Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity
Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium
Prepara tus exámenes
Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity
Prepara tus exámenes con los documentos que comparten otros estudiantes como tú en Docsity
Los mejores documentos en venta realizados por estudiantes que han terminado sus estudios
Estudia con lecciones y exámenes resueltos basados en los programas académicos de las mejores universidades
Responde a preguntas de exámenes reales y pon a prueba tu preparación
Consigue puntos base para descargar
Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium
Comunidad
Pide ayuda a la comunidad y resuelve tus dudas de estudio
Descubre las mejores universidades de tu país según los usuarios de Docsity
Ebooks gratuitos
Descarga nuestras guías gratuitas sobre técnicas de estudio, métodos para controlar la ansiedad y consejos para la tesis preparadas por los tutores de Docsity
Sistema electrico de potencia. Triangulo de potencia. Capacitadores. Inductores. Lineas de corriente.circuitos balanceados.unidad 1 completada para informacion sificiente y relevante
Tipo: Esquemas y mapas conceptuales
1 / 20
Esta página no es visible en la vista previa
¡No te pierdas las partes importantes!
JUCHITAN OAXACA, A MES DE SEPTIEMBRE DEL 2020.
Un sistema se puede decir que es un conjunto de elementos con relaciones de interacción e interdependencia que le confieren entidad propia al formar un todo unificado, si bien cada uno de los elementos que componen un sistema puede funcionar de manera independiente. Así mismo un sistema puede ser, a su vez, un componente de otro sistema. Por ejemplo un sistema eléctrico de potencia, es una herramienta de conversión y transporte de energía eléctrica. Al ser un sistema, está compuesto por elementos para la generación, transmisión y distribución de energía eléctrica como máquinas, aparatos, redes y distintos procesos. Al trabajar con dispositivos tales como motores es a menudo útil definir el sistema dentro de un volumen identificable ya sea fijo o deformable donde se presentan tanto flujo de entrada como flujo de salida. Fig. 1.1. Ejemplo de un sistema de suministro eléctrico.
Se denomina corriente monofásica a la que se obtiene de tomar una fase de la corriente trifásica y un cable neutro, quiere decir que entre una fase y un neutro encontramos una tensión de 110 a 127 volts, lo que la hace apropiada para que puedan funcionar en aparatos electrodomésticos y luminarias. En corriente alterna, se encuentran 3 tipos de potencias, la potencia activa, la potencia reactiva y la potencia aparente, a continuación se presenta cada una de ellas y sus respectivas fórmulas para calcularlas.
Es la potencia en que en el proceso de transformación de la energía eléctrica se aprovecha como trabajo, es la energía que en verdad se utiliza; la energía útil Esta potencia es la que realmente es consumida por los circuitos y, por lo tanto cuando se habla de demanda eléctrica, es esta potencia la que se utiliza para determinar la demanda. La potencia activa suele designarse con la letra P y se mide en watts (W).Los múltiplos más utilizados del watt son: el kilowatt (kW) y el megawatt (MW) y los submúltiplos, el miliwatt (mW) y el microwatt (W). Fórmula para calcular la potencia activa: P = V × I × cos φ DONDE: P = Potencia de consumo eléctrico, expresada en watt (W) V = Voltaje de la red de alimentación, representada en volt I = Intensidad de la corriente que fluye por el circuito, en ampere (A) cos φ (^) = Valor del factor de potencia o coseno de “fi”.
