Electrica 2015

7/21/2019 Electrica 2015

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La generación de una onda senoidal parte de la Ley de Faraday que dice que:

“cuando una espira, de superficie S, está girando sobre su eje, a una velocidad angular uniforme w, dentro de un campo magntico

uniforme !, se induce una fuer"a electromotri" en los e#tremos de la espira$%

&e esta forma se puede determinar que el f lujo que atraviesa la espira, vendrá dado en cada momento por la posición de la espira

con relación al vector que define la inducción del campo magntico%

'())*+-+ .L-+).

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+n cada instante el ángulo que forma el vector superficie de la espira y el vector inducción será: θ / ωt% +l flujo a travs de la

espira será:

La f%e%m% inducida debida a este flujo será:

que se puede e#presar y representar de forma general:

Siendo:

+ m/ 0alor má#imo, amplitud o valor de pico

ω/ frecuencia angular, en rad1s

-/ periodo, en s

f/ frecuencia, en 2"'umplindose las siguientes relaciones: -/31f4 ω /5pf4 ω/ 5p1-

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0alores asociados

6ara caracteri"ar las se7ales alternas, y especialmente las senoidales usadas en electricidad e#isten un valores

fundamental:

valor eficaz.

6ara calcularlo se usa la siguiente e#presión:

Si resolvemos esta e#presión para un ciclo de la onda senoidal f(t) = Vmax sen t, obtendremos:

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'ualquier magnitud senoidal se puede representar mediante un vector giratorio%

+ste vector que la representa tiene por módulo el valor má#imo de la magnitud senoidal, gira con una velocidad angular w, y su

valor inicial depende del ángulo de desfase ϕ% +ste vector giratorio se denomina fasor%

0 ∠ϕ

)+6)+S+-.'*( '(86L+9. &+ . 8.;*-& S+(*&.L

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L+< &+ (28 + '% .%

La intensidad de corriente que circula por un circuito de '% .% es directamente proporcional a la tensión 0 aplicada, e inversamente

proporcional a la *mpedancia =%

La impedancia = es la dificultad que opone el circuito al paso de la corriente alterna debido a elementos pasivos como: unaresistencia ), una bobina L o un condensador '% 6or otra parte, e#isten elementos activos que tambin oponen dificultad al paso de

la corriente como: los motores, los transformadores%%

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-)*.;L( &+ 6(-+'*.S

6: potencia activa es la que en el proceso de transformación de la energ>a elctrica se aprovec?a como trabajo @til%

A: potencia reactiva es la encargada de generar el campo magntico que requieren para su funcionamiento los equiposinductivos como los motores y transformadores%

S: potencia aparente es la suma geomtrica de las potencias activa y reactiva% Se utili"a para clasificar a las máquinas elctricas p

potencia%

6

AS

ϕ

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+l factor de potencia se define como el cociente de la potencia activa y la potencia aparente4 esto es:

f%d%p% / cos ϕ / 61S

+l factor de potencia es un trmino utili"ado para describir la cantidad de energ>a elctrica que se ?a convertido en trabajo%

+l valor ideal del factor de potencia es 3, esto indica que toda la energ>a consumida por los aparatos ?a sido transformada

en trabajo%

6or el contrario, un factor de potencia menor a la unidad significa un mayor consumo de energ>a necesaria para producir un

trabajo @til%

+L F.'-() &+ 6(-+'*.

&ependiendo del tipo de carga, el factor de potencia puede ser: adelantado, retrasado, igual a 3%

B +n las cargas resistivas como las lámparas incandescentes, la tensión y la corriente están en fase en este caso, se tiene

un factor de potencia unitarioB +n las cargas inductivas como los motores y transformadores, la intensidad se encuentra retrasada respecto a la tensión%

+n este caso se tiene un factor de potencia retrasado%

B +n las cargas capacitivas como los condensadores, la corriente se encuentra adelantada respecto a la tensión%+n este caso se tiene un factor de potencia adelantado%

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Problemas por bajo factor de potencia

8ayor consumo de corriente%

.umento de las prdidas e incremento de las ca>das de tensión en los conductores%

Sobrecarga de transformadores, generadores y l>neas de distribución

*ncremento de la facturación elctrica por mayor consumo de corriente

Beneficios por corregir el factor de potencia

&isminución de las prdidas en conductores%

)educción de las ca>das de tensión%

.umento de la disponibilidad de potencia de transformadores, l>neas y generadores%

*ncremento de la vida @til de las instalaciones

)educción de los costos por facturación elctrica%

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¿por qué trifásica ?

