Máster Universitario en Profesorado

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José Ramón Luna Barbero
hace 6 años
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1 Máster Universitario en Profesorado Complementos para la formación disciplinar en Tecnología y procesos industriales Aspectos básicos de la Tecnología Eléctrica

2 Contenido (III) TERCERA PARTE: corriente alterna. -Potencia compleja. -Factor de potencia y su corrección. -Circuitos trifásicos.

3 Potencia en corriente alterna Tomaremos la tensión como origen de fases: Si ϕ>0 la intensidad está retrasada respecto a la tensión (carga inductiva) Si ϕ<0 la intensidad está adelantada respecto a la tensión (carga capacitiva)

4 Potencia instantánea Puede verse que la potencia instantánea está compuesta por un término constante y un término variable (que depende del tiempo y además va a doble frecuencia que las ondas de tensión e intensidad originales)

5 Potencia instantánea

6 Potencia instantánea Existe un término constante que indica la potencia que absorbe o que cede el circuito eléctrico considerado. Cuando el desfase ϕ esté entre -90 y +90 se tratará de un circuito receptor. El término fluctuante se trata de una potencia que no se absorbe ni se cede sino que está en movimiento alternando entre valores positivos y negativos. Podría verse como una energía que se toma y que luego se devuelve. Cómo puede ocurrir eso? Las bobinas y los condensadores son elementos que almacenan energía y que devuelven a la fuente. En general, habrá pérdida de energía en forma de calor.

7 Signo de la potencia: Potencia instantánea Por tanto, la potencia instantánea puede expresarse como suma de una potencia media y una fluctuante:

8 Potencia media: Potencia instantánea El valor medio de la potencia fluctuante es cero ya que los valores positivos se compensan con otros valores del mismo módulo pero con signo opuesto.

9 Potencia activa y reactiva El término de potencia fluctuante puede descomponerse aún más como suma de otros dos: Ello permite definir los conceptos de potencia activa y de potencia reactiva.

10 Potencia activa y reactiva P = potencia activa Q = potencia reactiva Finalmente, la potencia instantánea absorbida o generada por un circuito consta de: -Un término constante, igual a la potencia media. -Dos términos oscilantes de amplitudes P y Q y pulsación 2ω.

11 P = potencia activa Potencia aparente Q = potencia reactiva A la amplitud de la parte fluctuante, se le llama potencia aparente: Se denomina factor de potencia al cociente entre la potencia activa y la potencia aparente:

12 Potencia en una resistencia

13 Potencia en una resistencia

14 Potencia en una bobina

15 Potencia en una bobina

16 Potencia en un condensador

17 Potencia en un condensador

18 Conclusión P y Q P representa el consumo de energía en las resistencias siendo también el valor medio de potencia disipada. Q representa un intercambio de energía entre ciertos elementos de los circuitos (bobinas y condensadores) y la fuente siendo también la amplitud de la energía intercambiada.

19 Potencia compleja

20 Triángulo de potencias

21 Factor de potencia: cosϕ Se ha visto que la potencia media representa el consumo de energía en una resistencia mientras que la potencia reactiva es debida a fluctuaciones de energía entre la carga y la fuente, es decir, carga y descarga de bobinas y condensadores. La potencia reactiva no requiere, por tanto, aportación de energía por parte de la fuente (su balance neto es nulo). Sin embargo, sí hace circular corriente por las líneas. La circulación de corriente provoca pérdidas de energía y por ello en ciertas ocasiones es necesario limitar el consumo de energía reactiva. Interesa que el factor de potencia sea lo más alto posible.

22 Factor de potencia: cosϕ Cuanto mayor es el factor de potencia de la carga: -Menor es la intensidad de corriente en la línea de alimentación. -Se reducen las pérdidas en las líneas (en consonancia con lo anterior). -Son necesarias menores tensiones en generación y una menor potencia aparente. -Hay que pagar menos a la compañía suministradora de la energía eléctrica. -Se mejora el rendimiento y la vida útil de las instalaciones.

23 Compensación del fdp Es conveniente trabajar con factores de potencia lo más cercanos a la unidad. Las cargas, en muchas ocasiones son de tipo inductivo (alimentación de un motor) por lo que requerirán potencia reactiva para funcionar. Para compensar el consumo de potencia reactiva se hace uso de baterías de condensadores.

24 Compensación del fdp Si se pone una batería de condensadores de capacidad C en paralelo con la carga que se alimenta, el factor de potencia aumenta y el consumo de reactiva se reduce en una magnitud igual a la proporcionada por los condensadores.

25 Compensación del fdp

26 Circuitos trifásicos Un sistema trifásico está constituido por tres tensiones de las mismas características. Se denomina fase a cada una de las partes en que se genera, transmite o se usa cada una de las tensiones del sistema.

27 Sistema trifásico equilibrado

28 Representación fasorial

29 Configuraciones Pueden obtenerse diversas configuraciones dependiendo de cómo se conecten el generador y las cargas. La conexión en generación y en consumo pueden ser en estrella o en triángulo. -Estrella (Y) -Triángulo (Δ) Configuraciones (generador-carga) 1) Y-Y 2) Y-Δ 3) Δ-Y 4) Δ-Δ

30 Tensión de fase

31 Tensión de línea

32 Relación entre tensiones de fase y de línea

33 Tensiones para generador en triángulo

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