Practica electromagnetismo

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE DE INGENIERÍA Y CIENCIAS SOCIALES Y  ADMINISTRATIV  ADMINISTRA TIVA AS Física experime!a" III Pr#c!ica $%& 'EL TRANSFORMADOR Y SU EFICIENCIA( Pr)*+, Ve"a-c) C"imac) .es/s . es/s Ar!emi)  A"0ma, Pe1a")-a R0i- Sara I2)e Sec0ecia 3IM%4 5 6e )2iem7re 6e 8&&9

INTRODUCCIÓN



Le: 6e i60cci; 6e Fara6a:

C)si6ere 0a espira 6e a"am7re c)ec!a6a a 0 amperíme!r)< mie!ras =a: 0 m)2imie!) re"a!i2) e!re e" im# : "a espira >0e es!a7"ece 0a c)rrie!e e e" circ0i!)+ A 0a c)rrie!e 6e ese !ip) "a ""amarem)s c)rrie!e i60ci6a p0es!) >0e se pr)60ce p)r 0a *em i60ci6a+ La *em is!a!#ea i60ci6a e 0 circ0i!) es i?0a" a ra-; 6e cam7i) e e" !iemp) 6e *"0@) ma?!ic) a !ra2s 6e" circ0i!)+ És!e es 0 e0cia6) 6e "a "e: 6e Fara6a: 6e "a i60cci; ma?!ica+ E" si?) 6e "a p)"ari6a6 6e "a *em i60ci6a se p0e6e 6e!ermiar me6ia!e "a "e: 6e Le-, La p)"ari6a6 6e "a *em i60ci6a es !a" >0e pr)60ce 0a c)rrie!e c0:) camp) ma?!ic) se )p)e a" cam7i) e e" *"0@) ma?!ic) a !ra2s 6e "a espira+ O sea< >0e "a c)rrie!e i60ci6a !ie6e a c)ser2ar e" *"0@) )ri?ia" a !ra2s 6e" circ0i!)+ Ba: 0 m!)6) m#s seci"") >0e se c))ce c)m) "a re?"a 6e F"emi? ) 6e "a ma) 6erec=a para "a 6e!ermiaci; 6e "a c)rrie!e i60ci6a+ Es!a re?"a es!a7"ece >0e si ")s 6e6)s p0"?ar< í6ice : me6i) 6e "a ma) 6erec=a se ma!iee e #?0")s rec!)s e!re sí< c) e" p0"?ar ap0!a6) e "a 6irecci; 6e "a *0er-a< e" 6e6) í6ice ap0!a6) e "a 6irecci; 6e" camp) ma?!ic) : e" 6e6) me6i) ap0!ar# e "a 6irecci; 6e "a c)rrie!e c)2eci)a" i60ci6a+ E!re "as ap"icaci)es imp)r!a!es 6e ")s 6esc07rimie!)s 6e Fara6a:< c) respec!) a "a i60cci; e"ec!r)ma?!ica< es!# "a c)s!r0cci; 6e ?eera6)res< m)!)res : !ras*)rma6)res+ 

Tras*)rma6)r 

E s0 *)rma m#s seci""a< e" !ras*)rma6)r 6e CA c)s!a 6e 6)s 7)7ias 6e a"am7re er)""a6as a"re6e6)r 6e 0 /c"e) 6e =ierr) 60"ce+ La 7)7ia >0e es!# c)ec!a6a a "a e!ra6a 6e "a *0e!e 6e 2)"!a@e CA : !iee N %  20e"!as< se ""ama 6e2aa6) primari) ) e" primari)+ La 7)7ia >0e es!# c)ec!a6a e 0a resis!ecia R : c)s!a 6e N 8 20e"!as< es e" sec06ari)+ E" pr)p;si!) 6e" /c"e) 6e =ierr) c)m/ es a0me!ar e" *"0@) ma?!ic) : pr)p)rci)ar 0 me6i) p)r e" c0a" casi !)6) e" *"0@) >0e pasa a !ra2s 6e 0a 7)7ia pase a !ra2s 6e "a )!ra+

~ 1 ~

C0a6) 0a e!ra6a 6e 2)"!a@e CA V% se ap"ica a" primari)< e" 2)"!a@e i60ci6) a !ra2s 6e " es!# 6a6) p)r, ∆ V 1=− N 1

∆ ϕB  Δt 

D)6e ϕB  es e" *"0@) ma?!ic) a !ra2s 6e ca6a 20e"!a+ P)r ") !a!)< e" 2)"!a@e a !ra2s 6e "a 7)7ia sec06aria es, ∆ V 2=− N 2

E" !rmi)

∆ ϕB  Δt 

∆ ϕB  Δt 

 es c)m/ e "as ec0aci)es a!eri)res+ P)r ") !a!)< 2em)s

>0e, ∆ V 2 ∆ V 1

=

 N 2  N 1

∆ V 2

C0a6) N8 es ma:)r >0e N% :< p)r ") !a!)

exce6e a

∆ V 1

< e"

