2.3 Transformacin y conversin de Energa:a. Principio de funcionamiento del transformador.El transformador juega un papel fundamental en los sistemas de distribucin de potencia y puede encontrarse en muchos circuitos electrnicos e instrumentos de medicin. Se compone de dos arrollamientos (uno primario, que se conecta a la fuente, y uno secundario, que se conecta a la carga) aislados elctricamente entre s y devanados sobre un mismo ncleo de hierro (Ver figura 2.3a). Una corriente alterna que circule por uno de los arrollamientos crea en el ncleo un campo magntico alterno. La mayor parte de este flujo atraviesa el otro arrollamiento e induce en l una fuerza electromotriz alterna. La potencia es transmitida de un arrollamiento a otro por medio del flujo magntico del ncleo.

b. Motores elctricos.El motor elctrico es un dispositivo que transforma energa elctrica en energa mecnica por medio de la accin de los campos magnticos generados en sus bobinas. Son mquinas rotatorias compuestas por un estator y un rotor. Un motor para funcionar se vale de las fuerzas de atraccin y repulsin que existen entre los polos. De acuerdo con esto, todo motor tiene que estar formado con polos alternados entre el estator y el rotor, ya que los polos magnticos iguales se repelen, y polos magnticos diferentes se atraen, produciendo as el movimiento de rotacin (Ver fig. 2.3b).

Dentro de las caractersticas fundamentales de los motores elctricos, stos se hallan formados por varios elementos, sin embargo, las partes principales son: el estator, la carcasa, la base, el rotor, la caja de conexiones, las tapas y los cojinetes. No obstante, un motor puede funcionar solo con el estator y el rotor. (Ver figuras 2.3c y 2.3d)

El funcionamiento de un motor elctrico se rige por un principio fundamental que describe cmo se origina una fuerza de interaccin de una carga elctrica puntual en campos elctricos y magnticos. Este principio se conoce como la Ley de Lorentz.

Son utilizados en infinidad de sectores tales como instalaciones industriales, comerciales y particulares. Su uso est generalizado en ventiladores, vibradores para telfonos mviles, bombas, medios de transporte elctricos, electrodomsticos, esmeriles angulares y otras herramientas elctricas, unidades de disco, etc. Los motores elctricos pueden ser impulsados por fuentes de corriente continua (DC), y por fuentes de corriente alterna (AC).

2.4 Circuitos Elctricos, Sistemas y Convergencia Tecnolgica.a. Caractersticas de los sistemas trifsicos.Un sistema trifsico es un sistema de produccin, distribucin y consumo de energa elctrica formado por tres corrientes alternas monofsicas de igual frecuencia y amplitud (y por consiguiente, valor eficaz) que presentan una cierta diferencia de fase entre ellas, en torno a 120, y estn dadas en un orden determinado. (Ver figura 2.4a)

Por lo general se presentan como generadores trifsicos conectados en delta, estrella o delta-estrella con una carga trifsica, por lo general balanceada para que la potencia mantenga su valor eficaz. (Ver figura 2.4b)

El sistema trifsico presenta una serie de ventajas como son la economa de sus lneas de transporte de energa (y de los transformadores utilizados, as como su elevado rendimiento de los receptores, especialmente motores, a los que la lnea trifsica alimenta con potencia constante y no pulsada, como en el caso de la lnea monofsica.

b. Potencia trifsica.En los sistemas trifsicos se trabaja con reactancias; lo que hace que la potencia suministrada a un sistema se vea afectada.

Existe la potencia aparente, la potencia activa y la potencia reactiva.La potencia aparente y la reactiva se miden en voltamperios, mientras que la activa se mide en Watts.

Estos tres tipos de potencia se relacionan unas con otras mediante el tringulo de potencia. (Ver figura 2.4c)

c. Smart Grid.Desde un contexto global, la red elctrica inteligente se puede definir como la integracin dinmica de los desarrollos en ingeniera elctrica y los avances de las tecnologas de la informacin y comunicacin (o TIC), dentro del negocio de la energa elctrica; permitiendo que las reas de coordinacin de protecciones, control, instrumentacin, medida, calidad y administracin de energa, etc., sean concatenadas en un solo sistema de gestin con el objetivo primordial de realizar un uso eficiente y racional de la energa. (Ver figura 2.3d)

Al anterior concepto tambin se podra dar la integracin de otros actores en el rea de la medicin y control, como lo son las fuentes de gas y el servicio de agua. As, las redes elctricas inteligentes entran a hacer parte de un macro-concepto de dominio territorial, como lo es el de las ciudades inteligentes.

La red elctrica inteligente es una forma de gestin eficiente de la electricidad que utiliza la tecnologa informtica para optimizar la produccin y la distribucin de electricidad con el fin de equilibrar mejor la oferta y la demanda entre productores y consumidores.

El trmino red inteligente se asocia a menudo con el concepto de medidores inteligentes capaces de ofrecer una facturacin detallada por franjas horarias, lo que permitira a los consumidores no solo el elegir las mejores tarifas de entre las diferentes empresas elctricas, sino tambin discernir entre las horas de consumo, lo que a su vez permitira un mejor uso de la red. Este sistema tambin permitira mapear con ms precisin el consumo y anticipar mejor las necesidades futuras a nivel ms local.a.

2.3 Anexos

2.4 Anexos Figura 2.3d. Estructura interna y externa de un motor elctrico.Figura 2.3c. Esquema de un motor elctrico.Figura 2.3b. Funcionamiento del rotor y estator de un motor elctrico.Figura 2.3a. Estructura y funcionamiento de un transformador monofsico.

Figura 2.4a. Voltajes de un generador trifsico.

Figura 2.4b. Un generador conectado en estrella a una carga.

Figura 2.4d. Sistema de integracin de las redes elctricas inteligentes.Figura 2.4c. Tringulo de potencia.