Caracteristicas de la Onda senoidal Calculo de Cortocircuito 65pag Electricidad sistemas electricos PDF

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electricidad Calculo de Cortocircuito 65pag Electricidad sistemas electricos de potencia...

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INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DE LOS RIOS

INGENIERIA ELECTROMECÁNICA

ANALISIS DE CIRCUITOS ELECTRICOS EN CORRIENTE ALTERNA

ALUMNO: LEONARDO I ARIAS CASTAN

ING. CARLOS ENRIQUE EUAN DE LA CRUZ

Tenosique de Pino Suarez Tabasco a 21/08/15

OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION 

Conocer, estudiar e investigar las características de las Ondas Senoidales.



Investigar los tipos de fuentes de energía eléctrica de CA.



Investigar los tipos de plantas de generación eléctrica.

INTRODUCCION Las formas básicas de energía eléctrica, la corriente alterna (CA) y la corriente directa (CD) tienen diferencias significativas. La compresión y el uso de la CD se remontan al 1790, con el desarrollo de baterías químicas simples. La teoría de la corriente alterna fue desarrollada en 1880 y resultó ser una forma más eficiente de enviar energía eléctrica a largas distancias. Hoy en día, los ingenieros usan tanto CA como CD, aplicándolas dónde resulten más ventajosas según las necesidades de la situación. La electricidad que proviene de una toma de corriente de pared en una casa es corriente alterna. A diferencia de la CD, el voltaje y la corriente existen en una forma lisa y ondulada llamada onda sinusoidal. El voltaje y la corriente alcanzan un máximo, disminuyen a 0, invierten su polaridad, llegan a un máximo negativo, y se invierten de nuevo. Para la electricidad generada en los Estados Unidos, estas inversiones ocurren 60 veces por segundo. Debido a esto, la CA no tiene polaridad. Los generadores mecánicos y los circuitos electrónicos producen corriente alterna. Aunque es una forma más compleja de la electricidad, la CA tiene sus ventajas para la generación y la distribución. Las empresas eléctricas utilizan altos voltajes para enviar electricidad a través de largas distancias, ya que se pierde menos energía en los cables a lo largo del camino. Los transformadores, que sólo funcionan con CA, permiten que el productor pueda aumentar o disminuir el voltaje de manera eficiente y sencilla.

FUENTES DE ENERGIA ELECTRICA Los voltajes Senoidales de corriente alterna provienen de diversas fuentes. La más común es la toma de la corriente doméstica ordinaria, la cual proporciona un voltaje de CA que se origina en una planta de generación de energía eléctrica; dicha planta funciona con energía hidráulica, con petróleo, gasolina o fusión nuclear. En cada caso, en el proceso de conversión de energía lo principal es un generador de CA (también llamado alternador). (Boylestad, 1998) La potencia para el eje de alguno de los generadores anteriores hará girar un rotor (construido con polos magnéticos alternos dentro de un grupo de devanados alojados en el estator (la parte estacionaria de la dínamo) e inducirá un voltaje por el devanado del estator, como lo define la Ley de Faraday. (Boylestad, 1998) Mediante un diseño adecuado del generador, se desarrolla un voltaje senoidal de CA que puede transformarse a niveles más altos para la distribución por las líneas de energía eléctrica hasta el consumidor. En lugares aislados en donde no se han instalado líneas de energía eléctrica, existen generadores portátiles de CA que funcionan con gasolina. (Boylestad, 1998) Las aspas giratorias de la estación eólica generadora de energía eléctrica se conectan directamente al eje de un generador de CA para proporcionar el voltaje de CA descrito antes. Mediante energía luminosa absorbida en forma de fotones, las celdas solares generan voltajes de CD. Mediante un dispositivo electrónico llamado inversor, el voltaje de CD se convierte en uno de naturaleza senoidal. (Boylestad, 1998)

La generación de energía eléctrica consiste en transformar alguna clase de energía química, mecánica, térmica o luminosa, entre otras, en energía eléctrica. Para la generación industrial se recurre a centrales eléctricas, que realizan la transformación para generar la energía eléctrica usando diferentes fuentes de energía. Las fuentes de energía se clasifican en renovables, las que se consideran inagotables y con menor contaminación, y las no renovables, que son consumibles y generan mayor contaminación. (Exploradores.org, 2015)

Fuentes de energía eléctrica

Fuentes de energía renovables    

Biomasa Energía solar Energía eólica Energía hídrica

Fuentes de energía no renovables  

Centrales nucleares Hidrocarburos

CARACTERÍSTICAS Y DEFINICIONES DEL VOLTAJE SENOIDAL DE CA Ahora se usará la forma de onda senoidal de la figura 13.3 con su notación adicional como modelo para definir algunos términos básicos. Sin embargo estos términos pueden aplicarse a cualquier forma de onda alterna.

