APUNTES Curso Electricidad y Electrónica Industrial

ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA INDUSTRIAL

CAPITULO I

Conceptos generales y Mediciones eléctricas.

1.1 Ley de Ohm- Leyes de Kirchhoff.

Antes de recordar la ley de Ohm, es conveniente recordar qué es, cómo está estructurado y

cómo funciona un circuito eléctrico simple. Fig. 1.1. Un circuito eléctrico, en sentido

general, es una combinación de componentes conectados de tal forma que proporcionan

una trayectoria cerrada para la circulación de la corriente y permitan aprovechar la energía

de los electrones en movimiento para producir otra forma de energía, por ejemplo, luz,

calor, sonido, movimiento, etc. Un circuito eléctrico simple se compone de los siguientes

elementos:

Fuente de energía eléctrica, la cual suministra la fuerza necesaria para impulsar

una fuente de electrones a través del circuito. Esta fuerza se expresa en voltios (V).

Un conjunto de conductores, los cuales proporcionan un camino de poca

resistencia para la circulación de la corriente a través del circuito.

Fig. 1.1 Circuito eléctrico simple. Fig. 1.2 Circuito eléctrico cerrado.

Una carga, la cual convierte la energía de los electrones en movimiento en otra

forma de energía. En este caso, la carga está representada por una resistencia (R),

La cual convierte energía eléctrica en calor. La resistencia se expresa en ohms (Ω).

Un interruptor, el cual actúa como elemento de control del circuito, abriendo o

cerrando el paso de corriente hacia la carga.

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Examinemos como funciona un circuito eléctrico simple. Supongamos inicialmente que el

interruptor está en posición abierta. Bajo esta condición, no circula corriente alguna a través

de los conductores ni de la carga porque la trayectoria está interrumpida. Se dice, entonces,

que el circuito está abierto. Supongamos que se acciona el interruptor y se pasa a la

posición cerrada, Fig. 1.2 Bajo está condición, los electrones tendrán una trayectoria por

donde circular y la fuente podrá impulsar una corriente eléctrica (I). Se dice, entonces, que

el circuito está cerrado. Considerando el sentido convencional, la corriente sale de la fuente

por el borde positivo (+), se desplaza a lo largo del conductor superior, atraviesa la carga

(R), continúa por el conductor superior y regresa a la fuente por el borne negativo. El

proceso se repite indefinidamente mientras permanezca cerrado el interruptor.

Ley de Ohm.

Ohm descubrió que la cantidad de corriente que pasa por un circuito es directamente

proporcional al voltaje aplicado e inversamente proporcional a la resistencia del circuito.

En notación compacta:

I=VR ………………………………………..ec. 1.1

Donde:

V = Es el voltaje aplicado, expresado en volts.

I = Es la corriente que circula por el circuito, expresado en amperios.

R =Es la resistencia u oposición al paso de la corriente, expresada en ohms.

Esta relación entre el voltaje, la corriente y la resistencia se conoce como ley de Ohm.

Así pues, para un circuito dado de resistencia constante, la corriente y el voltaje son

proporcionales. Esto significa que si se duplica el voltaje, se duplica la corriente. Pero si se

duplica la resistencia de un circuito, la corriente se reduce a la mitad.

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Ley de Kirchhoff

Nodo: Es el punto en el cual dos o mas elementos tienen una conexión común.

Malla: Se define como una trayectoria cerrada en una red, compuesta por un elemento

simple y por los nodos situados en cada uno de los extremos.

Ley de Kirchhoff sobre las corrientes.

Una de las leyes atribuidas a Kirchhoff, dice que: “todas las corrientes eléctricas que

fluyen a un punto de unión, en el mismo sentido es cero”. Refiriéndonos a la Fig.1.3, si

cinco alambres se han soldado juntos y la corriente en cada alambre se mide, y si la

corriente hacia el punto de unión se considera positiva (corriente en dirección de la flecha

de la figura) y la corriente que sale de este punto negativa (corriente en contra de la flecha

de referencia), entonces el punto de unión de las cinco corrientes es cero:

a) Ley de las corrientes.

Esta ecuación implica, que algunas de las corrientes sean positivas y otras negativas.

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Los signos algebraicos de las corrientes deben manejarse con cuidado. Para definir una

corriente que circule en un alambre, es necesario conocer: (1) la cantidad de corriente, esto

es, el número de amperes y (2) la dirección en que fluye. El símbolo i se usa para

representar una corriente, como en la Ec. 1.2 a, e i significa un número como + 10 o -10 o -

8 o + 6. Entenderemos que i = + 10 es una corriente de 10 imperes en una dirección,

mientras que i = -10 es una corriente de 10 amperes en la dirección opuesta. ¿Pero cuál es

cuál? Es positiva o negativa únicamente por comparación con una dirección especificada,

por lo tanto, debe especificarse una dirección de referencia en el diagrama del circuito, y

entonces las corrientes que entran al nodo son positivas, y las corrientes que salen son

negativas.

b) Ley de las corrientes en un circuito paralelo.

La sumatoria de corrientes parciales es igual a la corriente total.

∑ I P =I 1+ I 2+ I 3+ I n=IT ……………………..ec. (1.2 a)

Ley de Kirchhoff sobre los voltajes.

En un circuito serie, la suma de las caídas de voltaje alrededor de cualquier trayectoria

completa es exactamente igual al voltaje aplicado a la trayectoria.

Esto significa que todo el voltaje aplicado a un circuito será usado para que la corriente

fluya. “Nada quedará”

I1 I2 I3

Fig. 1.3 (b). Circuito paralelo.

I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3 I1 I2 I3

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a) V T =V |−V 2−V 3−V n=0…………………ec. (1.3)

b) ∑V P=V 1+V 2+V 3+V n=V T …………….ec. (1.4)

La sumatoria de voltajes parciales es igual al voltaje total.

V1+ V2 +V3 +V4+ Vn =120 (ver ec. 1.4)

Fig. 1.3 (c). Aplicación de la ley de los voltajes.

V4

V3

V1 V2

120 V

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1.2 Circuitos serie – Circuito paralelo – Circuito serie paralelo.

Circuito Serie.

Las resistencias se pueden conectar en serie, esto significa que la corriente fluye en ellas

una después de la otra. El circuito en la Figura 1.4 tiene tres resistencias conectadas en

serie y la dirección de la corriente indicada por una flecha.

Figura 1.4 Resistencias conectadas en serie

La corriente solo tiene un camino por donde correr, la corriente a través de cada resistencia

es la misma.

…………………………………………ec. 1.5

También, la caída de voltaje en cada resistencia debe ser sumada para igualarla al voltaje de

la fuente.

…………………………….ec. 1.6

Como V = I R, entonces

………………….ec. 1.7

Pero como la Ley de Ohm debe ser satisfecha para el circuito completo

……………………………..ec. 1.8

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Igualando las ecuaciones [1.7] y [1.8], tenemos:

…….……...ec. 1.9

Sabemos que la corriente en cada resistencia, entonces I

……………….….ec 1.10

Cancelando las corrientes:

………………….…..ec. 1.11

En general, la resistencia equivalente de resistencias conectadas en serie es la suma de las

resistencias.

…………………………….........ec. 1.12

Resistencias en paralelo

Las resistencias se pueden conectar de tal manera que salgan de un solo punto y lleguen a

otro punto, conocidos como nodos. Este tipo de circuito se llama paralelo. Cada una de las

tres resistencias en la Figura 1.5 es otro paso por el cual la corriente viaja de los puntos A

al B.

Figura 1.5 (a) Circuito que contiene

resistencias en paralelo.

Figura 1.5 Ejemplo de un circuito que

contiene tres resistencias conectadas en

paralelo7


El nodo no tiene que ser físicamente un punto, mientras la corriente tenga diversas formas

alternas para seguir, entonces esa parte del circuito es considerada en paralelo. Figuras 1.5

Y 1.5 a son idénticos circuitos pero con apariencias diferentes.

En A el potencial debe ser el mismo en cada resistor. Similarmente, en B el potencial

también debe ser el mismo en cada resistencia. Entonces, entre los puntos A y B, la

diferencia de potencial es la misma. Esto significa que cada una de las tres resistencias en el

circuito paralelo debe de tener el mismo voltaje.

…………………………………...ec 1.1.a

También, la corriente se divide cuando viaje de A a B. Entonces, la suma de las corrientes

de las tres ramas es la misma que la corriente en A y en B.

……………………………………..ec. 1.2 b

De la Ley de Ohm, la ecuación [1.2b] es equivalente a:

………………….ec. 1.3 c

Por la ecuación [1.1a] vemos que todos los voltajes son iguales, así que los voltajes se

cancelan y se tiene:

…………………..ec. 1.4 d

Este resultado se puede generalizar para cualquier número de resistencias conectadas en

paralelo.

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………………………………ec. 1.5 e

Circuito Serie - Paralelo.

Aquí se combinan circuitos en series y circuitos en paralelo. Estos se conocen como

circuitos combinados.

Se puede imaginar una rama en un circuito en paralelo, pero la cual contiene dos

resistencias en serie. Por ejemplo, entre los puntos A y B en la Figura 1.6.

En esta situación se puede calcular la resistencia equivalente de la rama AB usando las

reglas de circuitos en serie.

Entonces: ……………………….ec. 1.6 f

Ahora se puede reemplazar las dos resistencias con una sola, equivalente, sin ningún tipo de

cambios en el circuito.

Como se puede ver en la Figura 1.6 (a), el circuito ahora esta en paralelo, con las

Figura 1.6(a) Circuito 1 simplificado es un

circuito en paralelo.Figura 1.6 Combinación de Circuito

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resistencias RAB y R3 en paralelo. Este circuito se resuelve usando las mismas reglas que

como otro circuito en paralelo.

Otra combinación ocurre con circuitos en paralelo conectados en serie. La figura 1.7

muestra un típico ejemplo de dos circuitos en paralelo (AB y CD) conectados en serie con

otra resistencia, R3.

Figura 1.7 Circuitos Combinados

Aquí, las resistencias en paralelo, circuito AB se pueden reemplazar con una resistencia

equivalente. De nuevo, se usa la ecuación para circuitos en paralelo.

……………………………….ec. 1.5 e

Esto da:

…………………………………..ec. 1.4 d

Entonces, la resistencia equivalente entre los puntos A y B es RAB. Reemplazando el

circuito en paralelo entre estos dos puntos con RAB da el siguiente circuito.

Figura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificadoFigura 1.7 (a) Circuito 2, parcialmente simplificado

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Similarmente, se puede reemplazar el circuito en paralelo contenido entre R4 y R5 (entre los

puntos C y D) con su resistencia equivalente, RCD, donde:

………………………………ec. 1.4 d

Reemplazando el circuito en paralelo entre CD con su equivalente se forma: en la Fig. 1.7 b

(arriba).

Ahora solo quedan resistencias en serie, RAB, R3, y RCD. La resistencia equivalente:

………………………….ec. 1.9

O

Rtotal = RAB + R3 + RCD…………………………………………. ec. 1.8

Figura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificadoFigura 1.7 (b) Circuito 3, simplificado

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1.3 Medición de voltaje a través de un voltímetro.

El funcionamiento de los instrumentos para medición análogos o de aguja tiene como base

dos de los efectos de la corriente eléctrica como son: el efecto magnético y el efecto

térmico. Todos los aparatos son de construcción semejante, siendo modificaciones del

sencillo instrumento básico llamado Galvanómetro D´Arsonval, que se basa en el efecto

magnético de una pequeña corriente. Figura 1.8.

Galvanómetro D’Arsonval de bobina móvil funciona con base en el efecto

electromagnético. En su forma más sencilla, el medidor de bobina móvil consta de una

bobina de alambre muy fino devanado sobre marco de aluminio ligero. Un imán

permanente rodea a la bobina y el marco de aluminio está montado sobre pivotes que

posibilitan que gire libremente, junto con la bobina, entre los polos del imán permanente.

Cuando hay corriente en la bobina, ésta se magnetiza y su polaridad es tal que el campo del

imán permanente la repele. Esto hace que el marco de la bobina gire sobre el pivote y

cuánto lo haga depende de la cantidad de corriente que circule por la bobina. Así, al calibrar

Fig. 1.8 Estructura interna de un Galvanómetro D’ Arsonval.

1.-Imán permanente

2.-Bobina móvil.

3.-Aguja indicadora.

4.-Escala en unidades según tipos de lecturas.

5.-Pivotes.

6.-Cojinetes.

7.-Resortes.

8.-Pernos de retención.

9.-Tornillo de ajuste cero.

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la aguja sobre el marco de la bobina y referirla a una escala calibrada en unidades de

corriente, puede medirse la cantidad de corriente que circula a través del instrumento.

Voltímetro.

Es un instrumento que sirve para medir la diferencia de potencial entre dos puntos de un

circuito eléctrico.

Su funcionamiento está basado en el Galvanómetro de D´arsonval, ya que es necesario que

circule una corriente muy pequeña por una bobina móvil, para que ésta mueva la aguja

sobre la escala. Por tanto el voltímetro está construido utilizando el mismo sistema, es

decir, un conjunto formado principalmente por imanes, una bobina y una aguja. Y en el

caso del voltímetro, se añade una resistencia en serie con la bobina móvil con el fin de

limitar la corriente que circula por ella y así lograr que la aguja se mueva con un recorrido

normal dentro de la escala. Fig. 1.9

Para efectuar la medida de la diferencia de potencial el voltímetro ha de colocarse en

paralelo, esto es, en derivación sobre los puntos entre los que tratamos de efectuar la

medida. Fig. 1.9 (a). Esto nos lleva a que el voltímetro debe poseer una resistencia interna

lo más alta posible, a fin de que no produzca un consumo apreciable, lo que daría lugar a

una medida errónea de la tensión. Para ello, en el caso de instrumentos basados en los

efectos electromagnéticos de la corriente eléctrica, estarán dotados de bobinas de hilo muy

Fig. 1.9 (a) Conexión de un Voltímetro.Fig. 1.9 Estructura de un voltímetro.

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http://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctrica

http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_paralelo

http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_paralelo

http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_el%C3%A9ctrico

http://es.wikipedia.org/wiki/Voltaje


fino y con muchas espiras, con lo que con poca intensidad de corriente a través del aparato

se consigue la fuerza necesaria para el desplazamiento de la aguja indicadora.

1.4 Medición de corriente a través de un amperímetro.

Amperímetro:

Es un aparato o instrumento que permite medir la intensidad de corriente eléctrica que pasa

por algún componente de un circuito eléctrico, presentando directamente sobre su escala

calibrada las unidades empleadas para ello denominadas amperios o bien fracciones de

amperios, o la medida deseada.

Para medir la corriente que circula a través de dicho componente, éste debe pasar también

por el instrumento de medida; por tanto, el amperímetro debe entrar a formar parte del

circuito y estar conectado en serie con el elemento que se prueba. Fig. 1.10

Su utilización es muy amplia ya que con independencia de su propia aplicación directa de

medida, también se emplea como base para la construcción de otros instrumentos, como

voltímetros, óhmetros, etc. Su funcionamiento está basado en uno de los principios

fundamentales del electromagnetismo que en su forma más simple nos indica que cualquier

corriente eléctrica pasa por un hilo conductor produce un campo magnético alrededor del

Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.Fig. 1.10 Conexión de un amperímetro.

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http://es.wikipedia.org/wiki/Intensidad_de_corriente_el%C3%A9ctrica


mismo (similar al campo magnético de un imán),cuya fuerza depende de la intensidad de la

corriente que circule.

TIPOS DE AMPERÍMETROS.

Amperímetros de bobina móvil

Está formado como su nombre indica, por una bobina circular de hilo conductor colocada

sobre un pivote colocado sobre el centro de la misma, de forma que pueda girar sobre el.

Todo el conjunto está situado dentro del campo magnético de un imán fijo. Al circular una

corriente eléctrica por la bobina, en esta se creará una fuerza magnética de manera tal que

se producirá un fenómeno de atracción o repulsión con respecto al imán, y la bobina girará

sobre el pivote. El movimiento de la bobina está controlado por unos resortes que sirven

también para la entrada y salida de la corriente a través de ellos. El amperímetro de bobina

móvil puede usarse solamente con corriente continua, ya que la corriente alterna haría

mover la bobina rápidamente en ambos sentidos, ver Fig. 2.10 (a).

Amperímetros de hierro móvil

Al igual que el anterior descrito, está formado por una bobina por la que circula la corriente

que produce el campo magnético. Pero, en este caso, la bobina es fija y no hay imán fijo

que cause su giro. En su lugar, se fija un trozo de hierro a la bobina y otro unido a una

Fig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvilFig. 1.10 (a) Amperímetro bobina móvil

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aguja móvil sobre un pivote. Cuando circula corriente por la bobina, ambos trozos de hierro

se transforman en imanes por el efecto magnético de la corriente y mutuamente se repelen,

sin importar el sentido de dicha corriente. En este caso se utiliza un resorte para controlar el

movimiento de la aguja. La magnitud de la fuerza de repulsión y por consiguiente la

amplitud del movimiento de la aguja dependen de la cantidad de corriente que circula por la

bobina. En este modelo de amperímetro no importa el sentido de la corriente que circula,

por lo tanto, puede usarse para C.C y C.A indistintamente. Fig. 2.10 (b)

1.5 Medición de resistencia con un Óhmetro y megger

Es un dispositivo que mide la resistencia de un circuito o de un componente, la continuidad

eléctrica en los circuitos y probar el aislamiento o contacto a tierra de un elemento.

El óhmetro, básicamente, está constituido por un galvanómetro (aparato medidor con escala

graduada en ohmios) y una fuente de alimentación (pila) en serie. La pila es la que permite

que circule una pequeña intensidad por el aparato medidor y por el circuito a medir, ya que

éste ha de estar desconectado de la red de alimentación. En función de la intensidad que

circule, el galvanómetro nos indicará el valor de la resistencia sobre la escala.

Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.Fig. 1.10 (b) Amperímetro hierro móvil.

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En los aparatos analógicos, la escala para medir resistencia se gradúa de forma inversa a

como se gradúan las demás magnitudes, es decir, el cero se coloca a la derecha de la escala,

debido a que cuando la resistencia a medir es nula, el galvanómetro estará recorrido por la

máxima intensidad que puede dar la pila, con lo que la desviación del índice (aguja) del

aparato será máxima (fondo de escala). Será en ese punto donde habrá que colocar el valor

0 Ω de la escala. Al contrario, si la resistencia es de valor prácticamente infinito (circuito

abierto), el galvanómetro no estará recorrido por ninguna intensidad, con lo que el índice no

sufrirá desviación y permanecerá a la izquierda de la escala. En este punto se colocará el

valor ∞. Esta distribución de la escala se puede apreciar en la Figura 1.11 a. Los valores

intermedios variarán en función de que la intensidad que circule por el galvanómetro sea

mayor o menor.

En los aparatos analógicos, antes de realizar ninguna medida hay que poner a cero el

aparato. Esto es debido a que la pila no suele tener siempre la misma carga y por ello se

incorpora al aparato una resistencia variable (potenciómetro) en serie, como se ve en la

Figura 1.11 b, con la pila y el galvanómetro, de manera que al puentear las pinzas del

aparato, éste debe indicar el valor cero de la escala; si no es así, manipularemos el

potenciómetro hasta llevar el índice al valor cero.

Fig. 1.11a. Escala de un Ohmetro. Fig. 1.11b Constitución interna del ohmetro.

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Con este procedimiento se compensa también el valor de la resistencia de los conductores

de prueba del aparato, de manera que el valor indicado por el aparato se corresponderá con

el valor real de la resistencia a medir. Este proceso no es necesario en los aparatos digitales,

ya que éstos hacen la compensación de forma interna.

Para realizar la medida de resistencia, es necesario observar algunas precauciones

previamente, como que el circuito a medir esté desconectado de la red. Si es un elemento

que forma parte de un montaje (acoplamiento de receptores, circuito impreso, etc.), hemos

de aislarlo del resto antes de realizar la medida, ya que el acoplamiento puede influir para

que el valor obtenido no sea el correcto.

Para realizar la medida (véase la Figura 1.11 c), se colocan las puntas de las pinzas en los

extremos de la resistencia a medir, y el valor leído en la escala se toma directamente.

Megger

Otro dispositivo que se emplea muy comúnmente para medir resistencias es el MEGGER,

Este mide resistencias muy altas, como el que hay en el aislamiento de cables, entre

devanado de motores o transformadores, etc. Estas resistencias generalmente varían de

varios cientos a varios miles de megaohms, y son demasiado altas de modo que no pueden

ser medidas por un óhmetro o puente de Wheatstone.

Básicamente un megger consiste en una manivela, un generador en una caja de engranes y

un medidor. Cuando se gira la manivela, los engranes hacen girar al generador a alta

Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c 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resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.Fig. 1.11c Medida de resistencia con unohmetro.

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velocidad, de manera que genere una tensión de 100, 500, 1000, 2500, ó 5000 volts, según

el tipo de megger que se utilice.

El megger es similar al medidor de bobina móvil que se han examinado, excepto por que

tiene dos devanados. Un devanado (A) está en serie con el resistor R2 en la salida del

generador. Este devanado está hecho de tal manera que hace moverse la aguja hacia el

extremo de alta resistencia de la escala cuando el generador está funcionando.

El otro devanado (B) está en serie con el resistor R1 y la resistencia desconocida (RX) por

medir. Este devanado esta hecho de tal manera que hace moverse la aguja hacia el extremo

de la escala que indica baja resistencia, o resistencia cero, cuando el generador está

funcionando. Fig. 1.12

Cuando se tiene una resistencia muy alta en las terminales de entrada del megger como en

un circuito abierto o que está por abrirse, la corriente en la bobina A hace que la aguja

registre infinito. Por otra parte, cuando hay una resistencia relativamente baja en las

terminales de entrada, la corriente en la bobina B hace que la aguja oscile hacia cero. La

Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.Fig. 1.12 Megger básico.

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aguja se detiene en un punto de la escala, determinado por la corriente en la bobina B, que

está regida por Rx.

1.6 Medición de potencia con un Watthorimetro.

Está provisto de dos bobinas estacionarias conectadas en serie, y una bobina móvil. Las

bobinas estacionarias, devanadas en muchas espiras de alambre delgado, tienen una alta

resistencia. La bobina móvil, con unas cuantas espiras de un alambre más grueso, tiene baja

resistencia. Para medir potencia, las bobinas estacionarias se conectan a la tensión de la

fuente, que determina la corriente en estas bobinas y, por lo tanto, la intensidad de los

campos magnéticos que produzcan. La bobina móvil se conecta en serie con la carga y la

corriente de la carga origina un campo magnético relacionado con la bobina móvil.

La interacción de los dos campos magnéticos hará que la bobina móvil y la aguja conectada

a ella oscilen en proporción al voltaje de la carga y a la corriente que pasa por ella. Por lo

tanto, el medidor indica V multiplicado por I, que es la disipación de potencia.

Cuando se usa un watthorimetro, no debe excederse su capacidad de tensión y corriente.

Debe tenerse cuidado al interpretar estas clasificaciones. Por ejemplo, un watthorimetro con

un registro total de escala de 500 watts, puede estar clasificado a 150 volts y 5 amperes

(150 V x 5 A = 750 w). Si el wathorimetro se conecta a un circuito con 150 volts y 5

amperes y el circuito tiene un factor de potencia de aproximadamente 1.0, entonces la aguja

del medidor se saldrá hacia la derecha de la escala y puede doblarse sobre el perno de

retención correspondiente. La mayor parte de los watthorimetros están clasificados de esta

manera debido a que los circuitos de c-a generalmente tienen un factor de potencia inferior

a 1.0 y, por lo tanto, la potencia medida será menor que V x I.

Fig. 1.13 Diagrama de un Watthorímetro.

20


1.7 Medición de factor de potencia con varhorimetros.

Para la medición de potencia real se puede hacer uso del varhorímetro o varmetro que

desde el punto de vista de construcción es igual al watthorímetro, pero se diferencia sólo

por un artificio por medio del cual la bobina de voltaje se encuentra en cuadratura con la

tensión por lo que la indicación del instrumento resulta proporcional a VI sen d.

El empleo de este instrumento está limitado a los circuitos monofásicos ya que en los

circuitos trifásicos la medición de potencia reactiva se puede hacer utilizando

watthorímetros de construcción normal convenientemente insertados.

El procedimiento para medir la potencia reactiva es el siguiente:

1.-Asegúrese de que el voltaje en el circuito no exceda el límite del voltaje del

medidor.

2.- Verificar que la corriente en el circuito no exceda el límite de corriente del

aparato, para esto debe usarse un amperímetro de gancho.

3.- Ajustar el varmetro en su rango más alto.

4.- Conectar el varmetro al circuito cuando este desenergizado, para verificar que

esté desenergizado se puede usar un vóltímetro.

5.- Después de que se ha conectado el varmetro, se energiza el circuito a medir.

6.- Leer el voltaje, corriente, potencia reactiva en el medidor.

7.-Desconectar el circuito después de haber hecho la medición necesaria para

retirar el varmetro.

21


Los aparatos de medida pueden ser analógicos o digitales; los primeros como ya

mencionamos presentan la medida mediante un índice o aguja que se desplaza sobre una

escala graduada, y los segundos que son los que hablaremos de ellos son los que presentan

el valor en una pantalla o display mediante números. Para representar esquemáticamente e

interpretar las inscripciones de funcionamiento se recurre a la simbología normalizada que

se muestra en los anexos de la Tabla 1.

Interpretación de las indicaciones inscritas en los aparatos de medidas.

Los aparatos de medida llevan, en la parte inferior de la escala, unos símbolos que indican

las características tanto constructivas como de funcionamiento de dicho aparato. En la

Figura 1.14 se han resaltado estas indicaciones de las que se aclaran su significado a

continuación.

Fig. 1.14. Detalle de las indicaciones inscritas en los aparatos de medidas.

Significado de las inscripciones del aparato de la Figura 1.14:

El Voltímetro Digital (DVM).

22


Comparación con el Voltímetro analógico (VOM.)

A diferencia del medidor analógico, el medidor digital DVM tiene un display en lugar de la

aguja del galvanómetro y un conmutador ON-OFF para alimentar los circuitos electrónicos

que producen la medición en lugar del movimiento electromecánico del VOM. Requiere

por lo tanto una fuente (batería) interna para alimentar la electrónica del medidor y para

cuando se lo usa como ohmetro. Tiene un selector de rango manual o de autorango según

los diferentes diseños.

Características del DVM.

1.- Son básicamente voltímetros y cuando se los usa como amperímetros u óhmetros, el

arreglo del circuito es tal que el DVM es usado como voltímetro.

2.- El DVM tiene una alta resistencia interna, lo cual es muy deseable para evitar el efecto

de carga sobre el circuito bajo prueba.

3.- El display digital evita errores de lectura debidos al paralelaje de la aguja del VOM, o

los errores debidos a la interpolación entre las escalas.

4.- Debido al display digital, la conversión de la precisión es dentro de +/- un dígito en

cualquier escala usada. La precisión debida al display permanece constante sobre todos

los rangos e invariable. Se obtiene un valor de precisión mucho mejor que en los

VOMS.

5.- Incorporan funciones especiales como un tono audible para pruebas de continuidad,

funciones de prueba de junturas de semiconductores, etc.

23


Cómo trabaja un DVM.

El diagrama de bloques de un Voltímetro Digital se muestra en la figura 1.15. Se pueden

medir valores de voltaje tanto DC como AC. Veremos primeramente la medición del

voltaje DC.

