INDICE Capítulo 1. Conversión de Energía Capítulo 2. Inductancia Capítulo 3. Transformador

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1 INDICE Capítulo 1. Conversión de Energía Fuerza en un capacitor El Toroide Circuitos magnéticos en serie y paralelo Otros sistemas comunes de unidades magnéticas Materiales magnéticos Hierro y aire Encadenamiento de flujo y flujo equivalente Energía almacenada en circuitos magnéticos Fuerza magnética Anillo de histéresis Magnetos permanentes Características de funcionamiento de magnetos permanentes Pérdida de núcleo Ferritas de anillo cuadrado 40 Problemas 41 Bibliografía 49 Capítulo 2. Inductancia Inductancia propia Fuerza y par Inductancia mutua Energía, par y fuerza en circuitos acoplados inductivamente Fuerza y energía en circuitos magnéticos no lineales Reactancia inductancia y potencia reactiva Potencia compleja Reactores Características de C D de circuitos magnéticos no lineales. 73 Programa y gráfica para computadora digital Problemas 75 Bibliografía 81 Capítulo 3. Transformador El transformador de Dos Embobinados El transformador ideal de Dos Embobinados Corriente de excitación, corriente de pérdidas de núcleo y corriente de 87 magnetización 3.4. Impedancia de dispersión Ecuaciones de circuitos acoplados Pruebas de circuitos abierto y corto circuito, admitancia de 101 excitación e impedancia equivalente 3.7. Pérdidas y eficiencia en el transformador Regulación de voltaje Autotransformadores Transformadores para instrumentos 108

2 3.11. Conexión trifásica en transformadores Cantidades por unidad Transformadores con multicircuitos Tercera armónica en la operación de transformadores trifásicos Corriente de impulso 127 Problemas 128 Bibliografía 133 Capítulo 4. Máquinas de Corriente Directa 134 Máquinas eléctricas rotatorias 134 Máquinas de corriente Directa Características estructurales de máquinas conmutadoras de C D Máquinas de C D elementales Embobinado de armadura de C D Reacción de armadura Fmm y componentes de flujo en máquinas de 148 C D 4.5. Excitación del ampo en máquinas de C D Características de carga de generadores de C D Crecimiento del voltaje en generadores con excitación propia 165 resistencia crítica del campo 4.8. Análisis de funcionamiento de los generadores de Estado Estable Características de armadura o curva compuesta del campo El generador compuesto La amplidina El rototrol y el regulex Conmutación Eficiencia y pérdidas delas máquinas conmutadoras de corriente 190 directa Par motor Características par velocidad Características de Estado Estable del motor en derivación Características de funcionamiento de Estado Estable de motor en 199 serie Características de funcionamiento de Estado Estable del motor 201 compuesto Arranque de un motor de C D Comportamiento dinámico de máquinas de C D Ecuaciones básicas de un motor Linealización para respuestas de señal débil Relaciones fasoriales para pequeñas oscilaciones Voltaje de armadura variable corriente de campo constante El motor C D excitando separadamente como capacitor El generador de C D excitado separadamente Funciones de transferencia para el generador excitado 219 separadamente Control del voltaje de salida 221

3 4.30. El sistema Ward Leonard Ecuaciones para la metadina Desplazamiento de los generadores de C D Computadora digital solución, auxiliar en problemas de máquinas de 232 C D Problemas 234 Bibliografía 241 Capítulo 5. Máquinas Sincrónicas Introducción Forma de onda Embobinado de Armadura de C A Voltaje inducido en la armadura Fmm de la armadura Inductancias No saturadas de una máquina de rotor cilíndrico Diagrama fasorial de generadores sincrónicos de rotor cilíndrico Generador trifásico idealizado relación general en términos en la 284 inductancia 5.9. Generador que alimenta una carga balanceada Par Pruebas de circuito abierto y corto circuito Regulación de voltaje Relación de corto circuito, RCC Operación en paralelo de generadores sincrónicos Potencia real y reactiva vs Angulo de potencia Curvas V de motores sincrónicos Generador sincrónico que alimenta un sistema aislado Sistemas de excitación para máquinas sincrónicas Reactancia sincrónica de Eje directo y Eje de cuadratura en 312 máquinas de polos salientes teoría de las Dos reactancias Características del factor de potencia cero y triángulo de potier Uso de la reactancia de potier para tomar en cuenta la saturación Prueba de deslizamiento para determinar xd y xq Características ángulo par en máquinas de polos salientes Arranque de motores sincrónicos Características y aplicaciones de motores sincrónicos 332 Problemas 332 Bibliografía 339 Capítulo 6. Funcionamiento Transitorio de Máquinas Sincrónicas Corriente rms en un corto circuito trifásico Generador de polo saliente relaciones generales Corriente trifásica instantánea de corto circuito Constantes de tiempo Corto circuito trifásico bajo condiciones de carga Estabilidad transitoria Curvas de oscilación 363

4 Problemas 368 Capítulo 7. El Motor de Inducción El motor de inducción polifásico Reactancia de magnetización t reactancia de dispersión Corriente del rotor y deslizamiento Pérdidas de cobre y deslizamiento Circuito equivalente del motor de inducción polifásico Diagrama de fasores del motor de inducción polifásico Motor de inducción de jaula de ardilla polifásico Relación de transformadores del motor de inducción de jaula de ardilla Relación par deslizamiento del motor de inducción polifásico basado 391 en el circuito equivalente aproximado Arranque y control de la velocidad de un motor de rotor devanado Motores de jaula de ardilla doble y barra profunda Circuitos equivalentes para motores de inducción polifásicos de 399 múltiples jaula Control de la velocidad de motores de inducción polifásicos Aplicaciones de los motores de inducción polifásicos Pruebas de Cero carga y rotor bloqueado Arranque con voltaje reducido Generador asincrónico Motores de inducción monofásicos Métodos de arranque de los motores de inducción monofásicos Teoría de los dos campos giratorios revolventes Pruebas de cero carga y rotor trabado en las máquinas de 420 inducción monofásica El motor capacitor Aparatos en sincronismo propio Similitudes básicas en máquinas de inducción, máquinas sincrónicas 436 y máquinas de C D Problemas 437 Bibliografía 442 Capítulo 8. Máquinas Especiales Motores de reluctancia Motor de histéresis Alternador inductor Motores conmutadores de C A Máquinas acíclicas Generadores magnetohidrodinámicas MHD 467 Problemas 474 Bibliografía 476 Capítulo 9. Conversión directa a Energía Eléctrica Celdas de combustible Termoeléctricas Convertidor termoiónico 487

5 9.4. Generador fotovoltaico 490 Bibliografía 492 Apéndice A. Transformada de Laplace 493 A.1. La transformada de Laplace 493 A.2. Transformadas de función simple 493 Problemas 502 Apéndice B. Diagrama fasoriales 504 Apéndice C. Circuitos trifásicos 507 Apéndice D. Tabla de constantes y factores de conversión 513 Índice 515