1. Unidad 1 Circuitos y Maquinas Electricas

8/16/2019 1. Unidad 1 Circuitos y Maquinas Electricas

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CIRCUITOS Y MAQUINAS ELECTRICAS

ING.CARLOS FELIX ALAMILLO



CIRCUITOS Y MÁQUINASELÉCTRICAS

Carrera : Ingeniería Mecánica

Clave de la asignatura : MED-1004

SATCA1-!-"



1. SIMBOLOGÍA Y NORMATIVIDAD1.1. Construcción e interpretación de diagraas1.!. Trans"oradores1.#. Líneas de tans!"s"#n.

$. REDES SERIE% PARALELO Y

SERIE & PARALELO!.1. Teorea de superposición!.!. Teorea de T$e%enin!.#. Redes de distri&ución 'ediana ( &a)atensión*!.+. S'(esta)"*nes.



+ AN,LISIS DE CIRC-ITOS DECORRIENTE ALTERNA

#.1. Ondas#.!. ,asores#.#. Circuitos serie- paraeo- serie / paraeo#.+. ,actor de potencia.

. SISTEMAS TRIF,SICOS+.1. Secuencia de "ase A0C+.!. Coneión deta ( estrea+.#. Corriente de "ase ( corriente de 2nea+.+. Sisteas tri"3sicos &aanceados ( no&aanceados



/. MOTORES EL0CTRICOS4.1. Tipos de otores4.!. Motores tri"3sicos4.#. Motores de CC4.+. Sisteas de contro.



OBETIVO GENERAL DELC-RSO

• Reai5ar instaaciones e6ctricasindustriaes e instaar 37uinas (dispositi%os e6ctricos para operar

sisteas ec3nicos considerando anorati%idad %igente.



-n"dad 12 S"!(*3*4ía 5 N*!at"6"dadCompetencia específca a desarrollar

Reai5ar panos de instaaciones e6ctricas utii5ando a si&oog2a (norati%idad apicada.

Apicar a norati%idad %igente para instaaciones e6ctricas.Identi8car os di%ersos tipos de trans"oradores ( de generación de

energ2a

Actividades de Aprendizaje

9 In%estigar a si&oog2a epeada seg:n a nora %igente parainstaaciones

e6ctricas- as2 coo os di"erentes diagraas9 Reai5ar instaaciones e6ctricas en e a&oratorio seg:n norati%idad9 Interpretar diagraas e6ctricos9 In%estigar os di"erentes tipos ( caracter2sticas de os

trans"oradorese6ctricos9 Reai5ar un prototipo 7ue est6 en"ocado a a generación de energ2a

e6ctrica- seeccionando una "ora espec28ca de generación.



Ene4ía e37)t")aSe denoina energ2a e6ctrica a a "ora de energ2a7ue resuta de a eistencia de una d"8een)"a de9*ten)"a3 ente d*s 9'nt*s% 3* :'e 9e!"teesta(3e)e 'na )*"ente e37)t")a ente a!(*s ;

)'and* se 3es cooca en contacto por edio de unconductor e6ctrico;para o&tener ta(a<*. La ene4íae37)t")a 9'ede trans"orarse en uc$as otras"oras de energ2a- taes coo a energ2a 3'!"n*sa *

3'=% 3a ene4ía !e)>n")a ( a ene4ía t7!")a.

Unidad I<= S"!(*3*4ía 5N*!at"6"dad



Un )")'"t* es una red e6ctrica 'interconeión de

dos o 3s coponentes- taes coo resistencias-inductores- condensadores- "uentes- interruptores( seiconductores* 7ue contiene a enos unatra(ectoria cerrada. Los circuitos 7ue contienen

soo "uentes- coponentes ineaes 'resistores-condensadores- inductores*- ( eeentos dedistri&ución ineaes '2neas de transisión oca&es* pueden anai5arse por 6todosage&raicos para deterinar su coportaientoen corriente directa o en corriente aterna. Uncircuito 7ue tiene coponentes eectrónicos esdenoinado un circuito eectrónico. Estas redesson generaente no ineaes ( re7uieren dise>os

