1

Indice

Introducción………………………………………………………………3

Conexión de elementos eléctricos en serie y en paralelo………………………………….……4

Uso de fuentes dependientes e independientes de voltaje y corriente……………………………….9

Aplicación de análisis de circuitos de c.a y c.d………………………………………………..12

Realizar levantamientos de campo de cuerpos cargados……………………………………………….…..13

Análisis de los sistemas de tierra y las protecciones eléctricas……………………………………….….18

Determinar la resistencia, inductancia, capacitancia e impedancia de los circuitos eléctricos………….…..20

Medición de la potencia eléctrica monofásica y trifásica………………………………………..31

Simulación de los circuitos eléctricos mediante el uso de software………………………………..37

Conclusión.………………………………………………………………46

Bibliografías……………………………………………………………….47

2

Introducción

Lo que se intentara explicar en este trabajo será la existencia de dos diferentes circuitos eléctricos uno en serie y el otro en paralelo los cuales se diferencian por la diferencia estructural de sus líneas eléctricas, la variedad de la resistividad en ambos circuitos y la diferencia en sus propiedades.

El avance de la tecnología facilita el cálculo de de estos circuitos por medio de software de simulación el cual muestra también se mostrara de que trata y como funciona.

3

CONEXIÓN DE ELEMENTOS ELECTRICOS EN SERIE Y PARALELO

Un circuito en serie es un circuito donde solo existe un camino desde la fuente de tensión (corriente) o a través de todos los elementos del circuito, hasta regresar nuevamente a la fuente. Esto indica que la misma corriente fluye a través de todos los elementos del circuito, o que en cualquier punto del circuito la corriente. En un circuito en serie los receptores están instalados uno a continuación de otro en la línea eléctrica, de tal forma que la corriente que atraviesa el primero de ellos será la misma que la que atraviesa el último. Para instalar un nuevo elemento en serie en un circuito tendremos que cortar el cable y cada uno de los terminales generados conectarlos al receptor

Decimos que varios elementos de un circuito van conectados en SERIE cuando van colocados uno a continuación del otro (la salida del primero va conectada a la entrada del segundo, la salida del segundo a la entrada del tercero y así sucesivamente), de manera que por todos ellos circula la misma intensdiad de corriente. La tensión entre la entrada del primero y la salida del último es igual a la suma de las tensiones en cada uno de los elementos.

● Por ejemplo, en el circuito de la figura, la pila de petaca da una tensión de 4,5 V; si todas las lamparitas son iguales, en cada una habrá una tensión de 1,5 V.

● La resistencia del conjunto de receptores conectados en serie es igual a la suma de las resistencias individuales de cada uno de ellos.

● Por eso, en el circuito de la figura, al tener más resistencia las tres lámparas que una sola, oponen más dificultad al paso de los electrones y por eso las lámparas lucen menos. Mientras más lámparas coloquemos en serie menos lucirán

4

Pilas en SERIE

● Deben conectarse siempre el negativo de una con el positivo de la siguiente y así sucesivamente. La tensión que proporciona el conjunto es igual a la suma de las tensiones de cada una de las pilas.

● Por ejemplo, en el circuito de la figura, cada pila de petaca da una tensión de 4,5 V; con las dos en serie se estará aplicando a la lámpara una tensión de 9 V.

Receptores en PARALELO

5

● Decimos que varios elementos de un circuito van conectados en paralelo cuando todas sus entradas están conectadas entre sí y todas sus salidas también están conectadas entre sí, de modo que en todos los elementos existe la misma tensión.

● Cuando tenemos varios receptores en paralelo, la corriente suministrada por el generador se reparte entre ellos, de forma que circulará más intensidad por el receptor de menor resistencia y menos intensidad por el receptor de mayor resistencia. Recordar: circulan más electrones (más corriente) por el camino más fácil (menos resistencia)

CIRCUITO EN PARALELO 

A diferencia de un circuito en serie, un circuito en paralelo es un circuito que tiene dos o más caminos independientes desde la fuente de tensión, pasando a través de elementos del circuito hasta regresar nuevamente a la fuente. En este tipo de circuito dos o más elementos están conectados entre el mismo par de nodos, por lo que tendrán la misma tensión. Si se conectan más elementos en paralelo, estos seguirán recibiendo la misma tensión, pero obligaran a la fuente a generar más corriente. En un circuito en paralelo cada receptor conectado a la fuente de alimentación lo está de forma independiente al resto; cada uno tiene su propia línea, aunque haya parte de esa línea que sea común a todos. Para conectar un nuevo receptor en paralelo, añadiremos una nueva línea conectada a los terminales de las líneas que ya hay en el circuito

6

En un circuito en paralelo cada receptor conectado a la fuente de alimentación lo está de forma independiente al resto; cada uno tiene su propia línea, aunque haya parte de esa línea que sea común a todos. Para conectar un nuevo receptor en paralelo, añadiremos una nueva línea conectada a los terminales de las líneas que ya hay en el circuito

La corriente en los circuitos serie y paralelo

Una manera muy rápida de distinguir un circuito en seria de otro en paralelo consiste en imaginala circulación de los electrones a través de uno de los receptores: si para regresen a la pila atravesando el receptor, los electrones tienen que atravesar otro receptor, el circuito está en serie; si los electrones llegan atravesando sólo el receptor seleccionado, el circuito está en paralelo.

7

Características de los circuitos serie y paralelo

  Serie Paralelo

Resistencia Aumenta al incorporar receptores Disminuye al incorporar receptores

Caida de tensión

Cada receptor tiene la suya, que aumenta con su resistencia. La suma de todas las caídas es igual a la tensión de la pila.

Es la misma para cada uno de los receptores, e igual a la de la fuente.

Intensidad 

Es la misma en todos los receptores e igual a la general en el circuito.

Cuantos más receptores, menor será la corriente que circule.

Cada receptor es atravesado por una corriente independiente, menor cuanto mayor resistencia. La intensidad total es la suma de las intensidades individuales. Será, pues, mayor cuanto más receptores tengamos en el circuito.

Cálculos

USO DE FUENTES DEPENDIENTES E INDEPENDIENTES DE VOLTAJE Y CORRIENTE.

FUENTES DEPENDIENTES

Una fuente dependiente es un elemento que funciona un valor de tension o de intensidad controlado por medio de otra tension o intensidad existente en el circuito.

8

Son aquellas cuyo valor de salida es proporcional voltaje o corriente en otra parte del circuito. La tension o corriente de la que depende se llama VARIABLE DE CONTROL. La constatante de proporcionalidad se denomina GANANCIA.

Una fuente dependientes es una fuente cuyo valor depende de otra variable del circuito: Fuente de corriente dependiente del potencial v1. El potencial v1 viene dado por un circuito de entrada. Produce una intensidad i = gv1. Donde g es una constante con las unidades A/ V. Así la corriente que fluye por el circuito de salida depende del voltaje que proporciona

el circuito de entrada

Las fuentes lineales dependientes no suponen ninguna complicación extra a lo ya estudiado hasta ahora

Tan solo imponen restricciones en la solución 13 Podemos aplicar las leyes de Kirchhoff y los métodos de nodos y mallas como hemos

venido haciendo

EJEMPLO

9

Combinando las dos ecuaciones Vemos que el voltaje de salida vc depende de la corriente que proporciona el circuito de

entrada, ib El circuito completo se comporta como un amplificador cuya ganancia depende del valor

de las resistencias y del parámetro beta Fuentes independientes

Los dispositivos que tienen por objeto suministrar energía a un circuito se les llama fuentes. Las Fuentes son componentes activos de un circuito y se

dividen en dos clases: fuentes de voltaje y fuentes de corriente. La figura 2.1.1 muestra el símbolo con el que se representa una fuente de voltaje en

los diagramas eléctricos, el voltaje de una fuente se especifica, pero la corriente que pasa por ella la determina el resto del circuito

. Una fuente

independiente de voltaje proporciona

un voltaje específico,

independientemente de la corriente que pasa por ella y de cualquier otra variable del circuito.

