Sesion 3-Parametros Electricos Transversales

 

PARÁMETROS ELÉCTRICOS TRANSVERSALES ING MG FERNANDO SALDAÑA MILLA

 

INTRODUCCIÓN Los parámetros eléctricos  que influyen transversalmente en las líneas de transporte de energía eléctrica son la capacidad y la conductancia.  Aunque se agrupan formando la admitancia (una vez producida la conversión de la capacidad a susceptancia) su comportamiento eléctrico difiere sustancialmente; así, mientras que el efecto capac capacitiv itivo o pr produ oducid cido o por los conden condensad sador ores es permit permite e acumul acumular ar energ energía ía eléctric eléctrica a baj bajo o la forma forma de campo campo eléctri eléc trico co,, la consec consecuen uencia cia más import important ante e de la existe existenci ncia a de la conduc conductan tancia cia en un circui circuito to eléctri eléctrico co la constituye las pérdidas producidas por los efectos Aislador y Corona.

 

CAPACIDAD C(F) Este es el primero de los dos parámetros transver transversales sales que forman las líneas e eléctricas. léctricas. La capacidad de una línea lí nea de transmisión de energía eléctrica es el resultado de la diferencia de potencial entre los conductores que la forman. Esta diferencia de potencial origina que los conductores se carguen de la misma forma que las placas de un condensad condensador or cuando cuando entre entre ellos aparece aparece una dif diferenc erencia ia de potencial. potencial. La capacidad capacidad entre conducto conductores res paralelos es la carga por unidad de diferencia de potencial, siendo una constante que depende del tamaño de los conductores conductor es y de su distancia de separación. La base para el análisis de la capacidad es la ley de Gauss para campos eléctricos. Esta ley establece que la carga eléctrica total dentro de una superficie cerrada es igual al flujo eléctrico total que sale o entra de la superficie. En otras palabras, la carga total dentro de una superficie cerrada es igual a la integral sobre la superficie de la componente normal de la densidad de flujo eléctrico.

ඵ .. = ෍ 

 

CAPACIDAD C(F) Las líneas de flujo eléctrico tienen su origen en las cargas positivas y terminan en las negativas. La densidad de carga perpendicular a la superficie se designa (B) y es igual a (   ε  ·E), donde (   ε  ) es la permitividad del material que rodea a la superficie, siendo (E) es la intensidad de campo eléctrico.

 

CAPACIDAD C(F) Hay otras fórmulas útiles para expresar la capacidad de un circuito derivadas de la anterior. Concretamente la capaci cap acida dad d de una lín línea ea con dos condu conducto ctore res, s, puede puede calcul calcular arse se de forma forma ind indir irect ecta a conoci conocidas das la carg carga a y la diferencia de potencial a la que se encuentran sometidos los conductores. conductores.

 =  ()

 

Donde: q = es la carg arga sobr sobre e la líne línea a en coulombs. V = difer diferencia encia de potenc potencial ial

 

CONDENSADORES Si cortamos un cable y separamos sus dos extremos una distancia de un centímetro, necesitaremos 10.000 voltios para que los electrones puedan saltar entre estos ex extremos tremos a través través del aire (en condiciones normales). Si somos capaces de montar, a una distancia lo suficientemente grande para impedir que estos electrones salten, dos conductores metálicos con tensión, se habrá construido un condensador. condensador.

 

CONDENSADORES Existen diversos tipos o configuraciones de condenadores, aunque se pueden resumir en tres grandes clases o tipologías:

Co Cond nden ensa sado dore ress Pl Plan anos os

Cond Co nden ensa sado dore ress Ci Cilí línd ndri rico coss

Cond Co nden ensa sado dore ress Es Esfé féri rico coss

 

CONDENSADORES Las consecuencias de la conexión de condensadores a fuentes de tensión en continua son: •

  Cuando Cuando la carga carga se completa, completa, la intensida intensidad d del circuito circuito se vuelve cero. Todo Todo ocurre ocurre como si el circuito permaneciera abierto. •   Un condensador condensador cargado cargado y desconectado desconectado del circuito se comporta como una auténtica fuente de tensión, ya que toda toda la energí energía a almace almacenad nada a perman permanece ecerá rá en él mientr mientras as esté esté descon desconect ectado ado.. Cuando Cuando se conec conecte te posteriormente a un circuito, el condensador cederá la energía de la misma forma que la recibió, de forma exponencial. •   El conde condensa nsador dor conec conectad tado o en un cir circui cuito to,, absorb absorberá erá todas todas las señale señaless conti continua nuas, s, elimina eliminando ndo esta esta componente y dejando pasar a través de él sólo la parte alterna, resultando un filtro para señales continuas. Con la comprensión del proceso de carga y descarga del condensador, se observa que la corriente circula en sentido inverso al convencional, es decir, fluye de la placa negativa a la positiva. Este es el sentido real de la corriente eléctrica, el de más a menos es un sentido figurado.

