Secundaria Características transformador

[Adelaida]

Hola: Acabo de descubrir el foro! y bueno, voy a dejar una duda que tengo, a ver si alguien es tan amable de ayudarme.


He visto, que los transformadores almacenadores de energía han de tener como características un núcleo de baja permeabilidad/entrehierro(menor Lm).

¿Por que tiene que tener esas caracteristicas para ser un buen trafo almacenador de energía?



A ver si alguien puede aclararme esto.

Muchas gracias.

[aLFRe]

Re: Características transformador

He visto, que los transformadores almacenadores de energía han de tener como características un núcleo de baja permeabilidad/entrehierro(menor Lm).

¿Por que tiene que tener esas caracteristicas para ser un buen trafo almacenador de energía?

Hola, bienvenida.

No sé si lo que te voy a contar te va a servir para lo que preguntas.
Un transformador eléctrico sirve para cambiar el valor de la tensión
pero no para almacenar energía
- al menos en un sentido estricto, puesto que si hay una inducción y una corriente hay energía - porque la potencia que suministras a la entrada ( P = IV)
es la que el transformador te proporciona a la salida si no hay pérdidas
( si las hay, es menor ).

Un transformador se puede construir con una pieza de hierro dulce por ejemplo.
En un extremo enrollas un cable conductor ( devanado ) y tienes el circuito primario,
en el otro extremo enrollas otro y tienes el secundario.
Cuando aplicas una fuerza electromotriz a los dos terminales del primario
se establece una corriente y por tanto un campo de inducción magnética
$\vec{B}$
puesto que el flujo magnético es $\phi_m=\int\,\vec{B}\vec{ds}$
B es la densidad de flujo magnético.
Este flujo magnético produce inducción sobre el secundario
y se establece otra fuerza electromotriz entre los terminales del secundario.

Cuando un médio se somete a un campo de inducción magnética
se establece un campo magnético $\vec{H}$
ambos campos se relacionan como $\vec{B}=\mu\vec{H}$
siendo $\mu$ la permeabilidad magnética.

Si tú aumentases la corriente i en el primario inicialmente el flujo magnético aumentaría,
pero llega un momento en que el núcleo satura.
El campo magnético H aumenta pero B se mantiene constante

cuando esto pasa se produce una caida en la inductancia L
$\phi_m=Li$
y a su vez H aumenta y el núcleo se va a más saturación.

Cuando alcanzas la saturación, si trabajas con corriente alterna
el núcleo va a seguir un ciclo de histéresis.

El área de este ciclo se relaciona con las pérdidas -calor - en el transformador por
lo cual, para esta aplicación, es conveniente que el núcleo no entre en saturación.

Luego en un transformador tenemos dos fenómenos que apuntan en direcciones opuestas
por una parte queremos usar núcleos de alta permeabilidad para no perder flujo magnético
y por otra parte minimizar las pérdidas teniendo ciclos de histéresis de menor área
esto te lo da no la permeabilidad como tú dices sino la coercitividad.

Saludos.

[Adelaida]

Re: Características transformador

Muchisimas gracias por darme una respuesta tan detallada!!!!!

Pero en las diapositivas que vi, aparece esa frase literalmente: "características un núcleo de baja permeabilidad/entrehierro(menor Lm)"

He entendido ya lo de "menor Lm"; pero las dudas que me quedan son: a que se refiere con lo de entrehierro.....?¿ En un núcleo magnético con entrehierro, la mayor parte de la energía se almacena en el entrehierro..... aquí también será para eso ¿? es que yo no acabo de entender que es un transformador almacenador de energía......

[skynet]

Re: Características transformador

como ya te ha dicho Alfre, los transformadores no son dispositivos que se usen para almacenar energía sino que se usan para transformarla, de una tensión e intensidad en otra tensión e intensidad distintas.

el entrehierro solo es la zona de un circuito magnetico en la que no hay hierro y que por lo tanto tiene una baja permeabilidad por lo que disminuye el flujo magnetico que recorre el circuito por lo que , en un transformador, es deseable que no exita entrehierro o bien que este sea lo más pequeño posible.

el entrehierro no "almacena la mayor parte de la energía" sino que "consume" la mayor parte de fuerza magneto motriz.

saludos

[aLFRe]

Re: Características transformador

No puedo juzgar lo que aparece en tus diapositivas.