( $erraientas de an3isis uc$o 3s cope)os.

















































#$%&a'eEl voltaje es la diferencia que hay entre dos puntos en el potencial

eléctrico, refiriéndonos a potencial

eléctrico coo el tra!ajo que se reali"a para trasladar una cargapositiva de un punto a otro#

El voltaje es la fuer"a propulsora y es lo que esta!lece la

corriente# Su unidad es el $olt %$&#

C$rrien&eEl voltaje proporciona energ'a a los electrones, lo que les perite

overse por un circuito# Este ($)i(ien&$de e%ec&r$ne* e* %a c$rrien&e+ %a c,a% r$.,ce &ra/a'$ en ,ncirc,i&$ e%c&ric$ La c$rrien&e e%c&rica e* %a)e%$ci.a. 2,e %%e)a e% 3%,'$ .e carga S, ,ni.a. e* e% A(ereA5



CargaEs un eleento conectado a través de las terinales de salida de

un circuito que a!sor!e corriente de la

fuente y so!re el cual se reali"a tra!ajo# Ta!ién se conoce conel no!re de carga a la propiedad eléctrica

de la ateria que e(iste a causa de e(ceso o deficiencia de

electrones#

Re*i*&encia)ropiedad de un aterial de re*&ringir , $$ner*e a% 3%,'$ .ee%ec&r$ne*+ e* .ecir+ a %a c$rrien&e S, ,ni.a. e*el oh %*&



El uso de la energ'a eléctrica se ha generali"ado al +(io en la

aplicacin de la iluinacin y de innuera!les eleentos de uso

doéstico en la vivienda#

El di!ujo eléctrico, coo tal, es f+cil y consiste en l'neas sencillasy en el epleo de s'!olos convencionales# Es suficiente cuidar

la unidad y equili!rio de la coposicin# -o hace falta reali"ar los

di!ujos a escala# .o que s' encierra cierta dificultad es el

conociiento de los s'!olos#





•3edidor:

Es el aparato destinado a registrar la energ'a eléctrica consuida

por el usuario#•Conductores:

.os conductores son los eleentos que transiten o llevan el

fluido eléctrico# Se eplea en las instalaciones o circuitos

eléctricos para unir el generador con el receptor Clasificacin de conductores:

4ilo o ala!re: Es un conductor constituido por un 0nico ala!re

aci"o#

Ca!le: Es un conductor forado por uno o varios hilos o cordones

aislado eléctricaente entre s'#Seg0n el n0ero de conductores aislados que lleva un ca!le se

denoina unipolar, si lleva uno solo5 !ipolar, si lleva dos hilos5

tripolar, tres5 tetrapolar, pentapolar, ultipolar#



.os ca!les son canali"ados en las instalaciones ediante tu!os

para protegerlos de agentes e(ternos coo los golpes, la

huedad, la corrosin, etc#

-oralente en las viviendas se usan ca!les de 6, 12, 1 y 17

de di+etro#•8nterruptores, apagadores o s9itches

.os interruptores son aparatos diseados para poder conectar o

interrupir una corriente que circula por un circuito# Se accionananualente#•Conutadores:

.os conutadores son aparatos que interrupen un circuito para

esta!lecer contactos con otra parte de éste a través de unecaniso interior que dispone de dos posiciones: cone(in y

descone(in#

• a as e epa es ( er %ac n<



a as e epa es ( er %ac n<Las ca)as de epae 'ca)etines* se utii5an para ao)aras di"erentes coneiones entre os conductores de ainstaación. Son ca)as de "ora rectanguar o redonda-

dotadas de gu2as ateraes para uniras entre s2.

