Potencia en Redes De Corriente Continúa: CIRCUITOS DE ANÁLISIS (I)

Conexión en serie

Potencia en Redes De Corriente Continúa: MATERIALES Y EQUIPOS

- Tres resistencias (Focos de 200V y 200W)
- Cables de conexión con terminales tipo banana y tenazas de derivación
- Multímetro Digital y Analógico
- Vatímetro Digital y Analógico
- Tablero de práctica(zócalos para los focos)

BV = 600 V BV = 15 – 450 V
BA = 10 A BA = 5 – 10 A

- Fuente de corriente alterna 220V nominal

Potencia en Redes De Corriente Continúa: PUNTUALIZACION TEORICA (III)

Estas ecuaciones se conocen como la Ley de Joule y se aplican solamente en la transformación de energía eléctrica en energía calorífica. Otra forma de expresar la potencia es de la siguiente forma:

La potencia en corriente continua se diferencia de la potencia eléctrica en corriente alterna, porque es netamente útil, esto quiere decir que cumple la misión de transformarse en otro tipo de energía aprovechable, sin embargo, este grado de utilidad esta limitado por el rendimiento del equipo a utilizar.

Potencia en Redes De Corriente Continúa: PUNTUALIZACION TEORICA (II)

Esta expresión corresponde a la energía consumida por el receptor en WR. La potencia eléctrica en Corriente Continua es aquella que es su totalidad se transforma en otro tipo de energía, cuyo trabajo es útil.

En el interior de un resistor, los electrones se mueven con una velocidad de arrastre constante sin ganar energía cinética, cuando dicho resistor se somete a una diferencia de potencial eléctrico. La energía potencial eléctrica adquirida por los electrones se pierde y se transmite al resistor en forma de calor. A este efecto, se le llama calentamiento por efecto Joule. Se desarrolla una cierta cantidad de calor que es proporcional a la potencia, ésta sigue la siguiente expresión:

Potencia en Redes De Corriente Continúa: PUNTUALIZACION TEORICA (I)

La potencia es la rapidez con la que se realiza un trabajo, es decir, en un determinado tiempo. El trabajo realizado por una carga eléctrica al desplazarse en un círculo des un punto A hasta otro B, es:

Potencia en Redes De Corriente Continúa Objetivos Específicos.

Interpretación de la potencia en W
Transferencia de energía
Remuneración de la potencia
Energía consumida
Energía vendida
Cargo por energía

Potencia en Redes De Corriente Continúa OBJETIVOS:

Al finalizar la presente práctica estaremos en condiciones eléctricas de identificar, analizar, evaluar, concluir y encarar la operación de parámetros R-L-C en sistemas eléctricos de Corriente Continua y Corriente Alterna.

Conclusiones PARAMETROS R-L-C EN CORRIENTE CONTINÚA Y EN CORRIENTE ALTERNA (IV)

Del condensador:
• En corriente Continua el condensador demanda una pequeña corriente eficiente para el cargado de unos cuantos μA.
• El cargado de un condensador se puede medir con un voltímetro de corriente continua y corriente Alterna.
• La tensión define el cargado del condensador es decir a menor tensión menor carga y a mayor tensión también mayor carga.
• En Corriente Alterna la corriente demandada por el condensador aumenta en comparación a los μA en Corriente Continua.
• Este incremento se debe a la potencia del condensador que es inversamente proporcional a su capacitancia
• La forma de onda del condensador es muy difícil de dibujar por el ondulado excesivo.
• Los componentes armónicos en esta carga son del orden 11 y 13 armónicos.
• En general las tres componentes tienen mucha aplicación en Corriente Alterna, la operación de sistemas se puede llegar a comprender siempre y cuando se conocen básicamente a los tres receptores, es decir, desde Corriente Continua y luego en Corriente Alterna.
• La parte resistiva en una resistencia es sinónimo de trabajo útil.
• La parte inductiva en un sistema es sinónimo de deformación de la forma de onda cuando es no lineal y es sinónimo de bajo factor de potencia.
• La parte capacitiva en un sistema es sinónimo de corriente aletargada a la tensión y también de mucha ondulación en la forma de onda.

