dirección del laminado, pero requiere métodos especiales de montaje o ensamblado del núcleo. Para aislar las chapas de acero se emplea papel de 0,03 mm de espesor y barniz de aceite. El aislamiento de papel es mucho más barato que el barniz, pero sus propiedades de conducción y resistencia térmicas y mecánicas son mucho peores. Además, el aislamiento de papel ocupa mayor porcentaje de la sección transversal del apilamiento de las chapas. Debido a esto, en los transformadores de gran capacidad de potencia, en que estos inconvenientes son muy importantes, se prefiere el aislamiento de barniz. Por regla general, los núcleos de los transformadores de gran capacidad de potencia (de más de 100 kVA) se ensamblan con chapas de acero de 0,5 mm, porque esta construcción exige menos mano de obra que con chapas de 0,5 mm. ¿Qué es un transformador?
Se denomina transformador, a un dispositivo eléctrico basado en el fenómeno de la inducción electromagnética, que permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna (manteniendo la frecuencia), por medio de la acción de un campo magnético. Están constituidos, en su forma más simple, por dos bobinas devanadas sobre un núcleo de material ferromagnético (núcleo cerrado de hierro dulce o de hierro al silicio) aisladas entre sí eléctricamente. La única conexión entre las bobinas la constituye el flujo magnético común que se establece en el núcleo. La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal (esto es, sin pérdidas), es igual a la que se obtiene a la salida. Las máquinas reales presentan un pequeño porcentaje de pérdidas, dependiendo de su diseño, tamaño, etc.
Funcionamiento de un transformador
Cuando se conecta el primario a una fuente de fem alterna, por el bobinado comienza a pasar una corriente alterna. Según la Ley de Lenz, necesitamos que la corriente sea alterna para que se produzca esta variación de flujo. En el caso de corriente continua el transformador no se puede utilizar. En cuanto fluye una corriente por un conductor se crea un campo magnético alrededor de él. Si la corriente cambia continuamente en magnitud y polaridad, el campo magnético que se origina en el núcleo de hierro hará lo mismo. El campo magnético alterno está, por tanto, continuamente expandiéndose y contrayéndose. Como el circuito magnético es cerrado. La variación del campo magnético es la misma en cualquier parte del núcleo. Las líneas magnéticas al expandirse y contraerse cortarán a los conductores situados en cualquier parte del núcleo, y de acuerdo con la Ley de Faraday, en éstos aparecerá una fem inducida. Como a cada conductor sobre el núcleo le corta el mismo flujo. La fem inducida por vuelta será la misma. Por tanto, el voltaje en cada bobinado será proporcional al número de vueltas. Transformador monofásico
1. NÚCLEO: forma un circuito cerrado, sobre de cuyas columnas localizan los devanados. 2. DEVANADOS: Uno de los devanados se conecta a la fuente de energía eléctrica alterna y el segundo suministra energía eléctrica a las cargas. El devanado del transformador que se conecta a la fuente de potencia se llama devanado primario o devanado de entrada, y el devanado que se conecta a la carga se llama devanado secundario o devanado de salida
3. CUBA: es un depósito que contiene el líquido refrigerante (aceite), y en el cual se sumergen los bobinados y el núcleo metálico del transformador. las dimensiones y características de la cuba están regidas por la reglamentación de electricidad para transformadores tipo intemperie. 4. ALETAS REFRIGERACION: su misión es disipar el calor que se pueda producir en las carcasas del transformador y evitar así que el aceite se caliente en exceso. Su función principal es disipar el calor por medio de la circulación del mismo hacia el exterior. 5. ACEITE: sirve para aumentar el aislamiento y mejorar la refrigeración de las partes activas del transformador. 6. DEPOSITO EXPANSION: sirve de cámara de expansión del aceite, ante las variaciones se volumen que sufre ésta debido a la temperatura, además evita una eventual falla en el transformador por presión excesiva divido al aumento del volumen del aceite por la concentración interna de temperatura, abriendo un espacio adicional, permitiendo controlar de esta manera el volumen del aceite en la cuba. Este se encuentra ubicado en la parte superior porque el aumento de volumen se da hacia arriba y al momento de disminuir la presión este regresa a la cuba de manera controlada. 7. AISLADORES: también llamados pasa tapas, tanto de entrada y salida, presentan esa forma debido a que el agua es un medio conductor y de esta manera se evita que se produzca un chorro continuo y se deslice por medio de gotas interrumpidas en cada eslabón del mismo. Si en tal caso no presentaran esa forma la cuba del transformador o parte externa correría el riesgo de energizarse y poner en riesgo el funcionamiento del transformador 8. TAPA 9. CONEXIONES 10. NIVEL DE ACEITE: permite observar desde el exterior el nivel de aceite del transformador evitando de esta manera complicaciones en el funcionamiento, permitiendo llevar un control puntual del nivel de aceite. 11. TERMOMETRO 12. TERMOMETRO 13. VÁLVULA DE SOBREPRESIÓN: dispositivo liberador de presión que permite controlar la presión generada por el aumento del volumen del aceite permitiendo controlar la presión y brindar un alivio al transformador con el fin de evitar daños en el mismo o un daño total. 14. GRIFO DE VACIADO: permite el vaciado del aceite del transformador.
15. REGULADOR DE TENSION: permite adaptar la tensión del transformador para adaptarla a las necesidades del consumo. Esta acción solo es posible si el bobinado secundario está preparado para ello.
16. RELE BUCHHOLZ: este relé de protección reacciona cuando ocurre una anomalía interna en el transformador, mandándole una señal de apertura a los dispositivos de protección.
17. CANCAMOS TRANSPORTE 18. DESECADOR AIRE: su misión es secar el aire que entra en el transformador como consecuencia de la disminución del nivel de aceite. evitando de esta manera el ingreso de partículas de agua en el aceite que puedan generar fallas internas y deterioro del aceite afectando la capacidad del mismo, la rigidez eléctrica que es la capacidad que tiene el aceite para soportar descargas eléctricas prolongadas sin permitir una circulación de la corriente a través de él. 19. TAPON LLENADO: permite introducir líquido refrigerante en la cuba del transformador. 20. PUESTA A TIERRA.