• Los generadoreseléctricos generantrifásica

• Se transmite mayor

potencia con menorcantidad deconductores

• Varias magnitudes se

compensan entre lastres fases

9

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Fuentes trifásicas

• Si las sumamos ¿qué sucede ?

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Conei!n "strella

• Los negati#os de cadafuente se conectan entre s$• %ueda un ca&le de l$nea

para cada fuente

• 'uede (a&er un ca&le másal que se denomina)neutro*

• + o , &ornes

• Se puede representar dedistintas formas

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S

UT

S US

S UR

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.tras formas de representar

1

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.tras secuencias

15

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Conei!n estrella /representaci!n

1!

• Siempre (ay + ! , &ornes• S!lo se puede medir entre ellos• 0ay un centro de estrella o punto neutro de la fuente 1.2

agnitudes de línea /fase

S

S

S

UR

UT

US

S

UR

S

SUSUT

o

o

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Tensiones de fase y l$neaen + +45 V

F6S"

U789 220∠0 .

U(89 220∠120 .

U:89 220∠20 . o 220∠120 .

U789 U(89 U:89 0 .

1-

0º

3!0º

90º

260º

1-0º

1-0 º

90º

260º

U78

U:8

U(8

L89"6 U7( 3-0∠150 .

U(: 3-0∠90 .

U:7 3-0 ∠30 .

U7( U(7 U:79 0 .

U:7

U7(

U(:

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Conei!n Triángulo

• "l negati#o de una fase seconecta al positi#o de otra• 0ay dos formas posi&les

de conectar

• %ueda un ca&le de l$neapor cada uni!n• 9o puede (a&er )neutro*• S!lo + &ornes

20

S UR

S

UT

S US

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Sistema

+lctrico

*

f

Sistema+lctrico

*

f

-).SF()8.&()

2

1

;

; a =

6 6-).SF()8.&()

6p

ota: +l transformador es una máquina elctrica reversible, de a?> la doble flec?a en el flujo de potencia

-).SF()8.&() 8((F.S*'(

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El Transformador real

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-).SF()8.&() 8((F.S*'(: ..L(;*. 8+'.*'.

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Diagrama de <oten#ias

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)gimen ominal: es el conjunto de condiciones de funcionamiento para los cuales ?a sido dise7ada y construida una máquina elctrica

comprende la potencia, tensión, corriente, frecuencia, tipo de servicio, clase de aislación, nivel de ruido, altitud sobre el nivel del mar, etc,

nominales%

6otencia ominal de un -ransformador: es la potencia que el transformador puede entregar cuando las restantes condiciones son las nominales, sin que la

sobreelevación de temperatura sobrepase el valor l>mite%

Tensión primaria nominal / 3 n / 55C 0

Tensión secndaria nominal / 5 n / DEC 0

!orriente primaria nominal / *3 n / 55,D .

!orriente secndaria nominal / *5 n / 3D,G .

Potencia nominal / S n / H I0.

El =D;4> de un transformador $o #hapa de #ara#terísti#a&

?lgunas defini#iones

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)egulación:

3

5

D

J

H

G

3C 3CC 3CCC

6n KI0.

∆ K M

NAu nos indica la regulación de un transformadorO

La regulación indica cuanto var>a la tensión en bornes cuando variamos la carga

N6or qu nos es @til O

Bna de las condiciones que debe cumplir un sistema elctrico es que la tensión no debe variar más

allá de un determinado valor KP H M porque las de las cargas deben funcionar a su tensión nominal

Kpara la cual fueron proyectadas y construidas%

100.

. /. $@&

20

220=∆

"endimiento

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"endimiento

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