Conclusiones PARAMETROS R-L-C EN CORRIENTE CONTINÚA Y EN CORRIENTE ALTERNA (III)

• El factor de potencia en una bobina es 0 idealmente y aproximadamente 90 en una bobina real.
• La forma de onda de la corriente demandada por una bobina es no senoidal por la dependencia del CM.
• Los componentes armónicos en la forma de onda son el del 3er armónico, 5ta armónico y 7mo armónico.

Conclusiones PARAMETROS R-L-C EN CORRIENTE CONTINÚA Y EN CORRIENTE ALTERNA (II)

De la bobina:
• En corriente Continua una bobina se comporta como cualquier conductor cuya resistencia esta en función de su resistencia, vale decir a mayor resistencia menor corriente y viceversa.
• En corriente Continua se debe tener cuidado del nivel de tensión a aplicar a la bobina, por la excesiva corriente generalmente debe ser de unos cuantos voltios.
• En Corriente Alterna un bobina se comporta como su nombre lo indica, es decir cuando circula corriente por ella crea un gran campo magnético que comparado con la parte resistiva del conductor es mucho mayor, vale decir, su resistencia a la Corriente Alterna se denomina impedancia.

Conclusiones PARAMETROS R-L-C EN CORRIENTE CONTINÚA Y EN CORRIENTE ALTERNA (I)

Finalizada con la presente práctica podemos llegar a las siguientes puntualizaciones mas sobresalientes sobre la misma:

De la Resistencia:
• Un elemento resistivo demanda la misma corriente en Corriente Continua y Corriente Alterna a la misma tensión, por que un amperio en Corriente Alterna calienta una resistencia a la misma temperatura que un amperio en Corriente Continua.
• La potencia transformada en una resistencia en Corriente continua es la misma a la trasformada en Corriente Alterna, esta es la misma tensión de alimentación.
• La corriente en Corriente Alterna se mide en valor eficaz y en Corriente Continua en valor medio.
• En un elemento resistivo tanto en corriente continua y alterna el campo magnético es cero.
• La resistencia que transforma la energía en energía luminosa es la misma de magnitud en corriente alterna y continua.
• La forma de onda en ambas fuentes tiene la forma tradicional en corriente Continua es unidimensional y en Corriente Alterna es tradicional.

Explique la razón por la cual, la forma de onda real de la bobina y el condensador no tienen el lugar geométrico de una función seno o coseno. (III)

- Existen tres zonas de comportamiento de la bobina, visto en la practica, la primera, zona de sobresaturación del circuito magnético, donde la horma de onda es no senoidal y la corriente demandada por la bobina es predominantemente reactiva magnetizante; la segunda, zona de saturación donde la forma onda es senoidal y la corriente demandada por la bobina, no es predominantemente reactiva magnetizante; por último la tercera zona de sobresaturación, donde la forma de onda es no senoidal, consecuencia del consumo de corriente que es predominante reactiva sobre magnetizante.

Un condensador distorsiona la forma de onda de corriente, por las constantes de carga y descarga del condensador en función ala frecuencia industrial de la alimentación.

La forma de onda del condensador varia en función de los siguientes parámetros:
- frecuencia, si esta es menor la forma de onda se mejorará.
- Corriente de fuga, si ésta es mayor la forma de onda se mejora apreciablemente.

Explique la razón por la cual, la forma de onda real de la bobina y el condensador no tienen el lugar geométrico de una función seno o coseno. (II)

- Si la relación B/H tiene a la unidad, entonces estaremos entrando a una zona de comportamiento como filtro de la bobina, es decir , cuando la operación de la bobina no depende exclusivamente del circuito magnético, cuyo comportamiento ahora es lineal.

