CTP Vocacional Monseñor SanabriaElectrotecnia 2014Sub-área: Mantenimiento de Máquinas eléctricas.Estudiante: Alexandra Maroto RomeroSección: 5-9

Onda sinusoidal:• La forma de onda sinusoidal u onda seno es el tipo fundamental de corriente

alterna y voltaje alterno. Dos tipos de fuentes producen voltajes sinusoidales: las maquinas eléctricas rotatorias y los circuitos osciladores electrónicos.

Valor Rms:• El valor RMS es conocido también como valor efectivo, de un voltaje sinusoidal es

en realidad una medida del calentamiento de la onda seno.

Armónico o armónica:• Un armónico es cualquier voltaje o corriente cuya frecuencia es un múltiplo entero

de (2, 3,4, etc…, veces) la frecuencia de línea. Por definición la onda seno que tiene la frecuencia más baja recibe el nombre de fundamental y las otras de armónicos.

La suma de un voltaje fundamental y de uno armónico produce una forma de onda sinusoidal cuyo grado de distorsión depende de la magnitud del armónico o armónicos que contiene

Impedancia: • Circuito serie R-L: Al conectar una resistencia óhmica con una reactancia inductiva,

la corriente queda limitada por el efecto combinado de R y XL:• Circuito serie R-C: Al conectar en serie una resistencia con un condensador,

aparece una impedancia en el circuito que resulta de la combinación de R y XC. • Para obtener la corriente común entre los tres elementos seguimos el mismo

procedimiento que en los casos anteriores.

Reactancia Capacitiva:• La reactancia capacitiva es la oposición a la corriente sinusoidal expresada en

ohms.• Formula:

Xc= 12πfc

CONCEPTOS

Reactancia Inductiva:• La reactancia inductiva es la oposición al paso de la corriente sinusoidal expresada

en ohms.• Formula:

Xl=2 πfLCampo Magnético:

• El campo magnético consiste en líneas de fuerza que irradian desde el polo norte (N) hasta el polo sur (S) y de regreso al polo norte a través del material magnético.

Intensidad de campo magnético:• Llamada también fuerza magnetizante en un material se define como la fuerza

magnetomotriz (Fm)por unidad de longitud (l) del material y se expresa mediante la siguiente fórmula:

H= Fml

Dónde: Fm=¿N es el número de vueltas del conductor, e I la corriente en amperes.

Permeabilidad• Es la facilidad con que un campo magnético puede ser establecido en un material

dado.• Mientras más alta sea la permeabilidad más fácilmente se puede establecer un

campo magnético.

Fuerza de Lorentz• Cuando un conductor que trasporta corriente se coloca en un campo magnético, se

somete a una fuerza llamada fuerza electromagnética. Esta fuerza es de fundamental importancia porque constituye la base de operación de motores, generadores y de muchos instrumentos eléctricos.

• La magnitud de la fuerza depende de la orientación del conductor con respecto a la dirección del campo magnético.

• La fuerza es mayor cuando el conductor es perpendicular al campo magnético y cero cuando es paralelo a él.

• La fuerza máxima que actúa en un conductor recto está dada por:F=BlI

Dirección de la fuerza del campo magnético en un conductor recto:

• Siempre que un conductor transporta corriente, está rodeado por un campo magnético. Con una corriente que fluye hacia la derecha, las líneas circulares de fuerza tienen la dirección que se muestra en la siguiente figura:

Histéresis:• Los transformadores y la mayoría de los motores eléctricos operan con corriente

alterna. En tales dispositivos el flujo en el hierro cambia continuamente tanto de valor como de dirección. En consecuencia, los dominios magnéticos están orientados primero en una dirección y luego en la otra, a una velocidad que depende de la frecuencia.

• Por lo tanto, si el flujo tiene una frecuencia de 60 Hz, los dominios describen un ciclo completo cada 1/60 segundo y pasan sucesivamente por densidades de flujo pico 1Bm y 2Bm conforme la intensidad de campo magnético pico alterna entre 1Hm y 2Hm. Si trazamos la densidad de flujo B como una función de H, obtenemos una curva cerrada llamada lazo de histéresis.

Corrientes parásitas de Foucault:

• Considere un Flujo de ca que enlaza un conductor de forma rectangular. De acuerdo con la ley de Faraday, se induce un voltaje de ca E1 a través de sus terminales. Si el conductor se pone en cortocircuito, fluirá una corriente alterna substancial I1 que hará que el conductor se caliente.

• Si se coloca un segundo conductor dentro del primero, se induce un pequeño voltaje porque enlaza un flujo más pequeño. Por consiguiente la corriente de cortocircuito I2 es menor que I1, y también lo es la potencia disipada de este lazo.

Fuerza:• La fuerza mas conocida es la fuerza de gravedad.• Esta fuerza se expresa en función de Newton (N), que es la unidad de fuerza del SI.• Esta fuerza esta determinada por la ecuación:

F = 9.8m

Momento de torsión:• El momento de torsión o par se produce cuando una fuerza ejerce una acción de

torsión sobre un cuerpo o un objeto, la cual tiende a hacerlo girar.• La fuerza de torsión esta dado por:

T=Fr

Trabajo mecánico:• Se realiza trabajo mecánico cuando una fuerza se desplaza una distancia en la

dirección de la fuerza.• El trabajo esta dado por:

W=Fd

Potencia:• La potencia es la capacidad de realizar un trabajo.• Esta dado por:

P= nT9.55

Potencia de un motor:• El rendimiento de la potencia mecánica de un motor depende de su velocidad de

rotación, del momento de torsión o par que desarrolla.• La potencia esta dada por:

P= nT9.55

Transformación de energía:• Energía mecánica: la energía mecánica acumulada en un resorte o la energía

cinética en un auto en movimiento.• Energía Térmica: el calor liberado por una estufa por fricción o por el sol.

• Energía química: La energía contenida en la dinamita, el carbón o en una batería de almacenamiento eléctrico.

• Energía eléctrica: La energía producida por un generador o por iluminación.

Transformaciones de energía:• Energía atómica: la energía liberada cuando un átomo es modificado..

• Siempre que se transforma energía, el rendimiento es menor que la energía alimentada porque todas las máquinas sufren pérdidas.

• Estas pérdidas aparecen en forma de calor, el cual eleva la temperatura de la máquina. Por lo tanto, una parte de la energía eléctrica suministrada a un motor se disipa como calor en los devanados. Además, una parte de su energía mecánica también se pierde, debido a la fricción de rodamiento y la turbulencia de aire creada por el ventilador de enfriamiento.

Eficiencia de las máquinas:• La eficiencia es particularmente baja cuando la energía térmica se convierte en

energía mecánica. Por lo tanto, la eficiencia de las turbinas de vapor va de 25 a 40 por ciento, mientras que la de los motores de combustión interna (motores automotrizes, motores diesel) oscila entre 15 y 30 por ciento. Para entender qué tan bajas son estas eficiencias, debemos recordar que una máquina que tiene una eficiencia de 20 por ciento pierde, en forma de calor, 80 por ciento de la energía que recibe.

• Los motores eléctricos transforman la energía eléctrica en energía mecánica con mucha más eficiencia.

• Su eficiencia oscila entre 75 y 98 por ciento, según el motor.