PROYECTO DE DISEÑO PARA EL APRENDIZAJE ACTIVO DE MAQUINAS DC
Indicaciones:
En esta actividad aplicarás algunos conocimientos adquiridos en LAS
LECTURAS DE SEMANA. Para ello es necesario que sigas estas instrucciones:
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Deberás concebir una lectura de transformadores eléctricos que pueda
ayudarte a definir conceptos y definiciones.
Desarrolla una interpretación en torno a los medios elementos,
condiciones y recursos con los cuales has formado tu ficha de trabajo.
Las consideraciones que se desprendan del anterior listado serán el
contenido con el cual responderás a las preguntas planteadas en el
instrumento que aparece en seguida.
Te recomendamos ser preciso con tus respuestas y que no pierdas de vista
el hecho de que este ejercicio representa el primer paso del trabajo con el
cual se evaluará tu desempeño en este tema.
¡Adelante y mucha suerte!
FASE UNO
Enumeración tipos de
transformadores
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¿Cuál es la situación
formativa que se
tiene?
Transformadores de corriente (TC o CT)
Transformadores de distribución
Transformadores de aislamiento
Transformadores de instrumentación
Autotransformadores
Transformadores de potencia
Transformadores elevadores y reductores de
tensión
Transformadores monofásicos
Transformadores trifásicos
Los transformadores son equipos que transfieren
energía entre circuitos a través de campos
magnéticos, usando dos bobinas y un núcleo
magnético. Convierten voltajes alterando la
relación entre las vueltas de las bobinas, lo que
permite elevar o reducir el voltaje sin alterar la
frecuencia de la corriente. Permiten la transmisión
de energía eléctrica y la adaptación de voltajes
para diversos usos sin cambiar la frecuencia de la
corriente eléctrica.
¿Cuáles son los
componentes
principales de
transformadores?
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¿Cómo pueden
conectarse los
transformadores?
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Núcleo magnético: Es la estructura central del
transformador, generalmente hecha de hierro o
acero laminado. Sirve para concentrar el flujo
magnético y minimizar las pérdidas de energía.
Devanados o bobinas: Son dos conjuntos de
alambre aislado que rodean el núcleo. Uno es
el devanado primario, conectado a la fuente
de energía, y el otro es el devanado
secundario, que suministra la energía
transformada a la carga.
Aislante: Se utiliza para separar eléctricamente
los devanados entre sí y del núcleo, previniendo
cortocircuitos y pérdidas de energía.
Carcasa o envoltura: Es la estructura externa
que resguarda y protege los componentes
internos del transformador, asegurando un
aislamiento adicional y la integridad del
dispositivo.
Conexión Estrella (Y): En esta configuración, un
extremo de cada bobina se conecta a un
punto común, formando una disposición en
forma de estrella. Es útil en sistemas trifásicos y
puede proporcionar voltajes más bajos que
otras configuraciones.
Conexión Delta (Δ): Los extremos de las bobinas
se conectan en serie para formar una figura
triangular. Esta conexión se utiliza en sistemas
trifásicos y puede ofrecer voltajes trifásicos en
configuración "Delta" o "Estrella".
Conexión en Paralelo: Varios transformadores
idénticos se conectan en paralelo para
compartir la carga total. Esta configuración se
usa para suministrar más potencia sin
sobrecargar un solo transformador.
Conexión en Serie: Se usa para aumentar los
voltajes, conectando secuencialmente dos o
más transformadores para sumar sus voltajes
individuales.
Conexión Zigzag: Utilizada para reducir
armónicos y proporcionar un camino alternativo
de corriente en sistemas aislados o para mitigar
efectos de corrientes de falla.
Infraestructura
transformador de
distribución.
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Perfil de un
transformador
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Núcleo magnético: Es el componente central
del transformador, fabricado típicamente con
láminas de acero. Su objetivo principal es
proporcionar una ruta de baja resistencia al flujo
magnético, reduciendo las pérdidas por
corrientes parásitas.
Bobinas o devanados: Estos son los enrollados
de alambre que rodean al núcleo. Los
devanados primarios están conectados a la
fuente de energía, mientras que los secundarios
se relacionan con la carga. La cantidad de
vueltas de alambre en cada bobinado
determina la proporción de transformación
entre el voltaje de entrada y salida.
Aislamiento: Se emplea para separar
eléctricamente las bobinas entre sí y del núcleo,
evitando cortocircuitos y protegiendo contra
descargas eléctricas. Por lo general, se utilizan
capas de materiales dieléctricos para este
propósito.