?LANEACI@N E LAS INSTALACIONES ELBCTRICAS



?LANEACI@N E LAS INSTALACIONES ELBCTRICASEN 0AA TENSI@N?ara e eectricista eperientado- e e%ar a ca&o una instaacióne6ctrica puede ser ago $asta cierto punto rutinario- en cuanto a as

$erraientas a utii5ar ( e tiepo 7ue e e%ar3 copetaraD noo&stante- para 7uienes se inician en esta acti%idad es de graniportancia considerar una óptia paneación antes de reai5ar unainstaación e6ctrica.?ara coen5ar- es recoenda&e reai5ar un pano sencio 7ue

indi7ue as caracter2sticas principaes de instaación ( susespeci8caciones.?osteriorente ser3 necesario considerar eeentos adicionaes deacuerdo a caso espec28co- coo por e)epo< cae"acción- aireacondicionado- aparatos e6ctricos- au&rado ( sisteas de aara

(o de counicación- etc.urante a paneación es u( iportante considerar os siguientes"actores &3sicos<Paa 3a a)*!et"da% 'sa e3 9*3"d')t* !>s adecuadoconsiderando un +FG de espacio i&re.

urante a coocación de tu&o- considerar e a(or cuidado



urante a coocación de tu&o- considerar e a(or cuidadode ateria.

Tratar de acortar as distancias para e a$orro de ateria.'esto es e)or utii5ando un poiducto Hei&e*.

urante e ca&eado se recoienda ca&ecear as puntas concinta de aisar para "aciitar e corrido de as isas.

?or :tio- e cierre de coneiones ( a coocación deaccesorios.

Una instaación e6ctrica de&e cupir con os re7ueriientospanteados durante e pro(ecto de a isa- paraproporcionar e ser%icio e8ciente 7ue satis"aga a deandade os aparatos 7ue de&er3n ser aientados con energ2ae6ctrica. Una instaación $ec$a correctaente de&e reunir

estas caracter2sticas<9 Seguridad contra accidentes e incendios9 E8ciencia ( econo2a9 Accesi&iidad ( distri&ución

9 Manteniiento pre%enti%o

,inaente- de&e recordarse 7ue para a a(or2a de os



,inaente- de&e recordarse 7ue para a a(or2a de osser%icios de casas $a&itación a aientación esono"3sica a 1! %ots- de "ase a neutro. En caso de 7uea carga sea a(or- consute e siguiente cuadro<

4FFF J Mono"3sica 1 "ase ( 1 neutro1!K

1FFFFJ 0i"3sica ! "ases ( 1

neutro !!FK







Trans"oradores

A principios de sigo I- en os inicios de uso de aeectricidad- a energ2a e6ctrica era generada ( distri&uidacon corriente directa- de&ido a a ca2da de %ota)e a oargo de as 2neas de transisión- os circuitos e6ctricosde este tipo de&2an ser reati%aente cortos a 8n de

apro%ec$ar a 3io a energ2a. Esto re7uer2a tenerpantas generadoras cercanas a os centros de consuo- o7ue resutar2a poco practico ( u( costoso.espu6s de descu&riiento de ,arada( so&re e principio

de trans"orador - se inicia una nue%a era en e desarroode a industria e6ctrica.Un trans"orador se de8ne coo un dispositi%o 7ue reci&eenerg2a e6ctrica de una "uente a deterinado %ota)e (entrega pr3cticaente a isa energ2a con un %ota)e

di"erente.



Una de as caracter2sticas de a corriente aterna es 7uepuede ser trans"orada "3ciente a di"erentes %aoresseg:n se re7uiera. Cuando se genera a corriente aterna-

se trans"ora a %ota)es u( atos ( corrientes pe7ue>ascon e 8n de transitira a tra%6s de grandes distancias- (una %e5 en e ugar 7ue se necesite- e %ota)e se reduce a%aores adecuados para su distri&ución ( su apicación. Espor eso 7ue e tea de ostrans"oradores ad7uiereespecia ree%ancia en e conociiento de a corrienteaterna. E trans"orador se in%entó $ace 3s de un sigo ( $aperitido 7ue a energ2a e6ctrica se distri&u(a a

todos.os ugares donde se necesite. Si no "uera por etrans"orador- tendr2a 7ue acortarse a distancia 7uesepara a os generadores de eectricidad de osconsuidores.

