DISPOSITIVOS Y COMPONENTES ELECTRÓNICOS SEMANA Nº 4 INDUCTANCIAS J. García V.
INDUCTANCIA
INDUCTANCIA INDUCTANCIA es la propiedad de un conductor de oponerse a un cambio en la corriente.El efecto de la inductancia se incrementa cuando el alambre es enrrollado sobre un núcleo magnético. Los símbolos comunes para los inductores (bobinas) son:
Nucleo de aire
Núcleo de hierro
Núcleo de ferrita
Variable
SÍMBOLO DE LA INDUCTANCIA Y ESPECIFICACIÓN TÉCNICA
ESPECIFICACIÓN TÉCNICA DE UNA INDUCTANCIA: Inductancia / Corriente de trabajo Ejemplo:
Un inductor de 200 miliHenrys / 50 miliAmperios
JOSEPH HENRY Estados Unidos de NorteamĂŠrica 1797 - 1878
ANDRÉ MARIE AMPÉRE Francia 1775 - 1836
INDUCTORES TÍPICOS
INDUCTORES COMUNES
Encapsulada
Alta corriente
NĂşcleo toroidal
Variable de RF
SIMBOLOS DE LOS INDUCTORES
Núcleo de aire
Núcleo de hierro
Núcleo de ferrita
ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA Y CONVERSIÓN A CALOR EN UN INDUCTOR EN UN CIRCUITO DC.
JAMES PRESCOTT JOULE U.K. 1818 - U.K. 1889
DEMOSTRANDO EL EFECTO DE ABRIR UN INTERRUPTOR EN SERIE CON UN INDUCTOR CONECTADO EN UNA FUENTE DE TENSIÓN DC.
Qué sucede en la bobina al cerrar el interruptor S1? Se presenta un campo electromagnético Qué sucede al abrir el interruptor S1? Se presenta un arco eléctrico entre los contactos del interruptor S1. Qué sucede al abrir el interruptor S1? El arco eléctrico entre los contactos del interruptor S1, se reduce
INCREMENTO DE CORRIENTE EN UN INDUCTOR EN FUNCIÓN A LA CONSTANTE DE TIEMPO T
IF (valor final)
Considerado como 100%
SIMBOLO DEL TRANSFORMADOR
Inductancia mutua Cuando dos bobinas son colocadas una cerca a la otra, un flujo cambiante en una bobina causará un voltaje inducido en la segunda bobina. Se dice que las bobinas tienen inductancia mútua (LM), la cual puede ser aditiva o sustractiva de la inductancia total dependiendo si los campos magnéticos están sumandose o en oposición. LM
L2
L1
k
EL TRANSFORMADOR Un transformador está formado por dos bobinas que se encuentran, usualmente, enrrolladas en un núcleo común quien proporciona un camino para las líneas del campo magnético, Los siguientes símbolos indican el tipo de núcleo.
Núcleo de aire
Núcleo de ferrita
Núcleo de hierro
Transformador de pequeña potencia
UNA CORRIENTE CAMBIENTE EN LA PRIMERA BOBINA (PRIMARIO) PRODUCE UN CAMPO ELECTROMAGNÉTICO CAMBIENTE QUE UNE A LA BOBINA SECUNDARIA Y ESTO ORIGINA UN VOLTAJE INDUCIDO EN ELLA.
MICHAEL FARADAY Inglaterra 1791 - 1867
dφ Vind = N x dt
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HEINRICH FRIEDRICH EMIL LENZ ALEMANIA 1804 - 1865
NICOLA TESLA . CROACIA 1856 - NEW YORK 1943
RELACIÓN DE VUELTAS Un parámetro útil en los transformadores es la relación de vueltas definida como : n=
N sec N pri
Nsec = número de vueltas del secundario Npri = número de vueltas del primario En muchos transformadores no está indicada la relación de vueltas, sin embargo, este parámetro es útil para entender la operación del transformador. Un transformador tiene 800 vueltas en el primario y la relación de vueltas es de 0.25. Cuántas vueltas hay en el secundario. 200
TRANSFORMADOR ELEVADOR Y REDUCTOR En un transformador ELEVADOR, el voltaje del secundario es mayor que el voltaje del primario y n > 1. En un transformador REDUCTOR ,el voltaje del secundario es menor que el voltaje del primario y n < 1. Cu谩nto es el voltaje del secundario? 4:1 Vpri 120 Vrms
?30 Vrms
Calcular la relaci贸n de vueltas 0.25
CLASES DE TRANSFORMADORES
POTENCIA El transformador ideal no disipa potencia. La potencia entregada por la fuente es transferida a la carga por el transformador. Esta importante idea puede ser resumida asi :
Ppri = Psec V pri I pri = Vsec I sec Vsec I pri = V pri I sec
Estas relaciones son, por supuesto, la relaci贸n de vueltas, n.