Sistema de enfriamiento: Para disipar el calor
generado durante el funcionamiento, los
transformadores de distribución utilizan métodos
de enfriamiento. Pueden contar con radiadores
expuestos al aire o estar sumergidos en aceite,
que absorbe y disipa el calor creado por la
corriente eléctrica.
Regulación: Algunos transformadores incluyen
dispositivos de regulación que permiten ajustar
la relación de transformación para contrarrestar
variaciones de voltaje, manteniendo un
suministro eléctrico constante y estable.
Dispositivos de protección: Estos pueden ser
fusibles, interruptores u otros mecanismos
similares que protegen el transformador contra
sobrecargas, cortocircuitos o condiciones
anómalas que podrían dañar el equipo o
interrumpir la distribución eléctrica.
Tamaño y diseño: Los transformadores pueden
variar en tamaño desde pequeños dispositivos
utilizados en aplicaciones electrónicas hasta
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Ecuaciones
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Contenidos.
enormes equipos empleados en la transmisión
de energía eléctrica a larga distancia.
Capacidad de potencia: Su capacidad de
manejar potencia puede variar desde unos
pocos vatios hasta varios megavatios,
dependiendo de su diseño y aplicación.
Eficiencia: Los transformadores modernos están
diseñados para ser altamente eficientes,
minimizando las pérdidas de energía durante la
transferencia.
Utilización: En la distribución, los transformadores
de distribución disminuyen el voltaje para su uso
en hogares y negocios. En transmisión, los
transformadores aumentan el voltaje para
reducir las pérdidas en las líneas de largas
distancias.
Sistemas trifásicos: En sistemas trifásicos, los
transformadores se utilizan para generar y
controlar voltajes y corrientes en
configuraciones "Delta" y "Estrella".
Instrumentación: En equipos de medición, los
transformadores de instrumentación se utilizan
para medir voltaje y corriente de manera
precisa.
Relación de vueltas (N):
𝑁1
𝑉1
=
𝑁2
𝑉2
Relación de corriente (I):
𝑁1
𝐼2
=
𝑁2
𝐼1
Potencia en el transformador:
𝑃1 = 𝑃2
Relación de impedancias:
𝑁1 2
𝑍1 = 𝑍2 × ( )
𝑁2
Un transformador de distribución es un equipo
eléctrico que cambia el voltaje de la corriente
eléctrica. Su estructura básica incluye un núcleo
magnético, formado por laminaciones de acero,
rodeado por bobinas de alambre. Estas bobinas
son el devanado primario (entrada) y secundario
(salida), que determinan la relación de
transformación, es decir, cómo se transforma el
voltaje de un nivel a otro.
Además, estos transformadores cuentan con
aislamiento eléctrico entre las bobinas y el núcleo
para prevenir cortocircuitos y descargas
eléctricas. Para disipar el calor generado por la
corriente, tienen sistemas de enfriamiento, como
radiadores o aceite. Algunos modelos pueden
tener taps de regulación que permiten ajustar la
relación de transformación para corregir
pequeñas variaciones de voltaje.
La protección es fundamental, por lo que suelen
incluir fusibles o interruptores para prevenir
sobrecargas o cortocircuitos que podrían dañar el
transformador. Además, cada transformador tiene
una clasificación de potencia que indica cuánta
energía puede manejar de manera segura.
Recursos.
Daelim Belefic. La guía completa de tipos de
transformadores eléctricos de 2021. Daelim
Electric. Recuperado de https://daelimelectric.com/es/tipos-de-transformadoreselectricos/
CH Transformadores. Tipos de transformadores
eléctricos. Funcionamiento y diferencias.
Transformadores. Recuperado de
https://www.transformadores.cl/noticias/tipostransformadores-electricos-funcionamientodiferencias/
Endesa Fundación. El transformador eléctrico.
Fundación Endesa. Recuperado de
https://www.fundacionendesa.org/es/educacion/
endesa-educa/recursos/corrientes-alternas-conun-transformador-electrico
Ferrovial. ¿Qué es un transformador? Ferrovial.
Recuperado de
https://www.ferrovial.com/es/stem/transformador
es/
ITI Transformadores. ¿Cuáles son los componentes
principales de un transformador eléctrico? ITI
Transformadores. Recuperado de
https://www.ititransformadores.com.br/post/quaisos-principais-componentes-de-um-transformadoreletrico?lang=es
Fravedsa (2014). Conexiones en el transformador.
Ingeniería Eléctrica. Recuperado de
http://ingenieriaelectricafravedsa.blogspot.com/2
014/11/conexiones-transformador.html
Cutler-Hammer. Módulo de Aprendizaje 4:
Transformadores. Eaton. México. Recuperado de
http://www.eaton.mx/ecm/groups/public/@pub/
@mexico/documents/content/ct_232840.pdf