MAQUINAS ELECTRICAS.
Enviado por hricardop • 5 de Octubre de 2016 • Trabajos • 3.367 Palabras (14 Páginas) • 215 Visitas
MAQUINAS ELECTRICAS
- CONCEPTOS GENERALES:
Definición: Las maquinas eléctricas son aparatos que transforman energía; dependiendo del tipo de transformación toman diferentes nombres, así:
Si transforman:
Energía mecánica en energía eléctrica se denominan Generadores.
Energía eléctrica en energía mecánica se denominan Motores.
Energía eléctrica de unas características en energía eléctrica de otras características se denominan: convertidores, transformadores, rectificadores, Inversores, conversores.
Balance Energético:
En las maquinas eléctricas se cumple como en todas las máquinas, el principio de conservación de la energía. Expresado este principio en términos de potencia se cumple:
(1-1)[pic 1]
La anterior ecuación conviene visualizarla mediante un diagrama de Balance Energéticos, en general para cualquier maquina:
FIGURA 1.1
Para el caso de un Generador:
FIGURA 1.2
El rendimiento total será:
(1-3)
[pic 2]
El rendimiento mecánico:
(1-4)
[pic 3]
El rendimiento eléctrico:
(1-5)[pic 4]
Además se cumple:
(1-6)[pic 5]
Clasificación de las maquinas eléctricas:
Las maquinas se clasifican según diferentes criterios:
- De acuerdo con sus características de funcionamiento:
- Transformadores
- Máquinas Sincrónicas
- Máquinas de Inducción o Asincrónicas
- Máquinas de Corriente Continua
- Máquinas Especiales
- De acuerdo con el tipo de energía que utilizan:
- Máquinas de Corriente Continua
- Máquinas de Corriente Alterna
- Según la forma en que realizan la transformación de la energía:
- Máquinas Estáticas
- Máquinas Rotativas
Leyes Fundamentales:
A continuación se hará un breve repaso de las principales leyes físicas en las cuales se fundamenta el funcionamiento de las maquinas eléctricas. Su finalidad además de recordarlas, es la de conocer la forma más frecuentemente utilizada en el estudio de las maquinas así como las unidades más usuales.
Ley de Ampere:
La ley de Ampere establece que cargas eléctricas en movimiento, corriente eléctrica, crean un campo magnético alrededor cuya intensidad en un punto P es proporcional a la corriente e inversamente proporcional a la distancia entre el punto y la trayectoria de la corriente.
La forma más común para crear un campo magnético es mediante una bobina de N espiras por la cual se hace circular una corriente.
FIGURA 1.3
Se produce así una energía magnética o tensión magnética que se denomina Fuerza magnetomotriz, se designa como F y es proporcional a la corriente y el número de espiras, escrito en formula
(1-7)[pic 6]
Esta es una energía potencial, capaz de construir trabajo. En la Física General se establece que, para una trayectoria lineal, la energía se expresa como sigue:[pic 7]
(1-8)[pic 8]
Análogamente se puede evaluar la energía magnética o tensión magnética para una trayectoria cerrada así:
(1-9)[pic 9]
Donde la intensidad del campo H es equivalente a una fuerza magnética. La unidad H se puede hallar a través de las siguientes ecuaciones dimensionales:
[pic 10]
N es adimensional, sin embargo en la práctica está generalizado el uso de [Amp.vuelta/m] para la unidad de H.
Ley de Faraday
La ley de Faraday o de la inducción Electromagnética establece: Si una espira abierta es colocada dentro de un campo magnético, cuyo flujo varia temporalmente, se induce en la espira una tensión eléctrica; expresado en una ecuación seria:
[pic 11]
Para N espiras conectadas en serie:
(1-10)[pic 12]
El signo – significa que la tensión inducida es de tal sentido que trata de anular la causa que la produce, según la ley de Lenz. La unidad del flujo se obtiene en la ecuación (1-10)
[pic 13]
[pic 14]
Inducción Magnética
Todo campo magnético tiene en cada punto una dirección y un valor determinado, la magnitud dirigida del campo magnético se denomina Inducción Magnética o densidad del flujo magnético por ser equivalente al flujo por unidad de área, es decir:
(1-11)[pic 15]
La ecuación anterior es válida solo en aquellos casos en los cuales la inducción permanece constante en toda la sección A. Si la inducción varia de un punto a otro, tanto en magnitud como en dirección, el área total se puede considerar dividida en elementos diferenciales dA y por los cuales pasara un flujo dc.
La ecuación general será entonces:
y[pic 16]
(1-12)[pic 17]
La unidad de B se puede determinar como sigue:
[pic 18]
[pic 19]
[pic 20]
O también [pic 21]
Ley de Ohm en el magnetismo
En cualquier proceso natural la magnitud del efecto que nace depende de la causa que lo produce y de los factores que se oponen a su realización. La ley de Ohm confirma este principio, pues la corriente considerada como efecto depende de la causa que la produce, una tensión o fuerza electromotriz y se opone al paso de la misma la resistencia del circuito, expresado en formula:
Efecto= Causa/Resistencia
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