Actividad experimental 2
Características de un transformador
Objetivo general
Comprender el funcionamiento de un transformador de voltaje y su importancia dentro del funcionamiento del hogar.
Objetivos específicos
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Construir varias réplicas de un mismo modelo de transformador de voltaje, utilizando diferente número de espiras.
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Establecer una relación entre el número de espiras del devanado primario y secundario, de tal manera que se evidencie como se da el cambio del voltaje.
Justificación
La física estudia gran variedad de los fenómenos que se dan en la naturaleza, en ese sentido, permite comprender gran variedad de asuntos que están presentes en el diario vivir de los sujetos, en este caso, los transformadores de potencia resultan ser una pieza clave para el entendimiento del funcionamiento de los circuitos eléctricos que están asociados a una casa. Ahora es importante que dichos conceptos puedan ser comprendidos tanto experimentalmente como teóricamente, permitiendo al estudiante construir un concepto claro acerca de la situación que se le plantea.
Materiales
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Tubo de cartón, tornillo de hierro, varilla de aluminio.
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Voltímetro.
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Baterías
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Alambre de cobre aislado de aproximadamente 4 metros cada uno.
Actividad 1
Inicialmente tome el tubo de cartón y sobre este enrolle el primer devanado, dando un total de 20 vueltas, dejando los extremos del cable con la suficiente distancia como para ser conectados a la pila o al voltímetro, tal y como se muestra a continuación:
Una vez realizado el procedimiento anterior, enrolle sobre el primer devanado el segundo devanado, dando exactamente el doble de vueltas que en el primer devanado. luego de esto deberá obtener la imagen que se muestra a continuación:
Deberá intercambiar los cables que van al voltímetro y a la pila, determinar en qué caso si el voltaje aumenta o disminuye, a partir del montaje establezca, si el voltaje aumenta o disminuye cuando se conecta al devanado con mayor número de vueltas.
Actividad 2
Repita el mismo procedimiento anterior aumentando el primer devanado a 30 vueltas y el segundo a 60 Ahora registre como se da la transformación de voltaje en comparación al anterior. ¿Será más eficiente o menos eficiente?
Repita el mismo procedimiento, ahora utilice como núcleo un tornillo de hierro en lugar de cartón, enrolle 20 vueltas en el primer devanado y 40 en el segundo.
¿Cual transformador es más eficiente, el que tiene el nucleo de carton o el que posee un núcleo de hierro?.
Propuesta final
Se sabe que para mayor eficiencia lo más conveniente es transportar la energía eléctrica a potenciales muy elevados e intensidades de corriente muy pequeñas, de esta manera se justifica la necesidad de los transformadores de voltaje en los postes antes de que la energía eléctrica entre a la casa, y la presencia de estos instrumentos en muchos de los electrodomésticos.
A partir de todo lo trabajado hasta acá, proponga un modelo de transformador casero diferente al mostrado en dicha experiencia, de tal manera que sea posible encender un pequeño led de 3.3 V, conectando dicho transformador a una fuente de 20V. Justifique además como mejoraría la eficiencia de dicho transformador.