Laboratorio N2

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA
DOCENTE: Lic. Luis E. Alfaro García
CURSO: Laboratorio de Máquinas Eléctricas
TEMA: Laboratorio N°2
ALUMNOS:
 Alfaro Hurtado Andrés Arturo
 San Martín Alfaro Juan
 Valdivieso Alcalde Pedro
 Zare Valdez Marlon
VI CICLO
TRUJILLO- PERÚ
2019
PRACTICA N°2: El Transformador Monofásico
1. PROBLEMA
-¿Cómo obtener la curva de magnetización de un material
ferromagnético?
-¿Cómo determinar los parámetros del circuito equivalente del
transformador monofásico: resistencia RC, reactancia Xm, resistencia
equivalente Re y reactancia equivalente Xe?
2. INFORMACIÓN TEÓRICA Y FORMULACIÓN DE HIPÓTESIS

Las sustancias ferromagnéticas Fe, Ni, Co y muchas aleaciones con estos
y otros elementos (si) presentan la capacidad de magnetizarse e
intensificar considerablemente el campo magnético externo. Por esto es
necesario conoces las propiedades particulares de las sustancias
ferromagnéticas que se manifiestan en el proceso de magnetización.
Para describir estas propiedades se utilizan dos magnitudes del campo
magnético: la intensidad de campo o fuerza magnetizarse H y la inducción
magnética B, obteniéndose las curvas de histéresis y magnetización.
Estas curvas se pueden medir en la práctica dando al material en estudio

la forma de un anillo cerrado y devanando en torno de él dos enrollados
de cobre, uno interno al que se llama primario con el cual se producirá la
intensidad de campo magnético H, y otro exterior al cual se le llama
secundario con el cual se detectará la inducción magnética B.
Interpretación de la pendiente de la curva de magnetización:

Las tres curvas de magnetización anteriores son proporcionales (B - H; 
- F;  - i) y sus pendientes tienen la siguiente interpretación.
 Curva de magnetización  v/s i:
La pendiente de esta curva corresponde a la inductancia de la
bobina L =  / i
 Curva de magnetización B v/s H:
La pendiente de esta curva corresponde a la permeabilidad
magnética del material = B / H
 Curva de magnetización  v/s N * i
La pendiente de esta curva corresponde a la permanencia
magnética del material.  = / (N * i)
MATERIALES FERROMAGNETICOS
 Aparece una gran inducción magnética al aplicarle un campo
magnético.
 Permiten concentrar con facilidad líneas de campo magnético,
acumulando densidad de flujo magnético elevado.
 Se utilizan estos materiales para delimitar y dirigir a los campos
magnéticos en trayectorias bien definidas.
 Permite que las maquinas eléctricas tengan volúmenes
razonables y costos menos excesivos.
Características de los materiales ferromagnéticos.
Los materiales ferromagnéticos se caracterizan por uno o varios
de los siguientes atributos:
 Pueden imanarse mucho más fácilmente que los demás
materiales. Esta característica viene indicada por una gran
permeabilidad relativa   .
 Tienen una inducción magnética intrínseca máxima Bmax muy
elevada.
 Se imanan con una facilidad muy diferente según sea el valor del
campo magnético. Este atributo lleva una relación no lineal entre
los módulos de inducción magnética (B) y campo magnético.
 Un aumento del campo magnético les origina una variación de
flujo diferente de la variación que originaria una disminución igual
de campo magnético. Este atributo indica que las relaciones que
expresan la inducción magnética y la permeabilidad () como
funciones del campo magnético, no son lineales ni uniformes.
 Conservan la imanación cuando se suprime el campo. Tienden a
oponerse a la inversión del sentido de la imanación una vez
imanados.
DENSIDAD DE CAMPO MAGNÉTICO (B): En un núcleo de hierro u
otro material ferromagnético, que tiene un bobinado de alambre de N
vueltas en torno a una columna del núcleo.
 HP: Intensidad de campo magnético pico (ampere-
vuelta/metro).
 N1: Número de vueltas del devanado primario.
 L: Longitud media del anillo ferromagnético (metros).
 I: Corriente eficaz que circula en la bobina primaria
(amperios).
√2 ∗ 𝑁1 ∗ 𝐼 ∗ sin ∅
𝐻𝑝 =
𝐿
 Bp : Inducción magnética pico (tesla
√2∗𝑁1 ∗𝐼∗sin ∅
𝐻𝑝 = 𝐿
 V2: Voltaje eficaz medido en la bobina secundaria (voltios).

