FUNDAMENTOS DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS

ONDA SENOIDAL: Representa el valor de la tensión a través de un tiempo

continuamente variable. La Corriente alterna se genera por diferentes métodos. Los

más utilizados son los mecánicos rotativos, o alternadores de las bobinas eléctricas, para grandes potencias, y los electrónicos cuando las mismas son pequeñas. Esta manera de generar la corriente, determinará su Ley de Variación con respecto al tiempo

VALOR EFICAZ (RMS): El valor efectivo de un voltaje de ca también se

conoce como valor RMS (siglas en inglés de raíz cuadrada de la media de los cuadrados) del voltaje. Es una medida del efecto de calentamiento del voltaje de ca comparado con el de un voltaje de cd equivalente.

ARMÓNICO: Un armónico es cualquier voltaje o corriente cuya

frecuencia es un múltiplo entero de (2, 3, 4, etc., veces) la frecuencia de línea.

Considere un conjunto de ondas senoidales en el que la frecuencia más baja es f y todas las demás son múltiplos enteros de f. Por definición, la onda seno que tiene la frecuencia más baja recibe el nombre de fundamental y las otras el de armónicos

IMPEDANCIA: La impedancia (Z) es la medida de oposición que presenta

un circuito a una corriente cuando se aplica un voltaje. La impedancia extiende el concepto de resistencia a los circuitos de corriente alterna (CA), y posee tanto en magnitud y fase, a diferencia de la resistencia, que sólo tiene magnitud. Cuando un circuito es accionado con corriente continua (CC), no hay distinción entre la impedancia y la resistencia; este último puede ser pensado como la impedancia con ángulo de fase cero.

REACTANCIA CAPACITIVA: La reactancia capacitiva: es la oposición

que presenta un condensador al paso de la corriente alterna. dependiendo la capacidad del condensador y de la frecuencia de la corriente que se le aplique.

REACTANCIA INDUCTIVA: De acuerdo con la Ley de Lenz, la acción

de un inductor es tal que se opone a cualquier cambio en la corriente. Como la corriente alterna cambia constantemente, un inductor se opone de igual manera a ello, por lo que reduce la corriente en un circuito de corriente alterna.

Donde la capacidad de un inductor para reducirla es directamente proporcional a la inductancia y a la frecuencia de la corriente alterna.

CAMPO MAGNÉTICO: Los campos magnéticos son producidos por cualquier

carga eléctrica en movimiento y el momento magnético intrínseco de las partículas elementales asociadas con una propiedad cuántica fundamental.

La interacción de los campos magnéticos en dispositivos eléctricos tales como transformadores es estudiada en la disciplina de circuitos magnéticos.

DENSIDAD E INTENSIDAD DE CAMPO MAGNÉTICO:

La densidad del flujo magnético en una región de un campo magnético equivale al número de líneas de fuerza que atraviesan perpendicularmente a la unidad de área.

La densidad de flujo magnético, visualmente notada como B, es el flujo magnético por unidad de área de una sección normal a la dirección del flujo, y es igual a la intensidad del campo magnético.

La unidad de medida es el tesla(T).

INTENSIDAD DE CAMPO MAGNÉTICO:Siempre que existe un flujo magnético en un cuerpo o componente, se debe a la presencia de una intensidad de campo magnético H.

Se encuentra gracias a la fórmula:

H=fuerza magnetomotriz/Long de conductor.

FLUJO DE CAMPO MAGNÉTICO: A la cantidad de líneas de fuerza que salen por un polo se

le denomina flujo magnético. Es una magnitud escalar.

Podríamos decir que indica el número de líneas de fuerza que atraviesan una superficie cualquiera en el interior de un campo magnético, lo que sería una medida de la cantidad de magnetismo.

PERMEABILIDAD: Medida de la facilidad con la cual un campo

magnético puede ser establecido en un material. La permeabilidad relativa (μr)se calcula por, la

permeabilidad(μ) del material entre la permeabilidad del vacío(μ0).

FUERZA DE LORENZ:Se refiere a la relación entre una carga y un campo magnético, también se lo conoce como "la ley de la mano derecha" o izquierda.