UN TRANSFORMADOR MONOFÁSICO DE 250 VA RELACIÓN 4 : 1, ES CONECTADO EN EL PRIMARIO A UNA TENSIÓN DE 220 VOLTIOS. LA CORRIENTE QUE ENTREGA DICHO TRANSFORMADOR EN EL SECUNDARIO ES : 4,54 AMPERIOS
TRANSFORMADOR CON DERIVACIONES Frecuentemente es útil colocar derivaciones en el transformador. Estas pueden estar en el primario o en el secundario a fin de aplicar diferentes voltajes en el primario y obtener diferentes voltajes en el secundario. Una aplicación de múltiples devanados en el primario es para poder conectar 110 V or 220 V.
Secundario con derivación central
Primario con múltiples devanados
TRANSFORMADORES CON MÚLTIPLES PRIMARIOS
Primario 1 Secundario Primario 2
Dos bobinados primarios
Primarios en paralelo para operación con 110 Vac
Primarios en serie para operación con 220 Vac
CONSTRUCCIÓN DE UN TRANSFORMADOR DE NÚCLEO DE HIERRO
Núcleo de hierro laminado Devanado primario
Devanado secundario
TIPO NÚCLEO, TIENE CADA DEVANADO EN RAMAS SEPARADAS
Núcleo de hierro laminado
TIPO ACORAZADO CON AMBOS BOBINADOS EN LA MISMA RAMA
ALGUNOS EJEMPLOS DE TRANSFORMADORES
LOS PUNTOS DE FASE INDICAN LAS POLARIDADES RELATIVAS DE LOS VOLTAJES DEL PRIMARIO Y SECUNDARIO Puntos Puntosdedefase fase
Los voltajesestรกn estรกn en en fase Voltajes fase
Los voltajesestรกn estรกn fuera fuera de Voltajes defase fase
DETERMINAR LA TENSIÓN DEL SECUNDARIO
24V
En el siguiente transformador. Cuánto sería la máxima corriente que puede circular por el secundario antes que se queme el fusible?
En un transformador ideal se cumple : Potencia del primario = Potencia del secundario Pot. Primario = Vprimario x I primario Pot. Primario = 220V x 0,1A = 22VA I sec = Pot. Prim/Vsec = 22VA/24V =
0,91A
OPERACIÓN DEL TRANSFORMADOR CON DERIVACIÓN CENTRAL
Tap central (CT)
Transformador con derivación central
Voltajes con respecto al tap central
Los voltajes de salida con respecto al tap central están desfasados 180° uno con respecto al otro y su magnitud es la mitad del voltaje de todo el secundario.
TRANSFORMADOR REDUCTOR EN UN TÍPICO SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN DE POTENCIA Transformador Entrada o acometida
Viviendas
Caja de distribución Pozo de tierra
TÍPICO TRANSFORMADOR ACOPLADO A UNA FUENTE DE ALIMENTACIÓN DC
Salida DC
ESTRUCTURA DE UN RELE ELECTROMECÁNICO Resorte
Armadura
Brecha de aire:0,2 cm Contactos
Bobina
ESTRUCTURA DE UN RELE ELECTROMECÁNICO
ESTRUCTURA DE UN RELE ELECTROMECÁNICO
Resumen Transformadores • Los transformadores son ampliamente usados para convertir un voltaje ac de un valor a otro. • El transformador básico es formado cuando dos bobinas, llamadas primario y secundario son enrrolladas en un núcleo magnético común. • Cuando el secundario tiene mas vueltas que el primario, el transformador es elevador, en cambio, cuando el secundario tiene menos vueltas que el primario es llamado reductor.
APLICACIONES DE LA INDUCTANCIA
APLICACIONES DE LA INDUCTANCIA
TÉCNICO MIDIENDO CORRIENTE CON UNA PINZA AMPERIMÉTRICA
LÁMPARA FLUORESCENTE (a) APARIENCIA GENERAL, ( b) VISTA INTERNA CON BALASTRO
EQUIPO DE RESONANCIA MAGNÉTICA
IMAGEN OBTENIDA POR RESONANCIA MAGNÉTICA
EQUIPO DE RESONANCIA MAGNÉTICA ( TIPO ABIERTO )
EDWIN HERBERT HALL U.S.A 1855 - 1938
APLICACIÓN DE SENSORES INDUCTIVOS.
Los sensores inductivos de proximidad son usados para detectar objetos metálicos dentro de una caja de cartón, por ejemplo.
TAREAS A REALIZAR HOY DIA
VERIFICAR LA INDUCTANCIA MUTUA
VERIFICAR LA INDUCTANCIA MUTUA
VERIFICAR LA INDUCTANCIA MUTUA
VERIFICAR LA INDUCTANCIA MUTUA
V1 -0 = V1
V2 – 0 = V2 V3 - 0 = V3
Medido
Medido
Medido
V2 – V1 = V21
V3 – V2 = V32
V3 – V1 = V31
Medido
Medido
Medido
VERIFICAR LA LEY DE FARADAY O DE LA TENSIÓN INDUCIDA
Vpp = 2 2 Vrms
MONTAR EL SIGUIENTE CIRCUITO DE APLICACIÓN DE LA INDUCTANCIA
THE END