La potencia reactiva es la que consumen los motores, transformadores y todos los dispositivos o aparatos eléctricos que poseen algún tipo de bobina o enrollado, sirve para crear un campo electromagnético, pero en si no genera ningún trabajo útil. La potencia reactiva esta 90 ° desfasada de la potencia activa. Mientras más bajo sea el factor de potencia, mayor será la potencia reactiva consumida La unidad de medida de la potencia reactiva es el volt-ampere reactivo (VAR) y se representa con la letra Q. Fórmula para calcular la potencia reactiva: Q =√ S 2 − P 2 DONDE: Q = Valor de la carga reactiva o inductiva, en volt-ampere reactivo ( VAR ). S = Valor de la potencia aparente o total, expresada en volt-ampere ( VA ). P = Valor de la potencia activa o resistiva, expresada en watt ( W ). POTENCIA APARENTE. La potencia aparente o potencia total, es el resultado de la suma geométrica de las potencias activa y reactiva. Esta potencia es la que realmente suministra una planta eléctrica cuando se encuentra funcionando sin ningún tipo de carga, es la potencia que suministra la red de alimentación ya que limita la utilización de transformadores y demás elementos componentes de los circuitos eléctricos. La potencia aparente se representa con la letra “S” y su unidad de medida es el volt-ampere (VA). Fórmula para calcular la potencia aparente: S = V × I DONDE:
El "triángulo de potencias" muestra las relaciones entre las potencias activa (P), reactiva (Q) y aparente (S). Donde la potencia aparente es igual a la raíz cuadrada de la suma del cuadrado de la potencia activa más el cuadrado de la potencia reactiva. S = (P2 + Q^2 ) 0, Al cociente adimensional de dividir la potencia real en watts o kilowatts, abreviado kW, entre la potencia aparente en volt-amperes, kilovolt-amperes o kVA se le llama factor de potencia, o simplemente FP. FP = kW / kVA O también, con las relaciones de potencia expresadas anteriormente FP = P / S
Nombrando Phi al ángulo que forman el fasor voltaje con el fasor corriente, también se define al factor de potencia como FP = cos (Phi) En Norteamérica le decimos Factor de Potencia, en otros países le conocen como Coseno (Phi). Como la magnitud de la potencia real siempre es menor o igual que la magnitud de la potencia aparente, entonces el factor de potencia siempre es un número menor o igual que la unidad. Por lo tanto, un circuito con la tensión y la corriente en fase, tiene un factor de potencia de uno, con la potencia real máxima, lo cual es lo óptimo. Entonces, la potencia real de un circuito es igual a la potencia aparente multiplicada por el factor de potencia. En un circuito monofásico, esto es: Potencia real = (Potencia aparente) x (factor de potencia) = (kVA) (FP) = (Volts medidos) x (amperes medidos) x (factor de potencia). = V * I * FP. P = V * I * cos (Phi) Como Phi es el coseno del ángulo de desfase entre las ondas sinusoidales de corriente y de voltaje, es necesario definirlo cuando la corriente se atrasa, que simbolizamos (-), o cuando se adelanta, (+). Y, en un circuito trifásico, es: P = √3 V * I * cos (Phi)
Cuando la corriente está atrasada o adelantada noventa grados con respecto a su voltaje, y como en estas condiciones cuando uno de los factores es máximo el otro es cero, y como cualquier cantidad multiplicada por cero es cero, resulta que la potencia conducida es cero. Por lo tanto, conforme varía el ángulo entre la tensión y la corriente entre cero grados y noventa grados, la potencia varía desde un máximo a cero respectivamente, para unos mismos valores de corrientes y voltajes. cuando el desplazamiento no es máximo, o sea no es de 90 grados eléctricos, sino cualquier otro valor, como en todos los circuitos eléctricos comunes en corriente alterna. También debemos recordar que el objetivo común de los sistemas eléctricos es transmitir la energía de un lugar a otro, a una tensión o voltaje constante. Por lo tanto, debemos tener: Si la potencia monofásica es el producto del voltaje por la corriente, P = V I, y si el voltaje es constante, podemos afirmar que si disminuye la potencia al aumentar el desfasamiento, para mantener constante la potencia que deseamos transmitir, lo único que podemos hacer es aumentar la corriente. O sea, para transmitir la misma potencia con la tensión y la corriente en fase, se necesitará el mínimo de corriente, y será necesario aumentar esta corriente al aumentar el ángulo de desfasamiento. Se recordará que el producto del voltaje y de la nueva corriente se le llama potencia aparente, se mide en volt-amperes, o kilovolt-amperes o abreviado, kVA y se usa la letra S como su abreviatura. Con los razonamientos entre la relación vectorial entre voltajes y corrientes, y confirmados por las tablas, podemos decir ahora que el factor de potencia es un número comprendido entre un valor máximo de uno, y un valor mínimo de cero. Decimos que un factor de potencia es atrasado (-) cuando la carga requiere potencia reactiva y, adelantado (+), cuando suministra potencia reactiva.
Los sistemas eléctricos industriales típicamente tienen un factor de potencia atrasado porque las compañías eléctricas suministran potencia reactiva para la magnetización de todas las máquinas eléctricas, sean transformadores, motores, o incluso balastras de alumbrado. En cuanto a las ondas, en un circuito capacitivo (C) la corriente (I) va adelantada respecto al voltaje (V), y el voltaje va adelantado de la corriente (I) en un circuito inductivo (L); esto, es CIVIL, su acrónimo.
voltaje de una sola fase y después encontrar las de las otras fases a partir de esta. La suma de los voltajes de un sistema trifásico balanceado es cero. Va + Vb + Vc = 0
A menudo, se estudian redes o circuitos lineales de corriente directa (CD) con fuentes de valor constantes, los cuales tienen una amplia aplicación en el campo de la electrónica, puesto que la mayoría de elementos eléctricos que se usan de forma cotidiana funcionan con este tipo de energía. Pero la electricidad que llega a nuestros hogares es producida a partir de una fuente de voltaje de magnitud variable en el tiempo conocidas como generadores eléctricos de corriente alterna (CA), los cuales están constituidos de tres devanados que se encargan de “transformar” un campo magnético en tensión o voltaje. Debido a esto, los sistemas eléctricos son sistemas trifásicos y su análisis toma una enorme importancia en el ámbito de la ingeniería. Un sistema trifásico puede ser balanceado, esto depende de las características que lo conforman. Para comprender como funcionan los circuitos trifásicos es necesarios primero conocer cómo se denominan las partes que lo componen, así como todos los conceptos relacionados. Sin un claro entendimiento de todo esto se pueden ocasionar confusiones a la hora de resolver un problema con circuitos trifásicos. Voltajes trifásicos balanceados Para que los tres voltajes de un sistema trifásico estén balanceados deberán tener amplitudes y frecuencias idénticas y estar fuera de fase entre sí exactamente 120°. Importante: En un sistema trifásico balanceado la suma de los voltajes es igual a cero: Va + Vb + Vc = 0 En cambio, si colocamos tres bobinas separadas por ángulos de 120° se estarán produciendo tres voltajes con una diferencia de fase de 120° cada uno. Un sistema de voltajes trifásico balanceado se compone de tres voltajes monofásicos que tienen la misma amplitud y la misma frecuencia de variación, pero están desfasados en el tiempo 120° cada uno con respecto a los otros dos. En la figura 6.1. a, se da una representación esquemática de tal sistema en una configuración Y. En la figura 6.1. b, puede verse el diagrama fasorial del sistema de voltajes trifásico. El diagrama en el tiempo correspondiente de cada voltaje monofásico se muestra en la figura 6.1. c; el valor máximo positivo ocurre primero en la fase A y luego sucesivamente en las fases B y C. Por esta razón se describe el voltaje trifásico de la figura 6.1. Indicando que tiene una secuencia de fases ABC.
Por convención se toma siempre como voltaje de referencia al voltaje de fasea. Cuando el voltaje de fase b está retrasado del voltaje de fase a 120° y el voltaje de fase c está adelantado al de fase a por 120° se dice que la secuencia de fase es positiva. En esta secuencia de fase los voltajes alcanzan su valor pico en la secuencia a-b-c. Los voltajes de a, b y c representados con fasores son los siguientes: Escriba aquí la ecuación. en donde Vm es la magnitud del voltaje de la fase a. Secuencia de fase negativa En la secuencia de fase negativa el voltaje de fase b está adelantado 120° al de la fase a y el voltaje de fase c está atrasado 120° al de la fase a. Va = Vm∠0° Vb = Vm∠+120° Vc = Vm∠-120° Normalmente los generadores trifásicos están conectados en Y para así tener un punto neutro en común a los tres voltajes. Raramente se conectan en delta los voltajes del generador ya que en conexión en delta los voltajes no están perfectamente balanceados provocando un voltaje neto entre ellos y en consecuencia una corriente circulando en la delta.
Se puede mencionar que la potencia eléctrica tiene una posición predominante sobre otras formas de potencia esto debido a la gran cantidad de potencia requerida para la industria, hogares, los sistemas de transporte, además puede ser generada distribuida a grandes distancias. todo ello en forma de corriente una vez que se lleva al lugar en el que se va a utilizar la potencia eléctrica puede transformarse a la forma de conciencia generalmente es en potencia mecánica para poner en marcha diversas máquinas eléctricas.