Las puntas de prueba miden el voltaje DC directamente, lo llevan hasta el DVM a través de

un acondicionador de señal, y lo acoplan a un circuito llamado convertidor

analógico/digital (A/D). El convertidor A/D acepta un voltaje y lo cambia a una

codificación digital que representa la magnitud del voltaje. Este código digital es usado

para generar el número de dígitos que muestran el valor medido en el display digital.

Fig. 1.15 Diagrama de bloques de un Voltímetro Digital Básico (DVM)

24


Display Digital.

Una forma fácil de comprender cómo funcionan los DVMs es empezar por comprender los

displays. La figura 1.6.a muestra un display numérico de 7 segmentos. Este arreglo puede

ser de LEDs o de cristal líquido LCD que son los más modernos y consumen menos

energía y son más legibles en ambientes de alta luminosidad.

Como se ve en la figura 1.16.a, se conecta una fuente de poder a cada segmento de LED,

de modo que cada segmento se excita con el paso de la corriente a través de él. En el

ejemplo de la figura 1.16.b se ha activado el número 2.

Códigos BCD

Este sistema representa un número decimal codificado en 4 dígitos binarios (Binary Coded

Decimal) y es el código más comúnmente usado en sistemas digitales.

Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.

Fig. 1.16. b: Tabla de excitación para los dígitos

Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.Fig. 1.16 a. Display de 7 segmentos.

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Conversión Análogo-Digital (A/D).Conocido el proceso de codificación para los displays, debemos conocer cómo son

generados estos códigos en el convertidor A/D. La tabla y figura 1.17 siguientes muestran

el código BCD que se genera cuando un voltaje DC entre 0 y 2 voltios (1,99 Voltios) es

aplicado a la entrada.

La resolución del DVM es de 1 milivoltio para ese rango, lo cual significa que un nuevo

código BCD de 4 dígitos es generado por cada cambio de 1 milivoltio del voltaje de

entrada.

La figura 1.17, no muestra cada un milivoltio el código de 4-dígitos, pero lista los códigos

que pueden ser generados para los 4-dígitos para cada décimo de voltio. Además muestra

algunos valores como ejemplo especial (0.001, 0.578, 1.234, 1.667, y 1.999) para ayudar a

entender cómo es la salida del convertidor A/D. Hay un código BCD de 4-dígitos separado

para cada valor de 1 milivoltio, pero por simplificar, no se encuentran incluidos en la

figura 1.17.

Fig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 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dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 Voltios y códigos de salida de 4 dígitosFig. 1.17: Convertidor A/D con entrada de 0-2 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26


Si el voltaje de entrada hacia el convertidor A/D es de 1.234 voltios, el código BCD de 4-

dígitos que sería generado a la salida sería 0001 0010 0011 0100 como se muestra. Cada

uno de los 4-bits del código BCD representando un dígito es ingresado a un decodificador,

como el indicado en la figura 17.a, y el numeral propio mostrado para el dígito respectivo.

Compuertas lógicas individuales en el convertidor A/D controlan el punto decimal. Si un

nivel de 1 lógico es la salida, el punto decimal se prenderá. Mientras las escalas cambian,

el punto decimal energizado cambia. Las técnicas de display y las salidas del convertidor

mostrados en la figura 1.16.a y figura 1.17, no son las únicas maneras que un DVM puede

producir una conversión y display. Hay técnicas de rastreo y técnicas de multiplexar para

que los códigos de dígitos sean transferidos en secuencia a lo largo de líneas de bus, pero la

manera más directa fue escogida para hacerla más fácil de explicar los conceptos básicos.

Proceso de Conversión A/D

Existe un número de técnicas usadas para realizar el proceso de conversión actual.

Integración en escalera, balance continuo, aproximaciones sucesivas, convertidor dual

(dualslope), convertidores de voltaje a frecuencia son los nombres de algunos de ellos.

Convertidor en escalera

La figura 1.18 muestra el diagrama de bloques del convertidor en escalera. Consiste de un

comparador, una compuerta de reloj G, un generador de reloj, un contador binario y de un

convertidor digital-análogo. La salida es llevada a un display digital. El convertidor digital-

análogo hace lo opuesto que un convertidor análogo-digital. Toma las salidas de un código

digital de la salida de un contador binario y lo convierte a un voltaje análogo. Cada vez que

el contador binario incrementa su cuenta de uno en uno, el voltaje de salida VO incrementa

por un milivoltio. VO es una entrada al comparador; el voltaje de entrada VIN es la otra

entrada al comparador.

VO diferente a VIN

Cuando el voltaje de entrada VIN es aplicado primero a ser medido, VO es cero, y la salida

del comparador está a un nivel de 1 lógico por que VO es diferente a VIN. Como la salida

27


del comparador 1 es una entrada a la compuerta AND de reloj G, la señal de reloj que

aparece en la otra entrada G aparecerá a la salida de la compuerta y alimenta al contador

binario. El contador binario cuenta los pulsos de reloj, y a través del convertidor D/A

empieza a incrementar VO por 1 milivoltio por cuenta. De aquí el nombre de convertidor

en escalera.

VO igual a VIN

Cuando VO es igual a VO diferente a VIN, la salida del comparador cae a un nivel de 0

lógico, apaga con los pulsos de reloj a través de G, el cual para la cuenta y mantiene VO

igual a VO diferente a VIN. El código digital en el contador es convertido a un código

necesario para el display de los numerales que representa el valor del voltaje VO diferente a

VIN. Note que toma un tiempo t1 para alcanzar el punto en donde VO = VIN; entonces,

medidas pueden ser realizadas solamente a un límite máximo.

Convertidor Dual (Dual-Slope Converter)

Un diagrama de bloque de un convertidor A/D dual es mostrado en la figura 20. Consiste

de un amplificador operacional A, conectado como un integrador, un comparador, una

compuerta lógica (G) para activar la señal de reloj, un contador para el conteo de los pulsos

de reloj, un voltaje de referencia y la circuitería lógica de control. La salida alimenta a un

display digital.

Fig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escaleraFig. 1.19: Convertidor A/D en escalera

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CAPÍTULO II.

Generación y Distribución de Corriente Eléctrica.

2.1 Generadores de energía eléctrica.

Grupo de aparatos que se utilizan para convertir la energía mecánica en eléctrica, se le

denomina generador, alternador o dinamo.

Dos principios físicos relacionados entre sí sirven de base al funcionamiento de los

generadores y de los motores. El primero es el principio de la inducción descubierto por

el científico e inventor británico Michael Faraday en 1831. Si un conductor se mueve a

través de un campo magnético, o si está situado en las proximidades de otro conductor

por el que circula una corriente de intensidad variable, se establece o se induce una

corriente eléctrica en el primer conductor. El principio opuesto a éste fue observado en

1820 por el físico francés André Marie Ampere. Si una corriente pasa a través de un

conductor situado en el interior de un campo magnético, éste ejerce una fuerza mecánica

sobre el conductor.

La máquina dinamoeléctrica más sencilla es la dinamo de disco desarrollada por Faraday,

que consiste en un disco de cobre que se monta de tal forma que la parte del disco que se

encuentra entre el centro y el borde quede situada entre los polos de un imán de

herradura. Cuando el disco gira, se induce una corriente entre el centro del disco y su

borde debido a la acción del campo del imán. El disco puede fabricarse para funcionar

como un motor mediante la aplicación de un voltaje entre el borde y el centro del disco,

lo que hace que el disco gire gracias a la fuerza producida por el campo magnético. El

campo magnético de un imán permanente sólo tiene fuerza suficiente como para hacer

funcionar una dinamo pequeña o motor. Por ello, los electroimanes se emplean en

máquinas grandes. Tanto los motores como los generadores tienen dos unidades básicas:

El inductor, que crea el campo magnético y que suele ser un electroimán, y la armadura o

inducido, que es la estructura que sostiene los conductores que cortan el campo

magnético y transporta la corriente inducida en un generador, o la corriente de excitación

en el caso del motor. La armadura es por lo general un núcleo de hierro dulce laminado,

alrededor del cual se enrollan los cables conductores.

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2.1.1 Tipos y características de generadores.

Generadores de corriente continua.

Generadores de corriente alterna.

Generadores de Corriente Continua.

Si una armadura gira entre dos polos magnéticos fijos, la corriente en la armadura circula

en un sentido durante la mitad de cada revolución, y en el otro sentido durante la otra

mitad. Para producir un flujo constante de corriente en un sentido, o corriente continua,

en un aparato determinado, es necesario disponer de un medio para invertir el flujo de

corriente fuera del generador una vez durante cada revolución. En las máquinas antiguas

esta inversión se llevaba a cabo mediante un conmutador, un anillo de metal partido

montado sobre el eje de una armadura. Las dos mitades del anillo se aislaban entre sí y

servían como bornes de la bobina. Las escobillas fijas de metal o de carbón se mantenían

en contacto con el conmutador, que al girar conectaba eléctricamente la bobina a los

cables externos. Cuando la armadura giraba, cada escobilla estaba en contacto de forma

alternativa con las mitades del conmutador, cambiando la posición en el momento en el

que la corriente invertía su sentido dentro de la bobina de la armadura. Así se producía un

flujo de corriente de un sentido en el circuito exterior al que el generador estaba

conectado. Fig. 2.

Fig. 2 Partes de un Generador de C.C.

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Los generadores de corriente continua funcionan normalmente a voltajes bastante bajos

para evitar las chispas que se producen entre las escobillas y el conmutador a voltajes

altos. El potencial más alto desarrollado para este tipo de generadores suele ser de 1.500

voltios. En algunas máquinas más modernas esta inversión se realiza usando aparatos de

potencia electrónica, como por ejemplo rectificadores de diodo.

Los generadores modernos de corriente continua utilizan armaduras de tambor, que

suelen estar formadas por un gran número de bobinas agrupadas en hendiduras

longitudinales dentro del núcleo de la armadura y conectadas a los segmentos adecuados

de un conmutador múltiple. Si una armadura tiene un solo circuito de cable, la corriente

que se produce aumentará y disminuirá dependiendo de la parte del campo magnético a

través del cual se esté moviendo el circuito. Un conmutador de varios segmentos usado

con una armadura de tambor conecta siempre el circuito externo a uno de cable que se

mueve a través de un área de alta intensidad del campo, y como resultado la corriente que

suministran las bobinas de la armadura es prácticamente constante. Los campos de los

generadores modernos se equipan con cuatro o más polos electromagnéticos que

aumentan el tamaño y la resistencia del campo magnético. En algunos casos, se añaden

interpolos más pequeños para compensar las distorsiones que causa el efecto magnético

de la armadura en el flujo eléctrico del campo.

El campo inductor de un generador se puede obtener mediante un imán permanente

(magneto) o por medio de un electroimán (dinamo). En este último caso, el electroimán

se excita por una corriente independiente o por autoexcitación, es decir, la propia

corriente producida en la dinamo sirve para crear el campo magnético en las bobinas del

inductor. Existen tres tipos de dinamo según sea la forma en que estén acoplados el

inductor y el inducido: en serie, en derivación y en combinación.

31


Generadores de Corriente Alterna.

Como se decía antes, un generador simple sin conmutador producirá una corriente

eléctrica que cambia de sentido a medida que gira la armadura. Este tipo de corriente

alterna es ventajosa para la transmisión de potencia eléctrica, por lo que la mayoría de los

generadores eléctricos son de este tipo. En su forma más simple, un generador de

corriente alterna se diferencia de uno de corriente continua en sólo dos aspectos: los

extremos de la bobina de su armadura están sacados a los anillos colectores sólidos sin

segmentos del árbol del generador en lugar de los conmutadores, y las bobinas de campo

se excitan mediante una fuente externa de corriente continua más que con el generador en

sí. Los generadores de corriente alterna de baja velocidad se fabrican con hasta 100 polos,

para mejorar su eficiencia y para lograr con más facilidad la frecuencia deseada. Los

alternadores accionados por turbinas de alta velocidad, sin embargo, son a menudo

máquinas de dos polos. La frecuencia de la corriente que suministra un generador de

corriente alterna es igual a la mitad del producto del número de polos por el número de

revoluciones por segundo de la armadura. (Ver Fig. 2.1)

Fig. 2.1 Generador de corriente alterna.

32


A veces, es preferible generar un voltaje tan alto como sea posible. Las armaduras

rotatorias no son prácticas en este tipo de aplicaciones, debido a que pueden producirse

chispas entre las escobillas y los anillos colectores, y a que pueden producirse fallas

mecánicas que podrían causar cortocircuitos. Por tanto, los alternadores se construyen

con una armadura fija en la que gira un rotor compuesto de un número de imanes de

campo. El principio de funcionamiento es el mismo que el del generador de corriente

alterna descrito con anterioridad, excepto en que el campo magnético (en lugar de los

conductores de la armadura) está en movimiento.

La corriente que se genera mediante los alternadores descritos más arriba aumenta hasta

un pico, cae hasta cero, desciende hasta un pico negativo y sube otra vez a cero varias

veces por segundo, dependiendo de la frecuencia para la que esté diseñada la máquina.

Este tipo de corriente se conoce como corriente alterna monofásica. Sin embargo, si la

armadura la componen dos bobinas, montadas a 90º una de otra, y con conexiones

externas separadas, se producirán dos ondas de corriente, una de las cuales estará en su

máximo cuando la otra sea cero. Este tipo de corriente se denomina corriente alterna

bifásica. Si se agrupan tres bobinas de armadura en ángulos de 120º, se producirá

corriente en forma de onda triple, conocida como corriente alterna trifásica. Se puede

obtener un número mayor de fases incrementando el número de bobinas en la armadura,

pero en la práctica de la ingeniería eléctrica moderna se usa sobre todo la corriente alterna

trifásica, con el alternador trifásico, que es la máquina dinamoeléctrica que se emplea

normalmente para generar potencia eléctrica.

Tipos de generadores: Generador excitación serie.

Generador de corriente directa. Generador excitación compuesta.

Generador excitación derivación.

Generador síncrono.

Generador de inducción.

Generador corriente alterna

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Generador excitación serie.

El devanado inductor se conecta en serie con el inducido, de tal forma que toda la corriente

que el generador suministra a la carga fluye por igual por ambos devanados.

La corriente de excitación que atraviesa el devanado de campo de este generador es igual

a la que el generador transmite a la carga. Si la carga tiene alta resistencia y, en

consecuencia, toma solo una pequeña corriente del generador, la corriente de excitación

también es pequeña, lo cual significa que el campo magnético del devanado de campo es

débil, de modo que disminuye el voltaje de salida del generador. En forma similar, si la

carga toma una corriente elevada, la corriente de excitación también es grande, el campo

magnético del devanado de campo es intenso y el voltaje de salida del generador es alto.

Nótese que, en un generador en serie, los cambios en la corriente de carga afectan

considerablemente al voltaje de salida del generador. Por lo tanto, se dice que un

generador en serie tiene mala regulación de voltaje y, como resultado, los generadores en

serie no son convenientes para cargas fluctuantes.

La Fig 2.1.2 ilustra la manera cómo el voltaje de un generador en serie varia al aumentar

la corriente de carga. Nótese que, al aumentar la corriente de carga, el voltaje de salida

también aumenta hasta cierto punto. Después de ese punto, los demás aumenta de

corriente producen una disminución del voltaje de salida.

El punto donde el voltaje deja de aumentar corresponde al de saturación magnética del

Fig. 2.1.1 Diagrama de conexión en serie.Fig. 2.1.2 Variación del voltaje al aumentar

la corriente de carga

34


devanado de campo, esto ocurre cuando el material del núcleo, que en este caso son las

piezas polares, está completamente magnetizado. El flujo magnético ya no puede aumentar,

no importa cuánto aumente la corriente en el devanado. Así, el voltaje de salida desciende

más allá de este punto y no permanece constante en su valor máximo, lo cual se debe a que

la caída de voltaje ha aumentado en el devanado de campo y las bobinas de armadura. La

caída de voltaje es mayor porque la corriente aumenta, pero el voltaje generado permanece

invariable. Además, el voltaje de salida es igual al voltaje generado, menos la caída de

voltaje interno; en consecuencia, el voltaje de salida debe disminuir. Otra razón de que el

voltaje de salida disminuya es que la reacción de armadura aumenta.

Otra desventaja del generador en serie, además de su mala regulación de voltaje, estriba en

que el devanado de campo debe estar devanado con alambre que pueda conducir sin peligro

toda la corriente de carga y sin sobrecalentarse. Esto requiere un alambre con área

transversal relativa mente amplia.

Generador en derivación (shunt).

Cuando el devanado de campo de un generador autoexcitado está conectado en paralelo con

la salida del generador, a éste se le llama generador con derivación. El valor de la corriente

de excitación en un generador con derivación depende del voltaje de salida y la resistencia

del devanado de campo. Generalmente, la corriente de excitación se mantiene en algún

valor entre 0.5 y 5 por ciento de la corriente total producida por el generador.

Salida del generador.

Fig. 2.1.3 Diagrama de conexión de un generador con derivación.

35


El voltaje de salida de un generador con derivación que funciona a velocidad constante en

condiciones variables de carga es mucho más estable que el voltaje de salida de un

generador en serie. Sin embargo, sigue ocurriendo cierto cambio en el voltaje de salida.

Este cambio ocurre porque, cuando la corriente de carga aumenta, la caída de voltaje (IR)

en la bobina de armadura aumenta y esto hace que disminuya el voltaje de salida. Como

resultado, la corriente en el devanado de campo disminuye y se reduce el campo magnético,

con lo cual el voltaje de salida disminuye aún más. Si la corriente que toma la carga es

mucho mayor que aquella para la cual se diseñó el generador con derivación, la caída del

voltaje de salida es extrema. Sin embargo, para cambios de corriente de carga dentro del

rango planeado, la caída del voltaje de salida con aumentos de carga, no es demasiado

grande.

El hecho de que su voltaje de salida se reduzca al aumentar la corriente de carga, hace que

los generadores derivados tengan la cualidad de auto protegerse. Si la carga se conecta

súbitamente “en corto”, el voltaje de salida descendería hasta cero. Por lo tanto, no habría

corriente de excitación a través del devanado de campo, de manera que, el generador, en

efecto, sería inoperante.

36


Hasta cierto punto, el cambio de la salida de tensión de un generador con derivación con

cambios en la corriente de carga, también es causado por un cambio de reacción de

armadura, de la misma manera como se vio que sucedía en los generadores en serie. En

comparación con los generadores en serie, la corriente de excitación en generadores con

derivación es muy pequeña. Por lo tanto, se puede usar alambre delgado para el devanado

de campo. En generadores con derivación ordinarios, las bobinas de

campo constan de muchas espiras de alambre de pequeño diámetro.

Generadores combinados.

Tanto los generadores en serie como los que tienen derivación tienen la desventaja de que,

cuando la corriente varía de cero a carga normal, hacen que su voltaje de salida también

cambie. En un generador en serie los aumentos en la corriente de carga originan aumentos

en el voltaje de salida; pero cuando se trata de un generador con derivación, los aumentos

de la corriente de carga originan la disminución del voltaje de salida.

Muchas aplicaciones en las cuales se usan generadores, requieren que el voltaje de salida

del generador sea más estable que el suministrado por un generador, ya sea en serie o con

derivación. Una forma de transmitir este tipo de voltaje estable es usar un generador con

derivación que tenga alguna forma de regular el voltaje. Otro medio para suministrar un

voltaje estable es mediante un generador combinado.

Fig. 2.1.4 El voltaje de salida se reduce drásticamente si la corriente de carga aumenta por arriba del

valor nominal a plena carga

Corriente de carga.

Voltaje de salida

Plena carga

37


Un generador combinado tiene un devanado de campo conectado en paralelo con la salida

del generador, en la misma forma que un generador con derivación; también tiene otro

devanado de campo conectado en serie con la salida del generador, igual que un generador

en serie. A veces, a los generadores combinados se les conoce como generadores en serie

con derivación.

Los dos devanados del generador combinado

están diseñados de tal manera que sus campos magnéticos se ayudan. Así pues, cuando la

corriente de carga aumenta, la corriente que pasa por el devanado de campo en derivación

disminuye, reduciendo la intensidad de su campo magnético. Pero el mismo aumento en la

corriente de carga ocurre en el devanado de campo en serie, aumentando la intensidad de su

campo magnético.

Cuando hay el número adecuado de espiras en el devanado en serie, el aumento de

intensidad de su campo magnético compensará la disminución de intensidad del campo

magnético del devanado en derivación. Por lo tanto, la intensidad total del campo

magnético combinado, permanece casi invariable, de manera que el voltaje de salida se

conserva constante. En realidad, no es posible que los dos devanados de campo se

compensen exactamente. Siempre habrá algún cambio en el voltaje de salida al variar la

corriente del generador de su valor sin carga a su valor a carga plena. Sin embargo, según

se puede observar en la gráfica 2.16 , en los generadores combinados prácticos, el voltaje

Fig. 2.1.5 Diagrama de un generador combinado

Salida del generador.

Subcompensado

Compensado

Sobrecompensado

Corriente de carga

Siempre que un generador combinado

esta compensado, sobrecompensado o

subcompensado, el voltaje de salida

desciende en forma pronunciada,

cuando la corriente de carga excede

hasta la corriente de plena carga

nominal.

Grafica 2.16

38


de salida tiene el mismo valor sin carga y a carga plena y el cambio que ocurre entre la no

carga y carga plena es menor que un 5 por ciento aproximadamente. Se dice que un

generador con estas características es combinado normal.

Para algunas aplicaciones, el devanado en serie se hace de tal manera que sobrecompense al

devanado en derivación. Entonces el voltaje de salida del generador aumenta gradualmente

al aumentar la corriente de carga sobre el rango de funcionamiento normal. Este generador

está sobrecombinado o sobrecompensado. En forma similar, el devanado en sede puede

diseñarse de manera que subcompense al devanado en derivación. El voltaje de salida de

este tipo de generador disminuye gradualmente al aumentar la corriente de carga. A este

tipo de generador se le llama subcombinado o subcompensado.

Generadores síncronos

Todos los generadores trifásicos utilizan un campo magnético giratorio. En el dibujo

hemos instalado tres electroimanes alrededor de un círculo. Cada uno de los tres imanes

está conectado a su propia fase en la red eléctrica trifásica. Como se puede ver, cada

electroimán produce alternativamente un polo norte y un polo sur hacia el centro. Las letras

2.1.6 Generador síncrono.

39


están en negro cuando el magnetismo es fuerte, y en gris claro cuando es débil. La

fluctuación en el magnetismo corresponde exactamente a la fluctuación en la tensión de

cada fase. Cuando una de las fases alcanza su máximo, la corriente en las otras dos está

circulando en sentido opuesto y a la mitad de tensión. Dado que la duración de la corriente

en cada imán es un tercio de la de un ciclo aislado, el campo magnético dará una vuelta

completa por ciclo.

Operación de un generador síncrono

Si empieza a forzar el imán para que gire (en lugar de dejar que la corriente de red lo

mueva) descubrirá que trabaja como generador, devolviendo corriente alterna a la red

(debería tener un imán más potente para producir mucha electricidad). Cuanta más fuerza

(par torsor) le aplique, mayor electricidad producirá, aunque el generador seguirá girando a

la misma velocidad, impuesta por la frecuencia de la red eléctrica.

Puede desconectar completamente el generador de la red y construir su propia red eléctrica

trifásica, enganchando bombillas a tres bobinas arrolladas a electroimanes. Sin embargo, si

desconecta su generador de la red principal tendrá que accionarlo a una velocidad de giro

constante para que produzca corriente alterna a una frecuencia constante. Por lo tanto, con

este tipo de generador, normalmente querrá usar una conexión indirecta a red del

generador.

En la práctica, los generadores síncronos de imán permanente no son muy usados. Hay

varias razones para que así sea. Una ellas es que los imanes permanentes tienden a

desmagnetizarse al trabajar en los potentes campos magnéticos en el interior de un

generador. Otra de las razones es que estos potentes imanes (fabricados a partir de tierras

raras, como el neodimio) son bastante caros, a pesar de que los precios han disminuido

últimamente.

40

http://www.windpower.org/es/tour/wtrb/indirect.htm


2.2 El transformador.

Es un aparato eléctrico sin partes en movimiento que sirven para transmitir energía eléctrica

de un circuito a otro, elevando o bajando voltaje.

Partes básicas de un transformador.

1. Un núcleo magnético formado

por láminas de acero al silicio.

2. Una bobina primaria (por donde

recibe la energía.)

3. Una bobina secundaria ( por

donde entrega la energía.)

Ver Fig.2.2

Principio del funcionamiento.

La base del funcionamiento de un transformador es también la inducción electromagnética.

En la figura 2.2 que se muestra bajo este texto ilustra el transformador fundamental que

consiste en un núcleo de hierro y dos bobinados denominados primario y secundario. El

núcleo proporciona un camino para el campo magnético y se construye generalmente de un

gran número de chapas delgadas de un acero especial. El primario es el que recibe la

energía de la línea y el secundario es el que da la energía a la carga.

La teoría del funcionamiento de un transformador es la que sigue:

1. Cuando se conecta el primario a una fuente de fem alterna, por el bobinado comienza a

pasar una corriente alterna.

Fig. 2.2 Partes básicas de un transformador.

1

32

41


2. En cuanto fluye una corriente por un conductor se crea un campo magnético alrededor de

él. Si la corriente cambia continuamente en magnitud y la polaridad, el campo magnético

que se origina en el núcleo de hierro hará lo mismo.

3. El campo magnético alterno está, por tanto, continuamente expandiéndose y

contrayéndose. Como el circuito magnético es cerrado, la variación del campo magnético es

la misma en cualquier parte del núcleo.

4. Las líneas magnéticas al expandirse y contraerse cortarán a los conductores situados en

cualquier parte del núcleo, y de acuerdo con el experimento de Faraday , en éstos aparecerá

una fem inducida.

5. Como a cada conductor sobre el núcleo le corta el mismo flujo, la fem inducida por

vuelta será la misma. Por tanto, el voltaje en cada bobinado será proporcional al número de

vueltas; expresado matemáticamente, esto es:

EP NP

------ = ------

ES NS ……………………………………….. ec. 2

6. Se puede ver en esta ecuación que el voltaje del secundario se puede aumentar o

disminuir eligiendo una relación de vueltas.

Parámetros eléctricos.

Al hablar de transformadores, nos encontramos con términos eléctricos que conviene

manejar adecuadamente, a continuación mencionamos el concepto de los parámetros

eléctricos más empleados en nuestro caso.

a) Voltaje o tensión.

Es la fuerza que impulsa el flujo de corriente y se expresa:

V = Volts

KV = Volts x 1000 kilovolts.

42


b) Corriente.

Partículas eléctricas (electrones) libres que se mueven en un cierto sentido dentro

del conductor del devanado, se expresa: I = Amperes.

c) Capacidad (potencia).

Energía necesaria para mantener un cierto flujo de corriente demandado por una

carga, se expresa: P = KV x A = KVA = Kilo- Volts Amperes.

d) Flujo magnético.

Líneas de fuerza invisibles que viajan por el núcleo proporcionando el campo

necesario para realizar la inducción, se expresa: φ= Gausses.

e) Pérdidas en vacío.

Energía consumida por el núcleo del transformador al estar el primario conectado a

la fuente y el secundario sin carga (en vacío), se expresa: WFE = Watts.

f) Corriente de excitación.

Corriente que circula por el devanado primario al aplicar su voltaje nominal con el

secundario sin carga. Es la corriente necesaria para producir flujo magnético y se

expresa en porciento de la corriente nominal como: Iex = %

g) Pérdidas con carga.

Energía consumida por los devanados al tener en el secundario una carga

demandando la corriente nominal de este devanado, se expresa: WCu = Watts.

h) Impedancia.

