resumen de temario de electrotenia

RESUMENDEL

TEMARIODE

ELECTROTECNIAPARA EL

EXAMENDE

ACCESOA LOS

CICLOSDE

GRADO SUPERIORDEPARTAMENTO DE ELECTRICIDAD-ELECTRÓNICA

ESCUELA DE F.P. ARZOBISPO MORCILLO [E.C.A.M.]

Página web: ecam.no-ip.com

e-mail: [email protected]

RESUMEN DEL TEMARIO DE ELECTROTECNIA

1. CONCEPTOS Y FENÓMENOS ELÉCTRICOS

1.1 Carga eléctrica: Propiedad fundamental de algunas partículas sub-atómicas, que determina las interacciones electromagnéticas entre ellas. Se designa por Q y se mide en culombios (C).

1.2 Campo eléctrico: Deformación del espacio creada alrededor de una región que contiene carga. Se designa por E y se mide en newton por culombio (N/C).

1.3 Trabajo: Magnitud que da información sobre la diferencia de energía que manifiesta un cuerpo al pasar entre dos estados. Se designa por W y se mide en julios (J).

1.4 Diferencia de potencial: Considérese una carga de prueba positiva que en presencia de un campo eléctrico y que se traslada desde el punto A al punto B. Si se mide el trabajo que debe hacer el agente que mueve la carga (WAB), la diferencia de potencial eléctrico se define como:

qWVV AB

BA =−

S se designa por V o por U y su unidad es el voltio (voltio = julio/culombio). En los circuitos se suele considerar el punto B como referencia, denominándosele masa, y se le da el valor cero (VB = 0), hablándose entonces del potencial de un punto.1.5 Fuerza electromotriz: (f.e.m.): Característica de un generador eléctrico que se define como el trabajo que el generador realiza para pasar por su interior la unidad de carga positiva del polo negativo al positivo. Se designa por E y se mide en voltios (V).1. 6 Corriente eléctrica: Flujo de carga eléctrica (electrones) a través de un cable metálico o cualquier otro conductor eléctrico. Se designa por I y se mide en amperios (A).1.7 Densidad de corriente: Corriente eléctrica por unidad de superficie. Se mide en amperios por metro cuadrado (A/m2).1.8 Potencia en CC: Producto de la diferencia de potencial entre los terminales y la intensidad de corriente que pasa a través del dispositivo. Se designa por P y se mide en vatios (W).1.9 Potencia en CA: Denominado φ al desfase entre la corriente I que circula por una carga y la tensión V que se le aplica, se tienen las siguientes potencias:

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Potencia activa: P = IVcosφ (se mide en vatios, W)

Potencia reactiva: Q = IVsenφ (se mide en voltamperios reactivos, VAR)

Potencia aparente: S = I V (se mide en voltamperios, VA)

1.10 Resistencia: Oposición que encuentra una sustancia al paso de la corriente eléctrica. Según sea la magnitud de esta oposición, las sustancias se clasifican en conductoras, semi-conductoras o aislantes. Se designa por R y se mide en ohmios (Ω)) y se calcula por la siguiente expresión:

Donde es la longitud ρ la resistividad y S la sección.

1.11 Resistividad: Capacidad de un medio de impedir el paso de la corriente eléctrica a su través. Se designa por ρ (ro) y se mide en ohmios metro (Ωm) o también en Ω mm2/m. Su valor puede cambiar con la temperatura según la siguiente ecuación:Donde ρf y ρo son las resistividades final y a 20 ºC, respectivamente, α el coeficiente de temperatura (en ºC-1), tf la temperatura final y to=20 ºC.

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SR ρ=

)](1[ ofof tt −+= αρρ


1.12 Conductividad: Capacidad de un medio de permitir el paso de la corriente eléctrica a su través. Se designa por σ (sigma) y es la inversa de la resistividad ( σ = 1/ρ).

