sábado, 28 de abril de 2018

Fasor

Un fasor es un gráfico con forma de flecha que representa una magnitud, sentido  y un ángulo de una onda sinodal de voltaje o de corriente.

Fasor

Cualquier punto de una onda sinusoidal de corriente alterna puede ser representado por un fasor.  

Su longitud representa una magnitud que puede ser  un  valor eficaz (o un valor máximo) de una tensión eléctrica.

EL valores eficaz son los mas prácticos ya corresponden al valor que miden los voltímetros y no a una magnitud instantánea.

Fasores

Si describimos varios puntos   de forma fasorial , la figura parece una rueda con sentido de rotación anti horario.

La punta de flecha indica el punto en la curva senoidal.

La representación fasorial  es  utilizada  como método gráfico para simplificar el análisis y  cálculos complejos de circuitos eléctricos, donde se presentan ondas senoidales con desfasamiento. 

Representación fasorial de desfasamiento


cuando existen elementos reactivos como las bobinas y capacitores,en circuitos de corriente alterna  provocan desfasamientos.

Empleo de fasores en circuitos series

Otro ejemplo de utilidad de los fasores,   es en la  comprobación de  valores de tensión eléctrica   en  los sistemas trifásicos.

Fasores en sistemas trifásicos 

La figura anterior representa a voltajes trifásicos, el fasor L1, tiene la misma magnitud que L2 y L3.

Cada una de las 3  ondas sinusoidales tiene un desfasamiento de 120º. Que pueden ser representadas por 3 fasores. 

Los fasores son de utilidad en cálculos complejos

A cada fasor puedo asignarle  un valor eficaz de 127 voltios, técnicamente llamado valor de voltaje de  fase.

Y calcular cual es el voltaje entre L1 y  L2,  técnicamente llamado valor de voltaje de  líneas.

Y comprender que gracias al desfasamiento,  el voltaje entre línea y línea no  es V1 + V2  (254 voltios). 






lunes, 23 de abril de 2018

Corriente alterna en cargas reactivas


La corriente alterna en cargas reactivas tiene  efectos de desfasamientos con respecto al voltaje alterno  debido a los efectos  de campos reactivos  de estas cargas.

Corriente alterna en cargas reactivas

Los capacitores y las bobinas generan campos complejos, por lo que tienen efectos diferentes a las resistencias.


Las  cargas reactivas inductivas,  generan campos  magnéticos, están presentes en trasformadores  y motores eléctricos.

Para este análisis supondremos una inductancia pura, esto es que no hay resistencia (que no se genera calor).

Y solo tenemos una oposición a la corriente  debido al campo magnético, esta oposición se llama reactancia inductiva “XL”

La generación de campos magnéticos impide que la corriente circule libremente, retrasándose con respecto al voltaje de alimentación.

Desfasamiento por inductancia

Los capacitores  crean una reactancia capacitiva “XC”, pueden almacenar carga eléctrica, este efecto hace que se atrase el voltaje respecto a la corriente.

Desfasamiento por capacitancia

La reactancia capacitiva XC  y la reactancia inductiva XL, se miden en ohms.

Reactancias

La potencia reactiva "Q" tiene como unidades los Volts-Amper Reactivos (VAR).

La energía eléctrica  aplicada a un solo capacitor, oscila entre el capacitor  y la fuente de alimentación, con lo cual no se logra nada útil.

Potencia reactiva
Si conectáramos un wattmetro (vatimetro),  como en la figura anterior, indicara cero, ya que no se disipa ninguna potencia.


La oscilación de energía de la fuente hacia el capacitor y del capacitor a la fuente es con tanta rapidez que la aguja indicadora no tiene tiempo de respuesta.

Puesto que nuestro circuito es de estudio, no hay una potencia real, no hay una potencia útil. 

Potencia reactiva de un solo capacitor
La potencia reactiva “Q” , en este caso único en que se alimenta solo a una carga “un solo  capacitor”.

La mitad de la curva de potencia “Q” es positiva y la otra mitad negativa, indica que la mitad del ciclo se entrega energía y la otra mitad se devuelve del capacitor a la fuente de alimentación.

Con cargas resistivas  y cargas reactivas están presentes en los circuitos eléctricos,  la potencia real y  la potencia reactiva “Q” de capacitores y bobinas tendrá gran relevancia, es fundamental  en la corrección del  factor de potencia, en la aplicación de transformadores y  motores eléctricos. 









Corriente alterna en cargas resistivas


La  corriente alterna en cargas resistivas sigue  exactamente las variaciones instantáneas del voltaje alterno. Por lo  podemos decir  que las  ondas senoidales de voltaje y corriente están en fase.

Corriente alterna en cargas resistivas

Decimos que están en fase porque guardan el mismo paso entre si.


En el momento de que el voltaje instantáneo “e” pasa por cero, la corriente instantánea “i” también pasa por cero. Y cuando “e” tiene su valor máximo, “i” llegara a su valor máximo también.

En fase

La potencia instantánea es producto de del valor instantáneo de tensión “e”  multiplicado  por el valor de corriente instantánea “i”.

Potencia instantánea

El segundo semiciclo se dibuja en el área  positiva, respetando  las reglas matemáticas de “ – “ x  “– “ =  “+”

Los valores instantáneos en la mayoría de los casos no resulta práctico,  los equipos y los  aparatos de medición trabajan con valores eficaces.

