Circuitos Trifásicos vs. Monofásicos

¿Por qué los circuitos trifásicos son superiores a los circuitos monofásicos?

Algunas de las razones son:

• La potencia en KVA (Kilovoltio Amperio) de un motor trifásico es aproximadamente 150% mayor que la de un motor monofásico.
• En un sistema trifásico balanceado, los conductores necesitan ser el 75% del tamaño que necesitarían para un sistema monofásico con la misma potencia en VA, lo que disminuye los costos y justifica el tercer cable requerido.
• La potencia proporcionada por un sistema monofásico cae tres veces por ciclo.
• La potencia proporcionada por un sistema trifásico nunca cae a cero, por lo que la potencia enviada a la carga es siempre la misma.

Generación y Distribución de Electricidad

¿Qué son, desde el punto de vista de las instalaciones, la generación y distribución de electricidad?

La generación y distribución de electricidad son un conjunto de instalaciones que se utilizan para transformar otros tipos de energía en electricidad y transportarla hasta los lugares donde se consume.

Subestaciones Eléctricas

¿Qué es una subestación?

Es el conjunto de elementos que permiten controlar, medir y transformar la energía eléctrica.

Protecciones Eléctricas en Sistemas de Potencia

¿Qué son y para qué sirven las protecciones eléctricas en un sistema eléctrico de potencia?

Las protecciones se utilizan para proteger todos los elementos de la instalación contra cortocircuitos y sobrecargas, y para realizar las operaciones de conmutación ordinarias.

Transformadores

¿Qué es un transformador?

Es una máquina estática, constituida por dos circuitos inductivos llamados primario y secundario, los cuales no están conectados físicamente, sino acoplados magnéticamente.

Motores Eléctricos

¿Qué es un motor?

Un motor es una máquina que convierte energía en movimiento o trabajo mecánico.

Motores y Generadores Eléctricos

¿Qué son los motores y generadores eléctricos?

Los motores y generadores eléctricos son un grupo de aparatos que se utilizan para convertir la energía mecánica en eléctrica, o a la inversa, con medios electromagnéticos.

Generadores Eléctricos

¿Qué es una máquina que convierte energía mecánica en eléctrica?

A una máquina que convierte la energía mecánica en eléctrica se le denomina generador, alternador o dinamo.

Principios de Funcionamiento de Máquinas Eléctricas

1. ¿Cuál es el principio de funcionamiento de un motor asíncrono de corriente alterna?
2. ¿Cuál es el principio de funcionamiento de un motor síncrono de corriente alterna?
3. ¿Cuál es el principio básico para generar energía eléctrica y el fundamento básico para la producción de electricidad?

De acuerdo con la física, la energía es el impulso o la fuerza necesaria para hacer un trabajo. Existen muchas fuentes de energía en la naturaleza: petróleo, gas, carbón, viento, movimiento del mar, caída de agua de ríos, calor (empleado para producir vapor), electricidad, etc.

La electricidad es un fenómeno físico asociado al movimiento de las cargas eléctricas. Cuando una carga se encuentra en reposo produce fuerzas sobre otras situadas en su entorno. Si la carga se desplaza produce también fuerzas magnéticas. Hay dos tipos de cargas eléctricas, llamadas positivas y negativas; estas, al ser de igual carga, se repelen, y las que tienen diferente carga se atraen.

Turbinas en la Generación de Corriente Alterna

1. ¿Qué son las turbinas y cuál es su papel en la generación de corriente alterna?

Es el nombre genérico que se da a la mayoría de las turbomáquinas motoras. Estas son máquinas de fluido, a través de las cuales pasa un fluido en forma continua y este le entrega su energía a través de un rodete con paletas o álabes. La turbina consta de dos funciones:

• El estátor, que es la parte estática del generador. Actúa como inducido.
• El rotor, que es la parte móvil conectada al eje de la turbina. Es el que actúa como inductor.

Generadores y su Papel en la Corriente Alterna

1. ¿Qué es un generador y cuál es su papel en la generación de corriente alterna?

