INSTALACIONES ELECTRICAS ELECTROTECNIA CORRIENTE CONTINUA Y ALTERNA

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1 INSTALACIONES ELECTRICAS ELECTROTECNIA CORRIENTE CONTINUA Y ALTERNA 1) BIBLIOGRAFIA 2) LEY DE OHM 3) INTRODUCCION CORRIENTE CONTINUA 4) CIRCUITOS de CORRIENTE CONTINUA 5) INTRODUCCION CORRIENTE ALTERNA 6) CIRCUITOS de CORRIENTE ALTERNA 1) BIBLIOGRAFIA Apuntes de la Cátedra ( Página de la Secretaría de Energía ( Página didáctica electrotecnia ( remadurasi.org/contenidos_docentes/electro/t1.htm) Circuitos eléctricos y magnéticos Marcelo A. Sobrevila Física (Electricidad y Magnetismo) Paul Tipler Reglamentación para la ejecución de Instalaciones Eléctricas en Inmuebles (RIEI) emitido por la Asociación Argentina de Electrotecnia (AEA) Parte Manual de Instalaciones Eléctricas Sica Pirelli Instalaciones eléctricas Marcelo A. Sobrevila Instalaciones eléctricas en edificios Néstor A. Quadri Seguridad e Higiene: Riesgo eléctrico e iluminación Alberto L. Farina

2 2) LEY DE OHM LA CAIDA DE POTENCIAL A TRAVES DE UNA PORCION DE UN CONDUCTOR ES PROPORCIONAL A LA CORRIENTE. SE CUMPLE PARA MATERIALES OHMICOS (MAYORIA DE LOS METALES), DONDE R (RESISTENCIA) VALE: Siendo = Resistividad (ohm.m) A = Sección conductor (m2) L = Longitud conductor (m) ADEMAS, SE DEMUESTRA QUE LA POTENCIA DISIPADA EN LA RESISTENCIA, A TRAVES DEL PASO DE UNA CORRIENTE VALE:. Ι O bien, reemplazando en ley de Ohm: Ι. Siendo P = Potencia (W) V = Tensión (V) I = Intensidad (AMP) R = Resistencia (Ohm)

3 3) INTRODUCCION CORRIENTE CONTINUA GENERACION A TRAVES DE: PILAS, PANELES FOTOVOLTAICOS ( ENERGIA SOLAR). UTILIZADO PARA MUY BAJAS TENSIONES. DIFICULTAD PARA ELEVAR TENSIONES Y TRANSPORTAR A GRANDES DISTANCIAS (POR USO DE TRANSFORMADORES). IMPOSIBILIDAD DE GENERACION DE CORRIENTE TRIFASICA. POSIBILIDAD DE TRANSFORMACION EN CORRIENTE ALTERNA:

4 4) CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA LA CORRIENTE QUE CIRCULA POR AMBAS RESISTENCIAS ES LA MISMA LA TENSION ES LA MISMA A TRAVES DE CADA UNA DE LAS RESISTENCIAS

5 EJEMPLOS

6 5) INTRODUCCION a CORRIENTE ALTERNA CORRIENTE GENERADA POR FENOMENO AUTOINDUCCION. CONDUCTOR QUE GIRA EN EL INTERIOR DE UN ELECTROIMAN CON LINEAS DE FUERZA QUE VAN DEL POLO NORTE AL SUR DEL MISMO. LINEAS DE FUERZA NORMALES AL CONDUCTOR. EN LA REALIDAD EL CONDUCTOR ES UNA ESPIRA O BOBINA. USO FRECUENTE PARA BAJAS TENSIONES A EXTRA ALTAS TENSIONES. LA CORRIENTE CIRCULA EN UN SENTIDO 50 VECES POR SEG. Y SE DENOMINA MONOFASICA PORQUE GIRA UN SOLO CONDUCTOR (O UNA SOLA BOBINA) CICLO: LONGITUD DE ONDA. PERIODO: DURACION DEL CICLO (SEG) FRECUENCIA: NÚMERO DE CICLOS POR SEG.(HERTZ) Y ES DE 50 CICLOS POR SEG. EN NUESTRO PAÍS.