Voltaje aplicado al primario, capaz de producir la corriente nominal en el

secundario, estando las terminales de éste último en cortocircuito, se expresa en

porciento del voltaje nominal del primario y representa la oposición del

transformador a la corriente durante un cortocircuito: % Impedancia = % Z.

43


i) BIL (Basic Impulse Insulation Level).

Es el nivel básico de aislamiento al impulso (NBI), y representa la capacidad en un

transformado de soportar un sobre voltaje (sobretensión), producido por una

descarga atmosférica o por apertura-cierre del circuito de alimentación del

transformador. Indica el voltaje máximo de la sobretensión que debe soportar el

equipo. BIL = Kv.

j) Eficiencia.

Relación entre la potencia útil de salida y potencia de entrada: η = (Ps / Pe) x 100.

k) Regulación.

Variación del voltaje en el secundario, expresada en % del voltaje nominal del

mismo, que se produce al conectar una carga y manteniendo constante el voltaje

aplicado al primario. % Reg = (Vo2 –V2/ V2) x 100

Donde:

Vo2 = voltaje secundario sin carga V2 = voltaje secundario nominal.

Componentes del transformador.

En la figura 2.3, se muestra un corte de un transformador típico, y están indicados los

componentes básicos del transformador los cuales se describen a continuación.

I. Devanados.

Su función es recibir cierto voltaje y cierta corriente para entregarlos transformados

a diferentes valores. Son fabricados con conductores aislados eléctricamente y

enrollados sobre moldes para darles la forma requerida, que pueden ser

rectangulares o cilíndricos según la capacidad y aplicación de cada transformador.

II. Núcleo.

Es el conductor del flujo magnético. Dirige y confina este flujo a una trayectoria

dentro del material del núcleo, que es acero al silicio. Las líneas de flujo producen, a

su alrededor, pequeñas corrientes que son indeseables ya que consumen parte de la

energía del transformador. Para reducir al mínimo estas corrientes, llamadas

“EDDY”, el núcleo se construye con láminas muy delgadas con espesores de 9 a 11

milésimas de pulgada.

44


Fig. 2.3 Partes principales de un transformador.Fig. 2.3 Partes principales de un transformador.Fig. 2.3 Partes principales de un transformador.Fig. 2.3 Partes principales de un transformador.Fig. 2.3 Partes principales de un transformador.Fig. 2.3 Partes principales de un transformador.Fig. 2.3 Partes principales de un transformador.Fig. 2.3 Partes principales de un transformador.Fig. 2.3 Partes principales de un transformador.Fig. 2.3 Partes principales de un transformador.Fig. 2.3 Partes principales de un transformador.Fig. 2.3 Partes principales de un transformador.Fig. 2.3 Partes principales de un transformador.Fig. 2.3 Partes principales de un transformador.Fig. 2.3 Partes principales de un transformador.Fig. 2.3 Partes principales de un transformador.Fig. 2.3 Partes principales de un transformador.Fig. 2.3 Partes principales de un transformador.Fig. 2.3 Partes principales de un transformador.Fig. 2.3 Partes principales de un transformador.Fig. 2.3 Partes principales de un 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III. Aislamientos.

Son elementos que integran el corazón del transformador, ya que la vida útil de éste

depende del estado que guarden sus aislamientos. Su función es la de impedir el

contacto eléctrico entre partes conductoras y entre partes tales como núcleo, herrajes

o tanque. Pueden ser sólidos o líquidos. Los sólidos además proporcionan soporte a

los devanados para darles mayor rigidez mecánica. Se clasifican en dos tipos:

Aislamientos menores

Van colocados entre conductores de una misma vuelta; entre conductores de una

vuelta a otra, entre grupos (capas) de vueltas de un mismo devanado; en guías de

conexión internas. Pueden ser de papel, cartón, barniz.

Aislamientos mayores

Van colocados entre grupos de alta tensión y grupos de baja tensión; entre bobinas

de diferente fase; entre bobinas y núcleo, herrajes y tanque. Pueden ser de cartón;

madera.

IV. Medio refrigerante.

La corriente que circula por los devanados produce calor. Este calor debe ser

disipado eficientemente a fin de prolongar la vida útil de los aislamientos ya que

éstos se degradan con los efectos de la temperatura. La acción de disipación se lleva

a cabo a través de un medio refrigerante que puede ser el aire o algún líquido

dieléctrico como el aceite mineral o la silicona líquida.

V. Tanque.

Es el recipiente que contiene el conjunto núcleo-bobinas y líquido refrigerante. Se

construye con lámina de acero estructural para proporcionar soporte mecánico,

superficie de disipación de calor y protección contra elementos ambientales que

pudieran afectar al transformador en su operación.

VI. Accesorios.

46


Como auxiliares para su adecuada operación, el transformador cuenta con un buen

número de accesorios. Aquí mencionaremos solo los más importantes y que son

comunes a la mayoría de los transformadores.

VII. Boquillas.

Conocidas también como “Bushings”, permiten la entrada y la salida de los

conductores o guías de cada bobina a través del tanque. Están formadas por un

cuerpo aislado y un conector o terminal. El aislador puede ser de porcelana o resina

epóxica.

VIII. Cambiador de derivaciones.

Por diferentes razones, el voltaje que llega al primario del transformador es

diferente al esperado y esto nos provoca que al voltaje secundario no sea el

adecuado. Para evitar esta situación, se utiliza un dispositivo que permite ajustar el

voltaje secundario al voltaje deseado, aumentando o eliminando vueltas en el

devanado primario. Este dispositivo es el cambiador de derivaciones y va conectado

generalmente a derivaciones o “taps” del devanado de alta tensión. El cambiador de

derivaciones más empleado es el de 5 posiciones y su operación se ilustra en la Fig.

2.4. Normalmente se emplean cambiadores de derivaciones para operar

manualmente y con el transformador desenergizado, aunque existen también de

operación automática estando el transformador energizado.

Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.Fig. 2.4 Cambiador de derivaciones.

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IX. Radiador.

Existen casos en que se requiere mayor área de disipación de calor en el tanque. Es

entonces cuando se utiliza radiadores, que son grupos de tubos o aletas de acero

unidas a dos cabezales que se conectan a las paredes del tanque mediante soldadura o

mediante válvulas de acoplamiento. La lámina de estos tubos es de espesor mucho

menor al que tienen las paredes del tanque, esto es con el fin de acelerar la disipación

de calor, la Fig. 2.5 Muestra la trayectoria que sigue el líquido refrigerante en un

tanque con radiadores.

Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.Fig. 2.5 Tanque con radiadores.

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2.2.1 Relación de transformación.

La relación existente entre el número de espiras del primario y del secundario de un

transformador, determinará el valor de la f.e.m. inducida sobre su circuito secundario. Un

transformador que posea en su secundario mayor número de espiras que las del primario,

inducirá sobre aquel una tensión mayor que la aplicada. A la inversa, un secundario con

menor número de espiras que las del primario generará una tensión menor que la del

primario. La relación que existente entre la tensión del primario (Ep) y la tensión del

secundario (Es) es igual a la relación entre el número de espiras del primario (Np) y el

número de espiras del secundario (Ns). En consecuencia, podemos decir que:

………………………………………..ec. 2.1

Y efectuando transposición de términos, tenemos:

……………………………………. ec. 2.2

Fórmula de la cual deducimos que la tensión inducida en el secundario

es proporcional a la relación del número de vueltas del secundario con respecto a las del

primario. Por tanto, a la relación entre vueltas o entre tensiones del primario y secundario

se la denomina relación de transformación.

La energía absorbida por el primario de un transformador está relacionada directamente con

la energía consumida por el circuito secundario. Esto significa que un transformador no es

un dispositivo que sea capaz de generar energía, sino meramente un elemento electrostático

que transforma los valores de tensión y/o corriente a los valores deseados.

La intensidad de corriente circulante por el primario del transformador depende de la carga

del secundario. Si suponemos un transformador con un secundario a circuito abierto, la

corriente primaria (en el caso de un transformador ideal, sin pérdidas) será igual a cero. Las

pérdidas son debidas, generalmente, a la resistencia óhmica de los bobinados, dispersión

del flujo magnético, etc.

Si consideramos un transformador con un secundario por el cual está circulando corriente,

49


puede decirse que se encuentra actuando bajo condiciones de carga y en esta circunstancia

su circuito primario disipará potencia. Esto equivale a expresar que, bajo condiciones de

carga del secundario, aumenta la corriente o intensidad sobre el primario.

La intensidad de la corriente del secundario, provocará en todo instante un flujo magnético

opuesto al que origina el primario, lo cual, de acuerdo con lo expresado por la Ley de Lenz,

tenderá siempre a disminuir el flujo magnético del primario. Esto,

a su vez, reducirá la f.e.m. de autoinducción (que ya sabemos, tiene en todo instante,

sentido contrario) circunstancia que hará circular mayor intensidad de corriente por el

primario. Como se ve, el consumo sobre el circuito primario de un transformador será

proporcional a la carga del secundario.

Puede decirse que prácticamente, la potencia absorbida por el secundario de un

transformador es igual a la potencia consumida por el primario, o sea:

………………………………...ec 2.3

Fórmula en la cual, si pasamos Ip al segundo miembro y Es al primero, puede

transformarse en esta otra:

……………………………………… ec. 2.4

De la que deducimos que, las corrientes del primario y del secundario de

un transformador son inversamente proporcionales a las respectivas tensiones. Esto

significa que, si por ejemplo, un transformador entrega en su secundario una tensión igual a

la mitad de la tensión aplicada al primario, la intensidad de corriente máxima que se puede

extraer de dicho secundario será igual al doble de la intensidad circulante por el primario. A

la inversa, si el transformador es elevador de tensión y suministra en el secundario una

tensión, por ejemplo, tres veces mayor que la del primario, solo podrá suministrar una

intensidad de corrientes tres veces menor que la del primario.

Tipos de enfriamiento para Transformadores.

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1. Tipo AA.

Transformadores tipo seco con enfriamiento propio, estos transformadores no contienen

aceite ni otros líquidos para enfriamiento, el aire es también el medio aislante que rodea el

núcleo y las bobinas, por lo general se fabrican con capacidades inferiores a 2000 kVA y

voltajes menores de 15 kV.

2. Tipo AFA.

Transformadores tipo seco con enfriamiento por aire forzado, se emplea para aumentar la

potencia disponible de los tipo AA y su capacidad se basa en la posibilidad de disipación de

calor por medio de ventiladores o sopladores.

3. Tipo AA/FA.

Transformadores tipo seco con enfriamiento natural y con enfriamiento por aire forzado, es

básicamente un transformador tipo AA al que se le adicionan ventiladores para aumentar su

capacidad de disipación de calor.

4. Tipo OA

Transformador sumergido en aceite con enfriamiento natural, en estos transformadores el

aceite aislante circula por convección natural dentro de una tanque que tiene paredes lisas o

corugadas o bien provistos con tubos radiadores. Esta solución se adopta para

transformadores de más de 50 kVA con voltajes superiores a 15 kV.

5. Tipo OA/FA

Transformador sumergido en líquido aislante con enfriamiento propio y con enfriamiento

por aire forzado, es básicamente un transformador OA con la adición de ventiladores para

aumentar la capacidad de disipación de calor en las superficies de enfriamiento.

6. Tipo FOA.

Sumergido en líquido aislante con enfriamiento por aceite forzado y de aire forzado. Estos

transformadores pueden absorber cualquier carga de pico a plena capacidad ya que se usa

con los ventiladores y las bombas de aceite trabajando al mismo tiempo.

2.2.2 Tipos y Características de Transformadores.

51


Transformador de Potencia

Son aquellos cuya potencia es mayor de 500 KVA, y cuyo voltaje de alta tensión es mayor

de 69,000 V. Por el lado de alta tensión recibe de la central generadora 2.2 KV, 4.4 KV,

13.8 KV y hasta 15 KV, para entregar por el lado de alta tensión a la línea de transmisión:

69 KV, 110 KV, 380 KV, o hasta 400 KV.

Transformador de Distribución

Reducen el voltaje de alta tensión del circuito primario (A.T) hasta el valor de voltaje de

baja tensión (B.T) en el circuito secundario de distribución. Los voltajes normalizados por

CFE., aunque también se encuentran en las industrias que tienen un elevado consumo de

energía son de 6,600, 13, 200 y 23, 000 volts, teniendo a normalizar un voltaje base de

13,200 volts, ya que con esto se puede entrelazar todas las líneas de alta tensión.

Los voltajes normalizados para circuitos secundarios son de 220 V entre fases y 127 V

entre fase y neutro, existiendo entre algunas industrias que por razones de trabajo se tiene

440 volts entre fases.

En la fábrica, se reduce la tensión hasta niveles utilizables. Para uso residencial, la tensión

Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.Fig. 2.6 Transformador de potencia.

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es reducida varias veces, y la última vez es manejado por el transformador de distribución

local de tipo poste o montado en base (montada en el suelo). Fig. 2.7

Autotransformador

Es un tipo especial de transformador de potencia. Consiste de un solo devanado continuo el

cual es derivado en un lado para proporcionar ya sea una función de elevación o una

función de reducción. Fig. 2.8 y 2.9

Existe una diferencia con un transformador convencional de dos devanados que tiene un

Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.

Fig. 2.8. Autotransformador Elevador Fig. 2.9. Autotransformador Reductor

Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.Fig. 2.7 Transformadores de Distribución.

Fig. 2.8. Autotransformador Elevador Fig. 2.9. Autotransformador ReductorFig. 2.8. Autotransformador Elevador Fig. 2.9. Autotransformador ReductorFig. 2.8. Autotransformador Elevador Fig. 2.9. Autotransformador ReductorFig. 2.8. Autotransformador Elevador Fig. 2.9. Autotransformador ReductorFig. 2.8. Autotransformador Elevador Fig. 2.9. Autotransformador ReductorFig. 2.8. Autotransformador Elevador Fig. 2.9. Autotransformador ReductorFig. 2.8. Autotransformador Elevador Fig. 2.9. Autotransformador ReductorFig. 2.8. Autotransformador Elevador Fig. 2.9. Autotransformador ReductorFig. 2.8. Autotransformador Elevador Fig. 2.9. Autotransformador ReductorFig. 2.8. Autotransformador Elevador Fig. 2.9. Autotransformador ReductorFig. 2.8. Autotransformador Elevador Fig. 2.9. Autotransformador ReductorFig. 2.8. Autotransformador Elevador Fig. 2.9. Autotransformador ReductorFig. 2.8. Autotransformador Elevador Fig. 2.9. Autotransformador ReductorFig. 2.8. Autotransformador Elevador Fig. 2.9. 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Autotransformador Elevador Fig. 2.9. Autotransformador ReductorFig. 2.8. Autotransformador Elevador Fig. 2.9. Autotransformador ReductorFig. 2.8. Autotransformador Elevador Fig. 2.9. Autotransformador ReductorFig. 2.8. Autotransformador Elevador Fig. 2.9. Autotransformador ReductorFig. 2.8. Autotransformador Elevador Fig. 2.9. Autotransformador ReductorFig. 2.8. Autotransformador Elevador Fig. 2.9. Autotransformador ReductorFig. 2.8. Autotransformador Elevador Fig. 2.9. Autotransformador ReductorFig. 2.8. Autotransformador Elevador Fig. 2.9. Autotransformador ReductorFig. 2.8. Autotransformador Elevador Fig. 2.9. Autotransformador ReductorFig. 2.8. Autotransformador Elevador Fig. 2.9. Autotransformador ReductorFig. 2.8. Autotransformador Elevador Fig. 2.9. Autotransformador ReductorFig. 2.8. Autotransformador Elevador Fig. 2.9. Autotransformador ReductorFig. 2.8. Autotransformador Elevador Fig. 2.9. Autotransformador ReductorFig. 2.8. Autotransformador Elevador Fig. 2.9. 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Autotransformador Elevador Fig. 2.9. Autotransformador ReductorFig. 2.8. Autotransformador Elevador Fig. 2.9. Autotransformador Reductor

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devanado primario y un devanado secundario totalmente aislados entre ellos, pero

magnéticamente unidos por un núcleo común. Los devanados del autotransformador están

eléctrica y magnéticamente interconectados.

Un autotransformador es inicialmente más económico que un transformador de dos

devanados de misma capacidad nominal. Tiene también una mejor regulación (caídas de

tensión menores), y una mayor eficiencia. Además, puede utilizarse para obtener el hilo

neutro de un servicio de 240/120 volts de tres hilos, de manera similar al devanado

secundario de un transformador de dos devanados.

Cuando se usa un transformador para elevar la tensión, parte del devanado único actúa

primario y todo el devanado como secundario, y cuando se usa para reducir tensión, todo el

devanado actúa como primario y parte de él como secundario.

Transformador para Instrumentos de Medición

Para medir valores elevados de corriente o tensión, es deseable utilizar instrumentos de

medición de bajo rango estándares junto con Transformadores para Instrumentos de

Medición construidos especialmente, que se conocen también como Transformadores de

Relación Precisa.

Existen dos tipos de transformadores para instrumentos de medición:

Transformador de Intensidad – Utilizado con un amperímetro para medir la

intensidad en tensiones CA.

Transformador de Potencial – Empleado con un voltímetro para medir la tensión

(diferencia de potencial) en tensiones CA.

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Transformador de Corriente

Se utilizan para tomar muestras de corriente de la línea y reducirla a un nivel seguro y

medible, para las gamas normalizadas de instrumentos, aparatos de medida, u otros

dispositivos de medida y control. Los valores nominales de los transformadores de

corriente se definen como relaciones de corriente primaria a corriente secundaria. Unas

relaciones típicas de un transformador de corriente podrían ser 600 / 5, 800 / 5, 1000 / 5.

Los valores nominales de los transformadores de corriente son de 5 A y 1 A.

El primario de estos transformadores se conecta en serie con la carga, y la carga de este

transformador esta constituida solamente por la impedancia del circuito que se conecta a él.

Un Transformador de Corriente tiene un devanado primario de una o varias vueltas de hilo

pesado. Está siempre conectado en serie en el circuito en donde se debe medir la corriente.

El devanado secundario consiste de muchas vueltas de hilo fino, que debe siempre estar

conectado a través de las terminales del amperímetro.

El devanado secundario de un transformador de corriente nunca debe estar en circuito

abierto. Esto se debe al hecho que el devanado primario no está conectado a una fuente

constante. Existe un amplio rango de tensiones primarias posibles puesto que el dispositivo

puede estar conectado a muchos tipos de conductores. El devanado secundario debe

siempre estar disponible (circuito cerrado) para reaccionar con el devanado primario con el

objeto de evitar que el núcleo esté totalmente magnetizado. Si esto ocurre, el instrumento

ya no lee con precisión.

Para lograr un funcionamiento adecuado, la correcta conexión de las fases es

imprescindible:

En la fase L1 debe instalar el transformador de corriente, tomando en cuenta que la

polaridad sea correcta.

En la fase L2 y L3, deberá hacer las conexiones para la alimentación de voltaje del

regulador automático. Ver Fig. 2.10

55



Transformador de Potencial

Es un transformador reductor extremadamente preciso, cuidadosamente diseñado. Se utiliza

normalmente con un voltímetro estándar de 120 volts. Mediante la multiplicación de la

lectura en el voltímetro (Deflexión) por la relación de transformación, el usuario puede

determinar la tensión en el lado alto. Relaciones de transformación comunes son 10:1, 20:1,

40:1, 80:1, 100:1, 120:1, y hasta más altas. Ver Fig.2.11.

Figura 2.10. Conexión de un transformador de corriente.

Figura 2.11. Conexión de un transformador de potencial.

Figura 2.10. Conexión de un transformador de corriente.Figura 2.10. Conexión de un transformador de corriente.Figura 2.10. Conexión de un transformador de corriente.Figura 2.10. Conexión de un transformador de corriente.Figura 2.10. Conexión de un transformador de corriente.Figura 2.10. Conexión de un transformador de corriente.Figura 2.10. Conexión de un transformador de corriente.Figura 2.10. Conexión de un transformador de corriente.Figura 2.10. Conexión de un transformador de corriente.Figura 2.10. Conexión de un transformador de corriente.Figura 2.10. Conexión de un transformador de corriente.Figura 2.10. Conexión de un transformador de corriente.Figura 2.10. Conexión de un transformador de corriente.Figura 2.10. Conexión de un transformador de corriente.Figura 2.10. Conexión de un transformador de corriente.Figura 2.10. Conexión de un transformador de corriente.Figura 2.10. Conexión de un transformador de corriente.Figura 2.10. 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Figura 2.11. Conexión de un transformador de potencial.Figura 2.11. Conexión de un transformador de potencial.Figura 2.11. Conexión de un transformador de potencial.Figura 2.11. Conexión de un transformador de potencial.Figura 2.11. Conexión de un transformador de potencial.Figura 2.11. Conexión de un transformador de potencial.Figura 2.11. Conexión de un transformador de potencial.Figura 2.11. Conexión de un transformador de potencial.Figura 2.11. Conexión de un transformador de potencial.Figura 2.11. Conexión de un transformador de potencial.Figura 2.11. Conexión de un transformador de potencial.Figura 2.11. Conexión de un transformador de potencial.Figura 2.11. Conexión de un transformador de potencial.Figura 2.11. Conexión de un transformador de potencial.Figura 2.11. Conexión de un transformador de potencial.Figura 2.11. Conexión de un transformador de potencial.Figura 2.11. Conexión de un transformador de potencial.Figura 2.11. 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Conexión de un transformador de potencial.Figura 2.11. Conexión de un transformador de potencial.Figura 2.11. Conexión de un transformador de potencial.

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2.2.3 Conexión de Transformadores Monofásicos.

Los transformadores se construyen tanto monofásicos como trifásicos. El término

monofásico indica que dos líneas de potencia conforman una fuente de entrada. Esto

significa que una transformación de tensión se logra con un devanado primario y un

devanado secundario.

Los transformadores monofásicos son empleados frecuentemente para suministrar energía

eléctrica para alumbrado residencial, toma-corrientes, acondicionamiento de aire, y

calefacción.

Un transformador con un devanado secundario de 120 volts CA puede asegurar el

alumbrado y a las tomas. Pero, un transformador con un devanado secundario de 220 volts

CA puede manejar todas las necesidades residenciales mencionadas. Un devanado

secundario de 220 volts CA puede manejar los requerimientos de energía eléctrica más

elevados de 220 volts relacionados con el aire acondicionado y la calefacción. El mismo

secundario de 220 volts CA puede manejar las necesidades de 120 volts CA mediante la

derivación del devanado secundario en el centro.

Los transformadores monofásicos pueden ser todavía más versátiles si tienen tanto el

devanado primario como el devanado secundario fabricados en dos partes iguales. Las dos

partes de cualquiera de los devanados pueden entonces ser reconectadas en serie o en

paralelo. Fig. 2.12

Fig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. 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Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. 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Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 VoltsFig. 2.12. Devanado Secundario de 120 Vs. 240 Volts

57


Configuración en Serie Configuración en Paralelo

Los transformadores monofásicos tienen habitualmente sus devanados divididos en dos o

más secciones. Cuando los dos devanados secundarios están conectados en serie, se

agregan sus tensiones. Cuando los devanados secundarios están conectados en paralelo, se

agregan sus intensidades. Fig. 2.13

Por ejemplo, consideremos que cada devanado secundario está calibrado a 120 volts y 100

amperes. En el caso de una conexión en serie, sería 220 volts a 100 amperes, o 24KVA.

Cuando la conexión es en paralelo, sería 120 volts a 200 amperes, o bien 24KVA.

En el caso de conexiones en serie, se debe tomar precauciones para conectar los devanados

de tal manera que sus tensiones se agreguen. Si ocurre lo contrario, una corriente de corto

circuito fluirá en el devanado secundario, provocando que el devanado primario cause un

corto circuito a partir de la fuente. Esto podría dañar el transformador, así como la fuente, y

tal vez el conector.

Figura 2.13 Transformador Monofásico con Devanado Secundario dividido en Secciones.Figura 2.13 Transformador Monofásico con Devanado Secundario dividido en Secciones.Figura 2.13 Transformador Monofásico con Devanado Secundario dividido en Secciones.Figura 2.13 Transformador Monofásico con Devanado Secundario dividido en Secciones.Figura 2.13 Transformador Monofásico con Devanado Secundario dividido en Secciones.Figura 2.13 Transformador Monofásico con Devanado Secundario dividido en Secciones.Figura 2.13 Transformador Monofásico con Devanado Secundario dividido en Secciones.Figura 2.13 Transformador Monofásico con Devanado Secundario dividido en Secciones.Figura 2.13 Transformador Monofásico con Devanado Secundario dividido en Secciones.Figura 2.13 Transformador Monofásico con Devanado Secundario dividido en Secciones.Figura 2.13 Transformador Monofásico con Devanado Secundario dividido en Secciones.Figura 2.13 Transformador Monofásico con Devanado Secundario dividido en 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Secciones.Figura 2.13 Transformador Monofásico con Devanado Secundario dividido en Secciones.Figura 2.13 Transformador Monofásico con Devanado Secundario dividido en Secciones.Figura 2.13 Transformador Monofásico con Devanado Secundario dividido en Secciones.

58


Configuración para Corriente Trifásica.

La corriente puede ser suministrada a través de un transformador que contiene un circuito

trifásico en donde un grupo de tres transformadores monofásicos se emplea, o bien en

donde se emplea un transformador trifásico.

.

Un sistema trifásico se puede transformar empleando 3 transformadores monofásicos. Los

circuitos magnéticos son completamente independientes, sin que se produzca reacción o

interferencia alguna entre los flujos respectivos. Fig. 2.14

Otra posibilidad es la de utilizar un solo transformador trifásico compuesto de un único

núcleo magnético en el que se han dispuesto tres columnas sobre las que sitúan los

arrollamientos primario y secundario de cada una de las fases, constituyendo esto un

transformador trifásico.

Cuando una cantidad considerable de energía está involucrada en la transformación de

energía trifásica, es más económico utilizar un transformador trifásico. La colocación única

de los devanados y del núcleo ahorra una gran cantidad de hierro, evita pérdidas, ahorra

espacio y dinero.

Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.Figura 2.14 Batería de transformadores.

59


Configuración Delta y Configuración estrella.

Delta e Estrella son letras griegas que representan la forma como los conductores en los

transformadores están configurados. En una conexión delta, los tres conductores están

conectado extremo a extremo en un triángulo o en una forma delta. En el caso de una

conexión Estrella, todos los conductores radian desde el centro, lo que significa que están

conectados en un punto común.

Tanto el devanado primario como el devanado secundario pueden tener cualquiera de estas

configuraciones.

Las cuatro configuraciones de conexión posibles son las siguientes:

Devanado

Primario

Devanado

Secundario

Delta Delta

Delta Y

Y Delta

Y Y

Pueden utilizarse con tres transformadores monofásicos o bien con un transformador

trifásico. La Figura 2.14 muestra tres transformadores monofásicos en una configuración

Y - Y. Las Figuras 2.15 (a) y 2.15 (b) muestran transformadores trifásicos, en

configuración Y - Delta y en configuración Delta - Delta, respectivamente.

Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta Fig. 2.15 (a) Tipo de Núcleo, Y-Delta Fig. 2.15 (b) Tipo de Anillo Delta-Delta

60


Muchas instalaciones utilizan una batería de transformadores reductores con conexión Y-Y,

como se muestra en la Fig. 2.16. La versatilidad de la potencia es la clave de su

popularidad.

El sistema proporciona una energía trifásica de 440 volts para cargas de motores trifásicos,

como ejemplo. Ofrece también energía bifásica de 220 volts para cargas pequeñas de

motores bifásicos, por ejemplo equipo de laboratorio.

