Simulador de Transformador Monofásico CA

Simulador de Transformador Monofasico CA

Fuente CA
Tension de entrada120 V
Frecuencia50 Hz
Transformador
Espiras primario (Np)200
Espiras secundario (Ns)100
Carga
Resistencia de carga50 Ω
Sobrecarga: corriente elevada
Voltimetro Primario
0.00
V CA (RMS)
Amperimetro Primario
0.00
A CA (RMS)
Voltimetro Secundario
0.00
V CA (RMS)
Amperimetro Secundario
0.00
A CA (RMS)
Osciloscopio
Vp(t) Vs(t) Ip(t) Is(t)
Velocidad de barrido 1.0x Normal
Resultados
Relacion de transformacion2 : 1
TipoReductor
Potencia aproximada72.0 W
Tension secundaria60.0 V
Corriente primaria1.20 A
Corriente secundaria1.20 A
Formulas
Vs / Vp = Ns / Np
Ip / Is = Ns / Np
Vs = Vp x (Ns / Np)
Is = Vs / Rcarga
Ip = Is x (Ns / Np)
P ≈ Vs x Is
Explicacion fisica

Un transformador monofasico opera sobre el principio de induccion electromagnetica. La corriente alterna que circula por la bobina primaria genera un flujo magnetico variable en el nucleo de hierro, el cual induce una fuerza electromotriz en la bobina secundaria.

Guía de uso

El Transformador Eléctrico en Corriente Alterna

Objetivo: Comprender el principio de funcionamiento de un transformador eléctrico monofásico, analizando la relación de transformación, la inducción mutua a través de un núcleo magnético y la conservación de la potencia entre el primario y el secundario.

Descripción breve: Simulación interactiva que recrea un transformador compuesto por dos bobinas acopladas magnéticamente por un núcleo de hierro. Permite estudiar cómo una tensión alterna aplicada al devanado primario induce un flujo magnético variable que genera una diferencia de potencial en el devanado secundario, validando la ley de voltajes y corrientes según el número de espiras:

\( \frac{V_p}{V_s} = \frac{N_p}{N_s} = \frac{I_s}{I_p} \quad \rightarrow \quad P_p \approx P_s \)

Cómo usar (pasos):

  • Configurar la cantidad de vueltas o espiras del devanado primario (\(N_p\)) y del devanado secundario (\(N_s\)) para definir el tipo de transformador (elevador o reductor).
  • Aplicar una señal de voltaje alterno en la entrada y observar en tiempo real las amplitudes de las ondas en el osciloscopio virtual para ambos circuitos.
  • Conectar una resistencia de carga en el circuito secundario para medir la intensidad de corriente resultante (\(I_s\)) y analizar cómo repercute en la corriente demandada en el primario (\(I_p\)).
  • Activar la visualización de las líneas de flujo magnético en el núcleo de hierro para comprender el papel de la permeabilidad magnética en el acoplamiento.
  • Modificar la frecuencia de la fuente para comprobar cómo afecta el fenómeno de inducción mutua y la transferencia de energía.

Parámetros ajustables: Número de espiras primarias y secundarias, voltaje y frecuencia de entrada (\(Hz\)), resistencia de carga (\(\Omega\)) y visualización de flujos y vectores.

Resultados esperados / observaciones: Si el número de espiras del secundario es mayor al del primario (\(N_s > N_p\)), el dispositivo actúa como un transformador elevador de voltaje. Se comprueba experimentalmente que, bajo condiciones ideales (sin pérdidas), el aumento de tensión en el secundario implica una reducción proporcional de la corriente, manteniendo constante la potencia eléctrica del sistema.