Universidad Nacional “San Luis Gonzaga” de Ica Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica
UNIVERSIDAD NACIONAL “SAN LUIS GONZAGA”
FACULTAD: INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
INFOR INFO R ME DE LA B O R A T ORIO N° N ° 05 05 TITULO:
P E R D ID I D A S E N E L TR T R A N S F O R MA D O R MO M O N OF O F A S I C O”
“
CURSO
: LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS I
DOCENTE
: MAG. CARLOS ORE HUARCAYA
ALUMNO
: Bautista Gonzales Antony Jhon
CICLO
: VI ME-1
GRUPO
:
A
“
”
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OBJETIVO GENERAL -determinar el rendimiento y regulación del transformado en diferentes condiciones: -construir de acuerdo a los datos obtenidos en la experiencia de laboratorio Grafico de eficiencia vs potencia Grafico de regulación de voltaje contra potencia 2. elementos necesarios -banco de ensayos -transformador monofásico 220/113 - 2 vatímetros
MARCO TEORICO REGULADOR DE VOLTAJE Un regulador de voltaje (también llamado estabilizador de voltaje o acondicionador de voltaje) es un equipo eléctrico que acepta una tensión eléctrica de voltaje variable a la entrada, dentro de un parámetro predeterminado y mantiene a la salida una tensión constante (regulada). VENTAJAS 1. Funcionamiento permanente y seguro de todos sus equipos, las variaciones de voltaje el funcionamiento, la calidad de sus procesos. 2. Eliminar los recursos económicos gastados innecesariamente, aprovechando todo el potencial instalado: recursos técnicos, humanos, materiales, y de tiempo.
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3. Incremento en la productividad y eficiencia del sistema protegido así como aumento de la vida útil de sus equipos.
Formula de regulación de voltaje .
− = .100 = = ( ) =
.100 = − = =
Formula de regulación de voltaje en cortocircuito
1 = [ 1 cos(−)+ 2.1 sin(−)].100
=
=
EFICIENCIA O RENDIMIENTO DE UN TRANSFORMADOR La eficiencia o rendimiento de un transformador es la razón de la potencia útil de salida (o cedida a la carga) a la potencia de entrada (o absorbida) por el primario. La eficiencia o rendimiento de un artefacto se puede conocer por medio de la siguiente ecuación:
(%) = ()×100 () ×100 (%) = + 3
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Esta ecuación se aplica a motores y generadores, así como a transformadores. Los circuitos equivalentes del transformador facilitan mucho los cálculos de la eficiencia.
Para calcular la eficiencia de un transformador bajo carga dada, sólo se suman las pérdidas de cada resistencia y se aplica la ecuación:
( %) = ()×100 Puesto que la potencia es WSAL = VS * IS cos , la eficiencia puede expresarse por:
(%) = coscos ++ 3. EXPLICACION DE LA PRÁCTICA 3.1. REGUACION DE VOLTAJE Se deben construir las curvas de eficiencia contra potencia utilizando 4 puntos para cada curva. La carga total a aplicar son 10 lámparas incandescentes de 100 watts, los puntos a utilizar son. -contra potencia aproximadamente 2l, 4l, 6l, 8l, 10l 3.2 EFICIENCIA Se debe construir una curva de eficiencia contra potencia utilizando 4 puntos para una curva 3.3 procedimiento Para la medición de la regulación de voltaje y la eficiencia en un transformador se utiliza el mismo montaje, en el cual se debe medir: Voltaje de entrada en el transformador Voltaje de salía del transformador
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Potencia activa de entrada al transformador Potencia activa de salida del transformador e intensidad en e secundario
FORMULAS A UTILIZAR REGULACIÓN DE VOLTAJE
− = .100……..() = = ( ) = (%) = ()× …………………………….. ∝ = = EFICIENCIA ( ) (METODO DIRECTO)
EFICIENCIA ( ) (METODO INDIRECTO)
(%) = coscos ++ …………….()
S=potencia nominal del transformador C:índice de carga :Angulo de F.P :perdias en y hierro : perdidas en el cobre nominal
cos
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CIRCUITO A UTILIZAR Este circuito se utilizo en el ensayo primero usamos 2 focos en la segunda se utilizo 4 focos, en la tercera se utilizo 6 focos y en la cuarta 8 focos y en la quinta 10 focos todas de 100 watts. En cada ensayo se tomaron datos de la tensión de entrada y salida igualmente con la corriente y potencia
2 L
4 L
6 L
8 L