Una fuente independiente de corriente suministra una corriente que no depende del voltaje a través del elemento fuente, y que es independiente

de cualquier otra variable. Supongamos que la fuente de voltaje sea una batería y que v (t) = 9 volts.

Se sabe que el voltaje de esta batería es 9 volts, y es independiente del

10

circuito en el que se usa. Sin embargo, la corriente de esta fuente no se conoce, y depende del

circuito en el que se usa. Igualmente para una fuente De corriente, si se especifica una fuente de corriente mediante i (t)=50 mili amperes, deberá

pasar por Ella una corriente de 50 mili amperes en cualquier circuito en el que se use.

El voltaje a través de esa fuente dependerá del circuito de que se trate. En realidad, podrá suceder que el voltaje a través de una batería de 9 volts

no sea realmente 9 volts. Ese voltaje depende de la edad de la batería, de la temperatura, de las variaciones de fabricación y de la corriente que pasa por ella. Estas son fuentes reales, las fuentes descritas anteriormente se

les considera ideales. Una fuente ideal es un generador de voltaje o de corriente independiente

de la corriente que pasa por la fuente de voltaje o del voltaje a través de la fuente de corriente. El corto circuito y el circuito abierto son casos

especiales de fuentes ideales. Un corto circuito es una fuente de voltaje en la que v (t) =0, la corriente queda determinada por el resto del circuito. Un

circuito abierto es una fuente ideal de corriente para la cual i (t)=0, el voltaje queda determinado por el resto del circuito

APLICACIÓN DE ANALISIS DE CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA Y CORRIENTE DIRECTA.

APLICACIÓN DE ANALISIS DE CIRCUITOS DE C.A. Y C.D.

El análisis de circuitos de corriente alterna es una rama de la electrónica que

permiten el análisis del funcionamiento de los circuitos compuestos de resistores,

11

condensadores e inductores con una fuente de corriente alterna. En cuanto a su

análisis, todo lo visto en los circuitos de corriente continua es válido para los de

alterna con la salvedad que habrá que operar con números complejos con

ecuaciones diferenciales. Además también se usa las transformadas de

Laplace y Fourier. En estos circuitos, las ondas electrómagnéticas suelen aparecer

caracterizadas como fasores según su módulo y fase, permitiendo un análisis más

sencillo. Además se deberán tener en cuenta las siguientes condiciones:

todas las fuentes deben ser sinusoidales;

debe estar en régimen estacionario, es decir, después de que los fenómenos

transitorios que se producen a la conexión del circuito se hayan atenuado

completamente;

todos los componentes del circuito deben ser lineales, o trabajar en un régimen

tal que puedan considerarse como lineales. Los circuitos con diodos están

excluidos y los resultados con inductores con núcleo ferromagnético serán solo

aproximaciones.

La corriente continua (CC en español, en inglés DC, de Direct Current) se refiere

al flujo continuo de carga eléctrica a través de un conductor entre dos puntos de

distinto potencial, que no cambia de sentido con el tiempo. A diferencia de

la corriente alterna (CA en español, AC en inglés, de Alternating Current), en la

corriente continua las cargas eléctricas circulan siempre en la misma dirección.

Aunque comúnmente se identifica la corriente continua con una corriente

12

constante, es continua toda corriente que mantenga siempre la misma polaridad,

así disminuya su intensidad conforme se va consumiendo la carga (por ejemplo

cuando se descarga una batería eléctrica).

También se dice corriente continua cuando los electrones se mueven siempre en

el mismo sentido, el flujo se denomina corriente continua y va (por convenio) del

polo positivo al negativo.

Realizar levantamientos de campo de cuerpos cargados

Equipo y materiales:

GPS (geo posicionador). Multímetro. Brújula. Cinta métrica (50 m). Cinta métrica (10m). Clinómetro. Cámara fotográfica digital. Reloj. Machete y lima. Piocha. Jalones con medida conocida. Cinta vinílica fluorescente. Bolsas plásticas para colectas de herbario.

13

Libreta de campo. Tablero para portar formularios. Lápices y lapiceros. Botiquín de primeros auxilios. Bolsas plásticas para los instrumentos de medición y formularios. Baterías alcalinas para GPS. Binoculares (deseable). Mapas con la ubicación de la UM y parcelas. Manual de campo. Formularios de campo. Marcas permanentes (Tubos galvanizados de ½” y 50 cm. largo para

marcaje de parcelas). Base de datos para ingreso de información. Nota de identificación de las cuadrillas de campo.

Equipos técnicos de campo

Los equipos técnicos de campo deben estar conformadas como mínimo por 4 personas, 1 jefe de equipo (forestal responsable), 1 asistente y 2 brecheros. Es indispensable que uno de los integrantes tenga experiencia para la identificación común de los árboles. Además, por lo menos uno de los brecheros debe ser de la localidad, para facilitar la ubicación y solicitud de permisos. Deben establecerse claramente las responsabilidades de cada integrante del equipo, para aumentar la eficiencia del trabajo de campo.

El jefe o consultor debe definir claramente las responsabilidades de cada miembro del equipo, para lo cual se proponen las siguientes:

El jefe del equipo (forestal) es responsable de organizar todas las fases del trabajo de campo, desde la preparación a la recolección de datos. Tendrá la responsabilidad de contactar y mantener buenas relaciones con la comunidad y los informadores y tener una buena visión de conjunto de los progresos logrados en el trabajo de campo. Será responsable específicamente de:

o Analizar la ubicación de las áreas de muestreo y las parcelas y organizar el acceso a las áreas de muestreo;

o Preparar el trabajo de campo: organizar los formularios de campo y los mapas;

o Planificar el trabajo del equipo;

14

o Contactar a las oficinas regionales de AFE-COHDEFOR, municipalidades y comunidades y presentar los objetivos del inventario y el plan de trabajo al personal de las mismas.

o Cuidar la logística del equipo: organizar y obtener información sobre facilidades de alojamiento; contratar trabajadores locales; entrevistar a los informadores externos y a la población local;

o Asegurar que los formularios de campo se llenan adecuadamente y que los datos recogidos sean fiables;

o Organizar la seguridad de los trabajos de campo.

El asistente del jefe de equipo será responsable de:

o Ayudar al jefe de equipo en la realización de sus tareas;o Tomar las mediciones y observaciones necesarias;o Asegurarse de que el material del equipo esté siempre completo y

operativo;o Supervisar y orientar a los trabajadores.

Los guías locales tendrán las siguientes responsabilidades:

o Ser intérprete y mediador con los dueños de las fincaso Informar sobre el acceso al área de muestreo;o Ayudar a medir las distancias;o Abrir brechas;o Proporcionar los nombres comunes/locales de las especies

forestales:o Proporcionar información sobre los usos y gestión del bosque;o Llevar el material.