Un generador es una máquina eléctrica rotativa que transforma energía mecánica en energía eléctrica. Lo consigue gracias a la interacción de los dos elementos principales que lo componen: la parte móvil llamada rotor, y la parte estática que se denomina estátor.

Los alternadores generan electricidad en corriente alterna. El elemento inductor es el rotor y el inducido el estátor. Un ejemplo son los generadores de las centrales eléctricas, las cuales transforman la energía mecánica en eléctrica alterna.

Tipos de Centrales Eléctricas

1. ¿Cuántos tipos de centrales eléctricas conoce usted?

– Endesa. – Empresa Eléctrica Campiche S.A – Colbún S.A – Duke Energy – Emelda S.A- Generadora del Pacífico S.A – Arauco -Guacolda. – Empresa Eléctrica Angamos S.A.-E-CL.

Camino de la Energía Eléctrica

1. Explique el camino de la energía eléctrica desde su generación hasta que llega a sus hogares.
2. Las instalaciones eléctricas tienen seis elementos principales:

La central eléctrica, los transformadores, que elevan el voltaje de la energía eléctrica generada a las altas tensiones utilizadas en las líneas de transporte, las líneas de transporte, las subestaciones donde la señal baja su voltaje para adecuarse a las líneas de distribución, las líneas de distribución y los transformadores que bajan el voltaje al valor utilizado por los consumidores.

Condensadores

1. ¿Qué es un condensador y para qué sirve?

Es un dispositivo formado por dos placas conductoras separadas por un material aislante (dieléctrico).

Es capaz de almacenar energía eléctrica, la energía que ha sido necesaria para cargar sus placas.

Bobinas o Inductores

1. ¿Qué es una bobina y para qué sirve?

Una bobina o inductor es un componente pasivo del circuito eléctrico que incluye un alambre aislado, el cual se arrolla en forma de hélice. Esto le permite almacenar energía en un campo magnético a través de un fenómeno conocido como autoinducción.

Comportamiento de la Corriente en Circuitos Resistivos

1. En un circuito puramente resistivo, ¿cómo se comporta la corriente con respecto al voltaje en un circuito eléctrico?

El comportamiento de las resistencias o de los circuitos resistivos puros en corriente alterna es bastante similar al comportamiento en corriente continua, pero teniendo en cuenta que la tensión de alimentación es variable con el tiempo según su propia función.

La caída de tensión en la resistencia, la corriente, etc., son valores que varían en función del tiempo, tal como lo hace la señal y con la misma fase.

Los elementos resistivos no provocan desfasajes entre la tensión y la corriente. En cada instante la corriente es directamente proporcional a la tensión en ese instante e inversamente proporcional a la resistencia.

Comportamiento de la Corriente en Circuitos Inductivos

1. En un circuito inductivo puro, ¿cómo se comporta la corriente con respecto al voltaje en un circuito eléctrico?

Tal como pasa con los capacitores, los inductores también almacenan energía eléctrica y producen un desfasaje entre la tensión y la corriente. En los elementos inductivos puros el desfasaje es de 90° en donde la corriente atrasa a la tensión.

Comportamiento de la Corriente en Circuitos Capacitivos

1. En un circuito puramente capacitivo, ¿cómo se comporta la corriente con respecto al voltaje en un circuito eléctrico?

Es la resistencia que ofrecen los capacitores al paso de esa corriente. Por lo tanto, en un elemento capacitivo puro la impedancia está formada únicamente por la reactancia capacitiva. En un capacitor o elemento capacitivo puro la corriente adelanta 90° a la tensión.

Consecuencias de un Mal Coseno φ (Factor de Potencia)

1. Explique cuáles son las consecuencias de un mal coseno φ.

• Las consecuencias de un mal coseno de φ se traducen en un mal aprovechamiento de las líneas, ya que la potencia perdida por el efecto Joule es importante.
• Para compensar estas pérdidas, las compañías eléctricas penalizan las instalaciones con un bajo coseno de φ, mediante recargos en la facturación.
• Para el usuario, además, es igualmente desventajoso, ya que le obliga a sobredimensionar las líneas por encima de sus necesidades.