1.13 Conductancia: Facilidad que posee una sustancia al paso de la corriente eléctrica. Se designa por G, es la inversa de la resistencia (G = 1/R) y se mide mhos ( ) o siemens (S).

1.14 Aislante o dieléctrico: Sustancia con alta resistencia.

1.15 Rigidez dieléctrica: Valor del campo para el cual un aislante deja de serlo para convertirse en conductor. Se designa por E y se mide en newton por culombio (N/C).

1.16 Condensador: Dispositivo formado por dos conductores ó armaduras, generalmente en forma de placas o láminas, separados por un material dieléctrico.

1.16 Capacidad o capacitancia: Propiedad de un material de adquirir carga eléctrica cuando es sometido a un potencial eléctrico con respecto a otro en estado neutro. Se designa por C, se define numéricamente por la carga que adquiere por cada unidad de potencial (C = Q/V) y se mide en faradios (F).

2. CONCEPTOS Y FENÓMENOS ELECTROMAGNÉTICOS

2.1 Campo magnético: Deformación del espacio creada alrededor de una región que contiene carga en movimiento.

2.2 Intensidad de campo: Medida del valor de un campo magnético. Se designa por H y se mide en amperios por metro (A/m).

2.3 Línea de fuerza: Líneas que forman un campo magnético. Su dirección es del polo norte al polo sur (en el interior del imán es del sur al norte).

2.4 Flujo magnético: Conjunto de líneas de fuerza. Se designa por Φ (fi) y se mide en weber (Wb).

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2.5 Inducción magnética o densidad de flujo: Número de líneas de fuerza por unidad de superficie. Se designa por B, se mide en teslas (T) y se calcula por la expresión:

SB /Φ=

2.6 Permeabilidad magnética: Relación entre la intensidad de campo y la inducción magnética. Se designa por µ (mu), es adimensional y su valor viene dado por la expresión:

HB /=µ

2.7 Permeabilidad magnética del aire: Constante que se designa por µo y cuyo valor es µo = 4π·10-7 NA-2 ≈1/800.000 NA-2

2.8 Campo magnético de un conductor: Se crean líneas de fuerza circulares concéntricas al conductor. Su dirección viene dada por la regla de la mano derecha. Campo magnético de una espira: Se comporta como un imán.

2.9 Campo magnético de una bobina o solenoide: Como el de una bobina pero más intenso. La inducción magnética de una bobina con núcleo de aire, de N espiras, con longitud y que es atravesada por una corriente I, se puede determinar por la expresión:

INB o·µ=

2.10 Fuerza magnetomotriz: Característica magnética que aparece cuando una corriente circula por un solenoide. Se designa por f.m.m., se mide en amperios-vuelta y se determina multiplicando la intensidad, I, por el número de espiras, N, del solenoide (f.m.m. = I·N).

2.11 Reluctancia: Resistencia que posee un material a verse influenciado por un campo magnético. Se designa por R y se mide en amperios-vuelta por weber (A/Wb).

2.12 Circuito magnético: Aquel en el que se producen fenómenos magnéticos. Por analogía con un circuito eléctrico tendremos:

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F.e.m. => f.m.m. Corriente => flujo magnético

Resistencia => Reluctancia V = IR => f.m.m. = Φ·R

2.13 Ley de Ampere: Explica que la circulación de la intensidad del campo magnético en un contorno cerrado es igual a la corriente que lo recorre en ese contorno.

2.14 Saturación: El núcleo de un solenoide se dice que está saturado cuando auque se aumente la corriente eléctrica, éste ya no acepta más líneas de fuerza.

2.15 Inducción magnética: Fenómeno que origina la producción de una fuerza electromotriz en un medio o cuerpo expuesto a un campo magnético variable, o bien en un medio móvil respecto a un campo magnético estático. Dicha f.e.m. puede determinarse como la variación de flujo con respecto a la variación del tiempo (E = ∆Φ/∆t)

2.16 Ley de Lenz: Dice que las fuerzas electromotrices o las corrientes inducidas serán de un sentido tal que se opongan a la variación del flujo magnético que las produjeron.