7 ε. Siendo Y donde: = Valor constante de FEM ( V), depende de: o Intensidad campo magnético o Velocidad de giro del conductor o Longitud del conductor E = Fuerza electromotriz o tensión inducida (V) = Valor constante de FEM (V) = Angulo de giro del conductor CORRIENTEE ALTERNA TRIFASICA

8 3 CONDUCTORES (ó BOBINAS GIRAN DENTRO DEL ELECTROIMAN SEPARADOS ENTRE SI 120. SE ORIGINAN 3 CORRIENTES ALTERNAS MONOFÁSICAS DESFASADAS EN EL TIEMPO. LA SUMA DE LAS CORRIENTES POSITIVAS Y NEGATIVAS VALE CERO. ES UN SISTEMA SIMÉTRICO EQUILIBRADO. LA CONEXIÓN DE SALIDA DE LOS GENERADORES ES EL TIPO TRIANGULO. A PARTIRR DE CADAA VERTICE DEL MISMO PARTE UN CONDUCTOR HACIA LAS LINEAS DE TRANSMISIÓN. ENTRE CADA CONDUCTOR SE MIDE EL MISMO VALOR DE TENSIÓN: COMO YA SE HA VISTO, LOS TRANSFORMADORES DE MEDIA A BAJA TENSIÓNN TIENEN SU SISTEMA SECUNDARIO (CONEXIÓN DE SALIDA) CONECTADO EN ESTRELLA:

9 R S T ó (L1 L2 L3) Ó LINEAS VIVAS SE VINCULAN A UN PUNTO CERO Ó CENTRO DE LA ESTRELLA DENOMINADO NEUTRO, DEBIDO A QUE LA INTENSIDAD DE CORRIENTE QUE CIRCULARIA POR EL MISMO EN UN SISTEMA EQUILIBRADO (DONDE TODAS LAS CARGAS VIVAS SEAN DEL MISMO VALOR), SERIA IGUAL A CERO. DE ESTE SISTEMA SE OBTIENEN 2 TIPOS DE TENSIONES: o DE FASE (EF) = CONEXIÓN DE LINEA VIVA CON NEUTRO o DE LINEA (EL) = CONEXIÓN DE LINEAS VIVAS ENTRE SI SE DEMUESTRA 3. En argentina

10 POTENCIA ELECTRICA COMO SE VIO EN SISTEMAS DE CORRIENTE CONTINUA:. Ι O bien, reemplazando en ley de Ohm: Ι. Siendo P = Potencia (W) V = Tensión (V) I = Intensidad (AMP) R = Resistencia (Ohm) EN CORRIENTE ALTERNA: : ADEMAS DE LA RESISTENCIA OHMICA, APARECE OTRA RESISTENCIA PRODUCTO DEL FENOMENO DE AUTOINDUCCION, LLAMADA REACTANCIA. A LA ACCIÓN CONJUNTA DE LA RESISTENCIA OHMICA MAS LA REACTANCIA, SE DENOMINA IMPEDANCIA. EL EFECTO DE LA REACTANCIA, PROVOCA UNA DISMINUCIÓN EN LA POTENCIA TRANSMITIDA (IMPEDANCIA) (REACTANCIA) (RESISTENCIA OHIMICA)

11 CORRIENTE ALTERNA MONOFASICA..cos CORRIENTE ALTERNA TRIFASICA 3...cos Siendo COS = FACTOR DE POTENCIA de la instalación. QUE REPRESENTA EL FACTOR DE POTENCIA? Representan pérdidas por fenómeno de autoinducción

12 Analogía Representación vectorial de la potencia Siendo P = (W) = watts = potencia que toman los aparatos eléctricos. Es la realmente consumida por el clientee y por lo tanto paga por su uso. Q= Pr = (Var) = volt amp reactivo = potencia debida a pérdidas por resistencias inductivas o reactancias. S = Pa = (VA) = volt amp = potencia máxima que pueden o están capacitados para utilizar los aparatos eléctricos.