Si la carga está en reposo, el campo B no ejerce ninguna fuerza sobre ella. La fuerza es máxima cuando la velocidad de la carga v y el campo B son

perpendiculares y es nula cuando son paralelos. La fuerza es perpendicular al plano formado por v y B. La fuerza es proporcional al valor de la carga q y a la velocidad v. Si la carga cambia de signo, la fuerza cambia de sentido

VOLTAJE INDUCIDO EN UN CONDUCTOR: En muchos motores y generadores, las bobinas se

mueven con respecto al flujo que está fijo en el espacio. El movimiento relativo produce un cambio en el flujo que vincula las bobinas, por lo que se induce un voltaje de acuerdo con Faraday.

De hecho, siempre que un conductor corta un campo magnético, se induce un voltaje entre sus terminales.

DIRECCIÓN DE FUERZA DE CAMPO MAGNÉTICO EN UN CONDUCTOR RECTO:

Según la ley de la mano derecha si tomamos el conductor posicionando el pulgar en la dirección de la corriente los demás dedos señalaran la dirección de las líneas de flujo.

HISTÉRESIS: La histéresis es una característica de un

material magnético por la cual un cambio de magnetización retrasa la aplicación de la intensidad de campo magnético.

CORRIENTES PARÁSITAS O DE FOUCAULD: Son corrientes que circulan en el interior de

conductores como consecuencia de campos magnéticos variables con el tiempo en los mismos. La potencia Joule disipada en los mismos varía aproximadamente como el cuadrado de la frecuencia del campo aplicado.

FUERZA: La fuerza más conocida es la fuerza de la gravedad. Por

ejemplo, cuando levantamos una piedra, realizamos un esfuerzo muscular para vencer la fuerza gravitatoria que continuamente jala de ella hacia abajo. Existen otras clases de fuerzas, como la fuerza ejercida por un resorte estirado o las fuerzas creadas por la explosión de dinamita. Todas estas fuerzas se expresan en función del newton (N).

MOMENTO DE TORSIÓN: El momento de torsión o par se produce cuando una

fuerza ejerce una acción de torsión sobre un cuerpo, la cual tiende a hacerlo girar. El momento de torsión es igual al producto de la fuerza por la distancia perpendicular entre el eje de rotación y el punto de aplicación de la fuerza.

TRABAJO MECÁNICO: Se realiza trabajo mecánico cuando una fuerza F se

desplaza una distancia d en la dirección de la fuerza. En pocas palabras se necesita que haya movimiento

para que se realice un trabajo.

W=Fd

POTENCIA: Potencia es la capacidad de realizar

trabajo. Está dada por la ecuación : P=W/t

POTENCIA DE UN MOTOR: El rendimiento o eficiencia de la potencia mecánica de un

motor depende de su velocidad de rotación y del momento de torsión o par que desarrolla.

Podemos medir el rendimiento de la potencia de un motor mediante un freno prony. Éste se compone de una banda plana estacionaria que presiona contra una polea montada en el eje del motor. Los extremos de la banda están conectados a dos básculas de resorte y la presión de la banda se ajusta apretando el tornillo V.

TRANSFORMACIÓN DE ENERGÍA EN UNA MÁQUINA: Aunque la energía no se puede crear ni se puede destruir,

puede convertirse de una forma a otra por medio de los dispositivos o máquinas apropiados. Por ejemplo, la energía química contenida en el carbón se puede transformar en energía térmica quemando el carbón en un horno. La energía térmica contenida en el vapor se puede transformar entonces en energía mecánica mediante una turbina. Por último, la energía mecánica se puede transformar en energía eléctrica por medio de un generador.

EFICIENCIA DE LAS MÁQUINAS: La eficiencia es particularmente baja cuando la energía

térmica se convierte en energía mecánica. Por lo tanto, la eficiencia de las turbinas de vapor va de 25 a 40 por ciento, mientras que la de los motores de combustión interna (motores automotrices, motores diesel) oscila entre 15 y 30 por ciento. Para entender qué tan bajas son estas eficiencias, debemos recordar que una máquina que tiene una eficiencia de 20 por ciento pierde, en forma de calor, 80 por ciento de la energía que recibe. Los motores eléctricos transforman la energía eléctrica en energía mecánica con mucha más eficiencia. Su eficiencia oscila entre 75 y 98 por ciento, según el tamaño del motor.