2.17 Coeficiente de autoinducción o inductancia: Propiedad de un circuito que establece la cantidad de flujo magnético que lo atraviesa, en función de la corriente que circula por el mismo. Se designa por L y se mide en henrios (H). Para un solenoide de longitud , sección S, con N espiras y permeabilidad µ se puede determinar su valor por la expresión siguiente:

SNL ·2

µ=

2.18 Fuerza sobre una corriente eléctrica en un campo magnético o segunda ley de Laplace: Si se sitúa un elemento por el que circula una corriente dentro de un campo magnético, aparece una fuerza que es siempre perpendicular al plano formado por el elemento de corriente y el campo (regla de la mano izquierda).

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3. CIRCUITOS ELÉCTRICOS

3.1 Corriente continua: Aquella en la que los electrones se desplazan siempre en el mismo sentido.

3.2 Corriente alterna: Aquella en la que los electrones pueden cambiar el sentido de su desplazamiento.

3.3 Valores de una magnitud senoidal• La ecuación matemática de una onda senoidal (corriente o tensión)

viene dada por la expresión:

a(t) = A0sen(ωt + β)

Donde:

A0: Valor máximo o de pico ω: Pulsación

t: tiempo β: Ángulo de fase inicial

o Período: Tiempo que tarda en repetirse la onda. Se designa por T y se mide en segundos.

o Frecuencia: Número de veces que se repite la onda en un segundo. Se designa por f, se mide en hercios (Hz) y equivale a la inversa del período (f = 1/T).

o Pulsación: Velocidad angular del fasor que genera la onda senoidal. Se designa por ω (omega), se mide en radianes por segundo (rad/s) y puede determinarse por la expresión ω = 2πf.

o Valor eficaz: Valor que produce el mismo efecto calorífico que una corriente continua. Se obtiene dividiendo el valor máximo por la raíz cuadrada de dos ( 2/0AA = )

o Ángulo de fase inicial: El formado con el origen de fases (β).

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β

T

Ao

ωt

a

Onda senoidal


3.4 La resistencia en C. A.: Al aplicar una tensión senoidal de valor eficaz V, a una resistencia R, circulará una corriente senoidal, de valor eficaz I, que estará en fase con la tensión aplicada y cuyo valor vendrá dado por I = V/R.

3.5 La bobina o solenoide en C. A.: Al aplicar una tensión senoidal de valor eficaz V, a una bobina de inductancia L, circulará una corriente senoidal, de valor eficaz I, que estará retrasada 90º respecto de la tensión aplicada y cuyo valor vendrá dado por I = V/(ωL).

3.6 El condensador en C. A.: Al aplicar una tensión senoidal de valor eficaz V, a un condensador de capacidad C, circulará una corriente senoidal, de valor eficaz I, que estará adelantada 90º respecto de la tensión aplicada y cuyo valor vendrá dado por I = V/(1/ωC).

3.7 Reactancia: Resistencia que oponen las bobinas, reactancia inductiva, o los condensadores, reactancia capacitiva, al paso de la corriente alterna. Se designan por XL y XC, respectivamente, se mide en ohmios (Ω) y sus valores se determinan por las expresiones XL = ωL y XC = 1/(ωC).

3.8 Ángulo de fase relativa o desfase: Ángulo que forman los fasores corriente e intensidad en un circuito. Se designa por φ y es adimensional.