Explique la razón por la cual, la forma de onda real de la bobina y el condensador no tienen el lugar geométrico de una función seno o coseno. (I)

La forma de onda de una bobina conectada en Corriente alterna, no tiene la forma de onda senoidal tal cual vimos en el osciloscopio, la razón de la existencia de esta forma de onda se debe básicamente al siguiente hecho:

existirá un comportamiento alineal de esta relación, ello porque, es el circuito magnético quien se encarga de distorsionar la onda de corriente, porque la corriente demandada por esta tiene una componente fuertemente inductiva encargada de la inducción del circuito magnético.

Explique como opera el siguiente circuito.

Podemos observar que se a opuesto al paso de la corriente al conectar un resistor adicional (la bombilla se enciende con retraso). Esta resistencia es grande al principio (la bombilla estaba apagada) y pequeña después del proceso de conmutación (gran luminosidad). Cuando varia la intensidad de la corriente en la bobina, aparecerá simultáneamente un campo magnético variable, que provocan fenómeno de inducción (ley de Faraday) .La nueva tensión inducida se opone a la tensión exterior, la conectadla circuito (Ley de Lenz), con lo que esta última solo podrá aumentar paulatinamente .La tensión inducida desaparece cuando la intensidad de la corriente ya no varia.
En una bobina aparece una tensión de autoinducción cuando varia la intensidad de la corriente.
El resultado del experimento y los razonamiento consiguientes nos han mostrado que la corriente y la tensión en una bobina varia en sentidos opuestos. La corriente parte de un intensidad nula al conectar y crece poco a poco hasta alcanzar su valor máximo. La tensión total se reparte entre la bobina y la bombilla (conexión serie) . En el instante de cierre la tensión en la bobina ha de ser máxima. Al aumentar la intensidad irá decreciendo la tensión en la bobina y aumentando en la bombilla (que se enciende)

Explique las diferencias que existe en la operación de los parámetros RLC en CORRIENTE CONTINUA y en CORRIENTE ALTERNA

- Como podemos ver en el parámetro R la tensión esta en base a la corriente lo cual se puede ver en el diagrama senoidal (= 0º).
- Para el parámetro L vemos que la tensión esta adelantada en T/4 (un cuarto de periodo con relación a la corriente) o sea (= 90º).
- Finalmente en el parámetro C la tensión esta T/4 atrasada (un cuarto del periodo atrás con la corriente ) o sea (= -90º).
- La corriente que demanda en Corriente Continua esta limitada por la Resistencia de la bobina, pero como generalmente esta en pequeña entonces la corriente es muy grande y en Corriente Alterna la Corriente esta limitada no solo por su resistencia sino también por la Reactancia que es función del Número de Espiras y de la Sección del núcleo.
- La corriente que demanda este parámetro en Corriente Continua es muy pequeña; suficiente para el cargado de las placas de acuerdo a la tensión aplicada y el tiempo de cargado es muy pequeño. En corriente alterna la corriente es constante, es decir, nos indica el cargado y descargado del condensador pero en función directa de la frecuencia y capacidad, es decir:

Realice un diagrama fasorial ideal y real de los parámetros involucrados en ambas fuentes.

Realice un diagrama senoidal ideal y real de cada uno de los parámetros realizados. (III)

Realice un diagrama senoidal ideal y real de cada uno de los parámetros realizados. (II)

Realice un diagrama senoidal ideal y real de cada uno de los parámetros realizados. (I)

¿Cómo se define la Capacitancia de un Condensador?

- La capacidad es la medida de la aptitud de un condensador para retener la carga .La capacidad C de un condensador individual se determina como la relación entre su carga q y su potencial ,

El término “Capacidad” se adoptó, cuando la electricidad se imaginaba en forma de fluido que circula por el conductor. El término no es tan acertado, ya que provoca la idea de que un condensador puede contener una cierta cantidad de Electricidad. En realidad, la magnitud de la capacidad, solo determina que cantidad de carga recibe a una tensión dada.

Explique porque la corriente es pequeña cuando un condensador es sometido a CORRIENTE CONTINUA. (II)

Ahora, si sumamos las tres corrientes anterior, obtendremos una corriente cuya forma de onda es exponencial en su inicio. Y adquiere un valor invariable, casi constante, en seguida que la corriente de absorción decrece a un valor insignificante

Corriente de fuga.