Descripción del levantamiento de campo Debe registrar el día y hora de inicio de la parcela en los formularios de

campo. Se debe iniciar midiendo los límites del ancho de la parcela. Desde el punto

de inicio debe medir 10 m. hacia cada extremo con rumbo perpendicular al carril o eje central de la parcela. Por ejemplo, si está midiendo la parcela 1, ésta debe dirigirla hacia el Norte (0º), por lo tanto el rumbo desde el punto de inicio hacia el extremo derecho de la parcela es Oeste, es decir azimut 270º, por el contrario, el rumbo del punto de inicio hacia el extremo izquierdo es Este, es decir azimut 90º.

15

En cada esquina coloque una marca temporal, usando una estaca alta y cinta vinílica fluorescente. Este tipo de marcas temporales se pueden ir colocando a lo largo de la parcela para que apoyen la orientación.

En el punto de inicio de la parcela se analizarán las variables de suelo, para lo cual, indique a uno de los ayudantes que haga una excavación de 90 cm., o hasta la profundidad efectiva del suelo.

Utilizando el rumbo correspondiente de la parcela, indique a los asistentes la dirección donde debe pasar el carril central. Si es necesario se debe abrir la brecha y luego trazar con la cinta métrica hasta los 50m. (largo de la cinta). Tome en cuenta que las mediciones son horizontales, por lo que debe compensar la pendiente utilizando jalones con una medida conocida o utilizar una corrección matemática. Deje la cinta en el suelo ya que servirá para medir la distancia de los árboles que se irán midiendo a lo largo de la parcela.

Al mismo tiempo, se pueden continuar otras mediciones. Utilizando la cinta métrica en el suelo, ubique los 5 m, y luego mida con la cinta métrica, hacia el lado izquierdo del carril central y en forma perpendicular, otros 5 m. En este punto, mida un radio de 3.99 m. y proceda a contar las plantas de especies arbóreas en regeneración. Debe apoyarse del conocimiento de los guías para distinguir el nombre común del árbol, y proceda a llenar los formularios. Otras parcelas anidadas se ubican a los 125 m, y 250 m del carril central, es así que al llegar a estos puntos debe medir 5m. hacia el lado izquierdo del carril central y en este punto se realiza el conteo según el radio establecido.

Si ya está lista la excavación, proceda a tomar las mediciones correspondientes y complete los formularios, sobre las variables de suelo, siguiendo las instrucciones.

Continúe con la medición y registro de árboles y tocones, completando los formularios, siguiendo las instrucciones de la guía de medición de diámetros y alturas. Además, debe tomar en cuenta el diseño de las parcelas, donde se indica el tipo de elemento a medir en los diferentes niveles de la parcela.

Al finalizar los primeros 50 m, proceda a medir otro tramo similar, según las instrucciones indicadas anteriormente; y continúe hasta completar los 250m.

En el esquema de la parcela, debe llenarse a lo largo de toda la parcela, ya que debe trazar los límites de cada uso de la tierra y de propiedades, así como también los accidentes geográficos relevantes.

En el formulario, también debe completarse cada vez que exista un cambio de uso de la tierra, siguiendo las instrucciones.

Al finalizar las mediciones de cada parcela proceda a registrar con el GPS las coordenadas del punto final sobre el carril central de la parcela, registrando la lectura en los formularios, además, la hora de finalización.

16

ANALISIS DE LOS SISTEMAS DE TIERRAS Y LAS PROTECCIONES ELECTRICAS.

Un sistema de puesta a tierra es un conjunto de conductores eléctricos (cables y electrodos) directamente enterrados en el suelo y distribuidos a través de una instalación expresamente diseñada para soportar corrientes excepcionales en caso de corto circuito o descarga atmosférica, entre otras eventualidades. A este sistema se conectan todos y cada uno de los elementos de la instalación que requieran ser puestos a tierra, tales como los neutros, tanques y carcasas de los equipos, los cables de guarda, las estructuras metálicas y todas aquellas partes metálicas que deben estar a potencial de tierra, logrando los siguientes objetivos:

Proveer un medio seguro para proteger al personal.

Proporcionar un circuito de muy baja impedancia para la circulación de las corrientes a tierra.

Proveer un medio para disipar las corrientes eléctricas indeseables.

Facilitar la operación de los dispositivos de protección.

Proveer un medio de descarga y des energización de equipos, antes de proceder a las tareas de mantenimiento.

Dar mayor confiabilidad y seguridad al servicio eléctrico.

Disipar la corriente asociada a las descargas atmosféricas, limitando las sobretensiones generadas.

Limitar la elevación de potencial de la red a valores aceptables, cuando ocurre una falla a tierra.

Establecimiento y permanencia de un potencial de referencia

(equipotencialidad efectiva).

Clasificación de los sistemas de puesta a tierra.

Los sistemas de puesta a tierra se clasifican en dos grandes grupos:

17

De acuerdo a su naturaleza: Esta clasificación se refiere a la naturaleza dicotómica de los sistemas de puesta a tierra y se divide en dos secciones:

Instalación artificial de puesta a tierra: son aquéllas que se construyen específicamente para tal fin, utilizando las diversas clases de electrodos de puesta a tierra.

Instalación natural de puesta a tierra: son en realidad elementos de otros sistemas técnicos, por ejemplo, líneas de tuberías metálicas o cimientos de

Estructuras metálicas, de equipos eléctricos, etc., vías férreas y hasta vías de agua que se encuentren dentro del ámbito de la instalación que se desea proteger y/o en su proximidad.

De acuerdo a su aplicación: Se refiere en otras palabras, a las que distingue las instalaciones de puesta a tierra de acuerdo a su funcionalidad, y constan de tres secciones importantes.

Sistemas de puesta a tierra de protección: tienen la misión de limitar el valor de la tensión contra tierra de aquéllas partes del sistema eléctrico que no deben ser mantenidas ni en tensión ni aisladas y con las cuales puede tener contacto el personal. En otras palabras, este sistema es indispensable para asegurar que durante el traspaso de corriente a tierra sus efectos fisiológicos no dañen a los seres vivos que eventualmente estuviesen dentro del ámbito del sistema de tierra o en su proximidad en esos momentos, por ejemplo: la carcasa de una máquina eléctrica.

Sistemas de puesta a tierra de funcionamiento: se aplica para satisfacer ciertas condiciones del servicio del sistema técnico en cuestión, es decir sirven para poner a tierra por necesidad de funcionamiento a determinados puntos del circuito eléctrico, tales como neutro de generadores y transformadores, aparatos para la conexión de la tensión contra tierra, apartarrayos, etc.

Sistemas de puesta a tierra de trabajo: estos sistemas son realizados con carácter provisional, efectuados para poner a tierra parte de la instalación eléctrica, normalmente en tensión, a los cuales se debe llegar para efectuar un trabajo o reparación, tales como cuchillas de seccionadores, etc.

Las clasificaciones anteriores envuelven de manera general a todos los tipos de puesta a tierra, esto es; en el sistema eléctrico existen diferentes dispositivos o partes del sistema con un fin determinado, pero cada uno tiene

18

diferente propósito, no es lo mismo la puesta a tierra contra descargas atmosféricas que la puesta a tierra para cargas electrostáticas. Por tal motivo, es necesario hacer una clasificación secundaria de los sistemas de puesta a tierra de acuerdo a su propósito, de esto es:

Puesta a tierra de los sistemas eléctricos. Esta clasificación tiene el propósito de limitar cualquier voltaje elevado que pueda resultar de descargas atmosféricas, fenómenos de inducción o, de contactos no intencionales con cables de voltajes más altos. Se logra uniendo mediante un conductor apropiado a la corriente de falla a tierra total del sistema, una parte del sistema eléctrico al planeta tierra.

