04 inductancias

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

Copyright ©2006 by Pearson Education, Inc. Upper Saddle River, New Jersey 07458 All rights reserved.

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