3.9 Impedancia: Resistencia que ofrece un circuito al paso de corriente alterna. Se designa por Z y se mide en ohmios (Ω). Ejemplos:

Circuito serie RL: 22LXRZ += )/arctan( RX L=ϕ

Circuito serie RC: 22CXRZ += )/arctan( RXC=ϕ

Circuito serie RLC: 22 )( CL XXRZ −+= RXX CL −

= arctanϕ

3.10 Leyes de Kirchoff: Son utilizadas par la resolución de circuitos.

Primera o ley de los nudos: En todo nudo, la suma de corrientes entrantes es igual a la suma de corrientes salientes. Un enunciado alternativo es: en todo nudo la suma algebraica de corrientes debe ser cero, (considerándose de signo contrario las entrantes a las salientes).

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Segunda o ley de las mallas: En toda malla la suma de todas las caídas de tensión es igual a la suma de todas las fuerzas electromotrices. Un enunciado alternativo es: la suma algebraica de las caídas de tensión a lo largo de una malla debe ser cero.

3.11 Teorema de superposición: La corriente que circula por una rama o la tensión en un punto de un circuito, es igual a la suma de las corrientes o de las tensiones que produciría cada generador considerado el resto anulados. Para anular un generador se sustituye por un cortocircuito si es de tensión o por un circuito abierto si es de corriente.

3.12 Resonancia: Fenómeno que se produce en un circuito en el que existen elementos reactivos (bobinas y condensadores) cuando es recorrido por una corriente alterna de una frecuencia, f0, tal que hace que la reactancia se anule, en caso de estar ambos en serie o se haga máxima (infinita) si están en paralelo. En ambos casos el valor es:

LC

fπ2

10 =

3.12 Potencia en C. C.: Producto de la diferencia de potencial entre los terminales y la intensidad de corriente que pasa a través de un dispositivo. Se designa por P y se mide en vatios (W).

3.13 Potencia en C. A.: Se distinguen tres potencias principales:

Potencia activa: Es la realmente consumida por un circuito. Se designa con la letra P, se mide en vatios (W) y se puede determinar por las expresiones:

RIVIP 2·cos· == ϕ

Potencia reactiva: No tiene el carácter de realmente consumida y sólo aparecerá cuando existan bobinas y/o condensadores en los circuitos. La potencia reactiva tiene un valor medio nulo, por lo que no produce trabajo útil. Se mide en voltamperios reactivos (VAR), se designa con la letra Q y se puede determinar por las expresiones: XIsenVIQ 2·· == ϕ

Potencia aparente: No es tampoco la realmente consumida, salvo cuando cos(φ)=1, y nos señala que la red de alimentación de un circuito no sólo ha de satisfacer la energía consumida por los elementos resistivos, sino que también ha de contarse con la que van a “entretener” bobinas y condensadores. Se la designa con la letra S, se mide en voltiamperios (VA) y se puede determinar

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por las expresiones: 222· QPZIVIS +===

3.14 Factor de potencia: Es el coseno del ángulo de desfase de la tensión respecto de la intensidad (cosφ), de forma abreviada f. d. p. Cuando el circuito sea de carácter inductivo hablaremos de un f. d. p. en retraso, mientras que cuando sea de carácter capacitivo hablaremos de un f. d. p. en adelanto.

3.15 Mejora del f.d.p.: Para mejorar el f. d. p., cosφ ,de una instalación inductiva (caso más común) a un valor cos, se debe poner una batería condensadores en paralelo cuya capacidad equivalente viene dada por la expresión:

ω

ϕϕ2

)'tan(tanV

PC −=

3.16 Sistema monofásico: Sistema de corriente alterna, habitual en las viviendas que sólo tienen una fase y neutro.

3.17 Sistema trifásico: Sistema formado por tres corrientes alterna monofásicas (fases) de igual frecuencia y valor eficaz, desfasadas entre si 120 grados. Se obtiene por la rotación de tres bobinas igualmente espaciadas en el interior del campo magnético constante que genera tres fases.

3.18 Conexión estrella: Conexión de tres elementos en un punto común.

3.19 Conexión triángulo: Conexión de tres elementos de modo que cada terminal de uno de ellos queda unido a un terminal de los otros dos.