Puesta a tierra en señales electrónicas. Su propósito es evitar la contaminación de señales con frecuencias diferentes a las deseadas. La puesta a tierra se logra mediante blindajes de todo tipo conectados a una referencia cero, que puede ser el planeta tierra. También tiene el propósito de evitar la destrucción de los elementos semiconductores por un incremento en el voltaje. Se colocan dispositivos de protección conectados entre los conductores activos y la referencia cero.

Puesta a tierra de protección atmosférica. Sirve para canalizar la energía de las descargas atmosféricas a tierra sin mayores daños a personas y propiedades. Esta protección se logra con una malla metálica igualadora de potencial conectada al planeta tierra que cubre los equipos o edificios a proteger.

Puesta a tierra de protección electrostática. La finalidad de esta protección es neutralizar las cargas electrostáticas producidas en los materiales dieléctricos. Se logra uniendo todas las partes metálicas y dieléctricas, utilizando el planeta tierra como referencia de voltaje cero.

En la figura siguiente se observa un sistema de puesta a tierra simple, formado por un electrodo, un conductor eléctrico y su respectivo conector, así mismo la

19

tierra del planeta y la distribución de potencial.

DETERMINAR LA RESISTENCIA, INDUCTACIA, CAPACITANCIA E IMPEDANCIA DE LOS CIRCUITOS ELECTRICOS.

Resistencia en los circuitos eléctricos.

Se le denomina resistencia eléctrica a la igualdad de oposición que tienen los electrones al

desplazarse a través de un conductor. La unidad de resistencia en el Sistema Internacional es

el ohmio, que se representa con la letra griega omega (Ω), en honor al físico alemán Georg

Ohm, quien descubrió el principio que ahora lleva su nombre.

Para un conductor de tipo cable, la resistencia está dada por la siguiente fórmula:

20

Donde ρ es el coeficiente de proporcionalidad o la resistividad del material,   es la longitud del

cable y S el área de la sección transversal del mismo.

La resistencia de un material depende directamente de dicho coeficiente, además es

directamente proporcional a su longitud (aumenta conforme es mayor su longitud) y es

inversamente proporcional a su sección transversal (disminuye conforme aumenta su grosor o

sección transversal).

Descubierta por Georg Ohm en 1827, la resistencia eléctrica tiene un parecido conceptual a

la fricción en la física mecánica. La unidad de la resistencia en el Sistema Internacional de

Unidades es el ohmio (Ω). Para su medición, en la práctica existen diversos métodos, entre los

que se encuentra el uso de un ohmnímetro. Además, su cantidad recíproca es la

conductancia, medida en Siemens.

Además, de acuerdo con la ley de Ohm la resistencia de un material puede definirse como la

razón entre la diferencia de potencial eléctrico y la corriente en que atraviesa dicha

resistencia, así:

Donde R es la resistencia en ohmios, V es la diferencia de potencial en voltios e I es la

intensidad de corriente en amperios.

También puede decirse que "la intensidad de la corriente que pasa por un conductor es

directamente proporcional a la diferencia de potencial e inversamente proporcional a su

resistencia"

Según sea la magnitud de esta medida, los materiales se pueden clasificar en

conductores, aislantes y semiconductor. Existen además ciertos materiales en los que, en

determinadas condiciones de temperatura, aparece un fenómeno denominado súper

conductividad, en el que el valor de la resistencia es prácticamente nulo.

Impedancia de los circuitos eléctricos:

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 magnitud como fase, a diferencia de la resistencia,

21

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.

Es una magnitud que establece la relación (cociente) entre la tensión y la intensidad de

corriente. Tiene especial importancia si la corriente varía en el tiempo, en cuyo caso, ésta, el

voltaje y la propia impedancia se describen con números complejos o funciones del análisis

armónico. Su módulo (a veces inadecuadamente llamado impedancia) establece la relación

entre los valores máximos o los valores eficaces del voltaje y de la corriente. La parte real de

la impedancia es la resistencia y su parte imaginaria es lareactancia. El concepto de

impedancia generaliza la ley de Ohm en el estudio de circuitos en corriente alterna (CA).

El término fue acuñado por Oliver Heaviside en 1886. En general, la solución para las

corrientes y las tensiones de un circuito formado por resistencias, condensadores e

inductancias y sin ningún componente de comportamiento no lineal, son soluciones

de ecuaciones diferenciales. Pero, cuando todos los generadores de voltaje y de corriente

tienen la misma frecuencia constante y sus amplitudes son constantes, las soluciones

en estado estacionario (cuando todos los fenómenos transitorios han desaparecido) son

sinusoidales y todos los voltajes y corrientes tienen la misma frecuencia que los generadores y

amplitud constante. La fase, sin embargo, se verá afectada por la parte compleja (reactancia)

de la impedancia.

El formalismo de las impedancias consiste en unas pocas reglas que permiten calcular

circuitos que contienen elementos resistivos, inductivos o capacitivos de manera similar al

cálculo de circuitos resistivos en corriente continua. Esas reglas sólo son válidas en los casos

siguientes:

En régimen permanente con corriente alterna sinusoidal. Es decir, que todos los

generadores de tensión y de corriente son sinusoidales y de la misma frecuencia, y que

todos los fenómenos transitorios que pueden ocurrir al comienzo de la conexión se han

atenuado y desaparecido completamente.

Si todos los componentes son lineales. Es decir, componentes o circuitos en los cuales la

amplitud (o el valor eficaz) de la corriente es estrictamente proporcional a la tensión

aplicada. Se excluyen los componentes no lineales como los diodos. Si el circuito contiene

inductancias con núcleo ferromagnético (que no son lineales), los resultados de los

cálculos sólo podrán ser aproximados y eso, a condición de respetar la zona de trabajo de

las inductancias.

22

Sea un componente eléctrico o electrónico o un circuito alimentado por una corriente

sinusoidal  . Si el voltaje a sus extremos es  , la impedancia del circuito o

del componente se define como un número complejo   cuyo módulo es el cociente   y cuyo

argumento es  .

o sea  .

Es la oposición total (Resistencia, Reactancia inductiva, Reactancia capacitiva) sobre la

corriente

Como el voltaje y las corrientes son sinusoidales, se pueden utilizar los valores

pico (amplitudes), los valores eficaces, los valores pico a pico o los valores medios. Pero hay

que cuidar de tratarlos uniformemente y no mezclar los tipos. El resultado de los cálculos será

del mismo tipo que el utilizado para los generadores de voltaje o de corriente.

CAPACITANCIA

Se define como la razón entre la magnitud de la carga de cualquiera de los conductores y la magnitud dela diferencia de potencial entre ellos. Es la propiedad que tienen los cuerpos para mantener una carga eléctrica. La capacitancia también es una medida de la cantidad de energía eléctrica almacenada para un potencial eléctrico dado. La capacitancia siempre es una cantidad positiva y puesto que la diferencia de potencial aumenta amedida que la carga almacenada se incrementa, la proporción q / V es constante para un capacitor dado. En consecuencia la capacitancia de un dispositivo es una medida de su capacidad para almacenar carga y energía potencial eléctrica. La capacitancia tiene la unidad del SI coulomb por volt. La unidad de capacitancia del SI es el farad(F),en honor a Michael Faraday.