!ras*)rma6)r se c))ce c)m) !ras*)rma6)r e"e2a6)r+ C0a6) N % es me)r >0e N%< =acie6) >0e

∆ V 2

 sea me)r >0e

∆ V 1

< =a7"am)s 6e 0 !ras*)rma6)r 

re60c!)r+ U 2)"!a@e se ?eera a !ra2s 6e" sec06ari) s)"ame!e c0a6) =a: 0 cam7i) e e" /mer) 6e "íeas 6e *"0@) >0e pasa a !ra2s 6e" sec06ari)+ La e!ra6a 6e p)!ecia a" primari) es i?0a" a "a sa"i6a 6e p)!ecia e e" sec06ari) es!) es,  I 1 ∆ V 1= I 2 ∆ V 2

La ec0aci; s0p)e 0 !ras*)rma6)r i6ea"< e e" c0a" ) =a: pr6i6as 6e p)!ecia" e!re e" primari) : e" sec06ari)+ L)s !ras*)rma6)res rea"es )rma"me!e !iee e*iciecias 6e p)!ecia >0e 2aría 6e 9& a 99+ Las pr6i6as 6e p)!ecia se prese!a 6e7i6) a *ac!)res !a"es c)m) c)rrie!es arrem)"ia6as i60ci6as e e" /c"e) 6e =ierr) 6e" !ras*)rma6)r< "as c0a"es 6isipa "a eer?ía e *)rma 6e pr6i6as 6e

2

 I   R

~ 2 ~

+

C0a6) "a p)!ecia e"c!rica se !rasmi!e a !ra2s 6e ?ra6es 6is!acias< res0"!a ec);mic) 0sar 0 2)"!a@e a"!) : 0a c)rrie!e 7a@a< p0es!) >0e "a pr6i6a 6e p)!ecia 6e7i6) a" ca"e!amie!) resis!i2) e "as "íeas 6e !rasmisi; 2aría c)m) 2

 I   R

+

DESARROLLO Objetivos • •

•

 Ap"icar e" *e;me) 6e i60cci; e"ec!r)ma?!ica+ Descri7ir ")s e"eme!)s 6e!ermia!es e e" *e;me) 6e i60cci; : emi!ir  s0s i*erecias a" respec!) 6e es!e *e;me)+ C)s!r0ir e" arre?") 6e 0 !ras*)rma6)r : es!06iar "as 2aria!es >0e exis!e 6e !ras*)rma6)res+

Hipótesis

Material a utilizar  •

• • • • • • • • • • •

8 /c"e)s 6e =ierr) "amia6) !ip) 'U( c) 7arra para cerrar e" circ0i!) ma?!ic) 8 7)7ias 6e 8 20e"!as % 7)7ia 6e %3&& 20e"!as %7)7ia 6e %&& 20e"!as L#mpara 6e 88& 2)"!s< 8&& a!!s c) 7ase p)r!a"#mparas % i!err0p!)r 6e p)rce"aa 6)s p)")s< 0 !ir)< c) *0si7"es+ % c"a2i@a c) ca7"e Is!r0me!) 6e 7)7ia m;2i" c) car#!0"a &H% A CA Car#!0"a 6e &H3&V CA Car#!0"a 6e &H3&&V CA Ca7"es caim#Hcaim# Ca7"es 7aaaHcaim#

ro!e"i#ie$to ~ 3 ~

% Arme e" circ0i!) >0e m0es!ra "a *i?0ra C)si6era6) >0e, L% em7)7ia6) 6e 4& 20e"!as L8 em7)7ia6) 6e 8 20e"!as 8 Mi6a "a 6i*erecia 6e p)!ecia" e!re ")s p0!)s A : J 3 Mi6a "a 6i*erecia 6e p)!ecia" e!re ")s p0!)s C : D 5 Usa6) "as *;rm0"as c)rresp)6ie!es< ca"c0"e "a 6i*erecia 6e p)!ecia" e!re C : D  Si e" 2a")r ca"c0"a6) 6e" 2)"!a@e e!re C : D 6i*iere 6e" 2a")r me6i6)< exp"i>0e 6e!a""a6ame!e e" p)r>0 6e es!as 6iscrepacias+ 4 A=)ra c)ec!e "a "#mpara e!re ")s p0!)s C : D+ K Exp"i>0e c;m) se !ras*iri; "a eer?ía 6e 0 em7)7ia6) a )!r)+  Arme e" circ0i!) 6e "a si?0ie!e *i?0ra+ 9 Ca"c0"e : p)s!eri)rme!e mi6a "a 6i*erecia 6e p)!ecia" e!re E : F+ C)mpare ")s 2a")res : exp"i>0e e" p)r>0 6e "as 6iscrepacias+ %&C)mpare VMED c) VCAL c;m) s) p)r >0 %% C)ec!e "a "#mpara e!re ")s p0!)s E : F+ %8A=)ra arme e" circ0i!) 6e "a si?0ie!e *i?0ra+ %3Mi6a : ca"c0"e V CD< c)mpare e" es!e 2a")r c) e" 2a")r me6i6)+ Exp"i>0e e" p)r >0 6e "a 6iscrepacia+ %5C)ec!e "a "#mpara a6ec0a6a e!re C : D+ %Mi6a e" 2a")r 6e "a c)rrie!e< c)mpare e" 2a")r ca"c0"a6) : e" 2a")r me6i6)< exis!e 6i*erecia< p)r >0