3.20 Tensiones en un sistema trifásico: Un sistema de corrientes trifásicas se constituye mediante tres corrientes monofásicas desfasadas entre sí 120º. Proporcionan tres fases R, S, T y un neutro N. Según el tipo de conexión de cargas equilibradas (U: tensión de red; Uph: tensión simple):

Estrella: fLfL IIUU =⇒= 3

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Triángulo: fLfL IIUU 3=⇒=

3.21 Potencia en cargas trifásicas equilibradas: Independientemente del tipo de conexión se tienen las siguientes expresiones:

Activa: ϕcos3 LLIUP =

Reactiva: ϕsenIUQ LL3=

Aparente: LLIUS 3=

3.21 Elementos no lineales:

Diodo: Dispositivo semiconductor que permite el paso de la corriente eléctrica en una única dirección.Transistor: Dispositivo semiconductor que se utiliza como amplificador o conmutador electrónico Resistencias variables: La resistencia varía con alguna magnitud física.Fotorresistencia: Depende de la luz y varía entre 1 M en la oscuridad, hasta 1 k en la luz del día.Termorresistencia: Depende de la temperatura. PTC: Al aumentar la temperatura, aumenta la resistencia. NTC: Al aumentar la temperatura, disminuye la resistenciaRelé: Dispositivo en el que por medio de un electroimán se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar circuitos eléctricos.

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4. CIRCUITOS PRÁCTICOS Y DE APLICACIÓN

4.1 Circuitos de alumbrado: Son los encargados de suministrar corriente a las lámparas. Parten del cuadro de mando y se reparten a partir de una caja de derivación situada en cada estancia.

4.2 Tipos de receptores: Resistivos, inductivos o capacitivos.

4.3 Consumo: Energía gastada por un sistema. Se determina multiplicando la potencia por el tiempo y en electricidad suele medirse en kilovatios-hora (kWh).

4.4 Rendimiento: Es la relación entre la potencia suministrada y la potencia disipada por el sistema. Se designa con la letra η (eta) y es adimensional.

4.5 Aplicaciones de la electricidad: Iluminación, calor, telecomunicaciones, transporte, etc.

4.6 Tipos de circuitos: Los circuitos eléctricos se pueden clasificar en cuatro categorías: Circuitos de iluminación: para iluminación de tipo incandescente y fluorescente. Potencia de los aparatos entre 0 y 2200 W, con una intensidad nominal de 0 a 10 A. La sección de los cables suele ser de 1,5 mm2.

4.7 Circuitos de mediano consumo: para alimentar aparatos eléctricos (televisores, ordenadores, planchas, radios, etc.). Potencia de los aparatos entre 2200 y 3500 W, con una intensidad nominal de 10 a 16 A. La sección de los cables suele ser de 2,5 mm2.

4.8 Circuitos de calefacción: para aparatos de calefacción con resistencias. Como por ejemplo, hornos, estufas, etc.

4.9 Circuitos de gran consumo: para elementos eléctricos de gran potencia como lavadoras, lavaplatos o calderas. Potencia de los aparatos entre 3500 y 7000 W, con una intensidad nominal entre 16 a 32 A. La sección de los cables suele ser de 2,5; 4 y 6 mm2.

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4.10 Circuitos electrónicos básicos:

Divisor de tensión: Está formado por dos resistencias, R1 y R2, en serie. Si E es la f. e. m. a la que están conectadas la tensión en sus bornes vendrá dada por las expresiones:

211

1 RRREVR +

= 21

22 RR

REVR +=

Divisor de intensidad: Está formado por dos resistencias, R1 y R2, en paralelo. Si I es la corriente total, el valor que atravesará cada una de ellas vendrá dada por las expresiones:

212

1 RRRIIR +

= 211

2 RRRIIR +

=

Rectificador: Elemento o circuito que permite convertir la corriente alterna en corriente continua. Esto se realiza utilizando diodos rectificadores.

