Al girar una espira conductora en presencia de un campo magnético constante se genera tensión eléctrica continua en sus terminales.

La corriente solo es efectiva a partir de 1 500 r.p.m.

Al girar imanes (rotor) se crea un campo magnético variable y en presencia de un bobinado fijo (estator) se induce una tensión eléctrica variable (alterna) en sus terminales.

La corriente es efectiva a partir de 900 r.p.m.

Generación: Evita el desgaste de colectores, la energía se produce directamente en el estator.

Transporte: Conductores son de menor sección evitando pérdidas por efecto Joule (Transformadores).

Conversión AC a DC: Empleo de Rectificadores (diodos) soportan altas revoluciones sin desgaste.

Los elementos de un circuito eléctrico pueden ser: Resistivos (R), Inductivos (L) y capacitivos (C) o la combinación de ellos (RLC).

Resistivos Capacitivos Inductivos

Es la potencia que se transforma en calor en una resistencia. Es la única que realmente se consume en el circuito y, por tanto, es la que debe aportar el generador al circuito.

P = U . I. Cosϕ

Donde:

P : Potencia Eléctrica (Vatios: W) U : Tensión Eléctrica (Voltios: V) I : Intensidad de Corriente (Amperios: A) Cos ϕ : Factor de Potencia

Es la potencia con la que se carga y descarga constantemente la bobina. Es una potencia que no se consume; únicamente se intercambia entre el generador y la bobina, haciendo fluir una corriente extra por los conductores de alimentación.

Q = U . I. Senϕ

Donde:

Q : Potencia Reactiva (Voltiamperio reactivo: VAR) U : Tensión Eléctrica (Voltios: V) I : Intensidad de Corriente (Amperios: A)

Q

Es la potencia total que transportan los conductores que alimentan al circuito. Si existen receptores activos y reactivos, por los conductores que alimentan a dicho circuito se transportan ambas potencias. Si sumamos vectorialmente estas potencias obtendremos la potencia aparente.

S = U . I

Donde:

S : Potencia Aparente (Voltiamperio: VA) U : Tensión Eléctrica (Voltios: V) I : Intensidad de Corriente (Amperios: A)

S

ϕ

P

Q

Se tiene un motor monofásico de 1000 W a 230 V con un cosϕ = 0,6. Estos datos nos indican que el motor desarrolla una

potencia mecánica equivalente a los 1000 W de potencia activa suministrados por la red eléctrica.

Por otro lado, el factor de potencia esta bastante por debajo de la unidad, lo que nos muestra la presencia de una potencia reactiva elevada causada por el efecto de la autoinducción de los bobinados. La potencia reactiva no se transforma en trabajo útil en el motor, simplemente sirve para generar el campo electromagnético, para luego ser devuelta al generador.

Este trasiego de energía reactiva del generador al motor, y viceversa, hace que la compañía suministradora de energía eléctrica tenga que proporcionar una potencia aparente por la red eléctrica muy superior a la que realmente se consume.

En consecuencia se produce un aumento de corriente por los conductores de la línea que repercute directamente en los costos de las instalaciones eléctricas propiedad de las compañías.

Q =

32

6 k

VA

R

1. En el siguiente circuito, determine:

a. La capacidad del Interruptor Termomagnético “ID”.

b. La capacidad del Interruptor Termomagnético “ IT”.

c. La capacidad del Interruptor Termomagnético Principal “IG”.

2000 W 1500 W

220 V

Solución: Como son cargas resistivas, entonces:

Hallando la Corriente que consume la Terma (IT):

IT = PT / VT IT = 1 500 W / 220 V IT = 6,82 A

El Interruptor Termomagnético seria (IT):

IT = In x 1,25 = 6,82 A x 1,25 = 8,53 A Según Catalogo In = 10 A

(Rpta a)

Hallando la Corriente que consume la Ducha (ID):

ID = PD / VD ID = 2 000 W / 220 V ID = 9,09 A

El Interruptor Termomagnético seria (ID):

IT = In x 1,25 = 9,09 A x 1,25 = 11,36 A Según Catalogo In = 20 A

(Rpta b)

Hallando la Capacidad del Interruptor Principal (IG):

IG = PTOTAL / VTOTAL IT = (2 000+1 500 W) / 220 V IT = 15,91 A

El Interruptor Termomagnético Principal seria (IG):

IG = In x 1,25 + 10 = 15,91 x 1,25 + 10 = 29,89 A , Según Catalogo IG = 32 A

(Rpta b)

2. En el siguiente circuito, determine:

a. La capacidad del Interruptor Termomagnético “IT”.

b. La capacidad del Interruptor Diferencial “ID”.