Resulta"os Fi?0ra %, V)"!a@es me6i6)s V AJ %38+V VCD+V Ca"c0"a6) e" 2)"!a@e c) "a *;rm0"a, V 2 V 1

=

V 2=

 N 2  N 1

( ) ( )  N 2  N 1

V 1=

52

650

132.8 V  =10.62 V 

~ 4 ~

P)6em)s )7ser2ar >0e, V%V8 %38+V+V Respec!) a" 2)"!a@e e ")s p0!)s C : D )7ser2am)s >0e, VMEDQVCAL +VQ%&+48V E" *)c) pre6e c0a6) se c)")ca e "a 7)7ia primaria : ) pre6e c0a6) se c)")ca e "a 7)7ia sec06aria< ) pre6e 6e7i6) a >0e e" 2)"!a@e >0e sa"e 6e" !ras*)rma6)r ) es s0*icie!e para pre6er e" *)c)+ Fi?0ra 8, V)"!a@es me6i6)s V AJ %38+V VCDKV VEF%&V Ca"c0"a6) e" 2)"!a@e c) "a *;rm0"a, V 2 V 1

=

V 2=

 N 2  N 1

( ) (  )  N 2  N 1

V 1=

1300 52

7 V  = 175 V 

P)6em)s )7ser2ar >0e, V%QV8 %38+VQ%&V Respec!) a" 2)"!a@e e ")s p0!)s C : D )7ser2am)s >0e, VMEDQVCAL %&VQ%KV ~ 5 ~

C) respec!) a "a i!esi6a6 6e c)rrie!e, I!esi6a6es me6i6as, IENT&+5A ISAL&+KA I!esi6a6 ca"c0"a6a,  I 1  I 2

=

 N 2  N 1

(

)(

 I 1 N 1 0.4 A  52  I 2 = =  N 2 1300

)

0.016  A 

=

IMEDICAL &+KA&+&%4A C0a6) e" *)c) se c)")ca a "a sa"i6a 6e" !ras*)rma6)r ) pre6e a s0 !)!a"i6a6 s)" se p)e r)@) e" *i"ame!) 6e7i6) a >0e e" 2)"!a@e a "a sa"i6a ) es s0*icie!e para >0e es!e pre6a !)!a"me!e+ Fi?0ra 3, V)"!a@es me6i6)s V AJ %38+V VCD84&V Ca"c0"a6) e" 2)"!a@e c) "a *;rm0"a, V 2 V 1

=

V 2=

 N 2  N 1

( ) ( )  N 2  N 1

V 1=

1550 650

132.8 V  =316.67 V 

P)6em)s )7ser2ar >0e,

~ 6 ~

V%QV8 %38+VQ84&V Respec!) a" 2)"!a@e e ")s p0!)s C : D )7ser2am)s >0e, VMEDQVCAL 84&VQ3%4+4KV C) respec!) a "a i!esi6a6 6e c)rrie!e, I!esi6a6es me6i6as, IENT&+3A ISAL&+KA I!esi6a6 ca"c0"a6a,  I 1  I 2

=

 I 2 =

 N 2  N 1

 I 1 N 1  N 2

=

( 0.83  A ) (650 ) 1550

=0.34 A 

IMEDICAL &+KA&+35A E es!e !ras*)rma6)r 0sam)s 0 *)c) 6e %8V p)r ") !a!) c0a6) ") c)")cam)s a "a sa"i6a 6e" !ras*)rma6)r e" *)c) si pre6e+

~ 7 ~

CONCLUSIONES E "a *i?0ra % e" 2)"!a@e >0e e!ra a" !ras*)rma6)r es me)r >0e e" 2)"!a@e >0e sa"e p)r ") !a!) se !ra!a 6e 0 !ras*)rma6)r re60c!)r 6e 2)"!a@e+ E "a *i?0ra 8 : 3 e" 2)"!a@e 6e e!ra6a es me)r >0e "e 2)"!a@e >0e sa"e 6e" !ras*)rma6)r p)r ") >0e se !ra!a 6e 0 !ras*)rma6)r e"e2a6)r 6e 2)"!a@e+ E" 2)"!a@e >0e sa"e me6i6) 6i*iere c) e" 2)"!a@e >0e ca"c0"am)s es!) se 6e7e a >0e e" ca"c0"a6) !)ma a" !ras*)rma6)r c)m) i6ea" per) e rea"i6a6 se pier6e 2)"!a@e+ L) mism) pasa c) "a i!esi6a6 p)r>0e "a me6i6a es me)r >0e "a i!esi6a6 ca"c0"a6a+

%I%LIO&RA'(A FÍSICA ~ 8 ~

Sera:< Ra:m)6 T=)ms) 4a e6ici; P+, 483H48< 44

~ 9 ~