La potencia practica, es una potencia media,  tiene de  símbolo la letra  “P”  y recibe el nombre de potencia real o verdadera,

Potencia real  
La unidad de potencia es el Watt y el aparato de medición  lo llamamos  en México wattmetroen otros países lo llaman vatímetro y la unidad en lugar de Watt es el Vatio.

El paso de la corriente es capaz de calentar una plancha, por lo que  otros nombres es  Potencia útil, o bien la que a un servidor le gusta “Potencia activa”.

Formulas de potencia activa





miércoles, 18 de abril de 2018

Fase en electricidad


La fase en electricidad es un término empleado  para determinar  un punto en un cierto instante en el ciclo de la forma de onda,  en el hay un  valor de tensión.

Fase en electricidad

Los circuitos alternos monofásicos tienen una onda senoidal entre los 2 conductores que se repite de manera idéntica con una frecuencia de 60 ciclos/segundo.

Esta onda senoidal  representa  una sucesión de puntos con valores instantáneos  de  etapas.


Valores instantáneos de fase
Estos cambios no se pueden apreciar por nuestros sentidos. 

Estas etapas solo puede ser vistas y medidas  con un osciloscopio, son  los estudiantes técnicos y de ingeniería los que con mayor frecuencia  podrán analizar las etapas (fases)  de  las  tensiones alternas.



Análisis de valores instantáneos 

  El conductor en el que se manifiestan todos estos  valores instantaneos es el conductor  “vivo”, razón por la que en México también llamamos a este conductor, conductor de fase.

O más técnico referimos que en sistemas  monofásicos, tenemos un conductor de fase y un conductor neutro.

O  simplemente señalamos esta es la fase y este es el neutro.

Y por cuestiones prácticas utilizamos valores eficaces  y no valores instantáneos.

 En México tenemos sistemas monofásicos con tensiones de 127 voltios  o 120 V. 
Fase y neutro

En el sistema de alimentación trifásica, se  tienen 3 conductores de fase, y solo un conductor neutro. 

Las señales senoidales de cada línea (cada fase) son idénticas en magnitud de tensión, pero  no ocurren a un  mismo tiempo.


Es por esto que el  término fase también puede ser una expresión del desplazamiento relativo entre ondas que tienen la misma frecuencia.


Sistema trifásico


Las 3 ondas senoidales están desfasadas  120º (360º/3).

A los conductores vivos  suelen  ser llamados fase 1, fase 2 y fase 3, y vistos  como si fueran 3 sistemas  monofásicos separados.

Cada fase es  representada por una sola etapa idéntica, y están desplazadas 120º entre cada una de ellas.


De manera práctica los técnicos pueden decir lee los voltajes de fase,  refiriéndose a la tensión entre cada línea y el conductor neutro. O bien mide la corriente de fase.


Así  la palabra fase eléctrica, se vuelve  un término técnico y no una definición exacta.  


¿Por qué vemos siempre la misma cara del conejo?

En días pasados en la Casa de la Cultura de Gómez Palacio,  La niña Natalia de Jesús Trejo Guerrero, nos compartió sus conocimientos a un servidor a jóvenes y adultos del grupo astronómico de Gómez Palacio.


Desde aquí le  manifiesto mi admiración y aprecio, ya que  de manera sencilla nos explicó los movimientos, las fases y por qué siempre vemos la misma cara de la luna.





jueves, 5 de abril de 2018

Polaridad de las fuentes de alimentación


La polaridad de  las fuentes de alimentación determina el sentido que llevará la corriente en los circuitos eléctricos.


 Polaridad de las fuentes de alimentación

Esta propiedad inicia en las terminales,  y  entre   ellas  existe una tensión eléctrica.

En las terminales se mide el voltaje

Tanto la tensión y la polaridad de las fuentes son datos básicos en las  instalaciones eléctricas.

La polaridad y la tensión son datos indispensables

De fábrica se marcan las terminales de pilas y celdas fotovoltaicas.

 Un signo de mas “+” para el polo positivo (ánodo) y un signo menos “-“, para el polo negativo (cátodo).

Las pilas y paneles solares  tienen marcas de polaridad

Los colores también  son utilizados, el color rojo señala la  terminal positiva y  el color negro  la polaridad negativa.

En baterías eléctricas  el espesor de los postes (polos) son señales de polaridad, el mas grueso es el polo positivo y el mas delgado el polo negativo.

La polaridad es indispensable  para conectar  correctamente los circuitos.

Las baterías en paralelo deben respetar la polaridad.

La conexión de la polaridad incorrecta en fuentes en paralelo genera cortos circuitos.

Pilas en serie

En  pilas conectadas en serie  la tensión eléctrica total es la suma de la tensión de cada pila.

La conexión en serie de pilas se le llama conexión en batería.

Los generadores de corriente alterna crea alternancia de polaridad en  el conductor de línea L1.


La línea viva cambia de polaridad

Nuestros hogares se alimentan con 110 voltios de corriente alterna, con 2 conductores, solo un conductor el llamado  “línea viva” cambia de polaridad cada medio ciclo.


Corriente alterna

El conductor vivo se  marca con  aislante (forro) de color negro mientras y el neutro con aislante de color blanco. 

Es importante es identificar las terminales de corriente alterna.

1º.- El conductor vivo va conectado a dispositivos de control, interruptores, apagadores, botones pulsadores, etc.

2º.- Los dispositivos de protección como fusible o interruptores  termomagnéticos, van solo en los conductores vivos. Salvo casos especiales como protección de fuga a tierra el conductor neutro se conectaría a un dispositivo de protección. pero nunca se debe de interrumpir