Conceptos Básicos de Electricidad y Magnetismo: Aplicaciones Prácticas

Sistemas Trifásicos

Tensión de línea en un sistema trifásico: Diferencia de potencial entre dos conductores de fase.

Tensión de fase en un sistema trifásico: Diferencia de potencial entre un conductor de fase y el conductor neutro.

¿Cómo se genera un sistema trifásico de tensiones? Al hacer girar tres bobinas conectadas entre sí y desfasadas 120º.

¿Qué características tiene un sistema trifásico de tensiones?

  • Las tensiones son iguales.
  • Están desfasadas entre sí 120º.
  • La suma de los valores instantáneos es 0.

¿Cómo se conectan las bobinas de un alternador?

  • En estrella: Uniendo las tres bobinas en un punto medio.
  • En triángulo: Uniendo el final de una con el principio de otra.
  • Cada bobina independiente.

En un generador equilibrado, conectado en triángulo, ¿qué relación hay entre las tensiones de línea y de fase? La relación entre ellas es que la suma de todas ellas es 0.

En una carga equilibrada conectada en estrella (triángulo) ¿qué relación hay entre las intensidades de línea y de fase? Las intensidades de línea y de fase son iguales (estrella) y la de línea es gif;base64,R0lGODlhEwAXAHcAMSH+GlNvZnR3Y veces mayor que la de fase (triángulo).

En una carga desequilibrada en estrella (triángulo) ¿qué relación hay entre las intensidades de línea y de fase?

  • Desequilibrado en triángulo: Son tres impedancias diferentes, las intensidades que atraviesan cada impedancia son:
    • i12=u12/z1
    • i23=u23/z2
    • i31=u31/z3

    Sus desfases son:

    • tg gif;base64,R0lGODlhDAAOAHcAMSH+GlNvZnR3Y 1= x1/r1
    • tg gif;base64,R0lGODlhDAAOAHcAMSH+GlNvZnR3Y 2= x2/r2
    • tg gif;base64,R0lGODlhDAAOAHcAMSH+GlNvZnR3Y 3= x3/r3

    Las intensidades de línea son:

    • i1=i12 – i31
    • i2= i23 – i12
    • i3= i31 – i23
  • Carga desequilibrada en estrella: Hay que transformar la estrella de impedancias en un triángulo de impedancias equivalente y aplicar el sistema anterior.
  • Carga desequilibrada en estrella con neutro: Las intensidades de línea son las mismas que atraviesan las impedancias: i1=vf1/z1=(sin completar)

Aparatos de Medida

Diferencia entre una escala lineal y una cuadrática en un aparato de medida

  • Lineal: En ellas la disposición de las dimensiones es uniforme, debido a que la magnitud de la indicación es proporcional al desplazamiento del índice.
  • Cuadrática: En ellas la magnitud medida no es proporcional a la desviación del índice y las divisiones se comprimen en el extremo superior.

Define alcance de indicación, error relativo y clase de precisión de un aparato de medida

  • Alcance de indicación: Es lo que hace desplazarse al índice de principio a fin de la escala.
  • Error relativo: Es el cociente entre el error absoluto y el valor máximo de la escala.
  • Clase de precisión: Máximo error relativo que puede cometer, en las condiciones de medición para las que ha sido diseñado.

Diferencia entre alcance de medida y alcance de indicación

  • Alcance de medida: Zona de indicación de la escala en la que el aparato mantiene su clase de precisión.
  • Alcance de indicación: Toda la escala que el aparato medirá con mayor o menor precisión.

Define constante de un aparato Cociente entre el campo de medida y el número de divisiones de la escala.

Explica el principio de funcionamiento de un aparato de medida de bobina móvil (electrodinámico…) Se hace pasar la corriente por una bobina que está dentro de un imán. En esta se genera un flujo magnético, que hace que gire al oponerse al del imán.

¿Qué características tiene la escala de un aparato electrodinámico (hierro móvil…)? La escala de los aparatos electrodinámicos es de tipo cuadrático.

¿Cómo se puede ampliar el campo de medida de un amperímetro (voltímetro)? Colocándole una resistencia en paralelo (en serie al voltímetro).

¿Cómo se puede medir el factor de potencia de una carga monofásica? Con un fasímetro, o con un vatímetro, un voltímetro o un amperímetro dividiendo el valor del vatímetro entre el producto de los valores del voltímetro y del amperímetro.

Electricidad y Magnetismo

¿Qué es un campo eléctrico? Características Es un campo formado por líneas de fuerzas imaginarias. Su intensidad disminuirá a medida que dichas líneas se alejan del cuerpo cargado. Las características principales son la dirección, el sentido y la intensidad.