El farad es una unidad de capacitancia muy grande. En la práctica los dispositivos comunes tienen capacitancia que varían de microfarads a picofarads.

La capacitancia de un dispositivo depende entre otras cosas del arreglo geométrico de los conductores.

23

Milifarads (mF) = 1 x 10-3

Farad (F)Microfarads (µF) = 1 x 10-6

Farad (F)Nanofarads (nF) = 1 x 10-9

Farad (F)Picofarads (pF) = 1 x 10-12

La capacitancia es un elemento pasivo de dos terminales que almacena cargas eléctricas entre un par de placas separadas por un dieléctrico creando una diferencia de potencial entre las dos placas. Esa diferencia de potencial creada por la acumulación de las cargas tiene una relación directa con la energía almacenada por la capacitancia.

El condensador es un dispositivo eléctrico que almacena cargas eléctricas, constituido por un material aislante en medio de dos placas conductoras. La carga almacenada (Q) en cada placa es proporcional a la diferencia de potencial (V) entre éstas, donde la constante de proporcionalidad se denomina Capacitancia C) y se define como la capacidad del Condensador de almacenar cargas eléctricas. Su unidad de medida es el Faraday (Farad = [Coulomb*Volt]).

Q = C ⋅VEn el momento de carga y descarga del condensador, una placa induce una corriente eléctrica o flujo de cargas en la otra. Esto se logra debido a que las dos placas están lo suficientemente cerca una de la otra. Al aplicar una Corriente Alterna (CA), que produce una diferencia de potencial alterna entre las placas del condensador, se logra que el condensador se cargue y descargue en una y otra dirección, produciendo así, un flujo permanente de cargas de una placa a otra. El condensador presentará una oposición al paso de corriente alterna que se denominará Reactancia Capacitiva que es equivalente a una Resistencia. Esta oposición es de carácter electrostático, es decir, la carga almacenada en el condensador se opone a que éste siga cargándose y esta oposición será mayor cuanto más carga acumule el condensador. Por lo tanto cuando el condensador está totalmente descargado, esta oposición, se comporta como un cortocircuito y, cuando está totalmente cargado, se comporta como una resistencia de valor infinito. Para valores intermedios de carga se comportará como una resistencia de valor intermedio, limitando la corriente a un determinado valor. Como se mencionó anteriormente, el condensador está continuamente cargándose y descargándose, mientras más lentamente varíe el Voltaje(frecuencia baja), más tiempo estará el condensador en estado de casi carga que en estado de casi descarga, con lo que presentará una oposición alta al paso de la corriente. Mientras que para variaciones

24

rápidas del Voltaje (frecuencias altas) el efecto será el contrario y, por tanto, presentará una oposición baja al paso de la corriente. La Reactancia Capacitiva se puede calcular como:

Xc = 1/2π ⋅ f ⋅ Cdonde f es la frecuencia de la CA y C la Capacidad del Condensador. Al igual que una Resistencia, cumple la Ley de Ohm

Xc = V I

Los cables electrodos conectados al transmisor y receptor se denominan“electrodos lineales”, ya que actúan a lo largo de todo el cable y no solamente en un punto como en el caso de los electrodos tradicionales. Para que esto ocurra se necesita que los cables electrodos tengan una resistencia muy baja, sean homogéneos, el diámetro sea constante y que el Voltaje requerido para que la corriente pase a través del electrodo al medio sea mucho más grande que el Voltaje requerido para producir un flujo de corriente al interior del éste. Por esto el centro conductor esta hecho de cobre y la manufacturación de éste, debe ser de calidad. Con estas condiciones se tiene entonces que, tanto la Capacitancia, como la reactancia Capacitiva por unidad de largo son constantes a través de todo el electrodo, y por consiguiente, la corriente por unidad de largo también lo es. Cualquier inhomogeneidad en el cable electrodo producirá una inhomogeneidad en la inyección de corriente y por consiguiente la geometría del arreglo de electrodos no será la misma que la considerada para el equipo, por lo tanto la medida de resistividad estará distorsionada.

El capacitor es un dispositivo más común que almacena energía de esta forma es el condensador. La relación entre la diferencia de potencial(o tensión) existente entre las placas del condensador y la carga eléctrica almacenada en éste.

Donde:

C, Es la capacidad, medida en faradios (en honor al físico experimental Michael Faraday), estaunidad es relativamente grande y suelen utilizarse submúltiplos como el microfaradio o picofaradio.

q, Es la carga eléctrica almacenada, medida en coulombios (C).

V, Es la diferencia de potencial (o tensión), medida en voltios (V).

Cabe destacar que la capacidad es siempre una cantidad positiva y que depende de la geometría del condensador considerado (de placas paralelas, cilíndrico, esférico). Otro factor del que depende es de dieléctricos que se introduzca entre las dos superficies del

25

condensador. Cuanto mayor sea la constante dieléctrica del material no conductor introducido, mayor es la capacidad. La capacitancia C es una constante para un capacitor específico. Supongamos que se aplica un voltaje a un capacitor, conectándolo a una batería (una batería es un dispositivo que mantiene una diferencia de potencial relativamente constante entre sus terminales) como se ilustra en la figura 18.El capacitor se carga eléctricamente, es decir, una placa adquiere una carga eléctrica negativa y la otra una cantidad igual de carga positiva. Para cualquier capacito se ha encontrado que la cantidad de carga q que adquiera cada una de las placas es proporcional a la diferencia de potencial (V a-V b=V) entre las placas, es decir: q = CV de lo que: C = q / V y V = q / C

Otro término para medidor de retención, dispositivo para la determinación de la retención de agua en un pozo de producción mediante la medición de la capacitancia o impedancia del fluido. El medidor de retención se usa para producir un registro de capacitancia. Como el agua tiene una constante dieléctrica elevada y, por lo tanto, capacitancia, puede distinguirse del petróleo o del gas. El medidor es un condensador coaxial, con fluido circulando entre una probeta central y una jaula externa que actúan como electrodos. El medidor se ha combinado frecuentemente con un medidor de flujo de empacador o con un medidor de flujo desviador, de modo que todos los fluidos del pozo pasen a través del medidor.

26

Inductancia

Se llama inductancia al campo magnético que crea una corriente eléctrica al pasar a través de una bobina de hilo conductor enrollado alrededor de la misma que conforma un inductor. Un inductor puede utilizarse para diferenciar señales cambiantes rápidas o lentas.

La inductancia depende de las características físicas del conductor y de la longitud del mismo. Si se enrolla un conductor, la inductancia aumenta. Con muchas espiras (vueltas) se tendrá más inductancia que con pocas. Además, si un arrollamiento se coloca alrededor de un núcleo de hierro, su inductancia será mayor de lo que era sin el núcleo magnético.

La polaridad de una FEM (Fuerza Electro Motriz) inducida va siempre en el sentido de oponerse a cualquier cambio en la corriente del circuito. Esto significa que cuando la corriente en el circuito aumenta, se realiza trabajo contra la FEM inducida almacenando energía en el campo magnético. Si la corriente en el circuito tiende a descender, la energía almacenada en el campo vuelve al circuito, y por tanto se suma a la energía suministrada por la fuente de FEM. Esto tiende a mantener a la corriente circulando incluso cuando la FEM aplicada pueda descender o ser retirada.

