FUNDAMENTOS DE TECNOLOGÍA ELÉCTRICA

FUNDAMENTOS DE TECNOLOGÍA
ELÉCTRICA
1. Introducción a los circuitos.
2. Corriente alterna senoidal.
3. Sistemas trifásicos equilibrados.
4. Tarificación de la energía eléctrica en
Baja Tensión.
5. Compensación del factor de potencia
en los sistemas eléctricos.
6. Transformadores.
7. Motores eléctricos asíncronos.
8. Aparamenta eléctrica en Baja
Tensión.
FUNDAMENTOS DE TECNOLOGÍA
ELÉCTRICA (PRÁCTICAS)
1. Medida de tensiones y corrientes en
una instalación eléctrica.
2. Visualización y obtención de los
parámetros de ondas alternas
senoidales
3. Determinación de las potencias y del
factor de potencia de una instalación
eléctrica.
4. Compensación del factor de potencia
de una instalación eléctrica.
5. Arranque de un motor asíncrono
trifásico.
INTRODUCCIÓN A LOS CIRCUITOS
ELÉCTRICOS
1.2.3.4.5.6.7.8.-
Variables que intervienen en los
circuitos eléctricos.
Elementos pasivos.
Elementos activos.
Leyes de Kirchhoff.
Método de las mallas.
Método de los nudos.
Principio de superposición.
Teoremas de Thévenin y Norton.
Excitación
CIRCUITO
ELÉCTRICO
Respuesta
CIRCUITO ELÉCTRICO:
• Conjunto de elementos combinados
de tal forma que existe la posibilidad
de que se origine una corriente
eléctrica.
• Su fin es mover cargas por caminos
específicos (corriente eléctrica).
i(t) = dq(t)/dt
• Tensión o d.d.p. entre dos puntos:
v = dw/dq
• Potencia: p(t) = dw/dt = v dq/dt
p(t) = v(t) i(t)
ELEMENTOS PASIVOS
• Componentes de los circuitos
que disipan o almacenan
energía eléctrica
• Son receptores o cargas de un
circuito.
Resistencia (R).
Bobina (L).
Condensador (C)
PROPIEDADES:
• Disipación de energía eléctrica
R
• Almacenamiento de energía en
campos magnéticos L.
• Almacenamiento de energía en
campos eléctricos C.
•
•
•
•
•
•
•
•
RESISTENCIA:
Variables y fijas.
De carbón, de hilo bobinado,
líquidas, etc.
Especiales: VDR,
fotoresistores, NTC, PTC,
termistores, potenciómetros.
Unidad = Ohm
En resistencias bobinadas,
existe efecto inductivo a
frecuencias elevadas.
En un conductor: R =  l/s.
En cobre  = 0.0173  mm2/m
Ley de Ohm: v(t) = R i(t)
Potencia:
p(t) = v(t) i(t) = R i2(t) = v2(t)/R
Conductancia: G = 1/R.
Unidad = siemens (mho)
BOBINA. INDUCTANCIA
• Elemento capaz de almacenar
energía magnética.
• Puede ser fija y variable.
• También presenta los efectos
de resistencia y capacidad.
• Se cumple que:
v(t) = L di(t)/dt
L = inductancia o coeficiente de
autoinducción (Henrios).
• Potencia:
p(t) = v(t) i(t) = L i(t) di(t)/dt
• Energía almacenada:
w(t) = L i2(t)/2
CONDENSADOR
• Elemento capaz de almacenar
energía eléctrica.
• Puede ser fijo y variable.
• Se define por su capacidad (C)
en Faradios y la tensión máxima
que puede soportar el
dieléctrico.
• Se cumple que:
i(t) = C dv(t)/dt
• Potencia:
p(t) = v(t) i(t) = C v(t) dv(t)/dt
• Energía:
w(t) = C v2(t)/2
ELEMENTOS ACTIVOS (I)
• También se denominan fuentes
o generadores y se encargan de
suministrar energía eléctrica a
un circuito.
• Generador de tensión ideal:
proporciona energía eléctrica
con un tensión v(t) que no
depende de la corriente que
pasa por él.
a
+
+
i(t)
vg(t)
vg(t)
b
vg
i
Potencia eléctrica suministrada:
pg(t) = vg(t) i(t)
ELEMENTOS ACTIVOS (II)
• Generador de tensión real: v(t)
depende de la corriente que
pasa por él.
a
+
i
Z
vg
v(t)
+
vg(t)
b
Potencia eléctrica suministrada:
pg(t) = v(t) i(t)
i
ELEMENTOS ACTIVOS (III)
• Generador de corriente ideal:
Proporciona energía eléctrica
con una determinada corriente
ig(t) que es independiente de la
tensión en bornes.
a
+
ig(t)
v
v(t)
b
ig(t)
i
Potencia eléctrica suministrada:
p(t) = v(t) ig(t)
ELEMENTOS ACTIVOS (IV)
• Generador de corriente real: i(t)
depende de la tensión en
bornes.
i1
i(t)
v
+
ig(t)
Z
v(t)
ig
Potencia eléctrica suministrada:
p(t) = v(t) i(t)
i
LEYES DE KIRCHHOFF
• 1ª Ley de Kirchhoff: En
cualquier instante de tiempo, la
corriente total que entra en el
nudo debe ser igual a la
corriente total que sale del
mismo.
i2
i1
i3
i4
i5
i1(t)+i3(t)+i5(t)=i2(t)+i4(t)
• En cualquier instante de tiempo,
la suma algebraica de todas las
corrientes que entran en un
nudo es igual a cero.
 i(t) = 0
i2
i1
i3
i4
i5
i1(t)-i2(t)+i3(t)-i4(t)+i5(t)=0
• Se asigna el signo “+” a las
corrientes entrantes y el signo
“-” a las salientes.
• 2ª Ley de Kirchhoff: En
cualquier instante de tiempo, la
suma algebraica de todas las
tensiones a lo largo de un
camino cerrado es igual a cero.
 v(t) = 0
v1(t)
-
+
v2(t)
+
+
v5(t) -
+ -
v4(t)
+
v3(t)
v3(t)+v4(t)-v1(t)-v2(t)-v5(t)=0
o de otro modo:
v1(t)+v2(t)+v5(t)=v3(t)+v4(t)
TEOREMA DE SUPERPOSICIÓN
• La respuesta de un circuito
lineal, a varias fuentes de
excitación actuando
simultáneamente, es igual a
la suma de las respuestas
que se obtendrían cuando
actuase cada una de ellas
por separado.
TEOREMA DE THEVENIN
• “Cualquier red lineal, compuesta
de elementos pasivos y activos
(independientes o dependientes)
se puede sustituir (desde el
punto de vista de sus terminales
externos AB) por un generador
de tensión vTh denominado
generador de Thévenin, más una
impedancia en serie ZTh “
• El valor de vTh de la red
equivalente es igual a la
magnitud v0 de la red linealque
se obtiene entre los terminales
AB al desconectar la carga y
dejar el circuito abierto.
• El valor de ZTh se obtiene como
el cociente entre la tensión que
da la red en vacio v0 = vTh y la
corriente de cortoc ircuito.
TEOREMA DE NORTON
• El teorema de Norton es la
versión dual del de Thévenin.
• En este caso la red lineal se
puede sustituir por un generador
de corriente (cuyo valor coincide
con la de cortocircuito entre los
terminales AB) en paralelo con
una impedancia ZN = ZTh