 

COND CO NDUC UCTAN TANCIA CIA G(S) G(S) La conductancia es el último parámetro importante eléctrico dentro de los circuitos convencionales. La conductancia es la facilidad que un material ofrece al paso de la corriente eléctrica, es decir, la inversa de la resistencia. Es un parámetro transversal, al igual que la capacidad, en contra de la resistencia o la inductancia. Su unidad es la inversa del ohmio (S, siemens), y su unión con la susceptancia forma la Admitancia transversal de un sistema eléctrico. Una fórmula típica de representar la conductancia es la siguiente:

   =  ()

 

ELECTROSTATICA Y ELECTRODINAMICA

ING.MG.FERNANDO SALDAÑA SALDAÑA MILLA

 

LEY DE OHM

“Establece una relación directa entre

la intensidad de corriente y la diferencia de potencial en un circuito eléctrico”

En el Sistema internacional de unidades: I V

= Intensidad en amperios (A) = Diferencia de potencial en voltios (V)

R  =

Resistencia en ohmios (Ω)

 

EJEMPLO

La potencia suministrada a un motor eléctrico es de 180Ꞷ a su voltaje nominal de 60v. ¿Qué resistencia en serie necesita si el motor ah de funcionar con una línea de 110v?

 

POTENCIA El término potencia se aplic aplicaa para indica indicarr qué tanto traba trabajo jo (conversió (conversión n de energía) puede realizar realizarse se en una cantidad específica de tiempo; es decir, potencia es la velocidad a que se realiza un trabajo. Por  ejemplo, un motor grande tiene más potencia que uno más pequeño porque tiene la capacidad de convertir más energía eléctrica en energía mecánica en el mismo periodo. Como la energía se mide en  joules (J) y el tiempo en segundos (s), la potencia se mide en joules/segundo (J/s). La unidad de medición eléctrica de potencia es el watt, definido como:

1Watt (W) = 1 joule/segundo (J/s) En forma de ecuación la potencia se define como:

 

EJEMPLO

Determine la potencia entregada al motor de cd de la figura 1.13.

 

EJEMPLO

Las características I-V de un foco se dan en la figura 1.14. Observe la no linealidad de la curva, lo cual indica un amplio rango de resistencia del foco con el voltaje aplicado. Si el voltaje nominal es de 120 V, determine los watts que consume el foco. También También calcule su resistencia en condiciones nominales.

 

EJERCICIOS DE LA LEY DE OHM

 

 Acoplamiento de resistores uno a continuación de otro, los elementos están conectados como los eslabones de una cadena (el final de uno con el principio del otro). La salida de uno a la entrada del siguiente y así sucesivamente hasta cerrar el circuito.

 

Ejemplo

 

Ejemplo

 

Compuesto por resistencia Compuesto resistenciass que presentan los mismos Vornes, sometiéndose sometiéndose a la misma diferencia diferencia de potencial, potencial, los elementos tienen conectadas sus entradas a un mismo punto del circuito y sus salidas a otro mismo punto del circuito.

 

Ejemplo

 

Ejemplo

 

Un Circuito Mixto es un circuito eléctrico que tiene una combinación de elementos tanto en serie como en paralelos. Para la solución de estos problemas se trata de resolver primero todos los elementos que se encuentran en serie y en paralelo para finalmente finalmente reducir a la un circuito puro, bien sea en serie o en paralelo.

 

REDUCCION DE UN CIRCUITO MIXTO

 

Ejemplo          −   2 2..3

Determinar la corriente

 

Ejemplo Para la red de la figura 2.5.: 1. Det Determ ermin ine e la co corr rriient ente y el vo volt ltaj aje e 2. In Inse sert rte e los los medi medido dore res s para para medi edir la co corr rriiente ente

 4, ,

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 4 y el vo volt ltaj aje e  .

 

Ejemplo

 

EJERCICIOS DE CIRCUITOS PARA CASA

 

EJERCICIOS DE CIRCUITOS PARA CASA