Filtro: En los circuitos que convierten la corriente alterna en corriente continua el filtro disminuye el rizado que proporciona el rectificador.

Amplificador: Dispositivo que magnifica la señal que recibe.

Circuitos de conmutación: Se utilizan para la activación y desactivación de otros circuitos. Dos componentes típicos en los circuitos de conmutación son el relé y el transistor.

5. MÁQUINAS ELÉCTRICAS

5.1 Transformador: Dispositivo electromagnético que permite aumentar o disminuir el voltaje y la intensidad de una corriente alterna de forma tal que su producto permanezca constante (ya que la potencia que se entrega a la entrada de un transformador ideal, esto es, sin pérdidas, tiene que ser igual a la que se obtiene a la salida).

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Elementos: En su forma más simple está formado por dos bobinas, denominadas primario y secundario, devanadas sobre un núcleo cerrado de hierro dulce.

Relaciones de transformación: La relación entre la f.e.m. Inductora, Ep, aplicada al devanado primario y la f. e. m. inducida, Es, la obtenida en el secundario, es directamente proporcional al número de espiras de los devanados primario, Np, y secundario, Ns:

s

p

s

p

NN

EE

=

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Funcionamiento en vacío: Funcionamiento del transformador durante el cual el devanado primario del transformador esta conectado a una red de corriente alterna con frecuencia f, y el secundario esta abierto.

Funcionamiento con carga: Al conectar una impedancia en el secundario circulará una corriente tanto por el primario, Ip como por el secundario, Is, cuya relación viene dada por:

s

p

p

s

NN

II =

Cortocircuito: Cuando en una línea donde se produce un cortocircuito, se encuentra un transformador, éste hace de elemento limitador del cortocircuito, en ocasiones hasta tal punto (si la tensión de cortocircuito es grande), que el cortocircuito se puede “soportar” por la instalación, sin peligro.

Pérdidas en el núcleo y el devanado: En los transformadores ideales el balance de energético es siempre nulo, pero en el transformador real aparecen pérdidas en el núcleo y en los devanados.

5.2 Tipos y aplicaciones de los transformadores

Según su diseño: Monofásico, trifásico, con o sin punto medio y autotransformador.

Según la relación entre sus devanados: Elevador (Ns>Np), reductor (Ns<Np), aislante de CC (Ns=Np).

Según la forma del núcleo: Ventana, tipo E, toroidal, etc.

Según su aplicación: De protección, de medida, de potencia, de distribución, de audiofrecuencia, de radiofrecuencia, de alimentación, etc.

5.3 Máquinas rotativas: Las máquinas eléctricas rotativas tienen la particularidad de convertir energía eléctrica en mecánica o viceversa, eventualmente también pueden transformar energía eléctrica de un tipo en otro aprovechando el movimiento.

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Clasificación:

Por su función:

Generador: Máquina que produce energía eléctrica por transformación de la energía mecánica. La dinamo produce CC y el alternador CA.

Motor: Máquina que produce energía mecánica por transformación de la energía eléctrica.

Convertidor rotativo: Convierte energía eléctrica de una forma a otra (cambiando frecuencia, convirtiendo corriente alterna en continua etc.) máquina muy utilizada en el pasado.

Por su tipo de corriente:

Continua

Alterna

Aspectos constructivos:

Estator: Parte fija.

Rotor: Parte móvil que gira dentro del estátor.

Inductor: Elemento que proporciona un campo magnético.

Inducido: Bobina que gira dentro del inductor.

Colector: Elemento compuesto de dos segmentos conectados a los extremos del inducido.

Escobillas: Elemento que frota sobre el colector.

Aplicaciones:

Como generador de energía eléctrica, como motor para máquinas industriales y transporte.

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5.4 Motores trifásicos: Este tipo de máquinas se dividen en dos grupos.

Motores síncronos que son aquellas que giran a una velocidad constante, que estará en función de la frecuencia de la red que las alimenta y del número de polos de los que está constituida.