220 V

IT

ID

Electrobomba

1,5 HP

Cos Ø = 0,9

Solución: Como es una carga inductiva, entonces:

Hallando la Corriente que circula por los conductores de la Electrobomba (In):

Hallando la Capacidad del Interruptor Termomagnético (IT):

IT = In x 1,25 = 7,6 A x 1,25 = 9,5 A

Luego el Interruptor Termomagnético a seleccionar según catálogo será:

IT = 2x10A (Rpta a)

PElectrobomba

U . Cosϕ In =

1 500 W

220 V . 0,9 = = 7,6 A

Luego el Interruptor Diferencial a seleccionar según catálogo será:

ID = 2x25A , sensibilidad 30 mA (Rpta b)

Los sistemas trifásicos utilizan tres o cuatro conductores para su distribución y consumo.

En la practica, no existen alternadores monofásicos para la producción de grandes cantidades de energía.

Las centrales eléctricas se valen de alternadores trifásicos para la generación de la electricidad que posteriormente se consume en el sector industrial y domestico, tanto en forma trifásica como monofásica.

Las líneas monofásicas se obtiene a partir de un sistema trifásico.

Las líneas que utilizan cuatro hilos (tres fases mas el neutro), pueden obtener dos tensiones diferentes.

Los alternadores, transformadores y motores de C.A. trifásica poseen un mayor rendimiento y, por lo general son mucho mas sencillos y económicos que los monofásicos (par de arranque muchísimo mas fuerte, mejor rendimiento y mejor factor de potencia).

Las líneas trifásicas consiguen transportar la energía eléctrica con un ahorro considerable en la sección de los conductores.

Se hacen girar tres espiras en torno a un eje común en el seno de un campo magnético.

Estas espiras se sitúan repartidas equitativamente sobre un núcleo cilíndrico de chapas de hierro, es decir cada:

Al moverse cada una de las espiras en el seno del campo magnético se inducirá en cada una de ellas una f.e.m. del mismo valor eficaz y frecuencia.

= 120° 360° 3

En los diagramas vectoriales, se puede comprobar que la suma de las tres f.e.m. es cero en cualquier momento, característica principal del sistema trifásico.

En los alternadores modernos se sitúan las tres bobinas en el estator, con lo que se evita el complejo sistema de anillos colectores para la extracción de la gran energía eléctrica que se produce en las bobinas.

En el rotor se sitúa un potente electroimán que, al ser alimentado por una corriente continua, genera el campo magnético.

En su movimiento de rotación, el campo magnético corta los conductores de las tres bobinas consecutivamente, induciendo en ellas las tres f.e.m. desfasadas entre sí 120°.

De las tres bobinas del alternador se consiguen seis terminales.

Existen dos formas básicas de conexión de estas bobinas: conexión en estrella y conexión en triangulo o delta.

La forma mas utilizada, es la conexión en estrella, ya que permite el uso del conductor neutro (0) y con él, el uso de dos tensiones diferentes.

El neutro se conecta a tierra junto con el chasis del alternador para garantizar la seguridad eléctrica de las instalaciones.

1. Un motor trifásico posee sus bobinas conectadas en estrella. Determinar la corriente eléctrica que absorberá de la línea si al conectarlo a una red con una tensión de línea de 400 V desarrolla una potencia de 10 kW con un FP de 0,8. Averiguar la potencia reactiva y aparente del motor.

Solución: Como los motores son cargas equilibradas no será necesario conectar el

neutro al punto común de la estrella para que aparezca la tensión de fase entre el neutro y cualquiera de las fases.

¿Qué tensión y que corriente aparecen en cada una de las bobinas del motor?

Como las bobinas están conectadas en estrella y son cargas equilibradas, aparece en cada una de ellas la tensión de fase, es decir:

La corriente que aparece en cada bobina (corriente de fase If) es la misma que aparece en la línea: 18 A

2. Un motor trifásico posee sus bobinas conectadas en triángulo. Determinar la corriente eléctrica que absorberá de la línea si al conectarlo a una red con una tensión entre fases de 400 V desarrolla una potencia de 15 kW con un FP de 0,7. Averiguar la potencia reactiva y aparente del motor.

Solución: Para determinar la corriente de línea aplicamos la formula general de

potencia activa para sistemas trifásicos.

¿Qué tensión y que corriente aparecen en cada una de las bobinas del motor?

Como las bobinas están conectadas en triángulo y son cargas equilibradas, aparece en cada una de ellas la tensión de línea, es decir: 400 V

La corriente que aparece en cada bobina (corriente de fase If) es: