Download Diapositiva 1 - WordPress.com
Document related concepts
Transcript
APLICACIONES DEL CAPACITOR Y DEL INDUCTOR EL CAPACITOR Tipos EL CAPACITOR Algunos usos En la electrónica Electrodomésticos EL CAPACITOR Algunos usos Arranque de motores monofásicos Mejoramiento de la calidad de la energía en la industria EL CAPACITOR Funcionamiento: Del capacitor se aprovecha su capacidad de almacenar energía para luego devolverla al circuito. EL CAPACITOR Capacitor como filtro. Señal de entrada Capacitor como filtro Señal salida (línea azul) EL CAPACITOR Consulte: Función del capacitor en un horno microondas. NOTA: Siempre cortocircuite los terminales de un capacitor si no sabe si esta cargado o descargado. EL INDUCTOR El fenómeno físico en que se aprovecha en el inductor en el fenómeno de la inducción electromagnética. Almacena energía en el campo magnético. Corriente crea campo Electricidad -Magnetismo Magnetismo-electricidad EL INDUCTOR Para entender el funcionamiento del inductor también estudiamos el solenoide y/o bobinas. Usos: En la electrónica Electrodomésticos EL INDUCTOR Algunos usos Generadores Transformadores Motores EL INDUCTOR Funcionamiento del transformador: EL INDUCTOR Consulte: Función del solenoide en las grúas electromagnéticas. Función del magnetismo en los trenes de levitación magnética. Nota: Si el solenoide se alimenta con corriente continua, el campo es de magnitud y dirección constante. Si el solenoide se alimenta con corriente alterna, el campo es de magnitud y dirección variable. Solo si el conductor del solenoide siente la presencia de un campo variable, existe inducción de voltaje. NOTA Cuando en un sistema eléctrico se presenta el fenómeno resistivo, inductivo o resistivo, el sistema eléctrico se puede representar con los símbolos de resistor, capacitor e inductor. Ejemplo: Modelo eléctrico de una línea. COMPETENCIA ANALIZAR SISTEMAS POLIFÁSICOS DE CORRIENTE ALTERNA PARA APLICACIONES INDUSTRIALES. Resultados de aprendizaje: • Identificar e interpretar el sistema polifásico con base en los parámetros característicos y la conexión. • Calcular parámetros eléctricos de tensión, corriente, ángulo de fase, potencia, energía y régimen asimétrico. • Asociar el funcionamiento de los equipos y máquinas eléctricas en función de sus parámetros básicos de tensión, corriente, ángulo de fase y régimen asimétrico. • Determinar tipos de carga a instalar mediante estudio de las características técnicas de la máquina, cálculos e interpretación de manuales. ANALIZAR SISTEMAS POLIFÁSICOS DE CORRIENTE ALTERNA PARA APLICACIONES INDUSTRIALES CONOCIMIENTOS DE CONCEPTO Y DE PROCESO De concepto: Parámetros eléctricos en circuitos polifásicos. Relaciones de los parámetros eléctricos en circuitos polifásicos. Caracterización e identificación de las cargas eléctricas: resistiva (r), inductiva (l), capacitiva (c), rl, rc, rlc. Sistemas activos y reactivos; técnicas de identificación. Características de regímenes asimétricos de los sistemas polifásicos. Análisis de circuitos. ANALIZAR SISTEMAS POLIFÁSICOS DE CORRIENTE ALTERNA PARA APLICACIONES INDUSTRIALES CONOCIMIENTOS DE CONCEPTO Y DE PROCESO De proceso: • Identificar los valores y relaciones de tensión e intensidad de acuerdo con el tipo de sistema polifásico. • Identificar el ángulo de fase de tensión y corriente con base en la carga y configuración del sistema polifásico. • Deducir las relaciones de los parámetros de tensión e intensidad para el sistema polifásico. • Interpretar parámetros eléctricos básicos de circuitos polifásicos. • Calcular los valores y características del ángulo de fase para la tensión e intensidad con base en las características de las cargas y la configuración del sistema de alimentación de la instalación. • Medir los parámetros eléctricos para la determinación de los diferentes tipos de carga activa o reactiva requeridas en las instalaciones eléctricas industriales. ANALISIS DE SISTEMAS POLIFÁSICOS DE CORRIENTE ALTERNA SISTEMAS POLIFÁSICOS Dado que la corriente alterna es más eficiente y económica para transmisión a grandes distancias, los sistemas de corriente alterna (CA) terminaron por imponerse frente a los de corriente continua (CC). La mayoría de los equipos que funcionan con electricidad usan corriente alterna y los que no, requieren de un convertidor de corriente alterna a directa. Las señales alterna proveniente de los generadores son en forma senoidal. Onda Cuadrada Onda Triangular Onda Diente de Sierra Onda Senoidal Video sobre historia de la electricidad: https://www.youtube.com/watch?v=DdDh2Tc3oPg ANALISIS DE SISTEMAS POLIFÁSICOS DE CORRIENTE ALTERNA SISTEMAS POLIFÁSICOS Un sistema polifásicos es formado por un conjunto de señales eléctricas de igual magnitud pero desfasadas entre sí. ANALISIS DE SISTEMAS POLIFÁSICOS DE CORRIENTE ALTERNA SISTEMAS POLIFÁSICOS En la electricidad práctica predominaron los sistemas trifásicos para ser generada, transportada y distribuida la energía eléctrica. Un generador