13 CORRECCIÓN DEL FACTOR DE POTENCIA EL FACTOR DE POTENCIA SE TIENE EN CUENTA EN INSTALACIONES INDISTRIALES, DONDE LA CANTIDAD DE CARGA EN MOTORES ES IMPORTANTE. CUANDO COS ES BAJO SE DEBE CORREGIR, YA QUE EL MISMO REDUCE LA POTENCIA UTIAL QUE PUEDE DISTRIBUIR UN GENERADOR. EN GENERAL, LAS COMPAÑIAS PIDEN COS > SI EL VALOR ES MENOR AL EXIGIDO, LA COMPAÑÍA MULTA A LA EMPRESA. PARA CORREGIR EL MISMO SE UTILIZAN CAPACITORES ó CONDENSADORES QUE ORIGINAN UNA POTENCIA CAPACITIVA (Pc), CUYO EFECTO ES CONTRARIO A LA Pr. PRINCIPALES VENTAJAS SISTEMA TRIFASICO TENSION 3 VECES MAYOR A CORRIENTE MONOFASICA (MOTORES CON MAYOR POTENCIA, YA QUE P = U x I). MAYOR POTENCIA (CON IGUAL INTENSIDAD), EN LA RELACION 3 380/220 = 3; ES DECIR UN 150% MAS DE POTENCIA. CON 3 CONDUCTORES MAS NEUTRO SE SIRVEN 3 CIRCUITOS DE IGUAL CARGA. EN UN SISTEMA MONOFÁSICO SE NECESITARIAN 6 CONDUCTORES. SECCIONES DE CONDUCTORES MAS CHICAS, IMPORTANTE REDUCCION DE COSTOS.

14 CIRCUITOS de CORRIENTE ALTERNA a. CIRCUITOS RESISTIVOS en CORRIENTE ALTERNA EN CIRCUITO RESISTIVO PURO CORRIENTE Y RESISTENCIA ESTAN EN FASE. CUANDO sen wt = 1 Vo = Vmax, LA RELACION ENTRE CORRIENTE Y TENSION VALE: ES DECIR TIENE SEMEJANZA A LEY DE OHM PARA CIRCUITO DE CORRIENTE CONTINUA.

15 b. CIRCUITOS INDUCTIVOS en CORRIENTE ALTERNAA EN CIRCUITO INDUCTIVO PURO TENSION ADELANTA A LA CORRIENTE 90 ó bien, CORRIENTE ATRASA A LA TENSIÓN 90. SE DEFINE L = INDUCTANCIA (H = HENRIOS) 1.L Siendo XL = REACTANCIA INDUCTIVA ó INDUCTANCIA (unidad ohm) = 2 f = velocidad angular L = INDUCTANCIA

16 Ejemplo: Una bobina de 40 mh conectada a Vmax = 310v y frecuencia 50Hz. Calcular XL e Imax. XL = 2 f L = 2. 50hz. 40x 10 3 H = 13 ohm c. CIRCUITOS CAPACITIVOS en CORRIENTE ALTERNAA EN CIRCUITO CAPACITIVO PURO TENSIONN ATRASAA A LA CORRIENTE 90 ó bien, CORRIENTE ADELANTA A LA TENSIÓN 90. SE DEFINE C = CAPACITANCIA (C = FARADIOS)

17 Siendo Xc = REACTANCIA CAPACITIVA ó CAPACITANCIA (unidad ohm) = 2 f = velocidad angular C = CAPACITANCIA Ejemplo: Un capacitor de 20 F conectado a Vmax = 310v y frecuencia 50Hz. Calcular Xc e Imax. 190 m

18 d. CIRCUITOS LRC en SERIEE LEY DE OHM GENERALIZADA IMPEDANCIA REACTANCIA TOTAL e. CIRCUITOS LRC en PARALELO

19 LEY DE OHM GENERALIZADA IMPEDANCIA f. RESUMEN LEY DE OHM Y TRIANGULO DE POTENCIAS I 2 Z = S (IMPEDANCIA) MULTIPLICANDO POR I 2 I 2 X = Q (REACTANCIA) (RESISTENCIA OHIMICA) TRIANGULO DE IMPEDANCIA I 2 R = P TRIANGULO DE POTENCIAS

20 g. EJEMPLO Ic I R V Ic -I L I SISTEMA INDUCTIVO: CORRIENTE ATRASA DE TENSION. CASO MÁS GENERAL DE CIRCUITOS I L h. VALORES EFICACES SON LOS VALORES QUE MIDEN LOS VOLTIMETROS Y AMPERIMETROS. max.. ef. VALOR QUE DA EL FABRICANTE

21 i. RESUMEN GENERAL CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA ALTERNA LEY DE OHM POTENCIA MONOFASICA TRIFASICA LEY OHM GENERALIZADA POTENCIA MONOFASICA TRIFASICA POTENCIA ACTIVA POTENCIA REACTIVA POTENCIA APRENTE FACTOR DE POTENCIA