Según el diccionario de la Real Academia, la definición de entrehierro es:

1. m. Tecnol. En una máquina eléctrica, espacio comprendido entre la armadura y las piezas polares.

He incorporado un esquema de por ejemplo un electroimán.
El entrehierro en esta figura es la región que le faltaría al núcleo para cerrar el circulo
El aire tiene una baja permeabilidad
$\mu_{aire}\approx \mu_{vacio}$
y el núcleo una alta permeabilidad
que nos viene bién para que actúe guiando las líneas de campo.

B en el entrehierro $B_g$ y B en el núcleo $B_m$ valen lo mismo,
puesto que suponemos que el flujo magnético se conserva:
$B_g A= B_m A$ (1)
siendo A el área transversal del núcleo - supuesta uniforme -

Ahora bien, el campo magnético vale :
$H_g=\mu_0 B_g$ para el entrehierro
y
$H_m=\mu_m B_m$ para el núcleo
La ley de Ampere para la circulación del campo magnético - en una forma simplificada -
viene a ser $H\times l = \sum i$
El trayecto de la figura tiene una parte de recorrido en el núcleo y otra parte
en el entrehierro es $l=l_g+l_m$
vendría a ser:
$H_m l_m + H_g l_g= N i$
por lo cual
$\frac{B_m}{\mu_m} l_m + \frac{B_g}{\mu_g} l_g= N i$
y de la igualdad (1) obtienes el valor del campo de inducción magnética

$B_{m}=\frac{Ni}{\frac{l_m}{\mu_m}+\frac{l_g}{\mu_0}}$

que es la densidad de flujo magnético:
$B_{m}=\frac{\phi_m}{A}$
el indice m para el flujo simplemente denota magnético - no te lies -

ahora bién $\frac{lg}{\mu_0}>\frac{lg}{\mu_m}$ puesto
que hemos montado un núcleo que cumpla
$\mu_0 < \mu_m$

Por todo esto, para el mismo Ni
B en un dispositivo con entrehierro es menor que B en un dispositivo sin el
en las mismas condiciones de
$l_m$ la longitud del núcleo y $l_g$ la longitud del entrehierro,
y por tanto la B de saturación es menor para un núcleo con entrehierro.
La pendiente de la curva B vs. H es menor si hay entrehierro que si no lo hubiese
- B en ordenadas, H en abscisas -
Para una misma Ni el transformador con entrehierro lo tendría más dificil para entrar
en saturación que sin el.

Tu has hablado de la inductancia.
$\phi_m=Li$
en este caso la intensidad es Ni
luego
$L=\frac{N^2A}{\frac{l_m}{\mu_m}+\frac{l_g}{\mu_0}}$
y puedes hacer la misma discusión que he hecho yo antes
entre el circuito con entrehierro y sin él.

Saludos.

[Adelaida]

Re: Características transformador

De acuerdo; Ya me queda más claro !


Muchisimas gracias por todas las molestias que te tomaste en responderme

y me falta ver si descubro que quiere decir eso de almacenador de energía.....

Gracias.

[aLFRe]

Re: Características transformador

De acuerdo; Ya me queda más claro !
Muchisimas gracias por todas las molestias que te tomaste en responderme

De ná.

y me falta ver si descubro que quiere decir eso de almacenador de energía.....

Una bobina de inductancia L por la que circula una intensidad i
tiene una energía potencial electrostática
$U_m=\frac{1}{2}Li^2$
de la misma forma que un condensador sometido a una diferencia de potencial V
tiene una energía potencial electrostática
$U_e=\frac{1}{2}CV^2$
pero vuelvo a insistirte un transformador no se utiliza para almacenar energía
sino para cambiar el voltaje de la entrada.

Saludos.

AÑADIDO : Lógicamente la primera fórmula no puede ser energía potencial electrostática puesto que hay una corriente,
ha sido un error, aunque la fórmula es correcta.