La energía almacenada en el campo magnético de un inductor se calcula según la siguiente formula:

W = I² L/2

Siendo:

W = energía en Julios

I = corriente en Amperios

L = inductancia en Henrios

La unidad de inductancia es el Henrio

Cualquier conductor tiene inductancia, incluso cuando el conductor no forma una bobina. La inductancia de una pequeña longitud de hilo recto es pequeña, pero no despreciable si la corriente a través de él cambia rápidamente, la tensión inducida puede ser apreciable. Este puede ser el caso de incluso unas pocas pulgadas de hilo cuando circula una corriente de 100 MHz o más. Sin embargo, a frecuencias mucho mas bajas la inductancia del mismo hilo puede ser despreciable, ya que le tensión inducida será despreciablemente pequeña.

27

Para añadir inductancia de un circuito, componentes eléctricos o electrónicos se utilizan llamados inductores, que consiste típicamente en rollos de alambre para concentrar el campo magnético y por lo que el campo magnético está vinculada en el circuito de más de una vez.

La relación entre la auto-inductancia L de un circuito eléctrico en henrios, tensión, y la corriente es donde v denota la tensión en voltios y la corriente en amperios. El voltaje a través de un inductor es igual al producto de su inductancia y la tasa de tiempo de cambio de la corriente a través de él.

Todos los circuitos prácticos tienen alguna inductancia, que puede proporcionar ya sea efectos beneficiosos o perjudiciales. En una inductancia de circuito sintonizado se utiliza para proporcionar un circuito de frecuencia selectiva. Inductores prácticos pueden ser utilizados para proporcionar filtrado o de almacenamiento de energía en un sistema. La inductancia de una línea de transmisión es una de las propiedades que determinan su impedancia característica, el equilibrio de la inductancia y la capacitancia de los cables es importante para la telegrafía y la telefonía sin distorsiones. La inductancia de líneas de transmisión de energía a largo limita la alimentación de CA que se puede enviar sobre ellos. Circuitos sensibles, tales como micrófono y cables de red de ordenador pueden utilizar construcciones de cable especiales para limitar la inductancia mutua entre los circuitos de señal.

Derivación a partir de la ley de la inductancia de Faraday

Las ecuaciones de inductancia más arriba son una consecuencia de las ecuaciones de Maxwell. Hay una derivación sencilla en el caso importante de circuitos eléctricos que consisten en alambres delgados.

Considere la posibilidad de un sistema de bucles de alambre K, cada uno con una o varias vueltas de alambre. El acoplamiento de flujo de bucle m está dado por

Aquí Nm denota el número de vueltas en el bucle m, Fm el flujo magnético a través de este bucle, y Lm, n son algunas constantes. Esta ecuación se deduce a partir de la ley de Ampere - campos magnéticos y los flujos son funciones lineales de las corrientes. Por la ley de inducción de Faraday tenemos

donde VM indica la tensión inducida en el circuito m. Esto está de acuerdo con la definición de la inductancia por encima de si los coeficientes Lm, n se identifican con los coeficientes de inductancia. Debido a que las corrientes totales NNIN contribuyen a Fm también se deduce que Lm, n es proporcional al producto de vueltas nmnn.

28

Inductancia y energía del campo magnético

Multiplicando la ecuación para vm anteriormente con imdt y sumando sobre m da la energía transferida al sistema en el intervalo de tiempo dt,

Este debe estar de acuerdo con el cambio del campo magnético de la energía W causada por las corrientes. La condición de integrabilidad requiere Lm, n = Ln, m. La matriz de la inductancia Lm, n es por lo tanto simétrica. La integral de la transferencia de energía es la energía del campo magnético como una función de las corrientes, Esta ecuación también es una consecuencia directa de la linealidad de las ecuaciones de Maxwell. Es útil para asociar cambios en las corrientes eléctricas con una acumulación o disminución de la energía del campo magnético. La transferencia de energía correspondiente requiere o genera una tensión. Una analogía mecánica en el K = 1 caso con el campo magnético Li2 energía es un cuerpo con masa M, la velocidad y la energía cinética u Mu2. La tasa de cambio de la velocidad multiplicada por la masa requiere o genera una fuerza.

Inductores acoplados

Inductancia mutua se produce cuando el cambio en la corriente en un inductor induce una tensión en otro inductor de cerca. Es importante que el mecanismo por el cual los transformadores funciona, pero también puede causar acoplamiento no deseado entre los conductores en un circuito.

La inductancia mutua, M, es también una medida del acoplamiento entre dos inductores. La inductancia mutua por el circuito i en el circuito j viene dada por la fórmula de la integral doble Neumann, ver técnicas de cálculo

La inductancia mutua también tiene la relación:

donde es la inductancia mutua, y el subíndice especifica la relación de la tensión inducida en la bobina 2 debido a la corriente en la bobina 1. N1 es el número de espiras de la bobina 1, N2 es el número de vueltas en la bobina 2, P21 es la permeabilidad del espacio ocupado por el flujo.

La inductancia mutua también tiene una relación con el coeficiente de acoplamiento. El coeficiente de acoplamiento es siempre entre 0 y 1, y es una manera conveniente para especificar la relación entre una determinada orientación de los inductores con inductancia arbitraria:

donde

29

k es el coeficiente de acoplamiento y = 0 k = 1, L1 es la inductancia de la primera bobina, y L2 es la inductancia de la segunda bobina.

Una vez que la inductancia mutua, M, se determina a partir de este factor, que puede ser utilizado para predecir el comportamiento de un circuito:

donde

V1 es el voltaje a través del inductor de interés, L1 es la inductancia del inductor de interés, dI1/dt es la derivada, con respecto al tiempo, de la corriente a través del inductor de interés, dI2/dt es la derivada, con respecto al tiempo, de la corriente a través del inductor que está acoplada a la primera bobina, y M es la inductancia mutua.

El signo menos surge debido a el sentido de la corriente I2 se ha definido en el diagrama. Con las dos corrientes definidas entrar en los puntos de la señal de M será positivo.

Cuando un inductor está estrechamente acoplado a otro inductor a través de inductancia mutua, tal como en un transformador, los voltajes, corrientes, y el número de vueltas pueden estar relacionados de la siguiente manera:

donde

Vs es el voltaje a través del inductor secundario, Vp es el voltaje a través del inductor primario, Ns es el número de vueltas en el inductor secundario, y Np es el número de vueltas en el inductor primario.

Por el contrario la corriente:

donde

Está es la corriente a través del inductor secundario, Ip es la corriente a través del inductor primario, Ns es el número de vueltas en el inductor secundario, y Np es el número de vueltas en el inductor primario.

Tenga en cuenta que la potencia a través de un inductor es la misma que la potencia a través de la otra. También tenga en cuenta que estas ecuaciones no funcionan si ambos transformadores están obligados.

Cuando cualquiera de los lados del transformador es un circuito sintonizado, la cantidad de inductancia mutua entre los dos devanados determina la forma de la curva de respuesta de frecuencia. Aunque no se han definido los límites, esto se refiere a menudo como suelto-,-crítico, y el exceso de acoplamiento. Cuando dos circuitos sintonizados están débilmente acoplados a través de inductancia mutua, el ancho de banda será estrecha. Como aumenta la cantidad de inductancia mutua, el ancho de banda continúa creciendo. Cuando la inductancia mutua se incrementa más allá de un punto crítico, el

30

pico en la curva de respuesta comienza a caer, y la frecuencia central será atenuada con más fuerza que sus bandas laterales directos. Esto se conoce como sobreacoplamiento.

