Instituto Tecnológico de Reynosa.
Gissel Jaramillo Adame #1358073 An!lisis de circuitos el"ctricos nidad $. $% Ing. &ecatrónica 'ro(. 'ro(. Ing. 'edro Rosales Guti"rre)
*ircuitos 'oli(!sicos. Sistema polifásico es un sistema de producción, distribución y consumo de energía eléctrica formado por dos o más tensiones iguales con diferencia de fase constante, que suministran energía a las cargas conectadas a las líneas.
Fuente trifásica. Los sistemas trifásicos son los utilizados en la generación, transmisión y distribución de la energía eléctrica para fábricas. El sistema polifásico más común es el sistema trifásico balanceado. La fuente tiene tres terminales con olta!es senoidales de igual amplitud. Sin embargo, esos olta!es no están en fase" sino cualquiera de los olta!es está #$%& desfasado con cualquiera de los otros dos, donde el signo del ángulo de fase dependerá del sentido de los olta!es.
Cargas delta y estrella. 'one(ión delta )delta. Se utiliza esta cone(ión cuando se desean mínimas interferencias en el sistema. *demás, si se tiene cargas desequilibradas, se compensa dic+o equilibrio, ya que las corrientes de la carga se distribuyen uniformemente en cada uno de los deanados. La cone(ión delta)delta de transformadores monofásicos se usa generalmente en sistemas cuyos olta!es no son muy eleados especialmente en aquellos en que se debe mantener la continuidad de unos sistemas. Esta cone(ión se emplea tanto para elear la tensión como para reducirla
'one(ión estrella)delta.
La cone(ión estrella)delta es contraria a la cone(ión delta)estrella" por e!emplo en sistema de potencia, la cone(ión delta) estrella se emplea para elear olta!es y la cone(ión estrella)delta para reducirlos. En ambos casos, los deanados conectados en estrella se conectan al circuito de más alto olta!e, fundamentalmente por razones de aislamiento. En sistemas de distribución esta cone(ión es poco usual, salo en algunas ocasiones para distribución a tres +ilos.
'one(ión estrella)estrella. Las corrientes en los deanados en estrella son iguales a las corrientes en la línea. Si las tensiones entre línea y neutro están equilibradas y son sinuosidades, el alor eficaz de las tensiones respecto al neutro es igual al producto de #- por el alor eficaz de las tensiones entre línea y línea y e(iste un desfase de %/ entre las tensiones de línea a línea y de línea a neutro más pró(ima. Las tensiones entre línea y línea de los primarios y secundarios correspondientes en un banco estrella)estrella, están casi en concordancia de fase. 0or tanto, la cone(ión en estrella será particularmente adecuada para deanados de alta tensión, en los que el aislamiento es el problema principal, ya que para una tensión de línea determinada las tensiones de fase de la estrella sólo serían iguales al producto # - por las tensiones en el triángulo.
'one(ión delta)estrella.
La cone(ión delta)estrella, de las más empleadas, se utiliza en los sistemas de potencia para elear olta!es de generación o de transmisión, en los sistemas de distribución 1a 2 +ilos3 para alimentación de fuerza y alumbrado.
Análisis de cargas balanceadas.
Análisis de cargas desbalanceadas Las cartas trifásicas desbalanceadas también conocidos como sistemas trifásicos desequilibrados, suelen tener fases desequilibradas o desbalanceadas. 'uando encontremos una e(presión de este estilo quiere decir que no +ay #$%& de desplazamiento entre las diferentes se4ales senoidales de fases y puede ser un serio problema porque estaremos cargando a una fase más que a otras. El desbalance trifásico es el fenómeno que ocurre en sistemas trifásicos donde las tensiones yo ángulos entre fases consecutias no son iguales. El continuo cambio de cargas presentes en la red, causan una magnitud de desbalance en permanente ariación. 5n sistema desbalanceado es producto de dos posibles situaciones6 #3 Las tensiones de fuente no son iguales en magnitud y o difieren en fase en ángulos desiguales. $3 Las impedancias de carga son desiguales. 5n sistema desbalanceado se debe a fuentes de tensión desbalanceadas o a una carga desbalanceada.
'otencia Tri(!sica. 0otencia es la elocidad a la que se consume la energía. Si la energía fuese un líquido, la potencia sería los litros por segundo que ierte el depósito que lo contiene. La potencia se mide en !oule por segundo 17seg3 y se representa con la letra 809. 5n 7seg equiale a # :att 1;3, por tanto, cuando se consume # !oule de potencia en un segundo, estamos gastando o consumiendo # :att de energía eléctrica. La unidad de medida de la potencia eléctrica 809 es el 8:att9, y se representa con la letra 8;9.