Evidentemente puede producir también una corriente monofásica de 120 volts para cargas

de alumbrado, que se emplean en la mayoría de los edificios.

Fig.2.16 Batería de Transformadores Reductores con Conexión Y-Y (3 transformadores monofásicos)















































































































61


Características de conexiones delta-delta, delta-estrella, estrella-estrella.

a) Conexión delta -delta.

Se utiliza esta conexión cuando se desean mínimas interferencias en el sistema. Además, si se

tiene cargas desequilibradas, se compensa dicho equilibrio, ya que las corrientes de la carga

se distribuyen uniformemente en cada uno de los devanados. La conexión delta-delta de

transformadores monofásicos se usa generalmente en sistemas cuyos voltajes no son muy

elevados especialmente en aquellos en que se debe mantener la continuidad de unos

sistemas. Esta conexión se emplea tanto para elevar la tensión como para reducirla.

b) Conexión estrella-delta.

Es contraria a la conexión delta-estrella; por ejemplo en sistema de potencia, la conexión

delta-estrella se emplea para elevar voltajes y la conexión estrella-delta para reducirlos. En

ambos casos, los devanados conectados en estrella se conectan al circuito de más alto

voltaje, fundamentalmente por razones de aislamiento. En sistemas de distribución esta

conexión es poco usual, salvo en algunas ocasiones para distribución a tres hilos.

c) Conexión estrella-estrella.

Las corrientes en los devanados en estrella son iguales a las corrientes en la línea. Si las

2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella. 2.17 Conexión estrella-delta estrella-estrella delta-estrella.

62


tensiones entre línea y neutro están equilibradas y son sinuosidades, el valor eficaz de las

tensiones respecto al neutro es igual al producto de 1/3 por el valor eficaz de las tensiones

entre línea y línea y existe un desfase de 30º entre las tensiones de línea a línea y de línea a

neutro más próxima.

Las tensiones entre línea y línea de los primarios y secundarios correspondientes en un banco

estrella-estrella, están casi en concordancia de fase.

Por tanto, la conexión en estrella será particularmente adecuada para devanados de alta

tensión, en los que el aislamiento es el problema principal, ya que para una tensión de línea

determinada las tensiones de fase de la estrella sólo serían iguales al producto 1/ 3 por las

tensiones en el triángulo.

d) Conexión delta-estrella.

La conexión delta-estrella, de las más empleadas, se utiliza en los sistemas de potencia para

elevar voltajes de generación o de transmisión, en los sistemas de distribución (a 4 hilos)

para alimentación de fuerza y alumbrado.

63


2.2.4 Puesta en servicio y Mantenimiento de Transformadores.

Cuando la tensión se aplica por primera vez a un transformador, y siempre que sea posible,

dicha tensión deberá elevarse lentamente hasta alcanzar el valor normal, de manera que

pueda ser descubierta cualquier conexión incorrecta u otro inconveniente antes de que

cause daño al transformador. Una vez aplicada la plena tensión sin inconvenientes, será

preferible mantenerlo con esa tensión, pero sin carga, durante un corto período, tiempo en

el cual deberá ser cuidadosamente observado, lo mismo que durante las primeras horas en

que funcione con carga. Es aconsejable que después de funcionar cuatro o cinco días se

compruebe nuevamente el aceite para determinar la presencia de humedad.

Precauciones a observar durante el funcionamiento.

La idea de que un transformador en servicio no requiera atención podrá acarrear serios

inconvenientes. Es esencial mantener una inspección cuidadosa, a pesar de todas las

precauciones, si el transformador es del tipo abierto, podrá absorber humedad y será

aconsejable que durante los primeros días de marcha se inspeccione el interior de la tapa de

acceso a la cámara, para determinar la presencia de condensaciones. Si éstas aparecen en

cantidad suficiente para producir goteo, el transformador deberá ser retirado del servicio y

secado si fuera necesario. Lo mismo deberá hacerse con el aceite, el aceite de la parte

superior e inferior de la caja de los transformadores de tipo cerrado deberá comprobarse

después de unos días de funcionamiento, para asegurarse de que no hay humedad que pase

de los devanados al aceite.

Toma de muestra de aceite.

Se deberá tomar y verificar muestras del aceite de todos los transformadores por lo menos

cada seis meses. Durante el primer mes de servicio, en transformadores de 40,000 Volts o

más será necesario tomar y probar muestras de aceite del fondo de la cuba una vez por

semana. Si la rigidez dieléctrica con el método de ensayo normal es, en cualquier momento,

menor de 17,500 Volts, deberá ser filtrado.

64


Inspección y Mantenimiento.

Los transformadores de tipo cerrado, una vez convenientemente secos e instalados, sólo

requerirán una inspección completa cuando presenten señales específicas de desperfectos.

Todos los demás tipos de transformadores deberán ser retirados periódicamente del servicio

e inspeccionados completamente. El interior de la tapa y de la porción de la caja por encima

del nivel del aceite deberán observarse regularmente para verificar si se encuentran limpios,

secos y libres de humedad y si el depósito del termómetro está limpio también. Si durante

esta inspección se encontrase una cantidad apreciable de suciedad y sedimentos, se

recomienda sacar el transformador de su caja, así como también el aceite. El transformador

y la caja deberán luego limpiarse cuidadosamente, filtrando y verificando el aceite. Para

efectuar la limpieza se emplearán solamente trozos de telas limpias y secas. Se comprobará

si todas las tuercas están apretadas y si todas las partes ocupan su posición debida. Si el

transformador es del tipo refrigerado por agua, las tuberías de enfriamiento deberán

limpiarse cuidadosamente. Después de limpio e inspeccionado, el transformador y el aceite

deberán volver a la caja, teniendo cuidado, al colocar la tapa, de que todas las aberturas y

ranuras queden herméticamente cerradas.

En el caso de los transformadores refrigerados por agua, se observará periódicamente el

caudal que circula. Cuando se observe una disminución del mismo, habrá que buscar la

causa y subsanar el defecto. El origen más frecuente de estrangulamiento dentro de los

tubos de refrigeración es la presencia de aire en el agua, que ocasiona la formación de

óxido en formas de escama.

65


Las normas que se aplican a la inspección y mantenimiento de los transformadores son las

siguientes: ANSI, ICE Ó IEC, NMX, IEEE, NOM-J-123, NOM-J-169 y NOM –J-284.

CLASIFICACIÓN DE PRUEBAS.

De acuerdo a las normas establecidas las pruebas a los transformadores se dividen en tres

grupos que son los siguientes:

a) Pruebas de rutina.

b) Pruebas de prototipo

c) Pruebas funcionales.

a) Pruebas de rutina: Se deben efectuar en todos los transformadores, de acuerdo a

los métodos establecidos en la Norma para, para verificar si la calidad del producto se

mantiene dentro de las tolerancias permitidas. Estas pruebas son las siguientes y de

preferencia se deben realizar en el orden establecido.

1. Características físicas del transformador.

2. Rigidez dieléctrica del líquido aislante.

3. Resistencia del aislamiento de los devanados.

4. Factor de Potencia del aislamiento de los devanados.

5. Relación de transformación y polaridad.

6. Potencial aplicado.

7. Potencial inducido.

8. Resistencia ohmica de los devanados.

9. Pérdidas en el núcleo.

10. Pruebas de hermeticidad.

11. Prueba de vacío.

b) Pruebas de prototipo: Son las que se aplican a transformadores

nuevos y que tienen por finalidad, verificar que un aparato de la producción nominal de un

lote, cumple con los valores establecidos en las normas y especificaciones, para lo cual fue

fabricado. estas pruebas son las siguientes:

66


1. Prueba de impulso por rayo.

2. Prueba de impulso por maniobra.

3. Prueba de temperatura.

4. Prueba de nivel de ruido.

5. Pruebas de corto circuito.

6. Prueba de hidrostática del tanque del transformador.

b) Pruebas opcionales: Son las establecidas entre el fabricante y el

cliente con objeto de verificar algunas características del aparato que sirven para el

desarrollo, operación y mantenimiento del aparato o para establecer criterios para la

aplicación del producto. Estas pruebas no se pueden enumerar por que son muy variadas,

pero se dan algunos ejemplos:

1. Pérdidas en el núcleo y corriente de excitación a 90% y 110% de tensión nominal.

2. Prueba de temperatura a otra capacidad diferente a la nominal.

3. Descargas parciales al 15% de la tensión nominal.

4. Factor de potencia del líquido aislante.

Las pruebas son mucho mas que un tramite de aceptación, “probar” es sinónimo de

“ensayar”, es una función técnica que permite “saber más”, estudiar consecuencias en

condiciones controladas, conocer los efectos cuando se introducen cambios o cuando se

varían parámetros.

Pruebas al aceite del transformador.

Prueba de resistencia de aislamiento.

La prueba de resistencia de aislamiento en transformadores sirve no solo para verificar la

calidad del aislamiento en transformadores, también permite verificar el grado de humedad

y en ocasiones defectos severos en el aislamiento.

La resistencia de aislamiento se define como la resistencia en megaohms que ofrece un

aislamiento al aplicarle un voltaje de corriente directa durante un tiempo dado, medido a

partir de la aplicación del mismo como referencia de tiempo, se emplea generalmente los

67


valores de 1 a 10 minutos.

Para efectuar la prueba se utiliza un megger motorizado y se anotan las lecturas cada 15

segundos, durante el primer minuto y a continuación se toman lecturas cada minuto hasta

que se estabilice la lectura del aparato.

Obtenidas estas lecturas se traza la curva respectiva en megaohms tiempo, como las

condiciones del aislamiento se dan por la pendiente de la curva se consideran dos puntos

particulares de la misma que se llaman.

Índice de absorción. (Iab)

Índice de polarización. (IP)

I AB =.Re sistencia a los 60 segRe sistencia a los 30 seg

Ip=.Re sistencia a los 10 min .Re sistencia a 1min .

Ambos valores nos indican las condiciones de los aislamientos del transformador

determinándose de acuerdo la tabla 2.2.4

Estado Índice de absorción Índice de polarización

Malo

Dudoso

Regular

Bueno

Muy bueno.

Menor de 1 - 0

Menor de 1.10 a 1.25

De 1.25 a 1.40

De 1.40 a 1.60

Mayor de 1.60

Menor de 1.0

Menor de 1.5

De 1.5 a 2.0

De 2.0 a 3.0

De 3.0 a 4.0

La resistencia de aislamiento de un transformador se mide entre los devanados conectados

todos entre sí, contra el tanque conectado a tierra y entre cada devanado y el tanque, con el

resto de los devanados conectados a tierra.

Tabla 2.2.4 Determinación del estado de los aislamientos de un transformador.

68


Es decir las lecturas de resistencia de aislamiento que se toman por:

A. T. contra B. T., A. T. contra B. T. + tanque a tierra., A. T. + Tanque a tierra contra B. T.

Fig. 2.17(a) Alta tensión contra baja tensión más tierra.

Fig. 2.17 (b) Baja tensión contra alta tensión más tierra.

Fig. 2.17 (c) Alta tensión contra baja tensión.

69


Prueba de rigidez dieléctrica del aceite.

En los transformadores sumergidos en aceite, éste hace las veces de refrigerante y de

aislante; la rigidez eléctrica del aceite se determina en un dispositivo construido de material

aislante y que se conoce como “copa”. Este contiene dos electrodos en el interior que se

calibran desde el exterior con un calibrador.

Pasos a seguir:

Se lava la copa previamente con el mismo aceite que se va a probar; el aceite se

toma de la parte inferior del transformador (que es la parte donde posiblemente

exista la mayor cantidad de impurezas).

Se calibran los electrodos a una separación de 0.25 cm.

Se toma una muestra de aceite en la copa y se deja reposar unos tres minutos, hasta

que esté en completo reposo y sin burbujas; se debe procurar que el aceite cubra los

electrodos y se aplica una tensión a razón de 3KV por segundo, aproximadamente,

hasta lograr la ruptura y se toma la lectura correspondiente a la cual ocurrió.

Se agita el aceite y se deja nuevamente reposar un minuto, se aplica otra vez el

potencial y se repite y se repite la operación tres veces.

Se repite todo el proceso anterior con dos o tres muestras más de aceite.

El valor promedio obtenido no debe ser menor de 25 KV para considerar el aceite en buen

estado.

Fig. 2.17 (d). Diagrama ilustrativo para el ensayo de rigidez dieléctrica del aceite.

70


Prueba de polaridad.

Para encontrar la polaridad en los transformadores, se conocen por lo general 3 métodos.

Método del transformador patrón.

Método de la descarga inductiva.

Método de la tensión alterna.

Método del transformador patrón.

Cuando se tiene disponible un transformador de polaridad conocida y de la misma relación

de transformación del transformador en prueba, se podría verificar la polaridad del

transformador en prueba al compararla con la del transformador patrón.

La prueba consiste en lo siguiente:

1) Si el vólmetro V indica V2 + V2 entonces las marcas de polaridad del transformador

de prueba serán diagonales. (Las marcas de polaridad del transformador en prueba

estarán en H1 y X2).

2) Si el vólmetro V indica V2 — V2, las marcas de polar del transformador en prueba

Fig. 2.17 (e). Transformador en prueba.

71


serán colineales e idénticas a la del transformador patrón.

Método de la descarga inductiva.

Se conecta una fuente de corriente directa a las terminales de un embobinado y un

Vólmetro de corriente directa a las terminales del otro (Fig. 2.17 f).

Si al cerrar el interruptor S. El vólmetro marca dentro de la escala, significa que le fue

aplicado a su terminal (-) un voltaje cuya polaridad es positiva con respecto a su otra

terminal y se tendrá una polaridad sustractiva o colineal (Fig.2.17g).

Si el vólmetro marca fuera de la escala, significa que la terminal negativa del vólmetro

le fue aplicado un voltaje positivo y se tendrá una polaridad aditiva o diagonal (Fig.

2.17 h).

Fig. 2.17 (f) Fig. 2.17 (g). Polaridad Sustractiva

Fig. 2.17 (h). Polaridad Aditiva

72


Prueba de relación de transformación.

Esta prueba sirve para comprobar que el número de espiras devanadas en las bobinas de un

transformador coinciden con las calculadas en el diseño, de tal manera que los voltajes

medidos coincidan con los datos de placa del aparato.

Un aparato llamado TTR, por sus siglas en ingles (Test Tour Ratio), o probador de relación

de espiras, se utiliza para obtener la relación de transformación en un transformador sin

carga.

El TTR esta formado por un generador de corriente alterna, movido a manivela, que genera

8 volts, a unos 60 Hz. Además esta provisto de un pequeño transformador de referencia o

patrón que es ajustable, de tal manera que en el punto en que la relación bajo prueba

coincide con la del transformador de referencia, la aguja marca cero. Para efectuar está

prueba, el transformador bajo prueba debe hallarse desenergizado y sus terminales de alta y

baja tensión deben estar desconectadas. Si el equipo vecino se encuentra energizado, es

necesario conectar a tierra un lado de cada devanado y la tierra del propio TTR, como se

indica en la siguiente figura 2.17 (i).

Fig. 2.17 (i).Conexión de la prueba de relación de transformación 73


2.3 Subestación Eléctrica.

Es el conjunto de elementos encargados de transformar la energía eléctrica entregada en

Alta o Media tensión por la compañía suministradora a los valores de tensión necesarios

por las cargas de la instalación.

Clasificación de las subestaciones eléctricas industriales.

Por su Servicio:

Tipo intemperie.

Estas subestaciones se construyen en terrenos expuestos a la intemperie y requieren de un

diseño y equipo especial capaz de soportar condiciones atmosféricas adversas (lluvias,

viento, nieve inclemencias inversas).

Tipo interior.

En este tipo de subestación el equipo y diseño de la subestación están adaptados para operar

en lugares protegidos de los cambios climatológicos.

Por su Construcción.

Compactas.

También llamadas unitarias. En estas subestaciones el equipo se encuentra protegido por

gabinete y el espacio necesario es muy reducido. Pueden construirse para servicio interior o

para servicio exterior.

Convencionales.

El equipo que se instala en este tipo de subestación también llamadas abiertas, se coloca en

una estructura metálica, se aíslan tan solo por una malla de alambre, es decir, no van en

74


gabinetes. Pueden construirse para servicio interior y exterior.

2.3.1 Partes Principales.

I.- Apartarrayos y cuchilla fusible.

Este equipo es proporcionado por la compañía suministradora en el punto de alimentación,

su ubicación depende del voltaje de alimentación de la carga, de la distancia a la red

suministradora, etc. El apartarrayos tiene la función de proteger la instalación contra

sobretensiones de origen atmosférico principalmente, la cuchilla fusible es un elemento de

protección ( se funde el fusible por la sobrecarga a corto circuito) y de desconexión, en

algunas ocasiones se remplaza por otro equipo como restauradores, dependiendo de la

importancia de la red, nivel de falla, criterios de operación y protección, etc.

1.- Equipo de medición.

El equipo de medición lo suministra e instala la compañía suministradora en el lado de

alimentación para capacidades en la subestación de 500 KVA o mayores.

2.- Cuchillas de prueba.

Generalmente estas cuchillas desconectadoras son de operación en grupo y sin carga, su

propósito es permitir la conexión de equipos de medición portátiles que permitan verificar

Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 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principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de 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subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 2.18 Partes principales de una subestación eléctrica.Fig. 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al equipo instalado por la compañía suministradora.

3.- El apartarrayo.

Sirve para proteger a la subestación y principalmente al transformador contra las

sobretensiones de origen atmosférico.

4.- Cuchillas desconectadoras.

Normalmente son de operación sin carga, sirven para conectar, desconectar o cambiar

conexiones en instalación. Por lo general se accionan después de que se ha operado al

interruptor.

5.- Interruptor general.

Este equipo es de seccionamiento de la operación, tiene funciones de desconexión con

carga o con corrientes de corto circuito, es decir, cumple con requisitos de control y

protección del equipo de transformación, alimentación y cargas en general.

6.- Transformador.

Es el elemento principal de la subestación, ya que cumple con la función de reducir el

voltaje de alimentación de la compañía suministradora a los voltajes de utilización de las

cargas, constituyen junto con el interruptor general los elementos centrales de la

subestación eléctrica.

Desde el punto de vista de su construcción, que normalmente esta relacionado con su

potencia (capacidad) los transformadores puedes ser:

De tipo interior o intemperie.

De montaje en poste o en piso.

Por su enfriamiento:

Tipo seco (enfriamiento por aire) A

Enfriamiento por aceite y aire OA

Enfriamiento por aceite y aire con circulación de aire forzado OA /FA

Enfriamiento por aceite y aire con circulación de aceite forzado. OA/FOA

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Las principales características a especificar son las siguientes:

Potencia o capacidad (KVA).

Voltaje primario y secundario (relación de transformación).

Número de fases y conexión primaria y secundaria (en caso de ser trifásico).

Frecuencia de operación (Hertz).

Tipo de enfriamiento.

Altura sobre el nivel del mar.

Tipo de servicio.

Impedancia.

Sobreelevación de temperatura permitida (en °C).

Condiciones especiales de Serv. (ambientes corrosivos, ambientes explosivos, etc.).

7.- Interruptor principal secundario.

Se encuentra en el tablero de baja tensión y es el que protege a los alimentadores o circuitos

derivados (según sea el caso) de la instalación, puede ser un pequeño volumen de aceite,

termomagnético, electromagnético o en vacío según sea el tamaño de la instalación.

8.- Interruptores principales de circuitos derivados y alimentadores.

Estos son los interruptores principales de centros de carga, centros de control de motores,

circuitos de alumbrado, etc. Por lo general son termomagnéticos o electromagnéticos, según

sea su capacidad.

77


2.3.2 Protecciones.

Apartarrayos:

La función básica del apartarrayos es proteger las instalaciones eléctricas y equipos de

subestaciones, principalmente los transformadores eléctricos, cuando en la línea se produce

una sobretensión que puede ser debida a una caída de rayos en puntos cercanos u operación

de interruptores también cercanos a las instalaciones; dicha sobre tensión se deriva a tierra

en forma de corrientes transitorias muy elevadas que pasan a través de las distancias de

arqueo de los cilindros autovalvulares hasta la terminal de tierra, pasando por el indicador

de fallas.

El apartarrayo debe ser capaz de descargar las sobretensiones y de interrumpir la corriente

permanente cuando termine el primer medio ciclo de la frecuencia normal de la línea donde

se presenta la sobretensión.

Esto significa la extinción completa del fenómeno en I/120 de segundo a 60 cps.

Hay otros apartarrayos tipo de expulsión que trabajan por soplo sobre los arcos para

extinguirlos una vez una vez concluida la sobretensión. Estos apartarrayos son menos

propios para protección de equipo industrial, usándose exclusivamente en este caso el tipo

autovalvular.

En las subestaciones blindadas tipo intemperie sus gabinetes y apartarrayos deben ponerse

a tierra con los sistemas adecuados para cada caso.

Tierras:

Es bueno recordar la diferencia que existe entre neutro del sistema eléctrico y la tierra,

pues en ocasiones conviene no conectar el neutro a tierra y en otras ocasiones sí, que es la

mayoría, sí es ventajoso poner el neutro a tierra. El neutro es un conductor común a dos o

más circuitos, a fin de reducir número de conductores y se le supone que tiene un potencial

nulo, con relación a otros conductores, en cambio, el conductor de tierra es aquel que se

conecta al blindaje de aparatos eléctricos y se lleva a electrodos en contacto con la tierra o

al suelo que pisamos para evitar potenciales peligrosas a las personas que toquen esos

aparatos eléctricos. En algunas ocasiones puede haber diferencia de potencial entre el

neutro y la tierra.

78


Como se ilustra en la Fig. 2.19, supongamos un circuito en cuyo neutro del transformador

se puso a tierra. Independientemente, de una, manera defectuosa, se puso a tierra el

gabinete de desconexión. Al insistir una falla de aislamiento entre el conductor C y el

gabinete se produce una descarga de 139 amperes y una diferencia de potencia entre el

gabinete y tierra de 2780 que puede ser mortal a una persona que lo toque.

Para evitar estas diferencias de potencial deben unirse entre sí las tierras, reduciendo en lo

que sea posible a cero las resistencias. Un sistema a tierra con una resistencia de 1 a 2

Ohms es aceptado.

Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador 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del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión del neutro del transformador conectado a tierra.Fig. 2.19 Conexión 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Como práctica, debe utilizarse conductor a tierra, cable de cobre suave no menor del (4 /0

AWG), hasta 15 Kv., debiendo ser mayor para mayores voltajes y capacidades de corriente

a tierra grandes. En las subestaciones de 20,000 KVA y más con cable de 4/0 es suficiente.

Dentro de los gabinetes de una subestación compacta debe haber una barra de tierra, a la

que deben unirse eléctricamente con cables todos los gabinetes y los armazones de los

aparatos: apartarrayos, interruptores, transformadores, transformadores de instrumentos,

etc. La barra de tierra generalmente se le da el 50% de la sección de las barras principales.

Teóricamente la sección de una barra unida con tornillos, se supone que su temperatura con

tornillos, en caso de falla a tierra, no debe excederse de 250 °C.

En este caso la sección puede calcularse prácticamente con la fórmula:

a (mm2 )= 5 .36

103= . I . √t

……………………………..ec. 2.3

Donde:

I = Intensidad de Cortocircuito a tierra en amperes.

t = Segundos de duración que puede considerarse no excederá de 5 a 10 segundos con

equipo de protección adecuado.

Suponiendo t = 10 seg.

a = 0 . 017 ∗ . 1 = 2100

.1

Las conexiones a tierra o electrodos actualmente se hacen, por ser más prácticas y efectivas

que las placas, con tubos clavados verticalmente. Se usan como electrodos también varillas

de cobre-acero de 16mm. (5/8”) de diámetro.

Un electrodo de tubo de 25mm. Clavado verticalmente en el suelo algo húmedo tiene las

resistencias siguientes: con 50 cm. de largo 100 Ohms; con 100 cm., 60 Ohms; 200 cm., 30

Ohms; con 300 cm., 25 Ohms, y con mayor longitud la resistencia disminuye muy poco,

por lo que la longitud económicamente puede considerarse como de 2 m. El diámetro del

tubo influye poco, con un diámetro de tubo de 25mm. (1”) comparado con uno de 100mm.

(4”) disminuye su resistencia unos 8 Ohms y con uno de 200 mm. (8”) disminuye 10 Ohms.

En cambio, la resistencia con varios tubos conectados entre sí, disminuye inversamente a su

80


número, es decir si con un tubo la resistencia es de 20 Ohms. Con 2 será aproximadamente

de 10 y con 4 de 5 Ohms.

En subestaciones pequeñas, basta con 2 electrodos, en cambio, en grandes subestaciones a

tensiones mayores de 15KV son de 20 electrodos, unidos entre sí con cables desnudos de

cobre de 2/0 AWG, formando una malla. En estas últimas condiciones se obtendrá una

resistencia combinada de 1 Ohm aproximadamente. Una regla práctica es colocar un

electrodo por cada 15 m2 de superficie ocupada por la subestación.

Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.Fig. 2.20 Electrodo para conexión a tierra.

81


Fusibles.

El uso de fusibles para la protección contra el corto circuito y sobrecargas en los sistemas

de baja tensión ha sido muy común por la simplicidad y el bajo costo que estos elementos

presentan, estas características hacen que también sean usados en mediana tensión.

El fusible está reservado para la interrupción automática del circuito que protege cuando

se verifican condiciones anormales de funcionamiento que están normalmente asociadas

con las sobrecorrietes, esta interrupción se obtiene de la fusión del elemento fusible que en

sí representa la parte fundamental y que determinan sus características.

La función del fusible es diferente a la que desempeña un interruptor automático ya que un

fusible no está diseñado para desarrollar operaciones de maniobra de apertura y cierre de

un circuito ya que cada vez que opera se requiere de la sustitución de su elemento fusible.

La principal función del fusible la desarrolla el elemento fusible propiamente dicho al cual

se le deja la función de soportar sin calentamiento excesivo la corriente nominal y de

fundirse durante un tiempo determinado cuando la corriente supera el límite máximo de

fusión previsto, este tiempo depende de la densidad de corriente del elemento fusible, y

otras características como resistividad, calor específico, etc.

Las características principales que definen a un fusible son:

Fig. 2.21 Fusible de potencia

82


Tensión nominal.

Es el valor de la tensión para la cual se designa la operación del fusible y que normalmente

corresponde a la tensión máxima de diseño del fusible en correspondencia a la tensión

máxima de operación del sistema en el que va a operar.

Corriente nominal.

Es el valor de la corriente al cual el fusible no debe presentar calentamiento excesivo y a la

que operará por tiempo indefinido.

Capacidad interruptiva.

Es el máximo valor de la corriente que el fusible está en posibilidad de interrumpir cuando

el fusible está a su tensión nominal y en condiciones determinadas de tensión de

restablecimiento y factor de potencia (o constante de tiempo.)

Interruptor de Potencia.

Es un artefacto capaz de abrir un circuito eléctrico por el cual está circulando corriente. Se

entiende que puede abrir circuitos en condiciones de falla, es decir, corrientes más altas que

las nominales. La operación del interruptor es simultánea en las tres fases y la señal de

disparo puede surgir de diferentes dispositivos de protección.

Las partes constructivas más importantes de un interruptor son: Los contactos-fijos,

móviles y auxiliares- la cámara de extinción, el mecanismo de operación, el medio de

extinción, las partes aislantes que sirven de soporte, las conexiones terminales y la

estructura de montaje .

.Fig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potenciaFig.2.22 Interruptor de potencia

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Los interruptores se clasifican de acuerdo con:

Nivel de voltaje: Alto, medio y bajo.