Un trans"orador se considera una 37uina est3tica- 7ue

esto se consigue acopando una &o&ina conectada a una



g p"uente de corriente aterna 'de%anado priario* a otra'de%anado secundario* 7ue se %e a"ectada por e capoagn6tico %aria&e de a priera- resutando una

di"erencia de potencia en sus etreos.Usuaente- estos de%anados se enroan en un n:ceocerrado de $ierro- (a 7ue si e n:ceo "uera de aire eacopaiento agn6tico ser2a po&re. ?or otra parte- coo

e capo agn6tico %ar2a respecto a tiepo- en e $ierrose crean tensiones 7ue dan origen a corrientes par3sitas-ta&i6n aadas de ,oucaut- 7ue generan atasteperaturas. Estas corrientes- asociadas con aresistencia ó$ica de $ierro- ocasionan p6rdidas 7ue

pueden reducirse epeando c$apas especiaente 8nas-de unos F.# de espesor- aisadas entre s2 por &arni5-pape o seda- ( su)etadas por tornios 7ue de&er3n iraisados de n:ceo.

Eisten di"erentes "oras de n:ceosD dos e)epos de

La representación es7ue3tica de trans"orador es a



p 7siguiente<

La &o&ina primaria recibe un voltaje aterno 7ue $ar3circuar- por ea- una corriente aterna- esta corrienteinducir3 un Hu)o agn6tico en e n:ceo de $ierro- e cua

circuar3 a tra%6s de as espiras de &o&inado secundario

A $a&er un Hu)o agn6tico 7ue atra%iesa as espiras de



) g 7 psecundario, se generará en 6 un %ota)e de ta "ora 7uesi $u&iera una carga conectada- circuar2a un Hu)o decorriente.

La ra5ón de a trans"oración de %ota)e entre e&o&inado primario y el secundario depende de n:erode %uetas 7ue tenga cada uno. Si e n:ero de %uetasde secundario es tres %eces 3s 7ue e de priario- en

e secundario $a&r3 e tripe de %ota)e.Una de as principaesra5ones por as 7ue se epea acorriente aterna ( no a continua en a producción-transporte- distri&ución ( consuo de a eectricidad- esa "aciidad con a 7ue se puede ee%ar ( reducir a tensión

de a corriente aterna ediante e uso detrans"oradores.Eisten di%ersos tipos de trans"oradores adecuadospara cada apicación- uso ( potencia. Los trans"oradores

de distri&ución son os 3s counes (a 7ue se usan para



E e"ecto 7ue perite a trans"orador "uncionar coo



7 pta- se conoce coo inducción eectroagn6tica. Estee"ecto soo se presenta en circuitos de corrienteaterna.

?ara epicar este e"ecto considere un trans"oradoreeenta coo e de a 8gura

La parte e6ctrica esta "orada por ! de%anados- unareci&e a energ2a ( se denoina ?RIMARIO- otra entregaa energ2a ( se denoina SECUNARIO

Trans"oradoreeenta

La parte agn6tica esta "orada por un n:ceo de acero



p g p7ue ena5a a os dos de%anados.

A apicar un %ota)e aterno a de%anado priario- circuapor este una corriente 7ue engendra un Hu)o

agn6tico aterno. Este Hu)o %ia)ando a tra%6s den:ceo- ena5a a de%anado secundario induciendo eneste un %ota)e- 7ue puede ser apro%ec$adoconectando una carga 7ue deandara una corriente.

?rincipio de "uncionaiento detrans"orador



COMPONENTES DEL TRANSFORMADOR.