Es importante recordar, conforme avance por las diversas definiciones, que la escala vertical está en volts o amperes y la escala horizontal siempre está en unidades de tiempo. (Exploradores.org, 2015)

La forma de onda: Es la trayectoria que traza una cantidad en una gráfica, por ejemplo el voltaje de la figura 13.3 como una función de alguna variable. El valor instantáneo: Es la magnitud de una forma de onda en cualquier instante de tiempo; se representa mediante las letras minúsculas (e1, e2). La amplitud máxima: Es el valor pico de una forma de onda medida a partir de su valor promedio o media, se representa mediante las letras mayúsculas (Em para las fuentes de voltaje y Vm para una caída del voltaje que pasa por una carga). El valor pico: Es el valor instantáneo máximo de una función medida a partir del nivel de cero volts.

El valor pico a pico: Se presenta mediante Ep-p o Vp-p y es el voltaje completo entre los picos positivos y negativos de la forma de onda, o sea, la suma de la magnitud de los picos positivos y los negativos. La forma de onda periódica: Es aquella que se repite en forma continua, después del mismo intervalo de tiempo. El periodo (T): Es el intervalo de tiempo entre repeticiones sucesivas de una forma de onda periódica. El ciclo: Es la parte de una forma de onda contenida de un periodo. Frecuencia (f): Es el número de ciclos que ocurren en 1s. (Boylestad, 1998)

FRECUENCIAS CAMBIANTES SOBRE EL PERIODO DE UNA FORMA SENOIDAL.

La frecuencia de la forma de onda de la figura (a) = 1 ciclo por segundo. La frecuencia de la forma de onda de la figura (b) = 2 ½ ciclos por segundo. La frecuencia de la forma de onda de la figura © = 2 ciclos por segundo.

La unidad de medida para la frecuencia es el Hertz (Hz) en dónde; 1 Hertz (Hz) = 1 ciclo por segundo (c/s). (Boylestad, 1998)

Glosario Biomasa: El término "biomasa" se utiliza para designar cualquier materia residual orgánica que procede del mundo vegetal. Por tanto, se incluye en la biomasa los residuos orgánicos de los animales domésticos, los restos de las extracciones madereras, restos de las podas de árboles frutales, los residuos naturales del bosque, parte de las basuras domésticas, etc. (Exploradores.org, 2015) Energía solar: Aprovecha la radiación solar (rayos solares) que llega a la Tierra. La radiación puede ser transformada en energía térmica para luego generar electricidad o bien directamente en energía eléctrica por medio de colectores fotoeléctricos. (Exploradores.org, 2015) Energía eólica: Es aquella que aprovecha la energía cinética de los vientos. Esto se consigue mediante los llamados “molinos de viento” o “aerogeneradores” que transforman la energía del viento en un movimiento mecánico de rotación suficiente para generar electricidad. (Exploradores.org, 2015) Energía hídrica: La energía hídrica o hidráulica genera electricidad a partir del uso del agua como fuerza motriz. Como fuente de generación, la energía hidráulica tiene la cualidad de ser renovable, pues no se agota y es una de las más limpias que existen. (Exploradores.org, 2015) Centrales nucleares: Las centrales nucleares utilizan como fuente de energía principalmente el uranio 235, un recurso no renovable. Se utiliza uranio porque es un elemento en el cual puede dividirse el núcleo de sus átomos. En este proceso se libera energía en forma de calor y neutrones, los que a su vez fisionan o dividen a otros

átomos. A

este

proceso

se

le

denomina

reacción

en

cadena.

(Exploradores.org, 2015) Hidrocarburos: Los hidrocarburos son utilizados en las centrales termoeléctricas utilizando petróleo, gas y carbón como fuente de energía. Las centrales termoeléctricas producen electricidad a partir de la combustión en una caldera de fuentes de energía no renovables tales como el petróleo, el gas natural o el carbón. (Exploradores.org, 2015)

Bibliografía

Bibliografía Boylestad, R. L. (1998). Análisis Introductorio de Circuitos 8a ed. México: Pearson Education. Exploradores.org. (2015). Sociedad Nacional de Minería, Petróleo y Energía. Obtenido de Francisco Graña 671, Magdalena del Mar Lima 17 - Perú.: http://www.exploradores.org.pe/...