Medio de extinción: Aire, aceite, vacío, haxafloruro de azufre u otros.

Condiciones de instalación: Interiores, intemperie o ambientes con peligro de explosión.

Número de fases: Monofásico o trifásico.

Tipo de accionamiento: Eléctrico, neumático, hidráulico o mecánico.

Tipos de Interruptores.

Interruptor en Aceite.

Es un equipo voluminoso y costoso que por lo general se utiliza únicamente en sistemas de

potencia para protección y maniobras de enlace.

Interruptor en pequeño volumen de aceite.

La extinción del arco se logra mediante la inyección de aceite con la presión creada por la

descomposición de moléculas de aceite en el mismo arco. Se utiliza como medio de

protección y de conexión especialmente en voltajes medios (4160 V a 34 Kv). Se acciona

eléctricamente con una fuente de alimentación de bajo voltaje.

Interruptor en aire para bajo voltaje.

Este equipo está compuesto por un contactor en aire capaz de interrumpir corrientes de

corto circuito, opera a base de energía almacenada en resortes, tres transformadores de

corriente, relevadores 50/51 para detección de fallas entre cualquiera de las fases y tierra, y

relevadores térmicos. Debido a su costo elevado no es común encontrarlo en instalaciones

de tamaño pequeño y mediano.

Interruptor con fusibles.

Este equipo aprovecha la alta capacidad interruptiva que tienen los fusibles. Se utiliza

como medio de desconexión y protección en el primario de transformadores de

instalaciones de media tensión (4160 V hasta 34 Kv).

Está compuesto por unas cuchillas desconectadoras operadas en grupo que están en serie

con unos fusibles que son los que protegen contra cortocircuito. Las cuchillas tienen un

84


sistema de resortes que puede se accionado manualmente o con un motor eléctrico. La

energía almacenada cierra o abre cuchillas en forma segura y rápida.

El disparo o cierre puede controlarse a través de una o dos bobinas y puede instalarse un

mecanismo que provoca la apertura de las tres fases en caso de que uno de los fusibles

opere. También puede disponerse de cuchillas auxiliares de desgaste de los contactos

principales en maniobras de conexión y desconexión.

Restauradores.

Es un dispositivo autocontrolado capaz de interrumpir la corriente de cortocircuito y volver

a cerrar el circuito después de transcurrido cierto tiempo. Si el cortocircuito persiste, el

ciclo se repite un número determinado de veces (tres por lo general) hasta quedar

definitivamente abierto. Es un dispositivo muy útil en las redes de distribución donde por lo

general el 75% de las fallas son momentáneas y las interrupciones pueden ser costosas.

Las características más importantes de un restaurador son: La corriente nominal, el voltaje

máximo de operación, la corriente máxima de disparo, la capacidad interruptiva y el

número de operaciones de recierre.

Cuchillas desconectadoras.

Son dispositivos de maniobra capaces de interrumpir en forma visible la continuidad de un

circuito, pueden ser maniobrables bajo tensión pero en general sin corriente ya que poseen

una capacidad interruptiva casi nula.

Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.Fig. 2.23. Cuchillas desconcectadoras.

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Su empleo es necesario en los sistemas eléctricos ya que debe existir seguridad en el

aislamiento físico de los circuitos antes de realizar cualquier trabajo y para los cuales la

presencia de un interruptor no es suficiente para garantizar un aislamiento eléctrico.

Las cuchillas en particular deben cumplir los siguientes requisitos:

Garantizar un aislamiento dieléctrico a tierra y sobre todo en la apertura. Por lo

general se requiere entre puntos de apertura de cuchilla un 15 ó 20% de exceso en el

nivel de aislamiento con relación al nivel de aislamiento a tierra.

Conducir en forma continua la corriente nominal sin que exista una elevación de

temperatura en las diferentes partes de la cuchilla y en particular de los contactos.

Soportar por un tiempo especificado (generalmente 1 Seg.) los efectos térmicos y

dinámicos de las corrientes de corto circuito.

Las maniobras de cierre y apertura se deben realizar con toda seguridad , es decir,

sin posibilidad de que se presenten falsos contactos o posiciones falsas aún en

condiciones atmosféricas desfavorables como puede ser por ejemplo la presencia de

hielo.

Relevadores.

Es un dispositivo que se puede energizar por una señal de voltaje, una señal de corriente o

por ambas. Cuando es energizado, opera para indicar o aislar las condiciones anormales de

operación. Básicamente un relevador, consiste de un elemento de operación y de un

conjunto de contactos. El elemento de operación, toma la señal de dispositivos sensores en

el sistema, tales como los transformadores de potencial o de corriente o de ambos, en

algunos casos. Cuando el relevador opera, puede actuar sobre una señal o bien completar un

circuito para disparar un interruptor, lo cual a su vez, aísla la sección del sistema que tiene

problema. Su función es determinar lo más pronto posible la existencia de corto circuito en

el sistema por lo que la mayoría en los relevadores opera en mas o menos un ciclo de la

frecuencia del sistema (0.017 seg. a 60 Hz.) por lo que pueden enviar la señal de disparo a

los interruptores correspondientes.

86


CAPÍTULO III.

Motores y Aplicaciones Industriales.

PRINCIPIO DE OPERACIÓN DEL MOTOR DE INDUCCIÓN.

Al aplicar una tensión en las terminales del estator se produce una fuerza magnetomotriz

uniforme y giratoria. Si suponemos, por ejemplo, que el rotor es del tipo jaula de ardilla, en

cada barra se induce una fuerza magnetomotriz de sentido opuesto, ésta hace circular una

corriente y se produce un par que hace girar el rotor.

Si se estudia el motor de inducción en forma semejante al transformador, se puede

considerar devanado del estator como el circuito primario y el del rotor como el secundario.

Las máquinas de inducción representan una clase de aparatos rotatorios que incluyen a los

motores de inducción, los generadores de inducción, los convertidores de frecuencia de

inducción y los convertidores de fase de inducción. Los motores de inducción se fabrican

en tamaños que van desde fracciones de HP hasta algunos miles de HP.

Fig. 3. (a) Esquema de principio Fig. 3. (b) Ondas de flujo trifásico.

87


El motor de inducción fue inventado por Nikola Tesla en 1888 y su principio no requiere

conexiones a la parte rotatoria, la transferencia de energía de la parte estacionaria a la parte

rotatoria es por medio de inducción electromagnética. Un campo magnético rotatorio

producido por el devanado estacionario (llamado estator) induce una fuerza electromotriz y

una corriente en el rotor.

Aún cuando el flujo generado por cada bobina es únicamente un flujo alterno, las

contribuciones de los flujos combinados de las tres bobinas superpuestas llevan las

corrientes en los ángulos de fase apropiados y produce un flujo rotatorio de dos polos. Es el

flujo rotatorio, no el flujo alterno el que produce la acción de inducción en el motor (a). Al

flujo rotatorio (llamado también campo rotatorio), producido por las corrientes trifásicas, se

puede eslabonar con el campo rotatorio producido por un imán superpuesto al rotor.

De acuerdo con la ley de Lenz, el voltaje, la corriente y el flujo generado por el movimiento

relativo entre un conductor y un campo magnético estará en una dirección que se opone al

movimiento relativo (b). De aquí que para satisfacer la ley de Lenz, los conductores deben

Fig. 3.1(a) Campo rotatorio cubriendo (b) Dirección del flujo generado (c) Dirección de la corriente

una barra del rotor. alrededor de la barra. en la barra del rotor.





























































































































































































































88


desarrollar una fuerza mecánica. La dirección de la corriente en la barra del rotor que

determina el flujo en sentido opuesto está determinada por la regla de la mano derecha (c).

3.1 Motores de inducción.

El motor de inducción es similar al motor síncrono en el sentido de que depende del campo

magnético para funcionar, no depende de la inducción magnética, sino que funciona a base

de inducción electromagnética. El estator y el rotor hacen las veces de los devanados

primario y secundario de un transformador. El campo magnético rotatorio del estator

induce corrientes elevadas en el rotor y éstas a su vez producen sus propios campos

magnéticos, que interactúan con el campo principal para hacer girar el rotor.

Como el motor síncrono simple funciona por inducción magnética, el campo del rotor es

débil. Pero, debido a que el motor de inducción funciona por inducción electromagnética, el

campo del rotor es intenso. Por lo tanto, el motor de inducción puede ponerse en marcha

por sí solo y producir suficiente par sin anillo deslizante, conmutador o escobillas. La única

potencia alimentada al rotor es producida por la inducción electromagnética procedente del

estator.

Fig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásicoFig.3.2 motor de inducción monofásico

89


Estructura

En el motor de inducción la parte estacionaria recibe el nombre de estator y la parte

rotatoria se llama rotor. El estator de los motores de inducción es la única parte a la cual se

aplica potencia. Estos motores suelen recibir su nombre según la forma en que se origina el

campo magnético rotatorio del estator. Por lo tanto, se oye hablar de motores de espiras de

sombra, fase partida, arranque por capacitor y polifásicos de inducción.

Estos motores tienen la peculiaridad de que no precisan de un campo magnético alimentado

con corriente continua como en los casos del motor de C.D o del motor síncrono.

Una fuente de corriente alterna (trifásica o monofásica) alimenta a un estator. La corriente

en las bobinas del estator induce corriente alterna en el circuito eléctrico del rotor (de

manera algo similar a un transformador) y el rotor es obligado a girar.

De acuerdo a la forma de construcción del rotor, los motores asincrónicos se clasifican en:

*Motor Asincrónico de Rotor Bobinado

*Motor Asincrónico tipo Jaula de Ardilla

Motor Asincrónico de Rotor Bobinado

Se utiliza en aquellos casos en los que la transmisión de potencia es demasiado elevada (a

partir de 200 Kw.) y es necesario reducir las corrientes de arranque. También se utiliza en

aquellos casos en los que se desea regular la velocidad del eje.

Su característica principal es que el rotor se aloja un conjunto de bobinas que además se

pueden conectar al exterior a través de anillos rozantes, ver Fig. 3.3 (a).

Colocando resistencias variables en serie a los bobinados del rotor se consigue suavizar las

corrientes de arranque. De la misma manera, gracias a un conjunto de resistencias

90


conectadas a los bobinados del rotor, se consigue regular la velocidad del eje. Un detalle

interesante es que la velocidad del eje nunca podrá ser superior que la velocidad

correspondiente si el motor fuera síncrono.

Una característica especial, obvia en el motor de rotor devanado, es su capacidad de

velocidad variable. Al variar la resistencia del reóstato, también es posible variar el

porcentaje de deslizamiento y, en consecuencia, la velocidad del motor. En estos casos, el

funcionamiento a velocidad inferior a la normal significa que el motor funciona con

eficiencia y capacidad reducidas. Además, debido a la alta resistencia del rotor, es más fácil

que varíe la velocidad del motor cuando haya cambios de carga. Fig. 3.3 (b).

3.3 (a). Partes principales del rotor devanado.

Baleros

Núcleo del rotorVentilador

Baleros.

Anillos rozantes

Devanados Del rotor

91


Motor Asincrónico tipo Jaula de Ardilla

Finalmente aquí llegamos al motor eléctrico por excelencia. Es el motor relativamente más

barato, eficiente, compacto y de fácil construcción y mantenimiento. Siempre que sea

necesario utilizar un motor eléctrico, se debe procurar seleccionar un motor asincrónico

tipo jaula de ardilla y si es trifásico mejor. Por otro lado, la única razón para utilizar un

motor monofásico tipo jaula de ardilla en lugar de uno trifásico será porque la fuente de

tensión a utilizar sea también monofásica. Esto sucede en aplicaciones de baja potencia. Es

poco común encontrar motores monofásicos de más de 3 Kw. (4hp). La diferencia con el

motor de rotor bobinado consiste en que el rotor esta formado por un grupo de barras de

aluminio o de cobre en formas similar al de una jaula de ardilla. (Ver Fig. 3.4).

Ventajas comparadas con el rotor devanado son las siguientes:

1. No tienen anillos rozantes, ni dispositivos de puesta en cortocircuito, no se

requieren reóstato de arranque y terminales especiales.

2. Tienen una eficiencia ligeramente mayor.

3. Tienen una construcción mas barata y compacta.

4. Tienen un mayor factor de espacio para las bobinas y menores pérdidas en el cobre.

5. Permiten mayor espacio para ventilación y por lo tanto tienen mejores condiciones

de enfriamiento.

6. Tienen menor flujo disperso, ofrecen un mejor FP. Y proporciona mayor capacidad

sobrecarga.

Fig. 3.4 Partes de un motor con rotor tipo jaula de ardilla.

3.3 (b) Rotor devanado conectado con resistencias.

El motor del rotor devanado difiere de

otros motores de inducción en que usa

resistencia en serie con sus devanados

de rotor a través de un dispositivo de

anillos rozantes y carbones.

92


Diagramas de conexión

Todos los motores trifásicos están construidos internamente con un cierto número de

bobinas eléctricas que están devanadas siempre juntas, para que conectadas constituyan

las fases que se conectan entre sí, en cualquiera de las formas de conexión trifásicas, que

pueden ser:

Delta

Estrella

Estrella-delta

Delta

Los devanados conectados en delta son cerrados y forman una configuración en

triángulo. Se pueden diseñar con seis (6) o nueve (9) terminales para ser conectados a la

línea de alimentación trifásica.

Cada devanado de un motor de inducción trifásico tiene sus terminales marcadas con un

número para su fácil conexión. En la figura 3.5, se muestra un motor de 6 terminales

con los devanados internos identificados para conectar el motor para operación en delta.

Las terminales o puntas de los devanados se conectan de modo que A y B cierren un

Extremo de la delta (triángulo), también B y C, así como C y A, para de esta manera

formar la delta de los devanados del motor.

Figura 3.5 (a) Conexión delta Figura 3.5 Conexión delta

93


Los motores de inducción de jaula de ardilla son también devanados con nueve (9)

terminales para conectar los devanados internos para operación en delta. Se conectan seis

(6) devanados internos para formar una delta cerrada, tres devanados están marcados como

1-4-9, 2-5-7 y 3-6-8, en éstos [Fig. 3.5 (a)].

EstrellaLos devanados de la mayoría de los motores de inducción jaula de ardilla están

conectados en estrella, y se forma uniendo una terminal de cada devanado, las tres

terminales restantes se conectan a las líneas de alimentación L1, L2 Y L3 [Ver Fig. 3.6

(a)]. Los devanados conectados en estrella forman una configuración en Y.

Un motor conectado en estrella con nueve (9) terminales, tiene tres puntas en sus

devanados conectadas para formar una estrella (7-8-9). Los tres pares de puntas de los

devanados restantes, son los números: 1-4, 2-5 y 3-6 [figura 3.6 (b)]. Los devanados se

pueden conectar para operar en bajo o alto voltaje. Para la operación en bajo voltaje, éstos

se conectan en paralelo; para la operación en alto voltaje, se conectan en serie.

Conexiones para dos voltajes

Algunos motores trifásicos están construidos para operar en dos voltajes. El propósito de

hacer posible que operen con dos voltajes distintos de alimentación, y tener la

disponibilidad en las líneas para que puedan conectarse indistintamente. Comúnmente,

las terminales externas al motor permiten una conexión serie para el voltaje más alto y

una conexión doble paralelo para la alimentación al menor voltaje.

Figura 3. 6 (b) Conexión estrellaFigura 3.6 (a) Conexión estrella

94


3.1.1. Arranque de motor de inducción a tensión plena ó tensión reducida.

Arranque directo.

El control más económico y más empleado para los motores de inducción jaula de ardilla es

el arranque directo sobre la línea. Este tipo de control tiene como inconveniente la

aplicación súbita de un par mayor que el de plena carga que puede dañar la flecha y la

variación de voltaje en la línea del motor debido a la caída producida por la alta corriente

de arranque del mismo. Estas depresiones ocasionan parpadeos de las lámparas y pueden

hacer que otros motores se paren. Por estas razones las Compañías de luz objetan el uso de

arrancadores de línea con motores de tamaños medianos, mientras que en las fábricas que

poseen sus propias plantas o subestaciones es el método comúnmente empleado.

La sencillez del arranque directo hace posible el arranque con un simple contactor. Los

arrancadores automáticos comprenden el contactor trifásico con protección de sobrecarga y

un dispositivo de protección de sobrecarga de tiempo inverso. El arranque y la parada se

efectúan mediante pulsadores montados sobre la caja, pudiéndose también disponer de

control remoto si fuera necesario.

Arranque a tensión reducida.

Cuando las perturbaciones en la línea deben evitarse (conexión sobre la línea de la Cía. de

luz) o la aplicación súbita de un par de arranque grande sea perjudicial (motores

engranados, etc.), el motor debe arrancarse a voltaje reducido para reducir par y corriente

de arranque. La corriente podrá reducirse lo más que permita la reducción en par, siendo el

valor mínimo de éste el que determina el voltaje que debe aplicarse.

Hay varias maneras de reducir el par en el arranque de un motor. Las principales son:

1. Por caída en una resistencia variable en serie con el motor.

2. Por caída en una reactancia variable en serie con el motor.

3. Mediante un autotransformador.

4. Conectando el motor en estrella en el arranque y cambiándolo a delta en la marcha.

95


El arrancador seleccionado deberá satisfacer las condiciones siguientes:

1. Producir mínima perturbación en el sistema.

2. Proporcionar el par de arranque necesario.

3. Ajustar automáticamente corriente y voltaje con la velocidad del motor.

4. Tener bajo costo.

5. Permitir selección del par de arranque.

6. Consumir poca energía.

7. Requerir poco mantenimiento.

Condición

Método 1 2 3 4 5 6 7

Resistencia

Reactancia.

Autotransformador.

Estrella - Delta

x x x - x - -

x x x - x x x

x x - x x x -

x - - - - x -

En la

infinidad de industrias se encuentra en su mayoría el uso de motores de corriente alterna.

Para la completa protección de éstos el Código Nacional Eléctrico recomienda el siguiente

diagrama de la Fig. 3.7. El interruptor derivado sirve para desconectar y proteger el

arrancador

y la línea al

motor,

contra

cortos

circuitos.

La Tabla 3.1.1 muestra los 4 métodos tabulados y las 7 condiciones, marcando con

una X las que cumple cada uno

Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico.

Entrada de servicio

Int. Gral.Alimentador

Int. derivado.

Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. 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Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. 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Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. Fig. 3.7 Diagrama de conexión y protección de un motor trifásico. 96


Función de un arrancador:

1. Arrancar y parar el motor.

2. Proteger al motor contra sobrecargas.

3. Proteger al motor y operador contra bajo voltaje (con op. magnético).

4. Proteger al motor contra pérdidas de una fase.

Componentes principales de un arrancador:

1. Contactos.

2. Cámara de arqueo.

3. Armadura.

4. Núcleo.

5. Bobina.

6. Relevadores de sobrecarga.

Mantenimiento de un arrancador.

Para mantener en buenas condiciones un arrancador es necesario revisar periódicamente

(mínimo 2 veces al año) las siguientes partes:

1. Contactos.

2. Pantallas de arqueo

3. Bobinas.

4. Contacto del núcleo magnético.

5. Limpieza general.

6. Apriete de conexiones.

Partes de repuesto de un arrancador:

Arrancador

Motor.

97


1. Contactos.

2. Resortes.

3. Bobinas.

4. Elementos térmicos.

Arrancadores magnéticos para corriente alterna a tensión plena.

Fig. 3.8 (a), Arrancador de 3 polos, conectado para motor de 1 fase, 1 devanado

Fig. 3.8 (b), Arrancador de 3 polos, 3 fases, con control separado

98


Arrancadores magnéticos para corriente alterna a tensión reducida.

Fig.3.9 Conexión del arranque estrella-delta de un motor trifásico.

Fig. 3.10 Conexión de un motor con resistencias estatóricas.

Fig. 3.11 conexión de un motor, arranque por

autotransformador.

Fig. 3.8 (c), Arrancador de 3 polos, 3 fases, con transformador de control y fusible secundario.

















































































































99


Técnicas en instalaciones de media y baja tensión.

Sistemas de arranque de los motores asíncronos trifásicos de rotor en cortocircuito o

jaula de ardilla.

Cuando se conecta un motor de estas características directamente a la red, éste absorbe una

intensidad muy fuerte de la línea en el momento del arranque, lo que puede afectar no sólo

a la duración de los aparatos de conexión, sino a las líneas que suministran energía

eléctrica. Estas fuertes corrientes sobrecargan las líneas de distribución, pudiendo producir

caídas de tensión y calentamiento en 1os conductores de las mismas. Por esta razón, las

compañías de energía prescriben reglamentaciones para reducir dichas corrientes de

arranque a unos valores que sean aceptables. El arranque directo está permitido para

motores que posean una potencia inferior a 5.5 Kw. (7 HP.)

Una forma de reducir la corriente de arranque es reducir la tensión aplicada al motor, con

ello también se disminuye el par efectivo de arranque, ya que al disminuir la tensión, el

flujo del estator también disminuye y con él la f.e.m inducida en el rotor y la intensidad

rotórica. El par de arranque disminuye con el cuadrado de la tensión.

Existen diferentes métodos para reducir la corriente de arranque disminuyendo la tensión:

Arranque estrella-delta:

Es uno de los métodos más conocidos con el que se pueden arrancar motores de hasta 11

Kw. de potencia (15 Hp). Consiste en conectar primero el motor en estrella para, una vez

arrancado, conmutar a la conexión en triángulo. Para que esto se pueda llevar a cabo, se

debe utilizar un motor que esté preparado para funcionar a la tensión inferior conectado en

triángulo. Así, por ejemplo, un motor de 220/440 podrá ser arrancado en una red de 220 V.

Si a un motor de las características indicadas se le conecta primero en estrella, cada una de

las bobinas del mismo quedará sometido a una tensión, inferior que si hubiese conectado en

triángulo. Con ello se consigue que la intensidad en el arranque quede disminuida a la

tercera parte respecto al arranque directo en conexión en triángulo. El par también queda

reducido a la tercera parte, lo que conviene tenerlo en cuenta si el motor arranca con toda la

carga. Por esta razón, conviene que el motor arranque en vacío o con poca carga. Fig. 3.9

100


Arranque con resistencias estatóricas:

Consiste en reducir la tensión que producen unas resistencias conectadas en serie con

el estator. Este sistema tiene el inconveniente de que consigue disminuir la corriente en

función lineal de la caída de tensión producida. Sin embargo, el par queda disminuido

con el cuadrado de la caída de tensión, por lo que su aplicación, se ve 1imitada a

motores en 1os que el momento de arranque resistente, sea baja. Fig. 3.10

Arranque por autotransformador.

Consiste en conectar un autotransformador en la alimentación del motor, de esta forma se

consigue reducir inducida en la tensión y con ella la corriente de arranque. El par de

arranque queda reducido en este caso en la misma proporción que la corriente, es decir, al

cuadrado de la tensión reducida.

Este sistema proporciona una buena característica de arranque, aunque posee el

inconveniente de su alto precio. En la figura se muestra el circuito de fuerza de este sistema

de arranque. Fig. 3.11

Ventajas de tensión reducida con respecto a tensión plena:

Reduce la corriente de arranque a la línea.

Producir mínima perturbación en el sistema.

Ajustar automáticamente corriente y voltaje con la velocidad del motor.

Permitir selección del par de arranque.

Consumir poca energía.

Desventajas.

Alta inversión inicial.

Mayor equipo para mantenimiento.

101


3.2 Motor de Corriente Continua.

Está compuesto de un estator y un rotor. En muchos motores c.c., generalmente los más

pequeños, el estator está compuesto de imanes para crear un campo magnético. En motores

c.c. más grandes este campo magnético se logra con devanados de excitación de campo.

El rotor es el dispositivo que gira en el centro del motor y está compuesto de arrollados de

cable conductores de corriente continua. Esta corriente continua es suministrada al rotor por

medio de las "escobillas" generalmente fabricadas de carbón.

Principio básico de funcionamiento

Cuando un conductor por el que fluye una corriente continua es colocado bajo la influencia

de un campo magnético, se induce sobre él (el conductor) una fuerza que es perpendicular

tanto a las líneas de campo magnético como al sentido del flujo de la corriente. Ver la

figura 3.12.

La corriente fluye por la bobina de la armadura, para actuar como magneto. Loa polos de la

armadura son atraídos hacia los polos del campo produciendo el giro de la armadura, el

conmutador invierte la corriente de la armadura, en el momento en que los polos desiguales

de la armadura y campo están frente uno a otro invirtiendo así la polaridad del campo de la

armadura. Entonces los polos iguales de la armadura y campo se repelen produciendo una

rotación de armadura continua.

Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.Fig. 3.12 Campo magnético.

102


Partes eléctricas de la máquina.

Pieza polar.

Son como los núcleos del transformador, se construyen de múltiples laminaciones de hierro

unidas entre sí para que produzcan un campo magnético concentrado y se utilizan para

reducir corrientes parásitas.

Bobinas de campo.

Van montadas sobre las piezas polares formando electromagnetos.

Núcleo polar.

Es la parte en donde se va a generar la fuerza magnetomotriz desarrolla en los campos

colocados en el conjunto de las bobinas y las piezas polares crean el campo magnético

Conjunto de armadura.

En casi todas las máquinas de C.D. la armadura entre los polos de campo, la armadura se

constituye de eje, flecha, núcleo, bobinas y conmutador.

Núcleo.

Tiene forma de tambor cilíndrico, es de acero dulce, no es de una pieza, si no se compone

de láminas muy delgadas llamadas laminaciones.

Devanado de armadura.

Las espiras que constituyen la armadura devanada en el tambor se hayan alrededor del

núcleo de la armadura alojando a los lados en la ranura del núcleo a las bobinas.

Escobillas.

Transfieren la entrada o salida de la energía eléctrica a través del conmutador.

Conmutador.

Convierte el voltaje de C.A a C.D rectificando la onda dándole la polaridad misma, es un

medio de conexión entre las escobillas y la armadura de la maquina.

103


3.2.1 Arranque del Motor de Corriente Continua.

Se denomina arranque de un motor al régimen transitorio en el que se eleva la velocidad del

mismo desde el estado de motor detenido hasta el de motor girando a la velocidad de

régimen permanente.

El estudio del arranque de los motores tiene una gran importancia práctica, ya que la

elección correcta de las características de los motores eléctricos y arrancadores a instalar

están basados en el conocimiento de las particularidades de éste régimen transitorio.

Arranque de motores de corriente continua por reóstatos

Los reóstatos se conectan en serie con el inducido, de manera de producir una caída que

disminuya la tensión efectivamente aplicada sobre el mismo.

En el caso del motor derivación, se deduce que conservando constantes el flujo y la tensión

total, la pendiente de la característica velocidad / par es proporcional a la resistencia del

circuito de inducido. Aumentando esta resistencia, la característica cortará al eje de

velocidad cero en un punto de menor par (y corriente) de arranque. Por su parte en el caso

del motor serie el efecto de la resistencia adicional es semejante, obteniéndose un

determinado par de arranque con una sobrecorriente menor que en el motor derivación, lo

que lo hace adecuado para aplicaciones de tracción.

Arranque de motores de corriente continua por dispositivos electrónicos

En estos arrancadores el equipo electrónico, generalmente de tiristores, recibe un

suministro de corriente alterna monofásica o trifásica y lo convierte en un suministro de

tensión continua variable, que permiten el arranque con aplicación progresiva de tensión,

con la consiguiente limitación de corriente y par de arranque.

Finalmente digamos que muchas veces el criterio de selección entre el uso de los distintos

sistemas de arranque pasa fundamentalmente por una consideración de tipo técnico-

económica.