 N2: Número de vueltas del enrollado del secundario.
 f : Frecuencia de la tensión alterna aplicada al primario.
(Hz).
 A: Sección transversal del anillo ferromagnético (m2).
MAGNETISMO EN CORRIENTE ALTERNA

En lugar de aplicar una corriente continua a los bobinados del núcleo,
ahora vamos a aplicar una corriente alterna y observar lo que sucede. En
la figura 1. Esto es básicamente la curva de saturación. Sin embargo,
cuando la corriente disminuye nuevamente, el flujo sigue una ruta
diferente de la seguida cuando la corriente se aumentó. Cuando la
corriente disminuye, el flujo en el núcleo sigue la ruta bcd y luego cuando
la corriente aumenta nuevamente, el flujo sigue la ruta deb. Nótese que la
cantidad de flujo presente en el núcleo depende no solamente de la
cantidad de corriente aplicada a su embobinado, sino también de la
historia previa del flujo en el núcleo. Esta dependencia de la historia
precedente del flujo y la falla resultante para volver sobre el trazo de la
trayectoria del flujo se llama histéresis. La trayectoria bcdeb trazada en la
figura 1, mientras la corriente aplicada cambia, se llama curva de
histéresis.
MATERIALES Y EQUIPOS
 Un núcleo de material ferromagnético  2 bobinas de cobre: = 600
vueltas ; =400 vueltas.
 2 resistencias: =100 ; =100k.
 1 fuente de CA 0-20 V ; 4A ; 60 c/s
 1 Voltímetro
 1 Amperímetro
 1 Condensador: =0,2F
DISEÑO EXPERIMENTAL
ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS

Tabla 1:
Datos Hp(Av/m) Bp(Tesla)
0.26 7.2 63 225.77 0.8

0.29 8.5 70 307.59 0.89
0.35 10.9 80 371.23 1.02
0.44 14.4 91 466.69 1.14
0.56 18.8 100 593.96 1.27
0.78 26.9 112 827.31 1.4
1.05 34.4 121 1113.69 1.54
1.44 47.1 130 1527.35 1.65
1.93 63.1 140 2047.07 1.78
2.5 82.4 150 2651.65 1.91
Gráfica N°1: Curva de magnetización del material ferromagnético Bp vs Hp.
Bp vs Hp
2.5
INDUCCIÓN MAGNÉTICA BP
1.5
0.5
0
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
INTENSIDAD DE CAMPO Hp
CONCLUSIONES
 En un núcleo ferromagnético de un transformador, si se le aplica una

excitación magnética H, surgirá una inducción B.
 Si aumentamos la excitación magnética progresivamente desde cero
(aumentando la intensidad) y se representa la curva de magnetización B-H, se
observa que la inducción es proporcional a H y que hasta cierto tramo es
prácticamente recto.
 Esto se debe a que la permeabilidad es constante y alta (cuanto más alta es la
permeabilidad más vertical será la gráfica en este tramo).
 Llegados a cierto punto la gráfica deja de ser lineal, o lo que es lo mismo, la
permeabilidad deja de ser constante. A este tramo se le denomina codo de
saturación. Alcanzado el punto, la gráfica vuelve a ser línea, en dicho tramo el
material está completamente saturado. Esta saturación supone que para
grandes aumentos de la excitación no se detectan cambios significativos de la
inducción B. En esta zona el material tiene baja permeabilidad (se comporta
prácticamente como el aire).

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2. INFORMACIÓN TEÓRICA Y FORMULACIÓN DE HIPÓTESIS

Estas curvas se pueden medir en la práctica dando al material en estudio

Interpretación de la pendiente de la curva de magnetización:

 V2: Voltaje eficaz medido en la bobina secundaria (voltios).

MAGNETISMO EN CORRIENTE ALTERNA

ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS

Datos Hp(Av/m) Bp(Tesla)

0.26 7.2 63 225.77 0.8

Gráfica N°1: Curva de magnetización del material ferromagnético Bp vs Hp.

 En un núcleo ferromagnético de un transformador, si se le aplica una

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