a* e%anados&* N:ceoc* Aisaientosd* Aisaientos enorese* Aisaientos a(ores"* Medio re"rigerante

g* Tan7ue$* Accesoriosi* 0o7uias)* Ca&iador de

deri%aciones* Radiador

CLASIFICACION<



a*Operación Trans"orador de distri&ución Trans"orador de potencia

&* Utii5ación Trans"orador para generador Trans"orador de su&estación

Trans"orador de distri&ución Trans"oradores especiaes

c* Nuero de "asesMono"3sico

Tri"3sico

d* Construcción



Tipo counas Tipo acora5ado

e* En"riaientoOAOA,A

agunos tipos de trans"oradores son <



TIPO POSTESe utii5an a a inteperie o eninteriores para distri&ución de energ2a

e6ctrica en edia tensión. Seepean en 5onas ur&anas- industrias-iner2a- epotaciones petroeras-grandes centros coerciaes ( toda

acti%idad 7ue re7uiera a utii5aciónintensi%a de energ2a e6ctrica.Características Generales: Se"a&rican en potencias norai5adasdesde !4 $asta 1FFF KA ( tensiones

priarias de 1#.!- 14- !4- ## ( #4 K.Se pueden construir en otras tensionespriarias seg:n especi8cacionesparticuares de ciente. Se pro%een en

"recuencias de 4F=F P5. La %ariación

TRANSFORMADORES SECOS ENCAPS-LADOS EN



RESINA EPOXDe s c r i p c i ó n : Se utii5an en interior paradistri&ución de energ2a e6ctrica en edia tensión- en

ugares donde os espacios reducidos (os re7ueriientos de seguridad en caso de incendioiposi&iitan a utii5ación de trans"oradoresre"rigerados en aceite.

Son adecuados para grandes edi8cios- $ospitaes-industrias- iner2a- grandes centros coerciaes ( todaacti%idad 7ue re7uiera a utii5ación intensi%a de energ2ae6ctrica.Características Generales: Su principal caracter2stica

es 7ue son re"rigerados en aire con aisaiento case ,-se utii5a resina epoi coo edio de protección de osarroaientos- por o cua no re7uierenanteniiento posterior a a instaación. Se "a&rican en

potencias norai5adas desde 1FF $asta !4FF KA-

TRANSFORMADORES HERM0TICOS DE LLENADO



INTEGRALDescripción: Se epean a a inteperie o en interiorespara distri&ución de energ2a e6ctrica en edia tensión-

siendo u( :ties en ugares donde os espacios sonreducidos.Son instaados en 5onas ur&anas- industrias- iner2a-epotaciones petroeras- grandes centros coerciaes (

toda acti%idad 7ue re7uiera a utii5ación intensi%a deenerg2a e6ctrica.Características Generales: Su principal caracter2sticaes 7ue a no e%ar tan7ue de epansión de aceite nonecesita anteniiento- siendo esta construcción 3s

copacta 7ue a tradiciona. Se "a&rican en potenciasnorai5adas desde 1FF $asta 1FFF KA- tensionespriarias de 1#.!- 14- !4- ## ( #4 K ( "recuencias de 4F( F P5.

TRANSFORMADORES R-RALESD i ió E 3 di > d



Descripción: Est3n dise>ados parainstaación onoposte en redes deeectri8cación su&ur&anas ono8ares-

&i8ares ( tri8ares- de .- 1#.! ( 14 K.En redes tri8ares se pueden utii5artrans"oradores tri"3sicos o &ien- sersustituidos por tres ono"3sicos.

TRANSFORMADORES S-BTERR,NEOSAplicaciones Trans"orador de c o n s t r uc c i ó n

a d e c u a d a para instaarse en c3aras-en cua7uierni%e- para ser utii5ado donde $a(aposi&iidad de inersión de cua7uier

naturae5a.

TRANSFORMADORES A-TO PROTEGIDOSA li i E t " d i t



Aplicaciones E trans"orador incorpora coponentespara protección de sistea de distri&ución contraso&recargas- cortocircuitos en a red secundaria ( "aas

internas en e trans"orador- para esto posee "usi&es deata tensión ( dis(untor de &a)a tensión- ontadosinternaente en e tan7ue.?ara protección contra so&re tensiones e trans"orador

est3 pro%isto de dispositi%o para 8)ación de pararra(oseternos en e tan7ue.Características ?otencia< +4 a 14FKA Ata Tensión< 14 o!+-!K 0a)a Tensión< #F!!F o !!F1!K



EXAMEN-NIDA

D 1

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