104


En la figura 3.13 se muestra un circuito común de arranque de motores que utiliza estos

componentes. En este circuito, una serie de temporizadores cierran contactos que remueven

cada sección de la resistencia de arranque en el momento correcto, después de aplicar la

potencia al motor. Cuando en este circuito se oprime el botón de arranque, el circuito de

armadura del motor se conecta a su fuente de potencia y la máquina arranca con toda la

resistencia en el circuito. Sin embargo, el temporízador lTD se energiza al mismo tiempo

que el motor arranca, así, después de un retardo el contacto lTD se cierra y saca del circuito

parte de la resistencia de arranque. Simultáneamente, se energiza el temporizador 2TD, así,

después de otro retardo de tiempo el contacto 2TD se cierra y remueve del circuito la

Fig. 3.13, Circuito arrancador de motores de cc. que utiliza temporizadores para sacar la

resistencia de arranque.

Fig. 3.14, Circuito arrancador de motores de cc. que utiliza relés sensores de

contravoltaje para sacar la resistencia de arranque.

105


segunda parte de la resistencia de arranque. Cuando cierra el con tacto 2TD, se energiza el

temporizador 3TD y así el proceso se repite nuevamente y final mente el motor gira a

velocidad plena sin resistencia de arranque presente en el circuito. Si los tiempos de retardo

se escogen apropiadamente, las resistencias de arranque pueden desconectarse justo en el

momento exacto para limitar la corriente del motor y su valor de diseño.

En la figura 3.14 se muestra otro tipo de arrancador de motor. Aquí, una serie de relés

sensan en el motor el valor de EA e interrumpen la resistencia de arranque cuando EA

sobrepasa el valor preseleccionado. Este tipo de arrancador es mejor que el anterior, puesto

que si el motor tiene una carga pesada y arranca más lento que lo normal, la resistencia de

arranque se elimina cuando la corriente de arranque cae al valor apropiado.

Observe que ambos circuitos arrancadores tienen un relé en el circuito de campo, mar cado

FL. Este es un relé de pérdida de campo. Si por cualquier razón la corriente de campo se

pierde, el relé de pérdida de campo se desenergiza, interrumpiendo la potencia hacia el relé

M. Cuando se desenergiza el relé M, sus contactos normalmente abiertos abren y

desconectan el motor de la fuente de potencia. Este relé evita que el motor se embale

cuando pierda su corriente de campo. También observe que hay un relé de sobrecarga en

cada circuito arrancador de motores. Si la potencia tomada por el motor llega a ser

excesiva, este relé de sobrecarga se calienta y abre el contacto OL normalmente cerrado,

desconectando el relé M. Cuando el relé se desenergiza, abre sus contactos normalmente

abiertos y desconecta el motor de la fuente de potencia, protegiendo así el motor contra

daños causados por prolongadas cargas excesivas.

106


3.3 Instalación Eléctrica.

Es el conjunto de tuberías cónduit o tuberías y canalizaciones de otro tipo y forma, caja de

conexión, registros, elementos de unión entre tuberías, y entre las tuberías y las cajas de

conexión o los registros, conductores eléctricos, accesorios de control, y protección, etc.,

necesarios para conectar o interconectar una o varias fuentes o tomas de energía eléctrica

con los receptores.

Objetivos de una instalación:

Los objetivos a considerar en una instalación eléctrica, están de acuerdo al criterio de todas

y cada una de las personas que intervienen en el proyecto, cálculo y ejecución de la obra, y

de acuerdo además con las necesidades a cubrir, sin embargo, con el fin de dar margen a la

iniciativa de todos y cada uno en particular, se enumeran sólo algunos tales como:

Seguridad (contra accidentes e incendios).

Eficiencia.

economía.

Mantenimiento.

Distribución de elementos, aparatos, equipos, etc.

Accesibilidad.

Tipos de instalaciones eléctricas.

Por razones que obedecen principalmente al tipo de construcciones en que se realizan,

material utilizado en ellas, condiciones ambientales, trabajo a desarrollar en los locales de

que se trate y acabados de las mismas; se tienen deferentes tipos de instalaciones eléctricas,

a saber:

1. Totalmente visibles.

2. Visibles entubadas.

3. Temporales.

4. Provisionales.

5. Parcialmente ocultas.

6. Ocultas.

7. A prueba de explosión.

107


Para entender mejor en que radica la diferencia entre uno y otro tipo de instalación

eléctrica, se da una breve explicación de las características de todas y cada una de ellas.

Totalmente visibles.

Como su nombre lo indica, todas sus partes componentes se encuentran a la vista y sin

protección en contra de esfuerzos mecánicos ni en contra del medio ambiente (seco,

húmedo, corrosivo, etc.).

Visibles entubadas.

Son instalaciones eléctricas realizadas así, debido a que por las estructuras de las

construcciones y el material de los muros, es imposible ahogarlas, no así protegerlas contra

esfuerzos mecánicos y contra el medio ambiente, con tuberías, cajas de conexión y

dispositivos de unión, control y protección.

Temporales.

Se construyen para el aprovechamiento de la energía eléctrica por temporadas o periodos

cortos de tiempo, tales son los casos de ferias, juegos mecánicos, exposiciones, servicios

contratados para obras en proceso, etc.

Provisionales.

Estas en realidad quedan incluidas en las temporales, salvo en los casos en que se realizan

en instalaciones definitivas en operación, para hacer reparaciones o eliminar fallas

principalmente en aquellas, en las cuales no se puede prescindir del servicio aún en un solo

equipo, motor o local. Ejemplo, fábricas con proceso continuo, hospitales, salas de

espectáculos, hoteles. etc.

Parcialmente ocultas.

Se encuentran en accesorios grandes o fábricas, en las que parte del entubado está por pisos

y muros y las restantes por armaduras; también es muy común observarlas en edificios

comerciales y de oficinas que tienen plafón falso. La parte oculta está en muros y columnas

generalmente, y la parte superpuesta pero entubada en su totalidad es la que va entre las

losas y el plafón falso.

108


Totalmente ocultas.

Son las que se consideran de mejor acabado pues en ellas se busca tanto la mejor solución

técnica así como el mejor aspecto eléctrico posible, el que una vez terminada la instalación

eléctrica, se complementa con la calidad de los dispositivos de control y protección que

quedan sólo con el frente al exterior de los muros.

A prueba de explosión.

Se construyen principalmente en fábricas y laboratorios en donde se tiene ambientes

corrosivos, polvos o gases explosivos, materias fácilmente inflamables, etc. En estas

instalaciones, tanto las canalizaciones, como las partes de unión y las cajas de conexión

quedan herméticamente cerradas.

3.3.1 Reglamento de obras e instalaciones eléctricas R. O. I. E.

La aplicación, interpretación y vigilancia de este reglamento, es de la competencia de la

Secretaria de Comercio a través de la Dirección General de Electricidad quien, además de

hacer cumplir todo lo relacionado al mismo, está en absoluta libertad de agregar

recomendaciones tales como: dimensiones de planos, escalas, símbolos a emplear, notas,

aclaraciones, etc.

Carácter de la Norma.

El carácter y aplicación de ésta es sólo para la República Mexicana y para los materiales,

accesorios y equipos a instalar en el interior o exterior de edificios urbanos o rústicos.

Contiene requisitos mínimos de observancia obligatoria y recomendaciones de

conveniencia práctica, los que tienen por objeto prevenir riesgos y construcciones u

operaciones defectuosas.

No es aplicable esta norma a instalaciones ni aparatos especiales de Barcos, Locomotoras,

Carros de ferrocarril, Automóviles, Aviones y en general a equipos de tracción y transporte.

La aprobación técnica de materiales, aparatos, accesorios de control y protección, así como

los proyectos, la hace la Secretaría de Energía a través de la Dirección General de

Electricidad.

109


3.3.2 Partes Principales de una Instalación Eléctrica.

Conductores eléctricos.

Son aquellos materiales que ofrecen poca oposición o resistencia al paso de la corriente

eléctrica por o a través de ellos.

Todos los materiales son buenos conductores de la electricidad, sin embargo, unos son

mejores que otros, es por ello que aquí se indican solamente algunos de ellos:

Plata: Es el mejor conductor pero, su uso se ve reducido por su alto costo,

Cobre: El cobre electrolíticamente puro es el mejor conductor eléctrico, se le emplea en

más del 90%, porque reúne las condiciones deseadas para tal fin, tales como: Alta

conductividad, resistencia mecánica, flexibilidad y bajo costo.

Aluminio: Es otro buen conductor eléctrico sólo que, por ser menos conductor que el

cobre, tiene la desventaja de ser quebradizo, se usa con regularidad en líneas de transmisión

reforzado en su parte central interior con una guía de acero.

Desde el punto de vista de las normas, los conductores se han identificado por un número,

que corresponden a lo que comúnmente se conoce como calibre y que normalmente se

sigue el sistema americano de designación AWG (American Wire Gade) siendo el mas

grueso el número 4/0, siguiendo en orden descendente del área del conductor los números

3/0, 2/0, 1/0, 1,2,4,6,8,10,12,14,16,18 y 20 que es el más delgado usado en instalaciones

eléctricas. Para conductores con un área mayor del designado como 4/0, se hace una

designación que está en función de su área en pulgadas, para lo cual se emplea una unidad

denominada el: Circular Mil, siendo así como un conductor de 250 corresponderá a aquel

cuya sección sea de 250,000 cm. y así sucesivamente.

Se denomina Circular Mil a la sección de un círculo que tiene un diámetro de un milésimo

de pulgada (0.001plg), Fig.3.15. La relación entre el Circular Mil y el área en mm2 para un

conductor se obtiene como sigue:

110


1 PLG. = 25.4 mm

11000

=PLG=0 . 0254 mm

Siendo el Circular Mil un área:

1 cm .= D2

4=

3 .1416 x (0 .0254 )2

4

=5.064506 x 10-4 mm2

De donde:

1mm2=104

5 . 064506=1974 cm . Aproximadamente =2000 cm .

Fig. 3.15 Circular mil.

Fig. 3.16 Designación de conductores según la American Standard Wire Gauge

Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.Fig. 3.15 Circular mil.

111


Aislamiento de los conductores.

Existe una amplia variedad de aislamientos para conductores para satisfacer los

requerimientos de las distintas aplicaciones. Estos tipos de aislamientos están diseñados

sobre una forma estándar y todos los cables están marcados con información sobre su

tamaño, ya sea expresado en AWG ó KCMIL, su voltaje y su tipo de aislamiento.

El aislamiento de los cables se designa, como:

A = Aislamientos de asbesto

MI = Aislamiento mineral.

R = Aislamiento de hule.

SA = Aislamientos de silicio-asbesto

T = Aislamiento termoplástico

V = Aislamiento de cambray barnizado

X = Aislamiento de polímero sintético barnizado.

Los cables también se designan por su medio de operación como:

H - Resistente al calor hasta 75°C

HH - Resistente al calor hasta 90°C

Si no hay designación, significa 60°C.

W - Resistente a la humedad

UF - Para uso subterráneo.

Muchos cables están diseñados y certificados para ser usados en varias condiciones

ambientales, tales cables son de multiuso y están marcados. Por ejemplo, un cable marcado

TW indicaría 60°C, con aislamiento termoplástico capaz de ser usado en ambientes

húmedos. El tipo THW indica 75°C, con aislamiento termoplástico para uso en ambientes

húmedos. El tipo XHHW representa un cable con aislamiento sintético de polímero

trenzado para operar hasta 90°C.

112


Ampacidad estándar y degradación por temperatura.

La AMPACIDAD de un cable es su capacidad de conducción continua de corriente bajo

condiciones específicas. Estos datos sobre ampacidad o capacidad de conducción de

corriente se dan más adelante en las Tablas (a) Y (b). Estos datos, se basan en una

temperatura ambiente 30°C, por lo que se dan factores de corrección para temperaturas

diferentes a 30°C.

Para instalaciones eléctricas prácticas, el menor calibre de conductor recomendado es el

No. 14 AWG y la máxima protección contra sobrecorriente para los calibres No. 14, No.12,

y No.10 AWG, es: 1 5A, 20A y 30A respectivamente.

TE

MP

ER

AT

UR

A A

MB

IEN

TE

FACTOR DE CORRECCIÓN POR TEMPERATURA

Temperatura del conductor

º C 60º C 75º C 85º C 90º C 110º C 125º C 200º C 250º C

40

45

50

55

60

70

75

80

90

100

120

140

160

180

200

225

0.82

0.71

0.58

0.41

0.88

0.82

0.75

0.67

0.58

0.35

0.90

0.85

0.80

0.74

0.67

0.52

0.43

0.30

0.90

0.85

0.80

0.74

0.67

0.52

0.43

0.30

0.94

0.90

0.87

0.83

0.79

0.71

0.66

0.61

0.50

0.95

0.92

0.89

0.86

0.83

0.76

0.72

0.69

0.61

0.51

0.91

0.87

0.86

0.84

0.80

0.77

0.69

0.56

0.95

0.91

0.89

0.87

0.83

0.80

0.72

0.59

0.54

0.50

0.43

0.30

Tabla (a). Factor de corrección por temperatura.

113


Tabla b.

Para temperaturas mayores ver tabla A de factores de corrección.

114


Selección del calibre de conductores para instalaciones eléctricas de baja tensión.

Los conductores usados en las instalaciones eléctricas deben cumplir con ciertos requisitos

para su aplicación, como son:

Límite de tensión de aplicación, en el caso de las instalaciones residenciales, es:

1000 V.

Capacidad de conducción de corriente (Ampacidad) que representa la máxima

corriente que puede conducir un conductor para un calibre dado y que está afectada

principalmente por los siguientes, factores:

a).- Temperatura

b). Capacidad de disipación del calor producido por las pérdidas en función del medio

en que se encuentre el conductor, es decir, aire o en tubo conduit.

Máxima caída de voltaje permisible de acuerdo con el calibre del conductor y la

corriente que conducirá, se debe respetar la máxima caída de voltaje permisible

recomendada por el reglamento de obras e instalaciones eléctricas y que es del 3%

del punto de alimentación al punto más distante de la instalación.

Numero de conductores en un tubo conduit.

Normalmente los conductores en las instalaciones eléctricas, se encuentran alojados ya sea

en tubos conduit o en otros tipos de canalizaciones. Como se ha mencionado, los

conductores están limitados en su capacidad de conducción de corriente por el

calentamiento, debido a las limitaciones que se tienen en la disipación de calor y a que el

aislamiento mismo presenta también limitaciones de tipo térmico.

Debido a estas restricciones térmicas, el número de conductores dentro de un tubo conduit

se limita de manera tal que, permita un arreglo físico de conductores de acuerdo a la

115


sección del tubo conduit o de la canalización, facilitando su alojamiento de aire necesaria

para disipar el calor, se debe establecer la relación adecuada entre la sección del tubo y la

de los conductores, para esto, se puede proceder en la forma siguiente:

Si A es el área interior del tubo en mm2 ó plg2 y Ac el área total de los conductores, el

factor de relleno es:

F= AcA

Este factor de relleno tiene los siguientes valores establecidos para instalaciones en tubos

conduit.

53% Para un conductor

31% Para dos conductores

F 43% Para tres conductores

40% Para cuatro o más conductores

CALIBRE

AWG Ó KCM

VINANEL NYLON RH, RUH VINANEL 900 TW´T´TWH

½” ¾ 1” 1 ¼” 1 ½” 2” ½” ¾ 1” 1 ¼” 1 ½” 2”

13 19 25 32 38 52mm mm mm mm mm mm

13 19 25 32 38 52mm mm mm mm mm mm

14 13 24 39 9 17 27

12 10 18 29 49 7 13 21 36

10 6 11 18 31 43 5 10 16 27 38

8 3 6 10 18 25 41 2 5 8 14 19 32

6 1 4 6 11 15 25 1 2 4 7 10 17

4 1 4 7 9 15 1 3 5 8 13

2 1 2 5 6 11 1 1 4 5 9

1/0 1 3 4 7 1 2 3 6

2/0 1 3 5 1 3 5

3/0 1 3 4 1 1 4

4/0 1 1 4 1 1 3

250 1 3 1 2

300 1 2 1 1

400 1 1

116


500 1 1

La tabla d. esta basada en factores de relleno de 40% para 3 conductores o más,

30% para 2 conductores y 55% en el caso de un solo conductor.

Debe tenerse en cuenta que para más de tres conductores en un tubo, la capacidad

de corriente permisible en los mismos se ve reducida.(Tabla d).

Número de

conductores

Por ciento del valor

Indicado en la tabla

4 a 6

7 a 24

25 a 42

arriba de 43

80

70

60

50

Tuberías y canalizaciones.

Estos dos términos incluyen a todos los tipos de tuberías, ductos, charolas, trincheras, etc.,

que se utilizan para introducir, colocar o simplemente apoyar los conductores eléctricos,

para protegerlos contra esfuerzos mecánicos y medios ambientes desfavorables como son

los húmedos, corrosivos, oxidantes, explosivos, etc.

Tipos de canalizaciones

Una canalización es un conducto cerrado diseñado para contener alambres, cables o buses-

ducto, pueden ser metálicas o no metálicas.

Tubos conduit metálicos

Tabla c. Cantidad de conductores admisibles en tubería conduit .

Tabla d. Corrección por agrupamiento.

117


Los tubos conduit metálicos, dependiendo del tipo usado; se pueden instalar en exteriores e

interiores; en áreas secas o húmedas, dan una excelente protección a los conductores. Los

tubos conduit rígidos constituyen de hecho el sistema de canalización más comúnmente

usado, ya que prácticamente se pueden usar en todo tipo de atmósferas y para todas las

aplicaciones.

En los ambientes corrosivos adicionalmente, se debe tener cuidado de proteger los tubos

con pintura anticorrosiva, ya que la presentación normal de estos tubos, es galvanizada. Los

tipos más usados son:

• De pared gruesa (tipo rígido)

• De pared delgada.

• Tipo metálico flexible (greenfield).

Tubo conduit metálico rígido (pared gruesa)

Este tipo de tubo conduit se suministra en tramos de 3.05 (10 pies) de longitud en acer8o o

aluminio y se encuentra disponible en diámetros desde 1/2 pulg. (13 mm), hasta 6 pulg.8 El

tubo metálico, de acero normalmente, es galvanizado y además, como se indicó antes, tiene

un recubrimiento especial cuando se usa en áreas corrosivas, Fig. 3.17.

Tubo conduit metálico intermedio o semipesado.

Se fabrica en diámetros de hasta 4 pulg. (102 mm) su constitución es similar al tubo conduit

rígido de pared gruesa, pero tiene las paredes más delgadas, por lo que tiene mayor espacio

Fig. 3.17 Tubo conduit metálico rígido (pared gruesa)

118


interior disponible. Se debe tener mayor cuidado con el doblado de estos tubos, ya que

tienden a deformarse. Tienen roscados los extremos igual que el de pared gruesa y de hecho

sus aplicaciones son similares. Fig. 3.18 (a).

Tubo metálico de pared delgada (rígido ligero).

Estos tubos son similares a los de pared gruesa, pero tienen su pared interna mucho más

delgada, se fabrican en diámetros hasta de 4 pulg. (102 mm), se puede usar en instalaciones

visibles u ocultas, embebido en concreto o embutido en mampostería, pero en lugares secos

no expuestos a humedad o ambientes corrosivos. Estos tubos NO TIENEN sus extremos

roscados y tampoco usan los mismos conectores que los tubos metálicos rígidos de pared

gruesa, de hecho usan sus propios conectores de tipo atornillado, Fig. 3.18 (b).

.

Fig. 3.19 Conectores para tubos conduit rígidos en pared gruesa e intermedios.

Fig. 3.18 Tubo conduit.

119


Tubo conduit metalico flexible

Este es un tubo hecho de cinta metálica engargolada (en forma helicoidal), sin ningún

recubrimiento. Hay otro tubo metálico que tiene una cubierta exterior de un material no

metálico para que sea hermético a los líquidos. Este tipo de tubo conduit es útil cuando se

hacen instalaciones en áreas donde se dificultan los dobleces con tubo conduit metálico, o

bien, en lugares en donde existen vibraciones mecánicas que puedan afectar las uniones

rígidas de las instalaciones. Este tubo se fabrica con un diámetro mínimo de 13 mm. (1/2

pulg.) y un diámetro máximo de 102 mm. (4 pulg.) Fig. 3.18 (d).

Fig. 3.18 (c).Tubo conduit de pared delgada y conectores.

Fig. 3.18 (d). Tubo conduit flexible y conectores.

120


Tubo conduit no metálico

En la actualidad hay muchos tipos de tubos conduit no metálicos que tienen una gran

variedad de aplicaciones y están construidos de distintos materiales, tales como el cloruro

de Polivinilo (PVC), la fibra de vidrio, el polietileno y otros. El más usado en instalaciones

residenciales es el PVC, que es un material autoextinguible, resistente al colapso, a la

humedad y a los agentes químicos específicos. Se puede usar en:

• Instalaciones ocultas.

• Instalaciones visibles, cuando no se expone el tubo a daño mecánico.

• En lugares expuestos a agentes químicos específicos, en donde el material es resistente.

No, se debe usar en:

Áreas y locales considerados como peligrosos.

Para soportar luminarias o equipos.

Cuando las temperaturas sean mayores de 70°C.

Cajas de conexión.

Esta designación incluye además de las cajas de conexión fabricadas exclusivamente para

las instalaciones eléctricas, algunas para instalaciones de teléfonos y los conocidas registros

construidos en el piso.

Entre las cajas de conexión exclusivas para instalaciones eléctricas, podemos mencionar las

siguientes: Cajas de conexión negras o de acero esmaltado.

Cajas de conexión galvanizadas.

Cajas de conexión de PVC.

121


Formas, dimensiones y usos.

1.- Caja de conexión tipo chalupa. Son rectangulares de aproximadamente 6 x 10 cm. de base por 38mm. de profundidad.

Se usa para instalarse en ellas apagadores, contactos, botones de timbre, etc.

2.- Caja de conexión redonda.

Son en realidad cajas octagonales, bastante reducidas de dimensiones consecuentemente

de área útil interior, de aproximadamente de 7.5 cm. de diámetro y 38mm. de

profundidad. Por sus reducidas dimensiones, son utilizadas generalmente cuando el

número de tuberías, de conductores y de empalmes son mínimas, como es el caso de

arbotantes en baños, en patios de servicio, etc.

3.-Cajas de conexión cuadradas.

Se tienen de diferentes medidas y su clasificación es de acuerdo al mayor diámetro del o

los tubos que pueden ser sujetos a ellas, es así como se conocen como cajas de conexión

cuadradas de 13, 19, 25, 32 y 38 mm, etc.

Accesorios de control.

a) Apagadores sencillos, de 3 vías o de escalera, apagadores de 4 vías o de paso, etc.

b) Caso secundario cuando por alguna circunstancia se tienen contactos controlados

por un apagador.

c) La estación de botones para el control manual de motores, equipos y unidades

completas.

d) En oficinas, comercios e industrias, además de los controles antes descritos, se

dispone de los interruptores termomagnéticos (pastillas), que se utilizan para

controlar el alumbrado de medianas o grandes áreas a partir de los tableros.

e) Interruptores de presión de todo tipo.

122


Accesorios de control y protección.

Dentro los elementos de protección se pueden mencionar los siguientes:

a) Interruptores (Switches), que pueden ser abiertos o cerrados a voluntad de los

interesados, además de proporcionar protección por sí solos a través de los

elementos fusibles cuando se presentan sobrecorrientes peligrosas.

b) Interruptores termomagnéticos. además de que suelen ser operados

manualmente, proporcionan protección por sobrecargas en forma automática.

c) Fusibles, dispositivos eléctricos de seguridad que se funden e interrumpen la

corriente cuando es excesiva se fabrican con alambres de diverso grosor.

d) Arrancadores a tensión plena y arrancadores a tensión reducida, para el control

manual o automático de motores, equipos y unidades complejas.

e) Conexión de tierra, disipación de alguna falla eléctrica por alguna sobrecarga

dentro del circuito.

123


3.3.3 Protección del circuito derivado.

Se entiende por circuito derivado, a la parte de la instalación que se entiende después del

último dispositivo de protección contra sobrecorriente, dicho de otra forma: es la parte final

de la instalación eléctrica para alimentar a los aparatos receptores.

Cada circuito derivado debe estar protegido contra sobrecorriente, por medio de elementos

fusibles o por medio de interruptores termo- magnéticos, los primeros se localizan en los

interruptores sencillos sobre una base de porcelana o en los interruptores de seguridad

(protegidos dentro de una caja metálica) y los segundos, se localizan en los tableros

conocidos como centros de carga, tableros de alumbrado y distribución, etc.

El objeto principal de los circuitos derivados, es dividir la carga total conectada en

diferentes partes, para que cuando ocurra un cortocircuito en un derivado, no se interrumpa

el servicio en los restantes porque tienen protección individual.

Los circuitos derivados para cargas diversas indefinidas se clasifican de acuerdo con su

protección contra sobrecorrientes como de 15, 30, 40, y 50 amperes.

Cuando la carga por conectarse sea conocida, podrá usarse circuitos de capacidad que

corresponda a esa carga. Las cargas mayores de 50 amperes, deben alimentarse por

circuitos derivados individuales. Los circuitos derivados se subdividen en:

Circuitos secundarios de alumbrado.

Se destinan a suministrar energía a los aparatos de alumbrado solamente.

Circuitos secundarios combinados para alumbrado y aparatos caseros.

Como implica su nombre, son una combinación de salida para alumbrado y fuerza.

Circuitos secundarios para aparatos.

Suministran energía a aparatos conectados permanentemente o a enchufes para

conectarlos.

124


Relevadores.

3.4 Elementos Eléctricos de Control Industrial.

Es un dispositivo que se puede energizar por una señal de voltaje, una señal de corriente o

por ambas. Cuando es energizado, opera para indicar o aislar las condiciones anormales de

operación.

Básicamente un relevador, consiste de un elemento de operación y de un conjunto de

contactos. El elemento de operación, toma la señal de dispositivos sensores en el sistema,

tales como los transformadores de potencial o de corriente o de ambos, en algunos casos.

Cuando el relevador opera, puede actuar sobre una señal o bien completar un circuito para

disparar un interruptor, lo cual a su vez, aísla la sección del sistema que tiene problema.

Su función es determinar lo más pronto posible la existencia de corto circuito en el sistema

por lo que la mayoría en los relevadores opera en mas o menos un ciclo de la frecuencia

del sistema (0.017 seg. a 60 Hz.) por lo que pueden enviar la señal de disparo a los

interruptores correspondientes.

Los relevadores no solo deben operar en forma rápida, también deben ser precisos en su

operación ya que tienen la posibilidad de distinguir entre corto circuito y algunas otras

anomalías como ondas de corriente momentáneas debidas a arranque de motores, picos de

carga o corrientes magnetizantes.

Los Relevadores se fabrican en cualquiera de los siguientes tipos básicos:

Electromecánicos.

Estáticos.

Esta clasificación se refiere a su tipo constructivo y principios de operación. Los de tipo

electromagnéticos son los mas antiguos, y su uso es cada vez más restringidos en los

sistemas eléctricos de potencia. Aún cuando son aplicables en las instalaciones eléctricas

industriales con ciertas ventajas.

125


El relevador electromagnético (Fig. 3.19) en su concepto más elemental, consiste de un

elemento de operación y un grupo de contactos Fig. 3.19 a. El elemento de operación en sí,

determina la forma constructiva que puede ser, en el caso de los relevadores

electromagnéticos de cualquiera de los tipos siguientes:

Atracción del núcleo.

Armadura con bisagra.