Motores asíncronos que son aquellas que giran a una velocidad diferente (aunque próxima) a la que correspondería como velocidad de sincronismo. Estos son, en la práctica, los más utilizados y los que trataremos aquí.

5.5 Constitución y principio de funcionamiento:

Constitución:

Estator: Parte fija.

Rotor: Parte móvil que gira dentro del estátor.

Anillos rozantes: Son los dispositivos de toma de corriente, sobre los que rozan escobillas. Por estos anillos circula la corriente del circuito de excitación.

Principio de funcionamiento: Al alimentar el bobinado trifásico del estator, con un sistema de tensiones trifásicas, se crea en este un campo magnético giratorio. Este campo induce en las espiras del rotor una f.e.m., teniendo en cuenta que todas las espiras forman un circuito cerrado, circulará por ellas una corriente. Teniendo en cuenta la ley de Lenz que dice: “toda corriente inducida tiende a oponerse a la causa que la produce”, resultará que la corriente del rotor obligará a este a girar en el mismo sentido que el campo, intentando alcanzar la velocidad de sincronismo.

Tipos de rotor: Este elemento está formas por un eje y un paquete de chapas que en la periferia llevan forma de ranura para alojar los conductores. Dependiendo de la forma en que estos se coloquen estos conductores, en cortocircuito o bobinados, dará lugar a dos tipos de motores: “motor de jaula de ardilla” y “motor de rotor bobinado”.

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Rotor en cortocircuito: Está formado, aparte del núcleo de chapas magnéticas, por un conjunto de conductores de cobre puestos en cortocircuito por medio de unos anillos conductores en ambos extremos. Por su parecido a una jaula, también recibe el nombre de rotor en jaula de ardilla.

Rotor bobinado: Este tipo de rotor se utiliza para potencias grandes y consiste en alojar un bobinado en estrella en las ranuras. Los extremos de los bobinados se llevan a tres anillos sobre los que se apoyan las escobillas.

5.6 Motor de rotor en cortocircuito: Este tipo de motores consume una corriente de arranque entre 5 y 7 veces la nominal, esto produce grandes perturbaciones en la red por lo que se prohíbe la conexión directa a la red y deben estar provistos de un sistema de arranque.

Comportamiento en servicio: La característica a tener en cuenta es la variación del par motor en función de la velocidad (característica mecánica). También es importante tener en cuenta la facilidad de construcción, robustez y economía de este tipo de motores.

Tipos de arranque e inversión de giro: Los más habituales son los de arranque estrella-triángulo y mediante autotransformador.

5.6 Motores monofásicos de rotor en cortocircuito: Este tipo de motor surge como solución para el uso de motores en instalaciones que no hay corriente alterna trifásica, debido a esta característica este tipo de motores son de poca potencia. La estructura de estos motores consisten en un estator con bobinado monfásico y un rotor en cortocircuito. El bobinado monofásico produce un campo alternativo lo que impide que el motor arranque por si solo. Para conseguir la puesta en marcha es necesario crear un campo giratorio inicial, para este proceso existen los métodos siguientes:

Procedimientos de arranque:

Motor de fase partida

Motor de condensador

Motor con espira auxiliar

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Motores de repulsión

Motor universal

5.7 Motores de CC

Constitución y principio de funcionamiento:

Este tipo de máquina eléctrica está constituida por:

Inductor: Elemento destinado a producir el campo magnético, este a su vez está constituido por: Culata: es el elemento que cierra el campo magnético.

Polos inductores: destinado a crear el máximo campo magnético con la mínima corriente de excitación.

Polos auxiliares: presentes en máquinas de media y de alta potencia para mejorar la conmutación.

Inducido: Es el elemento giratorio (también llamado rotor), sobre el se encuentran las bobinas que constituyen el arrollamiento del inducido que está destinado a producir la fuerza electromotriz.