Potencia instantánea. La potencia instantánea absorbida por un elemento es el producto de la producto de la tensión instantánea <1t3 en las terminales del en las terminales del elemento y la corriente instantánea i1t3 a traés de él. 01 t 3 = 1 t 3 i 1 t 3 La potencia instantánea es la potencia en cualquier instante de tiempo. Es la proporción de energía absorbida por un elemento. Sean <1t3 la tensión e >1t3 la corriente en las terminales del circuito
La potencia instantánea absorbida por el circuito es6
La potencia instantánea tiene dos partes. La primera es constante o independiente del tiempo. Su alor depende de la diferencia de fase entre la tensión y la corriente. La segunda es una función senoidal cuya pulsación es $?.
Valor medio y Valor eficaz. ♥
El alor medio es % para las formas de ondas que tienen los semiperiodos simétricos respecto al e!e de tiempos. 0or lo tanto, para salar esta dificultad el cálculo se +ace en la mitad del periodo.
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Se define el alor eficaz de una corriente alterna, como aquel alor que lleado a corriente continua nos produce los mismos efectos caloríficos. Es un alor característico, que por otra parte es el que proporcionan los instrumentos de medida, ya sean analógicos o digitales. *unque en la actualidad ya e(isten instrumentos digitales que proporcionan otros parámetros de la se4al alterna.
Potencia Compleja. La potencia comple!a por tanto la podemos e(presar como un número comple!o. La parte real de este número comple!o es precisamente la potencia media tomada por la resistencia de carga de la A, y su unidad de medida son los ;atts.
PC =V Ī PC
+ , |V |∠ α ¿ (| I |∠− β ) =|V || I |∠ - –
El ángulo de fase de la A y la 0c es el mismo, en su forma rectangular6
PC +
|V || I | ,cos ,- / 2sen ,- /
|V || I | cos (α - β): es la parte real de a potencia comple!a se le denomina potencia actia, se simboliza como Pm o Pa se mide en 1;atts3. Cos (α - β): Se le conoce como factor de potencia fp y más aún si +acemos 1B ) C = D3 podemos finalmente tener que fp = cos 1D3 y como D es el ángulo de fase de la A se dice que el fp es de atraso o de adelanto según tengamos reactancia inductia o capacitia.
|V || I | sen (α - β): Es la parte imaginaria de la potencia comple!a se le denomina potencia reactia tomada por la A, se simboliza 0r y se mide en 1<*3
La potencia comple!a denominada así por estar representada por un numero comple!o, es una entidad fisicomatemática en parte de e(istencia real y en parte introducida por el +ombre, con el ob!eto de poder darle algún tratamiento a los dos términos de la potencia instantánea, absorbida por una carga genérica GHAHH y álida para cualquier circuito de corriente alterna sinusoidal.
Triangulo de potencias. >lustra las diferentes formas de potencia eléctrica.
Se puede conocer la potencia a partir del teorema de 0itágoras aplicado en el triángulo de potencias. S = √ P
2
+Q
2
Factor de potencia y Corrector de factor de potencia. El factor potencia es la relación entre la potencia actia 1en :atts3, y la potencia aparente 1en olts)amperes3 y describe la relación entre la potencia de traba!o o real y la potencia total consumida. El factor potencia 1F03 está definido por la siguiente ecuación6 FP=
P S El factor potencia e(presa, el desfasamiento o no de la corriente con
relación al olta!e y es utilizado como indicador del correcto uso de la energía eléctrica, puede tomar alores entre % y #.% siendo #.% el má(imo alor F0.
Corrector del factor potencia. El ob!etio de corregir el factor potencia es reducir o eliminar el costo de energía reactia en el recibo de cobro de electricidad. 0ara lograrlo, se distribuye las unidades capacitias, dependiendo de su utilización, en el lado del usuario del medidor de potencia. E(isten arios métodos para corregir este factor l os cuales son6 o o
>nstalar capacitores eléctricos. *plicación de motores sincrónicos, que actúan como capacitores.
Máxima transferencia de potencia. 'ualquier circuito o fuente de alimentación posee una resistencia interna. Si consideramos que el alor de tensión y el alor de la resistencia interna permanecen constantes, podemos calcular cuando la potencia entregada a la
carga es má(ima. Esto ocurre cuando la resistencia de carga es igual a la resistencia interna de la fuente.
Si la resistencia de carga es más ba!a que la interna, aumenta la corriente por el circuito pero la resistencia interna en serie disipa más potencia 1al estar en la misma rama la corriente que pasa por ambas es la misma por lo tanto la resistencia de mayor alor disipa mayor potencia3. Si la resistencia de carga es más alta, disipa mayor potencia que la resistencia interna, pero disminuye la corriente total de tal forma de ser menos a la que circula cuando ambas resistencias son del mismo alor y por lo tanto la potencia entregada a la carga es menor. i = L i = esistencia interna L = esistencia de carga
Ley de Máxima Transferencia de Potencia. Se generaliza como6 -'uando un red de c.c. está terminada por una resistencia de carga igual a sus resistencia de @+éenin, se desarrolla la má(ima potencia en la resistencia de carga.-
Ieterminar la potencia consumida por una resistencia en un circuito y cuál +a de ser el alor de dic+a resistencia para que dic+a potencia sea má(ima.
0otencia disipada en L6