trifásico posee tres bobinas en el estator donde el campo magnético en el rotor, induce voltajes en las bobinas formando el conjunto de tensiones trifásicas desfasadas 120 grados entre sí. ANALISIS DE SISTEMAS POLIFÁSICOS DE CORRIENTE ALTERNA Ventajas de la corriente alterna Permite aumentar o disminuir el voltaje o tensión por medio de transformadores. Se transporta a grandes distancias con poca de pérdida de energía. Es posible convertirla en corriente directa con facilidad. Al incrementar su frecuencia por medios electrónicos en miles o millones de ciclos por segundo (frecuencias de radio) es posible transmitir voz, imagen, sonido y órdenes de control a grandes distancias, de forma inalámbrica. Los motores y generadores de corriente alterna son estructuralmente más sencillos y fáciles de mantener que los de corriente directa. ANALISIS DE SISTEMAS POLIFÁSICOS DE CORRIENTE ALTERNA Generación, Transporte y Distribución de energía eléctrica Video: http://www.youtube.com/watch?v=_h5EQlI6Jfg ANALISIS DE SISTEMAS POLIFÁSICOS DE CORRIENTE ALTERNA Generación Hidráulica Térmica Eólica Marítima ANALISIS DE SISTEMAS POLIFÁSICOS DE CORRIENTE ALTERNA Transporte Algunos tipos de torres ANALISIS DE SISTEMAS POLIFÁSICOS DE CORRIENTE ALTERNA Distribución Subestaciones Redes primarias de distribución ANALISIS DE SISTEMAS POLIFÁSICOS DE CORRIENTE ALTERNA Acometidas eléctricas Acometida en media tensión Acometida en baja tensión •Aérea •Subterráneo •Bifilar ( 2 hilos = 1 linea + 1 neutro) •Trifilar ( 3 hilos = 2 linea + 1 neutro) •Tetrafilar ( 4 hilos = 3 linea + 1 neutro) ANALISIS DE SISTEMAS POLIFÁSICOS DE CORRIENTE ALTERNA Características de la onda seno Parámetros de la onda seno: Función seno: x(t) = Xp*sen(ωt + ɵ) x(t): Valor instantáneo de la señal x. Xpp: Valor pico a pico de la señal x. Xp: Valor pico o amplitud de señal x. Xrms:Valor eficaz o valor rms de la señal x. ω: Frecuencia angular en radianes/segundo. t: Tiempo en segundos. f: Frecuencia de la señal en Hertz = ciclos/segundo T: Periodo de la señal en segundos. ɵ: Ángulo de fase en radianes o grados. ANALISIS DE SISTEMAS POLIFÁSICOS DE CORRIENTE ALTERNA Características de la onda seno Definiciones: Periodo: Tiempo que tarda la señal en repetir su valor. Frecuencia: Numero de veces que se repite la señal en un segundo. Valor pico o amplitud: Valor máximo que alcanza la señal. Valor eficaz o rms: Valor que disipa la misma potencia en un resistor en corriente continua. Este valor es el que marcan los medidores. Angulo de fase: Desplazamiento de la señal con respecto a una referencia. Relaciones: 1 T f T 2 * Xpp 2 * Xp 1T 360 2 1 f T 3.14159 Xp 2 * Xrms Radianes grados * 2 * * f 360 t * T Xp Xrms 2 grados radianes * 180 180 ANALISIS DE SISTEMAS POLIFÁSICOS DE CORRIENTE ALTERNA Osciloscopio Este dispositivo permite visualizar el comportamiento de las señales en el tiempo. Debe tener cuidado con la sonda de tierra del osciloscopio. Cuando se miden tensiones elevadas se debe tener en cuenta los atenuadores de señal. ANALISIS DE SISTEMAS POLIFÁSICOS DE CORRIENTE ALTERNA En la pantalla de un osciloscopio podemos ver la forma de la onda de una señal alterna. En la figura se identifica los términos usados para describir una onda de tensión. ANALISIS DE SISTEMAS POLIFÁSICOS DE CORRIENTE ALTERNA Cuando deseamos medir una señal de voltaje en un osciloscopio debemos tener presente que de acuerdo al eje vertical podemos identificar la amplitud de la señal de voltaje y con el eje horizontal nos muestra el tiempo. Cada división vertical de la pantalla del osciloscopio tiene un equivalente en amplitud y puede ser graduada con la perilla del “volt/div”. Cada división horizontal de la pantalla del osciloscopio tiene un equivalente en tiempo y puede ser graduada con la perilla “time/div” ANALISIS DE SISTEMAS POLIFÁSICOS DE CORRIENTE ALTERNA Ejemplo 01: Determine los parámetros de la onda siguiente medida en el osciloscopio. Y exprésela como función La escala vertical es de 2V/div. La escala horizontal es de 3ms/div. ANALISIS DE SISTEMAS POLIFÁSICOS DE CORRIENTE ALTERNA Ejemplo 01: Determine los parámetros de la onda siguiente medida en el osciloscopio. Y exprésela como función. La escala vertical es de 10V/div. La escala horizontal es de 5ms/div. ANALISIS DE SISTEMAS POLIFÁSICOS DE CORRIENTE ALTERNA Actividades de apropiación del conocimiento. 1) Realizar las actividades propuestas en el documentos respuesta. 2) Realizar la actividades de las animaciones siguientes: http://www.fisica-quimica-secundaria-bachillerato.es/electricidad_interactiva.htm ANALISIS DE SISTEMAS POLIFÁSICOS DE CORRIENTE ALTERNA Onda seno representada en el circulo ANALISIS DE SISTEMAS POLIFÁSICOS DE CORRIENTE ALTERNA Desfase entre señales En la siguiente figura se están midiendo dos señales de voltaje usando el osciloscopio. Si se tiene la perilla de “time/div” en 500ms, y la perilla de “volt/div” en 10. Determine el ángulo de desfase entre las dos señales e indique quien adelanta a quien.