En un inductor o en una bobina se denominará inductancia a la relación que se establecerá entre el flujo magnético y la intensidad de la corriente eléctrica. Dado que resulta bastante complejo medir el flujo que abraza un conductor, en su lugar se pueden medir las variaciones del flujo solo a través del voltaje que es inducido en el conductor en cuestión por la variación del flujo. De esta manera se obtendrán cantidades plausibles de ser medidas, tales como la corriente, la tensión y el tiempo.

En tanto, la inductancia siempre será positiva, excepto en aquellos circuitos electrónicos especialmente diseñados para simular inductancias negativas.

Tal como establece el Sistema Internacional de Medidas, si el flujo se encuentra expresado en weber (unidad del flujo magnético) y la intensidad en amperio (unidad de intensidad eléctrica), el valor de la inductancia será en henrio, simbolizada con la letra H mayúscula y que en el mencionado sistema es la unidad que se le atribuye a la inductancia eléctrica.

Los valores prácticos de inductancia oscilan desde unos décimos de H en el caso de un conductor de un milímetro de largo y hasta varias decenas de miles de H para aquellas bobinas hechas con miles de vueltas alrededor de núcleos ferro magnéticos.

MEDICION DE POTENCIA ELECTRICA TRIFASICA Y MONOFASICA

Corriente Trifásica

Se denomina corriente trifásica al conjunto de tres corrientes alternas de igual

frecuencia, amplitud y valor eficaz que presentan una diferencia de fase entre ellas de

120°, y están dadas en un orden determinado. Cada una de las corrientes que forman el

sistema se designa con el nombre de fase.

La generación trifásica de energía eléctrica es más común que la monofásica y

proporciona un uso más eficiente de los conductores. La utilización de electricidad en

forma trifásica es mayoritaria para transportar y distribuir energía eléctrica y para su

utilización industrial, incluyendo el accionamiento de motores. Las corrientes trifásicas se

generan mediante alternadores dotados de tres bobinas o grupos de bobinas, arrolladas

en un sistema de tres electroimanes equidistantes angularmente entre sí.

31

Los conductores de los tres electroimanes pueden conectarse en estrella o en triángulo.

En la disposición en estrella cada bobina se conecta a una fase en un extremo y a un

conductor común en el otro, denominado neutro. Si el sistema está equilibrado, la suma

de las corrientes de línea es nula, con lo que el transporte puede ser efectuado usando

solamente tres cables. En la disposición en triángulo o delta cada bobina se conecta entre

dos hilos de fase, de forma que un extremo de cada bobina está conectado con otro

extremo de otra bobina.

El sistema trifásico presenta una serie de ventajas tales como la economía de sus líneas

de transporte de energía (hilos más finos que en una línea monofásica equivalente) y de

los transformadores utilizados, así como su elevado rendimiento de los receptores,

especialmente motores, a los que la línea trifásica alimenta con potencia constante y no

pulsada, como en el caso de la línea monofásica.

Tesla fue el inventor que descubrió el principio del campo magnético rotatorio en 1882, el

cual es la base de la maquinaria de corriente alterna. Él inventó el sistema de motores y

generadores de corriente alterna polifásica que da energía al planeta.

MEDICIÓN DE POTENCIA EN CIRCUITOS TRIFÁSICOS

Teorema de Blondell En un circuito  n-filar la potencia activa puede medirse como suma algebraica de las lecturas de n-1 vatímetros. Este enunciado es evidente en el caso de un circuito tetrafilar en que tenemos acceso al neutro de la carga.

                             En este caso particular cada vatímetro indica la potencia de la fase a la que está conectado. De este modo, la potencia trifásica resulta igual a:

32

                                                                                        P=W1+W2+W3 o sea que la potencia total es suma de las tres lecturas.

Método de Aron - Caso general. En un circuito trifilar se intercalan dos vatímetros en sendos conductores de línea, conectando los sistemas voltimétricos a un punto comun sobre el tercer conductor.

                                    No se requiere condición de simetría alguna en el generador o la carga, no existiendo restricciones al esquema de conexión (estrella o triángulo). De hecho, por medio de la transformación de Kennely, siempre es posible obtener una carga equivalente en estrella.

La indicación de un vatímetro es igual al producto de los valores eficaces de la tensión aplicada a su sistema voltimétrico, por la corriente que circula por su sistema amperimétrico, por el coseno del ángulo de defasaje entre ambas. Si consideramos las magnitudes como fasores (vectores), la indicación resulta igual al producto escalar de la tensión por la corriente.

De acuerdo con el teorema de Blondell, la potencia activa es igual a la suma algebráica de las dos lecturas. En efecto:

W1=Urs · Ir                     W3=Uts · It  W1+W3 = (Ur-Us) · Ir + (Ut-Us) · It = Ur · Ir + Ut · It - Us · (Ir+It)          [1] Siendo

  Ir+ Is + It = 0  &rArr  Ir + It = -Is

y reemplazando en [1] resulta

P=W1+W3= Ur · Ir + Us · Is + Ut · It

La indicación de cada vatímetro no corresponde con la potencia de una fase en particular, pero su suma algebráica es igual a la potencia trifásica.

33

Método de Aron con generador perfecto y carga simétrica. Esta condición es la que se encuentra, por ejemplo, en los motores trifásicos. El diagrama vectorial para la conexión mostrada en la figura 1 resulta:

siendo las lecturas de los instrumentos

Calculemos la suma de las lecturas:

que es igual a la potencia trifásica. En este caso particular también resulta útil la diferencia de las lecturas:

Si la impedancia se mantiene constante, pero su argumento varía desde la condición capacitiva a la inductiva pura, las lecturas de los vatímetros y las potencias activa y reactiva, por unidad, resultan:

34

Las lecturas de los vatímetros coinciden cuando la carga es resistiva pura.                            

Corriente Monofasica

Se denomina corriente monofásica a la que se obtiene de tomar una fase de la corriente

trifásica y un cable neutro. En España y demás países que utilizan valores similares para la

generación y trasmisión de energía eléctrica, este tipo de corriente facilita una tensión de 230

voltios, lo que la hace apropiada para que puedan funcionar adecuadamente la mayoría de

electrodomésticos y luminarias que hay en las viviendas.

Desde el centro de transformación más cercano hasta las viviendas se disponen cuatro hilos:

un neutro (N) y tres fases (R, S y T). Si la tensión entre dos fases cualesquiera (tensión de

línea) es de 400 voltios, entre una fase y el neutro es de 230 voltios. En cada vivienda entra el

35

neutro y una de las fases, conectándose varias viviendas a cada una de las fases y al neutro;

esto se llama corriente monofásica. Si en una vivienda hay instalados aparatos de potencia

eléctrica alta (aire acondicionado, motores, etc., o si es un taller o una empresa industrial)

habitualmente se les suministra directamente corriente trifásica que ofrece una tensión de 400

voltios.