¿Qué es corriente eléctrica? Es la circulación de cargas o electrones a través de un circuito eléctrico cerrado, que se mueven siempre del polo negativo al polo positivo de la fuente de suministro de fuerza electromotriz.

¿Qué influencia tiene la temperatura en el valor de una resistencia? En la mayoría de los metales aumenta su resistencia al aumentar su temperatura, por el contrario, en otros elementos como el carbono o el germanio la resistencia disminuye. En algunos materiales la resistencia llega a desaparecer cuando la temperatura baja lo suficiente. En ese caso se habla de superconductores.

Enuncia la ley de Joule El trabajo realizado por el campo eléctrico para mover las cargas eléctricas a lo largo de un conductor se transforma íntegramente en calor. Este trabajo depende de la intensidad de la corriente que circula por el conductor, la resistencia que ofrece este al paso de la corriente y el tiempo durante el cual circula. W=i2*r*t

¿Cómo se manifiesta la energía en una resistencia? Se manifiesta en forma de calor y depende de varios factores; la naturaleza del material con el que está hecho (ej. el conductor) y su geometría (su extensión, superficie, área o sección).

¿Qué es un reóstato? Es una resistencia variable que se coloca en los circuitos eléctricos para modificar la intensidad de la corriente que circula.

¿Qué efectos produce la energía eléctrica?

  • Efecto calorífico: Los hilos conductores se calientan al pasar por ellos la corriente eléctrica (radiadores…)
  • Efecto químico: La corriente eléctrica puede inducir cambios químicos en las sustancias (pilas)
  • Efecto luminoso: En una lámpara fluorescente, el paso de la corriente produce luz
  • Efecto magnético: Es el más importante desde el punto de vista tecnológico. Una corriente eléctrica tiene efectos magnéticos (es capaz de atraer o repeler un imán).

Tipos de materiales magnéticos y sus características

  • Diamagnético: Permeabilidad magnética mayor que 1
  • Paramagnético: Permeabilidad magnética igual a 1
  • Ferromagnéticos: Permeabilidad magnética menor que 1

¿Qué es un selenoide? Dispositivo físico capaz de crear una zona de campo magnético con mayor longitud que radio.

¿Qué es una bobina? Dispositivo físico capaz de crear una zona de campo magnético con mayor radio que longitud.

¿Qué es un electroimán? Bobina con un núcleo de hierro.

¿De quién depende el campo magnético creado en el interior de una bobina? Es inversamente proporcional a la longitud.

¿Qué acción produce un campo magnético sobre una corriente? Produce que los electrones se muevan en un sentido determinado y la fuerza resultante ya no es nula. Ley de Laplace: f=i*(l.incrementob)

¿Qué entendemos por inducción electromagnética? Es un fenómeno que origina la producción de una fuerza electromotriz de inducción en un medio o cuerpo expuesto a un campo magnético variable o bien, en un medio móvil respecto a un campo magnético estático (ley de Faraday).

¿Qué son corrientes parásitas? Son corrientes descubiertas por el físico francés Leon Foucault en 1951, es un fenómeno eléctrico. Se produce cuando un conductor atraviesa un campo magnético variable o viceversa. El movimiento relativo causa una circulación de electrones o corriente inducida dentro del conductor.

Indica los inconvenientes de las corrientes de Foucault Son principalmente dos: el primero consiste en la pérdida de energía que tiene lugar en la formación de tales corrientes; el segundo es el calor, perjudicial en la mayoría de los casos, producido a causa del efecto Joule para estas corrientes.

¿Qué entendemos por autoinducción? Es un fenómeno por el que una corriente de intensidad que varía en el tiempo en un circuito produce en el mismo circuito otra fuerza electromotriz o voltaje inducido opuesto a la variación del voltaje del inductor.

¿Cuándo decimos que tenemos una conexión en serie o paralelo?

  • Serie: Si se unen los componentes eléctricos, como bombillas e interruptores y se conectan los polos de los extremos (negativo con positivo)
  • Paralelo: Si se conectan los polos del mismo signo (positivo con positivo, negativo con negativo)

¿Qué entendemos por fase de un fenómeno cuya magnitud periódica varíe con el tiempo? Se denomina fase al instante, posición o estado en el que se está analizando.

¿Qué entendemos por ángulo de fase? Es el ángulo que existe entre dos magnitudes periódicas simples.

Explica el comportamiento de un condensador en un circuito de corriente alterna Al conectar un condensador a una corriente alterna se puede observar que ahora sí fluye de forma constante.

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