Disco inducción.

Copa inducción.

Partes básicas de un relevador Electromecánico

Marco. Un marco para servicio pesado que contiene y soporta las partes del relevador.

Bobina. Un alambre es enrollado alrededor de un número metálico. La bobina de alambre

causa la formación de un campo electromagnético.

Armadura. La parte móvil del relevador que abre y cierra los contactos. Un resorte

sujetado devuelve la armadura a su posición original.

Contactos. La parte conductora del interruptor que establece o interrumpe un circuito.

Fig. 3.19 (a) Partes de contactosFig. 3.19 Partes de un relevador

electromagnético

126



Un relevador incluye dos circuitos: el circuito de excitación y el circuito de contacto. La

bobina se encuentra en el lado de excitación; y los contactos de relevador están en el lado

de contacto. Cuando la bobina de un relevador es excitada, la corriente fluye a través de la

bobina creando un campo magnético. Que se trate de una unidad CD en donde la polaridad

es fija o bien de una unidad CA en donde la polaridad cambia 120 veces por segundo, la

función básica permanece la misma: la bobina magnética atrae una placa ferrosa que forma

parte de la armadura. Un extremo de la armadura es sujetada sobre el marco metálico que

es formado de tal manera que la armadura pueda pivotar, mientras que el otro extremo abre

o cierra los contactos.

La formación de arco es un enemigo de la vida de los contactos. Los arcos ocurren cuando

un interruptor eléctrico es abierto y la corriente se descarga a través del espacio entre los

contactos. El arqueo puede ser minimizado mediante la utilización del material de contacto

apropiado para la aplicación, o bien mediante la utilización de un supresor de arcos, un

dispositivo que disipa la energía entre los contactos abiertos.

Los contactos están disponibles en plata fina, plata-cadmio, plata revestida con oro y

tungsteno. Mientras la plata fina tiene las mejores propiedades eléctricas y térmicas de

todos los metales, los contactos de plata fina son sometidos a sulfatación, o bien formación

de película en la superficie de los contactos. Esta acumulación provoca una resistencia

incrementada de los contactos y una respuesta reducida.

Cuando se aplica una corriente excesiva, los transitorios provocan la formación de hoyos

que reducen la vida de los contactos.

Los relevadores de tipo Atracción y de Armadura con bisagra trabajan bajo el principio de

atracción magnética, en estos, la parte móvil llamada armadura, es atraída hacia una bobina

o hacia la cara del polo de un electroimán, cerrando así un juego de contactos. Estos

relevadores pueden operar o con corriente directa o con corriente alterna.

Los relevadores tipo inducción, son de inducción magnética, ya que el par que se

desarrolla en el rotor en movimiento lo hace en la misma forma que en un motor eléctrico.

Estos relevadores se pueden usar sólo en circuitos de corriente alterna.

127


Los relevadores tipo Armadura con bisagra y atracción de núcleo no se tiene retardo de

tiempo, y por lo mismo, se aplican en casos en donde la operación instantánea se requiere.

El relevador del tipo disco de inducción se usa cuando se requiere en la operación del

relevador un cierto retraso en el tiempo. Este retraso en el tiempo, se produce por la adición

de un imán permanente. El disco gira entre este imán causando un frenado en la inducción.

Las partes rotatorias del relevador de inducción tipo copa, son de inercia baja, por lo que

este relevador es capaz de una operación de alta velocidad, y por lo tanto, se puede usar en

funciones en donde se requiere de una respuesta instantánea.

Fig. 3.20 Tipos de Relevadores.Fig. 3.20 Tipos de Relevadores.Fig. 3.20 Tipos de Relevadores.Fig. 3.20 Tipos de Relevadores.Fig. 3.20 Tipos de Relevadores.Fig. 3.20 Tipos de Relevadores.Fig. 3.20 Tipos de Relevadores.Fig. 3.20 Tipos de Relevadores.Fig. 3.20 Tipos de Relevadores.Fig. 3.20 Tipos de Relevadores.Fig. 3.20 Tipos de Relevadores.Fig. 3.20 Tipos de Relevadores.Fig. 3.20 Tipos de Relevadores.Fig. 3.20 Tipos de Relevadores.Fig. 3.20 Tipos de Relevadores.Fig. 3.20 Tipos de Relevadores.Fig. 3.20 Tipos de Relevadores.Fig. 3.20 Tipos de Relevadores.Fig. 3.20 Tipos de Relevadores.Fig. 3.20 Tipos de Relevadores.Fig. 3.20 Tipos de Relevadores.Fig. 3.20 Tipos de Relevadores.Fig. 3.20 Tipos de Relevadores.Fig. 3.20 Tipos de Relevadores.Fig. 3.20 Tipos de Relevadores.Fig. 3.20 Tipos de Relevadores.Fig. 3.20 Tipos de Relevadores.Fig. 3.20 Tipos de Relevadores.Fig. 3.20 Tipos de Relevadores.Fig. 3.20 Tipos de Relevadores.Fig. 3.20 Tipos de Relevadores.Fig. 3.20 Tipos de Relevadores.Fig. 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Cualquiera que sea el tipo de relevador o su principio de funcionamiento, su aplicación en

la protección debe cumplir con tres características principales:

Sensibilidad

Deben ser suficientemente sensibles como para operar cuando la corriente de falla es

mínima. Por lo general los relevadores electromagnéticos operan con 5 amperes cuando

son alimentados por transformadores de corriente y a 120 V alimentados por

transformadores de potencial, estos transformadores son bastantes confiables y han sido

usados en forma eficiente durante muchos años.

Selectividad

Habilidad para reconocer y decidir cuando debe operar un interruptor y minimizar el

efecto de falla. Es importante hacer énfasis en que es deseable interrumpir las corrientes

de corto circuito tan rápido como sea posible para reducir al mínimo los daños causados

por ellas, sin embargo pueden existir circunstancias especiales que requieren de cierto

retardo para la realización de esta función.

Rapidez

En condiciones de falla, mientras menor sea la duración de un disturbio, menor es su

efecto, y en consecuencia, el daño en el equipo.

Aplicación de los Relevadores.

La aplicación de un relevador en particular se decide por sus características y otros factores

como son su precisión, tiempo de operación, carga, método de ajuste, etc.

En general se espera que el relevador ejecute una acción y “sienta” la diferencia entre las

condiciones de no falla y de falla, enviando una señal cuando ocurre una falla.

La función de la protección por relevadores.

La función de la protección por relevadores es originar el retiro rápido del servicio de

cualquier elemento de un sistema de potencia, cuando éste sufre un cortocircuito o cuando

empieza a funcionar en cualquier forma anormal que pueda originar daño o interfiera de

otra manera con el funcionamiento eficaz del resto del sistema.

El equipo de protección está ayudado, en esta tarea, por interruptores que son capaces de

desconectar el elemento defectuoso cuando el equipo de protección se los manda.

129


Los interruptores están localizados de tal manera que cada generador, transformador, barra

colectora, línea de transmisión, etc., pueda desconectarse por completo del resto del

sistema. Estos interruptores deben tener la capacidad suficiente para que puedan conducir

momentáneamente la corriente máxima de cortocircuito que puede fluir a través de ellos, e

interrumpir entonces esta corriente; deben soportar también el cierre de un corto circuito

semejante e interrumpirlo de acuerdo con ciertas normas.

Los fusibles se emplean donde los relevadores de protección y los interruptores no son

justificables económicamente.

Aunque la función principal de la protección por relevadores es reducir los efectos de los

cortocircuitos, surgen otras condiciones anormales de funcionamiento que también

necesitan esta protección. Esto es más cierto cuando se trata de generadores y de motores.

Una función secundaria de la protección por relevadores es indicar el sitio y el tipo de

falla. Dichos datos no sólo ayudan en la reparación oportuna sino que también, por

comparación con las observaciones humanas y con los registros de oscilógrafos

automáticos, proporcionas medios para el análisis de la eficiencia de la prevención de la

falla y las características de disminución que incluyen la protección por relevadores.

Principios fundamentales de la protección por relevadores.

Consideremos sólo por el momento el equipo de protección contra cortocircuitos. Hay dos

grupos de dicho equipo: uno que llamaremos de protección primaria, y otro de protección

de respaldo. La protección primaria es la primera línea de defensa, mientras que las

funciones de la protección de respaldo sólo se dan cuando falla la protección primaria.

Protección primaria.

La Fig. 3.21 muestra la protección primaria. La primera observación es que los

interruptores están localizados en las conexiones de cada elemento del sistema de potencia.

Esta provisión hace posible desconectar sólo el elemento defectuoso. A veces puede

omitirse un interruptor entre dos elementos adyacentes, en cuyo caso ambos elementos

deben desconectarse si hay una falla en cualquiera de los dos.

130


La segunda observación es que sin saber en este momento cómo se realiza, se establece

una zona de protección separada alrededor de cada elemento del sistema. El significado de

esto es que cualquier falla que ocurra dentro de una zona dada originará el disparo (esto es

la abertura) de todos los interruptores dentro de esa zona, y de sólo esos interruptores.

Es evidente que en caso de fallas en la región donde se superponen dos zonas adyacentes

de protección, se dispararan más interruptores que el mínimo necesario para desconectar el

elemento defectuoso. Pero si no hubiera superposición, una falla en una región entre zonas

no estaría situada en ninguna de las dos zonas y, por lo tanto, no se dispararían los

interruptores. La superposición es el menor de los dos males. La extensión de ésta es

pequeña relativamente, y la probabilidad de falla en dichas región es baja; por lo mismo, el

disparo de dos o más interruptores será casi nulo.

Finalmente se observará que las zonas adyacentes de protección de la Fig. 3.21 se

superponen alrededor de un interruptor. Esta es la práctica preferida, porque en caso de

fallas en todas las partes, excepto en la región de superposición, es necesario que se

disparen el mínimo de interruptores. Cuando se desea, por razones económicas o de

espacio, superponer sobre el lado de un interruptor, como sucede con frecuencia en

aparatos blindados, el equipo de protección de la zona que superpone el interruptor debe

arreglarse para que dispare no sólo los interruptores de esta zona, sino también uno o más

interruptores de la adyacente, para desconectar completamente ciertas fallas. Esto se

muestra en la Fig. 3.22, donde puede verse que para un cortocircuito en X, los

interruptores de la zona B, que incluyen al interruptor C, se dispararán; pero dado que el

cortocircuito está fuera de la zona A, el equipo de protección de la zona B debe disparar

también ciertos interruptores en la zona A si esto fuera necesario para interrumpir el flujo

de la corriente de corto circuito en la zona A a la falla. Esta es una desventaja si hay una

falla en X, pero los interruptores se dispararan innecesariamente en la zona A para otras

fallas en la zona B a la derecha del interruptor C. Si este disparo innecesario es objetable

dependerá de la aplicación particular.

131


Protección de respaldo

La protección de respaldo, se emplea sólo para protecciones de cortocircuitos. Debido a que

estos son el tipo preponderante de falla del sistema de potencia, hay más posibilidades de

que falle la protección primaria en caso de cortocircuito. La experiencia ha mostrado que la

protección de respaldo no es justificable económicamente para casos distintos de los

cortocircuitos.

Es necesaria una clara compresión de las causas posibles de fallas de la protección

primaria, para una mejor apreciación de las prácticas comprendidas en la protección de

respaldo.

Fig. 3.21 Diagrama unifilar de una parte de un sistema eléctrico de potencia

que muestra la protección primaria





























































































































































































































































































































































132


Cuando decimos que la protección primaria puede faltar, entendemos cualquiera de las

diversas cosas que pueden suceder para impedir a la protección primaria que origine la

desconexión de una falla del sistema de potencia. La protección primaria puede fallar

debido a una falla en cualquiera de los siguientes puntos:

A. Corriente o tensión de alimentación a los relevadores.

B. Disparo de la tensión de alimentación de c-d.

C. Relevadores de protección.

D. Circuito de disparo o mecanismo del interruptor.

E. Interruptor.

Es muy deseable que la protección de respaldo esté dispuesta de tal manera que cualquier

cosa que pueda originar la falla de la protección primaria no origine también la falla de la

protección de respaldo. Es evidente que este requisito se satisface completamente si los

relevadores de respaldo están localizados de tal manera que no empleen o controlen

cualquier cosa en común con los relevadores primarios que vayan a ser respaldados. En la

medida de lo posible, la práctica es localizar los relevadores de respaldo en una estación

diferente. Considérese, por ejemplo, la protección de respaldo para la sección EF de la línea

de transmisión de la Fig. 3.23. Los relevadores de respaldo de esta sección de línea están

normalmente dispuestos para disparar los interruptores A, B, I y J. Si el interruptor E fallara

al disparar, para una falla en la sección de línea EF, se dispararían los interruptores A y B;

los interruptores A y B y su equipo asociado de protección de respaldo, que están

físicamente aparte del equipo que ha fallado, no son idóneos para ser afectados al mimo

tiempo, como podría suceder si se escogiera los interruptores C y D en su lugar.

Fig. 3.22 Superposición de zonas adyacentes de protección sobre un lado de un

interruptor.


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133


Los relevadores de respaldo en las localidades A, B y F proporcionan protección si ocurren

fallas en las barras colectoras en la estación K. Los relevadores de respaldo en A y F

proporcionan también protección para fallas en la línea DB. En otras palabras, la zona de la

protección de respaldo se extiende en una dirección desde la localidad de cualquier

relevador de respaldo y al menos superpone cada elemento de sistema adyacente. Donde las

secciones adyacentes de líneas son de diferente longitud, los relevadores de respaldo deben

sobre alcanzar algunas secciones de línea más que otras para proporcionar protección a la

línea más larga.

Un conjunto dado de relevadores de respaldo proporcionará protección incidental de clases

para fallas en el circuito cuyo interruptor controla los relevadores de respaldo. Por ejemplo,

los relevadores de respaldo que disparan en interruptor A de la Fig. 3.23 pueden actuar

también como respaldo para fallas en la sección de línea AC. Sin embargo, esta duplicación

de protección es sólo un beneficio accidental y no va a estar ligada a la de un arreglo

convencional de respaldo cuando es posible dicho arreglo; para diferenciar a ambos, este

tipo podría llamarse relevadores primarios duplicados. Una segunda función de la

protección de respaldo es a menudo proporcionar protección primaria cuando el equipo que

debería ocuparse de esto se encuentra fuera de servicio por mantenimiento o reparación. Es

evidente, quizá, que cuando funciona la protección de respaldo, se desconecta una parte

mayor del sistema que cuando funciona correctamente la protección primaria. Esto es

inevitable si la protección de respaldo va a hacerse independientemente de aquellos

Fig. 3.23. Ejemplo para la protección de respaldo de la sección EF de una línea

de transmisión.


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134


factores que pueden originar que falle la protección primaria. Sin embargo, esto enfatiza la

importancia del segundo requisito de la protección de respaldo, que ésta debe funcionar

con suficiente acción retardada como para que se le dé a la protección primaria tiempo

suficiente para funcionar si es capaz de hacerlo. En otras palabras, cuando ocurre un

cortocircuito, ambas protecciones, primaria y de respaldo, inician normalmente su

funcionamiento; pero se espera que la protección primaria dispare los interruptores

necesarios para retirar el elemento en cortocircuito del sistema, y la protección de respaldo

se repondrá sin haber tenido tiempo de completar su función. Cuando un conjunto de

relevadores proporciona protección de respaldo a diversos elementos adyacentes del

sistema, la protección primaria más lenta de cualquiera de aquellos elementos adyacentes

determinará la acción retardada necesaria para los relevadores de respaldo dados.

Números y Funciones de los dispositivos de protección.

En la aplicación de los dispositivos de protección a los sistemas eléctricos, normalmente se

emplean números para designar a cada uno de ellos, estos números por lo general

corresponden a los adoptados en forma normalizada por el Instituto de Ingenieros en

Electricidad y Electrónica de los Estados Unidos de Norte América. En esta parte se

indican algunos relevadores que se usan con mayor frecuencia:

1.- Elemento maestro:

Es el dispositivo de iniciación tal como un Switch de control, un switch flotador, etc. que

sirve ya sea en forma directa o indirecta para poner o quitar de servicio un equipo.

2.- Relevador de retardo para arranque o cierre.

Es un dispositivo cuya función es dar una cantidad de tiempo deseada antes o después de un

punto de operación en una secuencia de maniobras (switcheo) o un sistema de protección

por relevadores.

135


3.-Relevador de verificación o bloqueo.

Es un dispositivo que opera en respuesta a la posición de un número de otros dispositivos

(o número de condiciones predeterminadas) en un equipo para proporcionar una secuencia

de operaciones a seguir, para parar o para proveer una verificación de la posición de estos

dispositivos o de las condiciones establecidas para propósitos específicos.

6.- Interruptor de arranque.

Dispositivo cuya función principal es conectar una máquina a su fuente de alimentación.

12.- Dispositivo de sobrevelocidad.

Es por lo general un dispositivo conectado a adaptado directamente a la máquina que actúa

cuando la velocidad de ésta excede de la normal.

13.-Dispositivo de velocidad síncrona.

Este es algo como un switch de velocidad centrífugo, o un relevador de deslizamiento en la

frecuencia, un relevador de voltaje o de baja corriente o bien cualquier tipo de dispositivo

que opera en forma aproximada a la velocidad síncrona de la máquina.

14.- Dispositivo de baja velocidad.

Funciona cuando la velocidad de la máquina es menor de un valor determinado.

18.- Dispositivo de aceleración o desaceleración.

Dispositivo usado para cerrar o para causar el cierre de los circuitos cuando son usados para

aumentar o disminuir la velocidad de las máquinas.

23.- Dispositivo de control de temperatura.

Dispositivo que aumenta o disminuye la temperatura de una máquina, otros aparatos o

algún otro medio cuando la temperatura cae bajo o se eleva sobre un valor predeterminado.

136


25.- Dispositivo de sincronización o verificador de sincronización.

Dispositivo que opera cuando dos circuitos de CA están dentro de los límites deseados de

frecuencia, ángulo de fase o voltaje para permitir o para causar la operación en paralelo de

estos dos circuitos.

26.- Dispositivo térmico de aparatos.

Funciona cuando la temperatura del campo en derivación o del devanado amortiguador de

una máquina, de una resistencia limitadora o desviadora de corriente o la de un líquido y

otro medio excede un valor determinado a si la temperatura del aparato protegido, tal como

rectificador, o la de cualquier otro medio, desciende de un valor determinado.

27.- Relevador de bajo voltaje.

Dispositivo que funciona para un valor dado de bajo voltaje.

32.- Relevador direccional de potencia.

Funciona con un valor deseado de flujo de potencia en una dirección dada o bien con

inversiones de potencia resultantes por arcos de retorno en los rectificadores de potencia.

36.- Dispositivo de polaridad o polarización de voltaje.

Dispositivo que opera o permite la operación de otros dispositivos solamente cuando existe

una polaridad determinada.

37.- Relevador de baja corriente o baja potencia.

Funciona cuando la corriente o la potencia descienden de un valor predeterminado.

38.- Dispositivo de protección de rodamientos (chumaceras).

Funciona cuando se presenta una temperatura excesiva en las chumaceras de las máquinas

rotatorias en condiciones mecánicas anormales.

137


40.- Relevador de campo.

Funciona a un valor dado o anormalmente bajo o falla en la corriente del devanado de

campo de la máquina, o bien con un valor excesivo de la componente reactiva de la

corriente de armadura en una máquina de corriente alterna con indicación de excitación

anormal por bajo campo.

41.- Interruptor de campo

Funciona para conectar o desconectar la excitación del campo de una máquina.

46.- Relevador de corriente para inversión de fase o equilibrio de fase.

Funciona cuando las corrientes polifásicas se encuentran en una secuencia de fases

inversas, cuando las corrientes polifásicas estas desbalanceadas o bien cuando contienen

corrientes de secuencia negativa arriba de un valor permisible.

47.- Relevador de voltaje de secuencia de fase

Funciona a un valor determinado de la tensión de un sistema polifásico con una secuencia

de fases deseada.

49.- Relevador térmico para máquina o transformador.

Funciona cuando la temperatura de la armadura de una máquina o algún otro devanado que

lleve carga, o bien la temperatura de un transformador exceda de un valor predeterminado.

50.- Relevador instantáneo de sobrecorriente o relevador de índice de crecimiento.

Funciona instantáneamente con un valor excesivo de índice de crecimiento de la corriente

indicando una falla en el aparato o circuito que se está protegiendo.

51.- Relevador de sobrecorriente en corriente alterna.

Puede ser de características de tiempo definido o inverso que funciona cuando la corriente

en un circuito de CA excede a un valor predeterminado.

138


52.- Interruptor de potencia para CA.

Se usa para cerrar e interrumpir un circuito de corriente alterna en condiciones normales o

para interrumpir el circuito en condiciones de falla de emergencia.

55.- Relevador de Factor de Potencia.

Opera cuando el FP en un circuito de CA. se eleva o baja de un valor predeterminado.

59.- Relevador de sobrevoltaje.

Es un relevador que funciona para un valor dado de sobrevoltaje.

81.- Relevador de frecuencia.

Funciona con un valor predeterminado de frecuencia ya sea arriba o debajo de la frecuencia

del sistema o con un cierto índice de cambio en la frecuencia.

85.- Relevador receptor de portador o hilo piloto.

Es un operador que se opera o se retienen por medio de una señal que se usa en conexión

con un portador de corriente (carrier) o con un hilo piloto para protección direccional.

87.- Relevador de protección diferencial.

Es un relevador de protección que funciona con una diferencia en porcentaje o ángulo de

fase o la diferencia cuantitativa de dos corrientes o alguna otra cantidad eléctrica.

89.- Desconectador de línea (cuchilla desconectadora).

Es usado como un dispositivo de desconexión con carga o como un desconectador de

aislamiento en circuitos de CA. ó CD. en sistemas eléctricos de potencia y que puede ser

operado en forma manual o bien en forma automática por medio de mando eléctrico o

neumático.

139


CAPÍTULO IV.

Electrónica Industrial.

4.1 Elementos Electrónicos Básicos de Control Industrial.

El diagrama del circuito de un receptor de radio, televisión o de una parte de un equipo

electrónico industrial es generalmente muy complejo y cuando se examina en conjunto

puede ser muy confuso. Cada circuito electrónico está formado de un cierto número de

circuitos individuales y para comprender el primero hay que analizar cada circuito

individual separadamente.

Elemento del circuito: Cada circuito eléctrico ha de contener por lo menos un elemento

conductor. Este elemento puede ser una resistencia, una bobina o un condensador.

Resistencia, capacitancia e inductancias parásitas: Cada resistencia bobinada tiene,

además de su resistencia propia, un efecto de inductancia debido a las espiras del alambre y

un efecto de capacitancia debido al espacio (aislamiento) entre cada dos espiras. Cada

bobina tiene, además de su inductancia, una resistencia, cuyo valor dependerá del tamaño,

longitud y tipo de alambre empleado y un efecto de capacitancia debido al aislamiento y al

espacio entre espiras. La corriente en un condensador ha de pasar a través de un camino que

consta de sus alambres de unión y placas. Habrá alguna resistencia en este camino. Para

obtener la capacitancia máxima en el mismo espacio, las placas de los condensadores

están arrolladas en forma de bobina.

Circuitos equivalentes: La inductancia de una resistencia puede considerarse como una

bobina conectada en serie con ella. La capacitancia de la resistencia puede considerarse

como un condensador conectado en paralelo con la misma. Fig. 4. a.

La resistencia de una bobina puede considerarse como una resistencia conectada en serie

con ella. La capacitancia distribuida entre espiras adyacentes y no adyacentes y entre espira

y tierra puede considerarse como una simple capacitancia concentrada y conectada en

paralelo con la bobina. Fig. 4 b.

140


Los condensadores se usan en circuitos de C.D y C.A. Cuando se emplean un condensador

en un circuito de C.D., no hay efecto inductivo y la resistencia de las placas y alambres de

unión se considera como una resistencia conectada en paralelo con el condensador. Fig. 4

c., Cuando se emplea un condensador en circuitos de C.A., el circuito equivalente puede ser

considerado como serie o paralelo. Fig. 4 d.

Circuitos aislados: La resistencias, bobinas o condensadores se pueden conectar

individualmente.

Circuito combinado: Los circuitos electrónicos constan de cierto número de circuitos

individuales, cada uno diseñado para cumplir un fin determinado.

Acoplamiento: Para transferir energía eléctrica de un elemento del circuito a otro se

emplea un conductor. Para transferir energía de un circuito a otro tiene que existir entre

estos dos circuitos una impedancia común. La impedancia común se llama elemento de

acoplamiento, y los dos circuitos conectados por medio de un elemento de acoplamiento

se dice que están acoplados.

Filtros: Cuando dos o más circuitos electrónicos individuales se combinan forman un

circuito complejo a través del cual puede circular los siguientes tipos de corriente: 1)

continua, 2) de la frecuencia de la red, 3) audiofrecuencias (20 a 20,000 ciclos) y 4)

radiofrecuencias (100 kc a 30,000 mc). El propósito de un filtro es separar estas corrientes

en el punto deseado y dirigirlas hacia el conductor o circuito por donde se requiere que

Fig. 4 Circuitos equivalentes a los tres tipos de componentes: resistencia, bobina,

condensador usado en C.A. y condensador usado en C.D.





























































































































































































































































































































































141


pasen.

Acción de un filtro.

Consta de una combinación de condensadores, bobinas y resistencias conectadas de

manera que separe corrientes alternas de corrientes continuas o corrientes alternas dentro de

una banda de frecuencias de aquellas otras que están fuera de esta banda, su acción depende

de los siguientes principios de los circuitos de C.A.

La oposición ofrecida al paso de corrientes alternas por un circuito que contiene

solamente inductancia aumentada cuando crece la frecuencia. Tal circuito ofrecerá

relativamente una pequeña oposición al paso de la corriente continua, pulsatoria o

alterna de baja frecuencia. Fig. 4.1.

La oposición presentada al paso de corrientes alternas por un circuito que contiene

capacitancia disminuye cuando aumenta la frecuencia. Fig 4.2.

Un circuito resonante serie tiene una impedancia pequeña en resonancia y ofrecerá

poca oposición al paso de todas las corrientes cuyas frecuencias estén dentro de una

estrecha banda por encima y por debajo de la frecuencia resonante. Tal circuito

ofrecerá una oposición relativamente grande al paso de corrientes de todas las otras

frecuencias. Fig. 4.3.

Un circuito resonante paralelo tiene una impedancia elevada en resonancia y ofrecerá

una oposición relativamente elevada al paso de todas las corrientes cuyas frecuencias

estén dentro de una estrecha banda por encima y por debajo de la frecuencia

resonante. Tal circuito ofrecerá poca oposición al paso de corrientes de todas las

demás frecuencias. Fig. 4.3.

Las resistencias no efectúa ninguna acción filtrante cuando se emplean aisladamente, se

oponen por igual ala paso de todas las corrientes independientemente de su frecuencia.