MEDICION DE CORRIENTE MONOFASICA

A) Mét o d o D irect o

La potencia reactiva Monofásica queda expresada, por la siguiente fórmula: P react.mono f U.I.sen [VAR]

Siendo f el ángulo de desfasaje entre I y U en la carga:

La potencia Reactiva monofásica se mide con el Varímetro , que es un instrumento similar al vatímetro, constituido por dos bobinas, una fija y una móvil, en serie con ésta última se conecta una bobina adicional, de tal forma que los flujos magnéticos que ambas generan están desfasados 90º entre sí. Es un instrumento de lectura Directa y se lo conecta en forma análoga al vatímetro.

Simulación de los circuitos eléctricos mediante el uso de software

Los simuladores de circuitos eléctricos y electrónicos son imprescindibles para conocer el comportamiento de un circuito que hemos diseñado y adaptarlo así a los requerimientos que necesitamos. 

En el campo de la electricidad existen múltiples maneras de analizar circuitos eléctricos, pero todos ellos son muy laboriosos y requieren resolver muchas ecuaciones si el esquema montado es amplio, es por eso que resulta mucho más sencillo dibujar el circuito en el ordenador y analizarlo para que nos den los datos de las tensiones e intensidades en cada linea y nodo con respecto al tiempo de simulación que hayamos definido. 

36

En el campo de la electrónica el uso de simuladores se hace todavía más imprescindible. La variedad de componentes que podemos añadirle al circuito y la complejidad de este, nos obliga a hacer simulaciones y diseñar el circuito desde el propio ordenador para ajustar los requerimientos en las entradas y salidas antes de programar ese circuito en un chip programable (PLD) o montarlo en una plaza de conexiones. También existen lenguajes de programación (HDL: Lenguajes de descripción de circuitos digitales) de más alto nivel para crear circuitos de forma más rápida y sin tener que pensar mucho en la lógica combinacional. 

1. Oregano 

Orégano es un simulador de circuitos eléctricos y electrónicos que nos permitirá crear esquemas tanto con resistencias, condensadores, bobinas y elementos más avanzados como diodo, diodo zener, tiristor, diac, triac, potenciómetro, transistores (P-MOS, N-MOS...), bombilla, led, amplificador operacional, puesta a tierra, fusible, pulsadores y otros componentes electrónicos. 

Una vez diseñado el circuito marcamos los nodos que queremos medir y establecemos los parámetros de simulación. Una vez ejecutada nos mostrará una gráfica con las tensiones en los nodos marcados en función del tiempo de simulación. 

37

2. KSimus Circuit Simulator

Simulador enfocado a procesos técnicos y circuitos electrónicos que nos ofrece

una buena diversidad de bloques para añadir al montaje: puertas lógicas,

condicionales, funciones aritméticas, conversores, entradas / salidas booleanas y

triestado, etc... También le podemos añadir bloques extras que vengan en

paquetes separados. 

3. klogic 

38

Creación, simulación y análisis de circuitos digitales. 

Ofrece los bloques de lógica combinacional y secuencial más usados: puertas

AND, OR, NOT (inversor), NOR, XOR, NAND, biestable D, biestable RS, biestable

JK, Flipflop, salidas triestado, memorias RAM, switch, conectores en Bus,

osciladores, LED, visores de 7 segmentos... 

Una vez definido el esquema circuital podemos simularlo y mostrar un gráfico con

los niveles de las entradas y las salidas. También podemos pedirle que nos defina

las ecuaciones del circuito. 

39

4. Qucs 

Simulador eléctrico y electrónico. Podemos ir añadiéndole componentes a nuestro

dibujo e ir juntándolos por cables. Contamos con resistencias, condensadores,

bobinas, puestas a tierra, transformador, bloques para corriente continua,

polarizador en T, amplificadores, atenuador, bobinas, sondas de corriente y de

tensión, conmutadores, etc... 

En la librería de componentes contamos con muchos más bloques: Varios tipos de

Mosfets, amplificadores operacionales, Leds de varios colores, transistores,

distintos diodos Zener y diodos convencionales y muchos componentes más. En

cuanto a la simulación, podemos tanto ver la gráfica de las tensiones respecto al

tiempo, como calcular la polaridad DC, usar diagramas de tiempos, tablas de

verdad y muchas cosas más. 

40

5. TKGate 

Podemos crear y simular circuitos electrónicos con puertas, entradas (conmutador,

interruptor, masa, Vdd, lineales), salidas (Led, barra de Leds, 7 segmentos), señal

de reloj, MSI (Multiplexor y decodificador o demultiplexor), sumador, restador,

multiplicador, registros, memorias (RAM y ROM), flipflop y otros componentes. 

Una vez ya definidos los módulos, conexiones y puertos ya podemos efectuar la

simulación del montaje. 

41

6. KTechlab 

Programa para el diseño y la simulación de circuitos electrónicos y

microcontroladores (Electronic Design Automation - EDA). 

7. Eagle

 

Permite crear esquemas y placas de circuito impreso (PCB's). 

42

Eagle está pensado para diseñar esquemas electrónicos. También podemos cargar circuitos diseñados en su lenguaje de programación (EAGLE User Language). 

8. KiCad 

KiCad tiene varios componentes enfocados tanto a diseñar esquemas

(EESchema), editar circuitos y componentes, diseñar circuitos impresos en placa

(board editor), visor 3D de las placas ya impresas y otras herramientas para

ayudar en el diseño. Sirve para crear esquemas y placas de circuito impreso

(PCB's) 

Incluye abundantes bibliotecas de componentes con la posibilidad de añadir

nuevas librerías con bloques personalizados. 

43

9. Carta de Smith - Linsmith 

Programa para diseñar cartas (ábacos de Smith) con funciones como definición de valores múltiples para las cargas (en diferentes frecuencias), uso de componentes discretos (L, C, LC serie y paralelo, y transformadores), vista del resultado en pantalla, generación de archivos Postscript y otras características extra.

44

Conclusión

En conclusión podemos mencionar que la diferencia entre los circuitos en serie y en paralelo no solo es la distribución de sus líneas eléctricas sino que también la diferente distribución de su resistividad cambiando sus propiedades, por ello, el avance en la tecnología nos permite analizarlos previo a su utilización o aplicación en campo, por medio de un sistema de software de simulación con el cual se pueden analizar fallas o asuntos que podrían causar problemas. De este modo se logra una mejoría en la eficiencia y un descenso en las fallas puesto que ya al haber sometido en diseño del circuito a una simulación, ya se sabe donde poder esperar una falla y repararla antes de que suceda.

45

Bibliografía

http://proyectopinguino.blogspot.mx/2009/02/simuladores-de-circuitos-electricos-y.html

http://es.wikipedia.org/wiki/An%C3%A1lisis_de_circuitos_de_corriente_alterna

http://books.google.com.mx/books?id=EF3iQ4bpNH4C&pg=PA207&lpg=PA207&dq=REALIZAR+LEVANTAMIENTOS+DE+CAMPO+DE+CUERPOS+CARGADOS&source=bl&ots=iZH4o9iBqe&sig=I0wuwWYmamaIVksA99ErGqUCI4Q&hl=es&sa=X&ei=ZY5-VKjJGde2yAS0kIKABw&ved=0CCMQ6AEwAQ#v=onepage&q&f=false

http://www.uv.es/~navasqui/Tecnologia/Tema2.pdf

http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/132.248.52.100/801/A6.pdf?sequence=6

http://www.buenastareas.com/ensayos/Potencia-Monofasica-y-Trifasica/684603.html

46