Se mejora el coseno de φ colocando en la instalación baterías de condensadores para compensación capacitiva de los efectos inductivos que se producen en los receptores.

Potencias Eléctricas

1. Explique qué son las potencias.

Potencia activa (P): En corriente alterna se expresa en vatios y su fórmula es:

1. = V * I * cos φ

Siendo: V, la tensión eficaz, I, la intensidad eficaz y cos de φ el factor de potencia.

Potencia reactiva (Q): En corriente alterna se expresa en voltiamperios reactivos y su fórmula es:

1. = V * I * seno φ

Siendo: V, la tensión eficaz, I, la intensidad eficaz y φ el ángulo de desfase entre tensión e intensidad.

Potencia aparente (S): En corriente alterna se expresa en voltiamperios y su fórmula es:

S = V * I

Siendo: V, la tensión eficaz, I, la intensidad eficaz.

Sistemas Trifásicos Equilibrados

1. Explique qué es un sistema trifásico equilibrado.

Podríamos definir un sistema equilibrado de corrientes polifásicas como varias corrientes, mínimo dos, que tienen igual frecuencia y amplitud, que se encuentran desfasadas entre sí y se dan en un orden determinado.

Denominamos fase a cada corriente monofásica que forma parte del sistema polifásico.

Condiciones para un Sistema Trifásico Equilibrado

1. ¿Qué se debe disponer para que un sistema trifásico sea equilibrado?

Para que el sistema sea equilibrado, debemos disponer de un generador polifásico que produzca el mismo número de tensiones equilibradas que fases (3) y de receptores con el mismo número de fases de las mismas características.

Secuencia de Fases

1. ¿A qué se denomina secuencia de fases?

Se denomina así al orden en el que se producen las tensiones en el alternador. Puede ser positiva o directa, o negativa o inversa.

Conductores en Sistemas Trifásicos

1. ¿Cuántos conductores son necesarios para transportar corrientes por 3 espiras independientes y qué tipo de conexiones se pueden realizar?

• Para transportar corrientes generadas por tres espiras independientes, se necesitarían seis conductores.
• Para reducir el número de conductores y lograr que las fases dependan entre sí, las tres espiras (bobinas) que las producen, pueden conectarse entre sí de dos formas:
• En estrella.
• En triángulo.

Tensiones e Intensidades en Sistemas Trifásicos

1. Explique qué es:

• Tensión de fase o simple:
• Es la tensión entre una fase y el neutro.
• Se denominan con la letra U y el subíndice correspondiente a la fase (Ua, Ub, etc.).
• Tensión de línea o compuesta:
• Es la tensión que existe entre dos fases.

Se calcula: Uab = Ua – Ub

• Intensidad de fase:
• Intensidad que suministra uno de los generadores o que consume uno de los receptores.
• Se denomina Iab.
• Intensidad de línea:
• Intensidad que circula por los conductores entre el generador y la carga.
• Serán: Ia, Ib, etc.

Corriente en el Neutro en Sistemas Equilibrados

1. En un sistema equilibrado, ¿qué valor de corriente debe tener el neutro?

• I₁ = I₂ = I₃ = I_N = 0

Corriente en el Neutro en Sistemas Desequilibrados

1. En un sistema desequilibrado, ¿qué valor de corriente debe tener el neutro?

• En un sistema desequilibrado, las impedancias son distintas, por lo tanto, las corrientes son distintas y la corriente en el neutro será, por tanto, distinta de 0.

Base para la Creación del Motor de Inducción y el Sistema Polifásico

1. Explique cuál fue la base para la creación del motor de inducción y el sistema polifásico.

• El descubrimiento del campo magnético rotatorio producido por las interacciones de corrientes de dos y tres fases en un motor fue uno de los más grandes logros de Tesla. Fue la base para la creación de su motor de inducción y el sistema polifásico de generación y distribución de electricidad.

Aplicación Principal de los Circuitos Trifásicos

1. Explique cuál es la principal aplicación de los circuitos trifásicos por parte de la compañía de generación.

• La principal aplicación para los circuitos trifásicos se encuentra en la distribución de la energía eléctrica por parte de la compañía de luz a la población.