- Es la corriente característica de circulación de un aislamiento, es decir, es aquella pequeña corriente que circula por la periferia del aislamiento, y es de magnitud constante que junto a las anteriormente mencionadas, no muestran con claridad las condiciones de calidad de un aislamiento.


Cuando se alimenta con una fuente de Corriente continua a un condensador, aparece de pronto en el circuito una corriente de magnitud pequeña y de corta duración, vale decir, que requiere una de magnitud pequeña, para cargar un condensador en Corriente Continua, esta magnitud es función de la tensión aplicada en bornes del condensador, si es mayor habrá mas cargas ligeras del condensador a la fuente y viceversa ocurriendo lo contrario si disminuye la tensión.


Esta aparición de corriente es de corta duración por que es necesario solo hasta que se cargue el condensador y este proceso se realiza en tiempos muy cortos.

Explique porque la corriente es pequeña cuando un condensador es sometido a CORRIENTE CONTINUA. (I)

Para explicar este fenómeno nos basaremos en las diferentes corrientes presentes en un capacitor sometido a Corriente Continua.

Corriente Capacitiva.

- El aislamiento se puede considerar como el dieléctrico de un capacitor, que al aplicarle tensión continua aparece enseguida una pequeña circulación de corriente, que se denomina corriente de carga del capacitor y que la misma disminuye a medida que pasa el tiempo, aproximadamente 15 segundos.

Corriente con Absorción Dieléctrica.

- Se denomina así aquella corriente que circula debido a la baja resistencia inicial del dieléctrico es decir en el momento de conexión de la fuente (15 segundos) . Esta corriente tiene una velocidad de decrecimiento mucho menor , que la corriente capacitiva, es decir, puede tardar en llegar a cero después de algunos minutos y hasta después de algunos minutos y hasta después de algunas horas.

Corriente de conducción.

- Es la corriente que atraviesa un aislamiento, corriente de un dieléctrico, alcanzando un valor que es prácticamente constante.

Explique como se forma el Coeficiente de autoinducción en una bobina. (V)

Esta relación es valida para fenómenos de inducción y autoinducción .Sin embargo la tensión de autoinducción en la bobina no depende solamente de la variación de la intensidad en la bobina sino también de la estructura de esta. Dentro las características de una bobina para que afecte la autoinducción se encuentra el número de espiras.

El coeficiente de autoinducción también podemos representarlo en función a las características de construcción de una bobina como:

Explique como se forma el Coeficiente de autoinducción en una bobina. (IV)

Por consiguiente, en el circuito R, L hay que distinguir la intensidad de la corriente durante el fenómeno transitorio y la intensidad de corriente establecida, ya que se determina por la ley de Ohm, I=U/r

La variación del flujo es debida a la variación de la corriente con lo que obtenemos la siguiente cadena de efectos:

Explique como se forma el Coeficiente de autoinducción en una bobina. (III)

La f.e.m. de autoinducción se opone a la variación de la intensidad de corriente en el circuito, lo que indica el signo negativo de la expresión de la f.e.m. y lo que corresponde al principio de Lenz. Al conectar el circuito que tiene la inductancia a una fuente de tensión constante U, la inductancia da lugar a un fenómeno transitorio, en el cual ( a menudo durante un intervalo corto después del cierre del circuito) la intensidad de corriente en el circuito se denomina por la acción conjunta de la tensión de la fuente de energía U y la f.e.m. de autoinducción e, o sea,

Explique como se forma el Coeficiente de autoinducción en una bobina. (II)

El flujo enlazado en un circuito cambia al variar la corriente que circula por él por tanto, con la variación de la intensidad de corriente en el circuito por el que circula esta corriente se induce una f.e.m. que se llama f.e.m. de autoinducción.

En concordancia con la expresión de la f.e.m. de autoinducción, la inductancia es también el coeficiente de proporcionalidad entre la variación de la intensidad de corriente en el tiempo y la f.e.m. inducida de autoinducción.