Practica 9-inducción Electromagnética El Transformador

GUÍA DE PRÁCTICAS: LABORATORIO DE FÍSICA-ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO

UNIVERSIDAD DE CUENCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA LABORATORIO DE FÍSICA-ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO

PRÁCTICA 9: INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA - EL TRANSFORMADOR 1. Objetivo General a) Analizar y comprobar la ley de Faraday de inducción electromagnética (

)

2. Objetivos Específicos: a) b) c) d)

Comprobar la Ley de Faraday Describir el principio de funcionamiento de un transformador. Calcular la relación de transformación. Calcular la tensión de salida empleando la relación de transformación.

3. Sustento Teórico (Investigar e incluir en el informe): a) b) c) d) e)

Inducción electromagnética: ley de Faraday Principio de funcionamiento del transformador Relación de transformación Formas constructivas Simbología del transformador

4. Materiales: Laboratorio: a) b) c) d) e) f)

Núcleo Magnético Bobinas: 12000, 1200, 900, 600 y 300 espiras Cables de Conexión Fuente de Corriente Alterna Soportes varios Teslámetro

PASCO: g) h) i) j)

PASCO Interface (for three sensors) Magnetic Field Sensor (CI-6520A) Voltage Sensor (CI-6503) Zero Gauss Chamber (EM-8652)

Estudiantes: a) Multímetro FACULTAD DE INGENIERÍA

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5. Procedimiento:

Ley de Faraday 1 a) b) c) d)

En el computador ejecute el data estudio. En el computador abra el archivo denominado: 79a Induction - v+i.ds Encere el sensor de campo magnético. Realice el montaje mostrado en la figura 1:

Figura 1. Medición de campo magnético en un imán permanente. En caso de no realizar con el imán, realizar con una bobina para formar un electroimán mediante corriente continua. e) Coloque el sensor de campo magnético en la posición mostrada en la imagen y sosténgalo en la misma. f) Introduzca el imán permanente dentro de la bobina. g) En el data estudio ejecute start y obtenga los resultados del experimento. h) Extraiga el imán permanente de dentro de la bobina y aléjelo de la misma. i) Borre los datos del último experimento. j) En el data estudio ejecute start. k) Introduzca y extraiga el imán permanente en la bobina, varias veces, durante la ejecución del experimento. l) En el data estudio ejecute stop y obtenga los resultados del experimento. m) Analice los resultados obtenidos de acuerdo a la Ley de Faraday, e inclúyalos en el numeral correspondiente de esta práctica.

Ley de Faraday 2 n) En el computador ejecute el data estudio. o) En el computador abra el archivo denominado: 78a_27 medición campo.ds p) Realice el montaje mostrado en la figura 2.

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Figura 2. Medición en corriente continua.

Figura 3. Medición en corriente alterna.

Figura 4. Medición con el Teslámetro. q) r) s) t) u) v) w) x) y) z)

Energice la bobina de 24mH con una tensión de corriente continua (12V) Coloque el sensor de campo magnético dentro de la bobina de 24mH. Conecte en sensor de tensión a la bobina de 35mH Coloque la bobina de 35mH cerca de la bobina de 24mH y a 90 grados sus ejes. En el data estudio ejecute start y obtenga los resultados del experimento. Coloque la bobina de 35mH cerca de la bobina de 24mH y con sus ejes alineados. En el data estudio ejecute start y obtenga los resultados del experimento. Cambie la bobina de 35mH por una bobina de 4H y repita los pasos de los literales (q) a (w). Repita los pasos de los literales (q) a (x). Analice los resultados obtenidos de acuerdo a la Ley de Faraday, e inclúyalos en el numeral correspondiente de esta práctica.

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aa)De acuerdo a los datos especificados en la tabla I, calcular la relación de transformación para cada caso:

FIG.1 Simbología del Transformador TABLA I. Cálculo de la Relación de Transformación

Número de Espiras del Primario

Número de Espiras del Secundario

Relación de transformación

12000

1200

a 1=

12000

600

a 2=

12000

300

a 3=

bb)Empleando el multímetro mida la tensión proporcionada por la red de corriente alterna del laboratorio (o trabajar a 12V). Considerando la tensión medida como V1, calcule el voltaje V2 del secundario, para cada relación de transformación. Complete la tabla II. TABLA II. Cálculo del Voltaje en el Secundario

Voltaje Medido V1

Relación de transformación

Voltaje del Secundario V2

a1 a2 a3

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cc) Empleando el núcleo magnético disponible en el laboratorio y las bobinas, arme cada uno de los circuitos a continuación; de acuerdo a las condiciones especificadas. Para cada circuito mida el voltaje en el secundario. Complete la tabla III. Realice un análisis comparativo de los resultados medidos frente a los calculados en la tabla II. i.

V1

N1=12000

N2=1200

V2

V1

N1=12000

N2=600

V2

V1

N1=12000

N2=300

V2

ii.

iii.

TABLA III. Medición del Voltaje en el Secundario del Transformador

Circuito

Voltaje Medido en el Secundario V2

i ii iii dd) Analice y responda la siguiente pregunta: ¿Funcionan los transformadores en Corriente Continua?. Explique

6. Análisis de Resultados (en función del procedimiento) De acuerdo a lo solicitado en cada uno de los puntos de la práctica. 7. Conclusiones Generales (en función de los objetivos)

Prácticas realizadas a 12 voltios

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