PEDES IN TERRA AD SIDERAS VISUS
Circuitos Eléctricos II
2º Cuatrimestre / 2017
TRABAJO PRÁCTICO N° 6 TEMA: Circuitos Magnéticos y Transformadores a
PROBLEMA 1: En el circuito magnético de la figura, la bobina tiene N = 276 espiras y las dimensiones son a = 13 cm, b = 21 cm y S = 16 cm2. La permeabilidad relativa del material magnético se supone constante e igual a μr =1.000. a) Calcular la intensidad de corriente continua que hay que aplicar a la bobina para establecer un flujo de 10-3 Wb. b) Si la resistencia total de las 276 espiras es de R = 1,3 Ω; ¿cuál es la tensión a aplicar para establecer el mencionado flujo de 10-3 Wb?.
+ S b
a
PROBLEMA 2: En el circuito magnético de la figura, la bobina tiene N = 276 espiras y las dimensiones son a = 13 cm, b = 21 cm, c = 2 mm y S = 16 cm2. La permeabilidad relativa del material magnético se supone constante e igual a μr = 1.000. a) Calcular la intensidad de corriente continua que hay que aplicar a la bobina para establecer un flujo de 10-3 Wb. b) Si la resistencia total de las 276 espiras es de R = 1,3 Ω; ¿cuál es la tensión a aplicar para establecer el mencionado flujo de 10-3 Wb?
PROBLEMA 4: En el circuito magnético de la figura lateral, la bobina tiene N = 276 espiras y las dimensiones son a = 13 cm, b = 21 cm y S = 16 cm2. La permeabilidad relativa del material magnético se supone constante e igual a μr =1.000. a) Calcular la intensidad de corriente continua que hay que aplicar a la bobina para establecer un flujo de 10-3 Wb en la columna lateral derecha. b) Si la resistencia total de las 276 espiras es de R = 1,3 Ω ¿cuál es la tensión a aplicar para establecer el mencionado flujo de 10-3 Wb?.
Año 2017
c b
S3 I +
D
PROBLEMA 3: En el anillo de hierro magnético de la figura lateral, se quiere producir un flujo de inducción de 1,28x10-3 Wb. Las dimensiones de los anillos son: D=30 cm, S1= 8cm2, S2=10cm2 y S3=15 cm2. La bobina tiene N=250 espiras. a) Calcular la intensidad de corriente continua que tiene que circular por la bobina para establecer el flujo mencionado. b) Si la resistencia total de las 250 espiras es de R = 1,1 Ω ¿cuál es la tensión a aplicar para establecer el mencionado flujo?.
S +
S1
a
S2
a
+ b
S -
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TEMA: Circuitos Magnéticos y Transformadores 2º Cuatrimestre / 2017
PROBLEMA 5: Una bobina toroidal de 1000 espiras tiene un diámetro de 20 cm, el diámetro de la espira es de 3 cm. Determinar la excitación necesaria para obtener en el interior de la bobina 1000 G en: a) el aire; b) en el núcleo de fundición. Calcular para ambos casos la corriente de excitación y el valor de la Reluctancia. Comparar. PROBLEMA 6: En el circuitos magnético de la figura, calcular la inducción en el entrehierro para NI =1000[Av]; determinar además la corriente que tomará de una red de 220[V]. Dibujar el circuito eléctrico equivalente. El flujo de dispersión es igual al 5% del flujo principal. El material del núcleo es Chapa para Dínamos. Todas las medidas están en milímetros. 5
60
5
5
NI=1000 Av 0,5
220 V
20
5 5
PROBLEMA 7: EI núcleo magnético mostrado en la figura tiene una sección transversal uniforme igual a 100 cm2. La bobina A tiene 1.000 espiras, circulando una c.c. IA de 0,5 A en la dirección indicada. Determinar la corriente IB, para conseguir un flujo nulo en el brazo central. La permeabilidad relativa es µ,= 200.
IA +
a
IB NB=200
+
NA=1000 -
a=0,5 m
a
S=100 cm2
S PROBLEMA 8: a) Un transformador tiene una potencia de salida en el secundario de 3000 w, y las pérdidas por calentamiento en los devanados primario y secundario son de 100w. El rendimiento del transformador es del 92%. ¿Qué potencia se disipa en el núcleo por histéresis y corrientes parásitas? b) El devanado secundario de un transformador tiene una resistencia interna de 0,5 Ohmios y una inductancia de 0,1 Henrios, suministrando una tensión en vacío de 40 Voltios a 50 Hz. Se le conecta una resistencia de carga de 10 Ohmios. Calcular: • Intensidad que pasa por la resistencia • Potencia disipada en la resistencia • Tensión en los bornes de la misma • Potencia disipada en el devanado PROBLEMA 9: Un transformador monofásico tiene las siguientes características: SN = 15KVA, 50Hz, N1 = 1500 espiras, N2 = 150 espiras, R1=2,7 Ω, R2=0,024 Ω, X1=9,1 Ω, X2=0,088 Ω. Suponiendo que la tensión en el secundario es de 230V funcionando a plena carga con factor de potencia de 0,8 en retraso, calcular la tensión en el primario del transformador en las condiciones definidas. PROBLEMA 10: Un transformador monofásico tiene doble número de espiras en el devanado secundario que en el primario y se alimenta a una tensión primaria de 125 V y 50 Hz. En un ensayo de cortocircuito se ha obtenido el valor de la tensión aplicada al primario V1cc= 30 V, circulando una corriente de 15 A. por el devanado secundario. La resistencia del transformador, referida al secundario es de 0,66 Ω. Calcular: Año 2017
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TRABAJO PRÁCTICO N° 6 TEMA: Circuitos Magnéticos y Transformadores 1.- Caída de tensión en el transformador cuando alimente una carga inductiva de cos φ= 0,5 supuesto el primario a tensión y corriente nominal. 2.- Valor de la tensión aplicada al primario, al elevar el factor de potencia a 0,8 manteniendo constante el valor de la tensión secundaria y la intensidad de 15 A. 3.- Caída de tensión en el transformador cuando se conecta en bornes del secundario una carga resistiva pura que absorbe 20 A. 4.- Valor de la tensión aplicada al primario cuando el transformador alimenta una carga capacitiva pura, que absorbe una corriente de 20 A a una tensión de 200 V. PROBLEMA 11: Un transformador monofásico de 250 kVA, relación 15000/250 V, 50 Hz, ha dado los siguientes resultados en unos ensayos: VACÍO, datos medidos en el lado de B.T.: 250 V, 80 A, 4000 W.CORTOCIRCUITO, datos medidos en el lado de A.T.: 600 V, corriente nominal, 5000 W. Calcule: a) Parámetros del circuito equivalente del transformador reducido al primario b) Corriente de cortocircuito de alta. PROBLEMA 12: a) Un transformador tiene una potencia de salida en el secundario de 3000 w, y las pérdidas por calentamiento en los devanados primario y secundario son de 100w. El rendimiento del transformador es del 92%. ¿Qué potencia se disipa en el núcleo por histéresis y corrientes parásitas? b) El devanado secundario de un transformador tiene una resistencia interna de 0,5 Ohmios y una inductancia de 0,1 Henrios, suministrando una tensión en vacío de 40 Voltios a 50 Hz. Se le conecta una resistencia de carga de 10 Ohmios. Calcular: • Intensidad que pasa por la resistencia • Potencia disipada en la resistencia • Tensión en los bornes de la misma • Potencia disipada en el devanado
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