Colector: Es una pieza cilíndrica formada por piezas de cobre, aisladas entre sí y conectadas cada una a una bobina del inducido.

Escobillas: Son piezas de carbón, o metálicas, que mantienen el contacto entre el colector y el circuito exterior.

Entrehierro: Es el espacio existente entre los polos inductores y el inducido.

Principio de funcionamiento: El fundamento de los motores de corriente continua radica en la Ley de Biot y Savart que dice: Todo conductor eléctrico, recorrido por una corriente y bajo la acción de un campo magnético, se creará una fuerza que tenderá a desplazarlo y cuyo valor será:

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F= B · I · L siendo: F= fuerza creada en el conductor, B= inducción del campo magnético, I= corriente que circula por el conductor, L= longitud del conductor.

Tipos de excitación: El campo magnético producido por los polos inductores puede ser debido a imanes permanentes (muy débiles) o por electroimanes provistos por de devanados inductores, llamados devanados de excitación. La energía que reciben estos devanados puede llegar de una fuente de externa o de la misma máquina, en el primer caso recibirá el nombre de excitación independiente y en el segundo caso autoexcitación.

5.8 Inversión del sentido de giro: Existen dos métodos para cambiar el sentido de giro de un motor de corriente continua:

Cambiando el sentido de la corriente en el inducido.

Cambiando el sentido de la corriente en el circuito de excitación

En cualquier caso, se frenará y se parará antes de cambiar el sentido.

5.9 Variación de la velocidad: La regulación de este tipo de motores se realiza actuando sobre la tensión aplicada al inducido, para ello se dispone de una o varias resistencias regulables en serie con el inducido.

6. MEDIDAS EN CIRCUITOS ELÉCTRICOS

6.1 Medidas con polímetro

Resistencia: En paralelo

Tensión: En paralelo.

Intensidad: En serie

Polaridad de una unión PN: En paralelo. Si hay conducción, la punta roja indica el ánodo y la negra el cátodo.

Tipo de transistor: Se determinan las uniones PN base-emisor y base colector y se deduce si es NPN o PNP.

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6.2 Medidas con el osciloscopio

Tensión: Se observa la escala de tensiones y se mide de acuerdo con las cuadrículas de la pantalla.

Frecuencia: Se observa la escala de la base de tiempos y se mide el período de acuerdo con las cuadrículas de la pantalla. La frecuencia es el valor inverso al período.

6.3 Medida de potencia para corriente continua

La potencia estará determinada por el producto de tensión por intensidad.

6.4 Medidas de potencia en CA monofásica

Activa: La potencia activa es el producto de la tensión por la corriente y por el coseno del ángulo que forman, se expresa en watios (W). Para realizar la medida se utiliza el vatímetro que presenta un circuito para la medida de corriente y otro para la medida de tensión con un punto en común. La construcción de este aparato se realiza con una bobina voltimétrica totalmente resistiva para no producir desfases con la amperimétrica.

Reactiva: La potencia reactiva es el producto de la tensión por la corriente y por el seno del ángulo que forman, se expresa en voltiamperios reactivos (Var). La construcción de este aparato es semejante a la del vatímetro, con la diferencia que las medidas entre la bobina votimétrica y la amperimétrica están desfasadas 90º.

6.5 Medidas de potencia en CA trifásica

Con neutro: Si el sistema es equilibrado basta poner el vatímetro entre una fase y el neutro y multiplicar por 3 la medición. Si el sistema es desequilibrado deberán medirse por separado cada una de las tres fases y sumar las mediciones.

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Sin neutro: Mediante el método de los dos vatímetros o método de Aron (se suman ambas lecturas).

6.6 Medidas de potencia en máquinas rotativas

La potencia eléctrica consumida o generada por una máquina eléctrica dependerá de su naturaleza, corriente continua o corriente alterna y dentro de estas últimas dependerá de si son monofásicas o trifásicas.

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