CUESTIONARIO A) cuadro de valores tomados en los ensayos efectuados Con 2 lámparas primario Secundario 113 V 220 V 1.89 A 0.783 A 189.5 W 161 W Con 4 lámparas primario 113 V 3.19 A 346 W
Secundario 216 V 1.45 A 314 W
6
10 L
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Con 6 lámparas primario 113 V 48 A 540.1 W
Secundario 215 V 2.33 A 500W
Con 8 lámparas primario 113 V 6.51 A 756.3 W
Secundario 112.5 V 3.19 A 680W
Con 10 lámparas primario 113 V 8.15 A 912.5 W
Secundario 210.5 V 4.03 A 857W
b) describa las experiencia con su propio lenguaje * La eficiencia nos permite saber qué porcentaje de potencia nominal está entregando el transformador * La regulación en un transformador son muy importantes, en el ensayo conectamos primero 2 cargas y estas nos consumieron 113 v con una tensión de entrada de 220 luego conectamos 2 focos mas y aumentamos a tensión de entrada a 222 v para tener los 113 v, la regulación en el transformador nos permite aumentar o disminuir la tensión de entrada haciendo que en la carga no oscile la tensión a la que está determinada así evitamos que los artefactos eléctricos se deterioren
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c) construir la curva: eficiencia vs potencia
eficiencia vs potencia 95 94 93 92 91 eficiencia vs potencia
90 89 88 87 86 0
200
400
600
800
d) construir la curva: regulación de voltaje contra potencia
regulacion de voltaje versus potencia 25
20
15 regulacion de voltaje vs potencia
10
5
0 0
200
400
600
800
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e)Componentes de una corriente de vacío Del ensayo de vacío se deduce que la corriente de vacío I0 es de 0,7 A. Asimismo, de este ensayo se obtiene que las pérdidas en el hierro son P0=60 W. Estas pérdidas son las correspondientes a la componente Ife (de carácter resistivo) de la corriente de vacío. Así pues, se cumple
F)Potencia de perdidas en el hierro y de perdidas en el cobre a plena carga
Pérdidas en el cobre: Los fabricantes de transformadores suelen proporcionar el dato de la potencia activa que tiene el transformador cuando se realiza el ensayo de cortocircuito. En el ensayo de cortocircuito se conecta el transformador a tensión nominal, cortocircuitando el secundario. Se mide en este ensayo la potencia consumida en el transformador en estas condiciones Pcc. A esta potencia se le denomina pérdidas en el cobre a máxima potencia, porque es la consumida por los arrollamientos cuando circula la intensidad nominal.
Conviene recordar que la reactancia no consume energía activa sino reactiva. Si queremos conocer la caída de tensión en el arrollamiento
Índice de carga: Un transformador puede trabajar a plena carga, es decir, conectado a sus valores nominales; o puede trabajar a un valor inferior. Así pues llamamos índice de carga a la relación entre la intensidad de trabajo y su valor nominal
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Pérdidas en el hierro: Estas pérdidas dependen del flujo magnético y como ya se vio, el flujo solo varía con la tensión y ésta suele ser constante. Quiere esto decir que las pérdidas en el hierro son constantes ya sea en vacío o en carga nominal. La corriente en vacío suele obtenerse del ensayo de vacío, en el que se cuantifica la potencia absorbida y la tensión aplicada. El transformador se conecta sin ninguna carga en el secundario (en vacio). Pues bien, si tenemos en cuenta que de la potencia aplicada al primario (potencia total) una parte se perderá en el hierro y otra en el cobre, el resto será la potencia aplicada en el secundario (potencia útil):
Existen varias formas de desarrollar esta expresión:
G) Rendimiento a plena carga con f.d.p unidad 0.8 indcutivo, y 0.8 capacitivo
(%)= coscos ++ (0.810)(0.8) 1×10 1(%) = 1×10(0.810)(0.8) +24.1+ (0.810)(36.7) =0.930% Regulación por el método de corto circuito
= [ 1 cos(−)+ 2.1 sin(−)].100 10
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8. 6 8. 6 = [220 cos(18.5−36.869)+ 2.220 sin(18.5−36.869)].100
=3.707% cos (%)= cos ++ (0.810)(0.80) 1×10 1(%) = 1×10(0.810)(0.80) +24.1+ (0.810)(36.7) =0.931% Regulación por el método de corto circuito
= [ 1 cos(−)+ 2.1 sin(−)].100 8. 6 8. 6 = [220 cos(18.5+31.788)+ 2.220 sin(18.5+31.788)].100
=2.54%
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