Fig. 4.1 Efectos de la inductancia y de la frecuencia sobre el flujo de corriente.Fig. 4.1 Efectos de la inductancia y de la frecuencia sobre el flujo de corriente.Fig. 4.1 Efectos de la inductancia y de la frecuencia sobre el flujo de corriente.Fig. 4.1 Efectos de la inductancia y de la frecuencia sobre el flujo de corriente.Fig. 4.1 Efectos de la inductancia y de la frecuencia sobre el flujo de corriente.Fig. 4.1 Efectos de la inductancia y de la frecuencia sobre el flujo de corriente.Fig. 4.1 Efectos de la inductancia y de la frecuencia sobre el flujo de corriente.Fig. 4.1 Efectos de la inductancia y de la frecuencia sobre el flujo de corriente.Fig. 4.1 Efectos de la inductancia y de la frecuencia sobre el flujo de corriente.Fig. 4.1 Efectos de la inductancia y de la frecuencia sobre el flujo de corriente.Fig. 4.1 Efectos de la inductancia y de la frecuencia sobre el flujo de corriente.Fig. 4.1 Efectos de la inductancia y de la frecuencia sobre el flujo de corriente.Fig. 4.1 Efectos 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sobre el flujo de corriente.Fig. 4.1 Efectos de la inductancia y de la frecuencia sobre el flujo de corriente.Fig. 4.1 Efectos de la inductancia y de la frecuencia sobre el flujo de corriente.Fig. 4.1 Efectos de la inductancia y de la frecuencia sobre el flujo de corriente.Fig. 4.1 Efectos de la inductancia y de la frecuencia sobre el flujo de corriente.Fig. 4.1 Efectos de la inductancia y de la frecuencia sobre el flujo de corriente.Fig. 4.1 Efectos de la inductancia y de la frecuencia sobre el flujo de corriente.Fig. 4.1 Efectos de la inductancia y de la frecuencia sobre el flujo de corriente.Fig. 4.1 Efectos de la inductancia y de la frecuencia sobre el flujo de corriente.Fig. 4.1 Efectos de la inductancia y de la frecuencia sobre el flujo de corriente.Fig. 4.1 Efectos de la inductancia y de la frecuencia sobre el flujo de corriente.Fig. 4.1 Efectos de la inductancia y de la frecuencia sobre el flujo de corriente.Fig. 4.1 Efectos de la inductancia y de la frecuencia sobre el flujo 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Tipos de circuitos filtro.

Filtro de paso bajo: Un filtro de paso bajo permite el paso a un cierto circuito de todas las

corrientes que tienen una frecuencia inferior a cierto valor y desvía las corrientes que

tienen una frecuencia por encima de este valor.

Filtro de paso alto: Un filtro de paso alto permite la entrada a un cierto circuito de todas

las corrientes que tienen una frecuencia superior a cierto valor y desvía las corrientes que

tienen una frecuencia por debajo de ese valor.

Filtro de paso de banda: Un filtro de paso de banda permite la entrada a través de un

circuito de las corrientes de una estrecha banda de frecuencias e impide el paso de todas

aquellas cuyas frecuencias son superiores o inferiores a los límites extremos de la banda.

Filtro de eliminación de banda: Este se opone al paso de corrientes de una estrecha banda

de frecuencias mientras que permite el paso de corrientes de todas las frecuencias

Fig. 4.3 Efectos de los circuitos resonantes sobre la corriente en la

resonancia o cerca de la frecuencia resonante.

Fig. 4.2 Efectos de la capacitancia y de la frecuencia sobre el flujo de

corriente

143


superiores e inferiores a esta banda.

Atenuador.

Se llama atenuador a una red de resistencias que se emplean para reducir el voltaje,

corriente o potencia en cantidades controlables y conocidas que son independientes de la

frecuencia. Las resistencias en un circuito atenuador pueden conectarse de varias maneras:

1) Que las impedancias de entrada y salida sean iguales. 2) Que las impedancias de entrada

y salida sean diferentes. 3) Que den lugar a atenuaciones de diferente magnitud. Algunas

formas de las formas en las que se conectan las resistencias para formar un atenuador son

los circuitos de tipo L, T, H, π, O, escalera y en T puenteada. Fig 4.4

Atenuador en L: El atenuador en L es una red no compensada que consta de dos

resistencias, una colocada en una de las ramas en serie y la otra en la rama en derivación.

Se emplea generalmente cuando se conectan varias cargas diferentes a una fuente de

potencia común y hay que variar la cantidad de energía consumida en cada carga sin

Fig. 4. 4 Redes de atenuadores.Fig. 4. 4 Redes de atenuadores.Fig. 4. 4 Redes de atenuadores.Fig. 4. 4 Redes de atenuadores.Fig. 4. 4 Redes de atenuadores.Fig. 4. 4 Redes de atenuadores.Fig. 4. 4 Redes de atenuadores.Fig. 4. 4 Redes de atenuadores.Fig. 4. 4 Redes de atenuadores.Fig. 4. 4 Redes de atenuadores.Fig. 4. 4 Redes de atenuadores.Fig. 4. 4 Redes de atenuadores.Fig. 4. 4 Redes de atenuadores.Fig. 4. 4 Redes de atenuadores.Fig. 4. 4 Redes de atenuadores.Fig. 4. 4 Redes de atenuadores.Fig. 4. 4 Redes de atenuadores.Fig. 4. 4 Redes de atenuadores.Fig. 4. 4 Redes de atenuadores.Fig. 4. 4 Redes de atenuadores.Fig. 4. 4 Redes de atenuadores.Fig. 4. 4 Redes de atenuadores.Fig. 4. 4 Redes de atenuadores.Fig. 4. 4 Redes de atenuadores.Fig. 4. 4 Redes de atenuadores.Fig. 4. 4 Redes de atenuadores.Fig. 4. 4 Redes de atenuadores.Fig. 4. 4 Redes de atenuadores.Fig. 4. 4 Redes de atenuadores.Fig. 4. 4 Redes de atenuadores.Fig. 4. 4 Redes de atenuadores.Fig. 4. 4 Redes de atenuadores.Fig. 4. 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144


modificar la impedancia ofrecida a la fuente de la señal.

Atenuador en T: Es una red no compensada en que están dispuestas tres resistencias

formando la letra T. En este tipo, las resistencias en las ramas en serie R 1 y R2, son

generalmente del mismo valor para hacer la impedancia imagen de entrada Ri sea igual a la

impedancia imagen de salida R0.

Atenuador en H: Es una red en T compensada en la que se disponen cinco resistencias de

manera que forman una letra H.

Atenuador en π: Es una red no compensada que contiene tres resistencias conectadas para

formar la letra griega π. En este tipo de atenuador, las resistencias de las ramas en

derivación R1 y R3, son normalmente del mismo valor para conseguir que la impedancia

imagen de entrada sea igual a la impedancia imagen de salida.

Atenuador en O: Es una red compensada que contiene cuatro resistencias conectadas de

manera que formen una letra O. Se puede hacer una red compensada en O para producir las

mismas características operativas que la red en π no compensada.

Atenuador escalera: Consta de un conjunto de dos o más redes simétricas de sección en π.

Se emplea generalmente en equipos electrónicos, tales como generadores de señal, donde se

requiere que el voltaje y corriente sean reducidas con arreglo a relaciones conocidas.

Atenuador en T puenteada: Consta de 4 resistencias y para obtener un valor constante de

la impedancia imagen que sea independiente de la atenuación, las cuatro resistencias han

de tener los siguientes valores: R3 = R4 = Ri y R1R2 = Ri2

Constitución de los Amplificadores

Nosotros ya conocemos, en electrónica general, qué es un transformador, y podríamos decir

que su misión es, en el fondo, la de un amplificador ya que, como hace una bobina de

encendido, por ejemplo, aumenta considerablemente la tensión del secundario a costa de

reducir la intensidad. Resulta algo así como tener un billete de USD100 o bien 100 billetes

de USD1: el valor es el mismo. Por lo tanto no hay ganancia que es precisamente lo que

distingue al amplificador del transformador.

145


En esta imagen vemos un circuito donde un transistor actúa como amplificador. Aunque

circuitos de este tipo pueden hacerse de muchas formas, hay que destacar aquí la presencia

y disposición de las resistencias R1, R2, R3, y R4, así como de los condensadores C1 y C2

que tienen por misión permitir el paso de la corriente alterna a través del circuito

amplificador y evitar el paso de la continua de una a otra etapa. A este respecto hay que

tener en cuenta que el condensador corta el paso de la corriente continua pero deja pasar la

corriente alterna y éste es el caso del alternador, productor de la señal, en la imagen. En

cuanto a las resistencias, determinan el punto de funcionamiento del transistor y, sobre todo

R2, actúa también de elemento protector del transistor frente al exceso de temperatura que

se genera durante el funcionamiento del semiconductor.

Un amplificador de este tipo puede resultar, para determinadas funciones, con muy poco

poder amplificador. Aún cuando un sólo transistor puede muy bien alcanzar un factor de

ampliación de 100 (lo que significa hacer cien veces más grande la señal recibida) hay que

tener en cuenta que se trabaja habitualmente con señales tan débiles, que esta amplificación

puede resultar del todo insuficiente. Por ello se utilizan amplificadores de dos o más etapas

que aumentan al cuadrado el valor de la primera amplificación. Así, si colocamos un

montaje como el mostrado en la imagen unido a otro semejante podremos obtener 100 x

100 = 10.000 veces la señal de salida superior a la entrada, y podríamos obtener todavía

mucho más a base de acudir a una tercera etapa, etc.

146


4.1.1 Diodo.

Es el dispositivo semiconductor más sencillo y se puede encontrar, prácticamente en

cualquier circuito electrónico. Los diodos se fabrican en versiones de silicio (la más

utilizada) y de germanio.

Constan de dos partes una llamada N y la otra llamada P, separados por una juntura

también llamada barrera o unión. Esta barrera o unión es de 0.3 voltios en el germanio y de

0.6 voltios aproximadamente en el diodo de silicio.

Podemos decir que el diodo es una compuerta de una sola vía, es decir, que solo deja pasar

a través de él corriente eléctrica en un solo sentido; ya que si se aplica la corriente en el

sentido contrario el diodo no conduce.

Un diodo es esencialmente la unión de un material tipo P con un material tipo N lo cual se

ha llamado juntura PN. Conservando la nomenclatura, el material P recibe el nombre de

ánodo el cual se representa con la letra A y el material N recibe el nombre de cátodo. (4.6).

En una unión de este tipo, cuando el diodo no esta polarizado o conectado a una fuente de

voltaje, hay un exceso de electrones en el lado N y un exceso de huecos en el lado P. Por lo

tanto, al unir dos capas de material semiconductor, algunos electrones del lado N son

atraídos por algunos huecos del lado P y viceversa, mediante un proceso de difusión. En la

juntura PN proceso de intercambio de cargas continúa hasta que se forma entre ellos una

barrera eléctrica de voltaje que impide el paso de un gran número de portadores

mayoritarios de un lado a otro; dicha barrera es llamada zona de agotamiento Fig. 4.7.

En una unión PN o diodo de silicio el potencial de la barrera es de aproximadamente 0.6 V,

mientras que uno de germanio es de aproximadamente 0.3 V. Las características de la zona

de agotamiento pueden controlarse aplicando una diferencia de potencial o voltaje externo,

lo que hace realmente útil esta unión.

Fig 4.6 Símbolo del diodo

147


Así el limite de juntura, el material tipo N queda cargado positivamente y el material tipo P

queda cargado negativamente creando una diferencia de potencial pequeña, pero de gran

importancia. Cuando tenemos este componente y se le aplica un voltaje de corriente

continua (polarización), hay dos posibilidades: si el voltaje positivo se aplica al ánodo se

dice que hay una polarización directa y en el caso contrario, cuando el voltaje positivo se

aplica al cátodo, se establece una polarización inversa.

Polarización inversa.

Es decir, si se aplica un voltaje externo, tal como se indica en la Fig. 4.8 el efecto de la

barrera se intensifica, debido a que el terminal positivo de la fuente atrae los electrones del

material tipo N y el polo negativo atrae los huecos del material tipo P, haciendo más ancha

la zona de agotamiento y la unión presenta una alta resistencia al paso de la corriente,

comportándose como un aislante; solo unos pocos portadores minoritarios logran atravesar

la barrera formando la denominada corriente de fuga que es muy pequeña y que en muchos

casos prácticos no se tiene en cuenta. Cuando el voltaje aplicado en forma inversa aumenta

hasta cierto valor, esta corriente se hace muy grande y destruye el diodo.

Polarización directa.

Por el contrario, si la unión PN se polariza directamente, tal como se muestra en la fig. 4.9,

la barrera se disminuye ya que el polo positivo de la batería repele los huecos del material

tipo P y su polo negativo repele los electrones del material N, haciendo que atraviesen la

unión. Bajo estas condiciones la unión PN presenta una resistencia muy baja al paso de la

corriente, comportándose como un conductor.

Fig. 4.7 Formación de la barrera de potencial (b) Barrera de potencial formada en la juntura PNFig. 4.7 Formación de la barrera de potencial (b) Barrera de potencial formada en la juntura PNFig. 4.7 Formación de la barrera de potencial (b) Barrera de potencial formada en la juntura PNFig. 4.7 Formación de la barrera de potencial (b) Barrera de potencial formada en la juntura PNFig. 4.7 Formación de la barrera de potencial (b) Barrera de potencial formada en la juntura PNFig. 4.7 Formación de la barrera de potencial (b) Barrera de potencial formada en la juntura PNFig. 4.7 Formación de la barrera de potencial (b) Barrera de potencial formada en la juntura PNFig. 4.7 Formación de la barrera de potencial (b) Barrera de potencial formada en la juntura PNFig. 4.7 Formación de la barrera de potencial (b) Barrera de potencial formada en la juntura PNFig. 4.7 Formación de la barrera de potencial (b) Barrera de potencial formada en la juntura PNFig. 4.7 Formación de la barrera de potencial (b) 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148


Teóricamente los diodos rectificadores deberían comportarse como interruptores perfectos,

es decir, no deberían permitir el paso de ninguna corriente cuando están polarizados

inversamente y no deberían ofrecer ninguna resistencia al paso de la misma cuando se

encuentran polarizados directamente, Fig. 4.10. Sin embargo, en la realidad se observan

algunas características especiales que se ilustran en la Fig. 4.11.

La conducción de polarización directa no empieza en 0V, si no cuando se supera el voltaje

de umbral o la barrera de potencial. Por esta razón, existe una pequeña caída de voltaje en

el diodo cuando éste se encuentra polarizado directamente. Y la corriente a través del diodo

cuando está polarizado inversamente no es cero, hay una pequeña corriente de fuga. Un

diodo polarizado inversamente conduce cuando el voltaje aplicado alcanza un cierto valor a

lo cual se le llama voltaje de ruptura inverso.

Fig. 4. 9 Polarización directa de un diodo.

Fig. 4. 8 Polarización inversa de un diodo

149


Fig. 4.10 Funciona como un interruptor Fig. 4.11 Comportamiento real de un diodo.

Por lo anterior podemos deducir que un diodo se debe conectar en una sola forma, es decir,

en un componente polarizado y se debe respetar la conexión del ánodo y el cátodo en una

determinada posición, según la tarea del diodo.

Principales características eléctricas del diodo.

Corriente máxima (IF ).

Es la intensidad de corriente máxima que puede conducir el diodo sin fundirse por el efecto

Joule. Dado que es función de la cantidad de calor que puede disipar el diodo, depende

sobre todo del diseño del mismo.

Voltaje de conducción directa (VF)

Es el valor de la caída de voltaje en un diodo semiconductor polarizado directamente, como

resultado de la corriente que circula a través de él. Dicho valor es ligeramente superior al

potencial de la barrera.

150


Voltaje de ruptura o de avalancha.

Indica el nivel de voltaje, que aplicado a un diodo polarizado inversamente, puede hacerlo

conducir llegando incluso a destruir el dispositivo, ya que en el momento de la conducción

la corriente inversa de fuga crece bruscamente. Su valor es generalmente alto, del orden de

100 V o más, excepto en los diodos Zener.

Corriente inversa de fuga (IR)

Es la corriente que circula a través de un diodo polarizado inversamente. Teóricamente es

igual a cero, pero en realidad ésta tiene un valor muy pequeño, del orden de los

microamperios o nanoamperios.

Tiempo de recuperación inverso (TRR)

Expresa el tiempo que tarda la unión PN en desalojar la carga eléctrica que acumula,

cuando se encuentra polarizado inversamente.

4.1.2 Transistor.

La palabra transistor es un acrónimo de los términos transfer y resistor (resistencia de

transferencia) y designa, en forma genérica, a un componente electrónico de tres terminales

cuya resistencia entre dos de ellos (colector y emisor) depende del nivel de corriente o

voltaje aplicado al otro (base). Aprovechando esta propiedad, los transistores se utilizan

como amplificadores, interruptores electrónicos, fuentes de corriente controladas,

osciladores, mezcladores y en muchas otras aplicaciones prácticas.

151


Los transistores fueron remplazando poco a poco los tubos de vacío en todos sus usos,

debiendo principalmente a estas ventajas:

Larga vida útil.

Bajo consumo de energía.

Bajo costo.

Tamaño pequeño.

Estructura robusta y confiable.

Tipos de transistores.

Existen básicamente dos grandes grupos de transistores: los transistores bipolares y los

transistores de efecto de campo o FET. Estos últimos incluyen los FET de unión (JFET)

y los FET de compuerta aislada (MOSFET). Fig. 4.12.

Transistores bipolares.

Son dispositivos semiconductores formados por una capa de material tipo P emparedada

entre dos capas de material tipo N, o una de tipo N emparedada entre dos tipo P. En el

primer caso se tiene un transistor NPN y en el segundo un transistor PNP. Fig. 4.13. La

capa central se denomina Base (B) y la de los extremos Emisor (E) y Colector (C),

respectivamente.

Fig. 4. 12 Principales grupos de tiristores

Transistores

Transistores bipolares

Transistores de efecto

de campo

JFET MOSFET

152


La base es sumamente estrecha y poco dopada en relación con el emisor y colector. En

consecuencia, tiene una concentración muy baja de portadores. El emisor, por su parte, está

fuertemente dopado y la concentración de portadores mayoritarios disponibles supera

ampliamente la de la base. De otro lado, el colector es sumamente amplio y tiene una alta

concentración de portadores minoritarios en relación a la base y muy pocos portadores

mayoritarios en comparación con el emisor.

En el caso de un transistor PNP, esto significa que la base no posee la suficiente cantidad

de huecos para combinarse con todos los electrones que puede suministrar el emisor. Como

resultado, la mayoría de estos electrones atraviesan la base en dirección del colector.

Polarización y funcionamiento.

Debido a la forma como se alterna las capas P y N, en un transistor existen dos uniones PN:

una entre emisor y base (EB), y otra entre colector y base (CB). Estas uniones deben

polarizarse (suministrar voltajes fijos de CC en sus terminales), como se indica en la Fig.

4.14, es decir, la unión EB directamente y la unión CB inversamente. En este caso, la

polarización de la unión BE la provee el voltaje VBB y la de la unión BC el voltaje VCC. Por

Fig. 4. 13 Principales tipos de transistores bipolares.Fig. 4. 13 Principales tipos de transistores bipolares.Fig. 4. 13 Principales tipos de transistores bipolares.Fig. 4. 13 Principales tipos de transistores bipolares.Fig. 4. 13 Principales tipos de transistores bipolares.Fig. 4. 13 Principales tipos de transistores bipolares.Fig. 4. 13 Principales tipos de transistores bipolares.Fig. 4. 13 Principales tipos de transistores bipolares.Fig. 4. 13 Principales tipos de transistores bipolares.Fig. 4. 13 Principales tipos de transistores bipolares.Fig. 4. 13 Principales tipos de transistores bipolares.Fig. 4. 13 Principales tipos de transistores bipolares.Fig. 4. 13 Principales tipos de transistores bipolares.Fig. 4. 13 Principales tipos de transistores bipolares.Fig. 4. 13 Principales tipos de transistores bipolares.Fig. 4. 13 Principales tipos de transistores bipolares.Fig. 4. 13 Principales tipos de transistores bipolares.Fig. 4. 13 Principales tipos de transistores bipolares.Fig. 4. 13 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153


tanto, en un transistor NPN, la base debe ser positiva con respecto al emisor y negativa con

respecto al colector. Así mismo, en un transistor PNP, la base debe ser negativa con

respecto al emisor y positiva con respecto al colector. Como resultado de la polarización en

un transistor se produce tres corrientes: la de la base (IB), la del emisor (IE) y la del colector

( IC). Debido a que la unión BE está polarizada directamente, los portadores mayoritarios

de ambas regiones son obligados por el voltaje VBB a cruzar la unión y combinarse

mutuamente. En el caso de un transistor NPN, esto significa que una parte de los electrones

suministrados por el emisor (del 1% al 5%) se combinan con los pocos huecos disponibles

en la base. Esto origina una corriente de base (IB) relativamente pequeña.

Los electrones restantes (del 95% al 99%) son atraídos hacia el colector por la fuerte

tensión inversa de polarización VCC de la unión BC. Estos electrones cruzan la unión BC,

pasan a través de la extensa región de colector y se dirigen hacia el polo positivo de la

batería VCC, creando una corriente de colector (IC) muy intensa, Fig. 4.15. Las corrientes del

colector (IC) y de base (IB) están relacionadas con la corriente de emisor (IE), mediante la

siguiente fórmula: IC = β x IB

Fig. 4.14 Polarización de un transistor bipolar NPNFig. 4.14 Polarización de un transistor bipolar NPNFig. 4.14 Polarización de un transistor bipolar NPNFig. 4.14 Polarización de un transistor bipolar NPNFig. 4.14 Polarización de un transistor bipolar NPNFig. 4.14 Polarización de un transistor bipolar NPNFig. 4.14 Polarización de un transistor bipolar NPNFig. 4.14 Polarización de un transistor bipolar NPNFig. 4.14 Polarización de un transistor bipolar NPNFig. 4.14 Polarización de un transistor bipolar NPNFig. 4.14 Polarización de un transistor bipolar NPNFig. 4.14 Polarización de un transistor bipolar NPNFig. 4.14 Polarización de un transistor bipolar NPNFig. 4.14 Polarización de un transistor bipolar NPNFig. 4.14 Polarización de un transistor bipolar NPNFig. 4.14 Polarización de un transistor bipolar NPNFig. 4.14 Polarización de un transistor bipolar NPNFig. 4.14 Polarización de un transistor bipolar NPNFig. 4.14 Polarización de un transistor bipolar NPNFig. 4.14 Polarización de un 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154


Esto quiere decir que, con un transistor se puede lograr amplificación de corriente, el cual

es el fenómeno fundamental que se produce en ellos y por medio del que se logró su

incorporación en la electrónica moderna, pudiéndose fabricar así los aparatos que antes se

elaboraban con tubos de vacío.

En otras palabras, con una corriente de base débil o pequeña se pueden controlar una

corriente alta de la misma forma que se hace en los tubos de vacío al controlar la corriente

de placa o ánodo con la corriente de la rejilla de control. Si la corriente de base aumenta, la

corriente de colector también aumenta, y si la primera disminuye, ésta disminuye. Por tener

este comportamiento, los transistores se han utilizado ampliamente como interruptores o

como amplificadores (reguladores del paso de la corriente) en diferentes tipos de circuitos.

La capacidad de amplificación de un transistor se mide observando el efecto de la corriente

de base (IB) sobre la corriente de colector (IC), para un determinado valor de VCE. La

relación entre ambas cantidades se denomina ganancia de corriente o Beta y se representa

mediante el símbolo β o hFE. Esto es: β (hFE) = IC/ IB

Características eléctricas y físicas de los transistores bipolares.

Además del tipo (NPN o PNP) y del material con el cual se fabrica (germanio o silicio), los

transistores bipolares se diseñan con diferentes características eléctricas dependiendo de su

uso. Las principales son:

155


Voltaje colector-emisor (VCEO):

Es el máximo voltaje que se puede aplicar entre colector y emisor con la base abierta

(desconectada), antes de que el dispositivo se averíe.

Voltaje colector-base (VCBO):

Es el máximo voltaje que se puede aplicar entre colector y base con el emisor abierto

(desconectado).

Corriente de colector (IC):

Es la máxima corriente en amperios que puede circular por el colector del transistor.

Potencia disipada (PD):

Es la máxima potencia en vatios que puede manejar el transistor.

Ganancia de corriente (hFE)

Es las veces que se amplifica la corriente de base. También llamada beta.

Frecuencia de trabajo o de corte (fr):

Es la máxima frecuencia de la señal con la cual se puede trabajar el transistor como

amplificador.

Transistores de efecto de campo o fet. (field effect transistors).

Los FET se parecen en muchos aspectos a los transistores bipolares, pero tienen otras

características que los hacen más eficientes en ciertos tipos de circuitos.

Estructura básica.

156


En general, e independientemente de su tecnología de fabricación. Los FET (JFET y

MOSFET) tienen tres terminales que reciben los nombres de fuente, drenador o sumidero y

compuerta, derivados de los nombres originales en inglés source (S), drain (D) y gate (G).

Por esto, los terminales se marcan en los diagramas como S, D y G.

Transistores tipo JFET

Se fabrican con un material semiconductor de base N o P llamado sustrato dentro del cual

se forma una región de material con polaridad opuesta en forma de U llamada canal,

ligeramente dopada. El sustrato actúa como compuerta (gate o G), uno de los extremos del

canal como fuente (source o S) y el otro como drenador (drain o D). Por tanto, entre la

compuerta y el canal se forma una juntura o unión PN. De acuerdo al material del canal

hay JFET de canal N y de canal P. En los de canal P, los portadores mayoritarios que

circulan por el canal son huecos y en los de canal N los portados que circulan por el canal

son electrones. En la Fig. 4.16 se muestran los símbolos utilizados en los diagramas para

los diferentes tipos de JFET y su estructura interna simplificada.

Fig. 4.16 Símbolos de un JFETFig. 4.16 Símbolos de un JFETFig. 4.16 Símbolos de un JFETFig. 4.16 Símbolos de un JFETFig. 4.16 Símbolos de un JFETFig. 4.16 Símbolos de un JFETFig. 4.16 Símbolos de un JFETFig. 4.16 Símbolos de un JFETFig. 4.16 Símbolos de un JFETFig. 4.16 Símbolos de un JFETFig. 4.16 Símbolos de un JFETFig. 4.16 Símbolos de un JFETFig. 4.16 Símbolos de un JFETFig. 4.16 Símbolos de un JFETFig. 4.16 Símbolos de un JFETFig. 4.16 Símbolos de un JFETFig. 4.16 Símbolos de un JFETFig. 4.16 Símbolos de un JFETFig. 4.16 Símbolos de un JFETFig. 4.16 Símbolos de un JFETFig. 4.16 Símbolos de un JFETFig. 4.16 Símbolos de un JFETFig. 4.16 Símbolos de un JFETFig. 4.16 Símbolos de un JFETFig. 4.16 Símbolos de un JFETFig. 4.16 Símbolos de un JFETFig. 4.16 Símbolos de un JFETFig. 4.16 Símbolos de un JFETFig. 4.16 Símbolos de un JFETFig. 4.16 Símbolos de un JFETFig. 4.16 Símbolos de un JFETFig. 4.16 Símbolos de un JFETFig. 4.16 Símbolos de un JFETFig. 4.16 Símbolos de un JFETFig. 4.16 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157


Polarización y funcionamiento de los JFET

Para operar correctamente, los FET necesitan ser polarizados mediante dos tensiones

externas, como se indica en la Fig. 4.17. La tensión VDD dirige el paso de los portadores de

corriente por el canal y la tensión VGS regula su cantidad. Esta última debe polarizar

inversamente la unión PN entre el canal y el sustrato. Por tanto, en un JFET de canal N la

fuente debe ser positiva con respecto a la compuerta y negativa con respecto al drenador.

El efecto neto de la polarización es la creación, entre drenador y fuente, de una corriente

de drenaje (ID), la cual circula a lo largo del canal y depende del voltaje VGS. Por tanto, el

canal actúa como una resistencia variable. En el caso de un JFET de canal N, el voltaje V GS

crea, en las proximidades de la unión sustrato-canal, una zona de agotamiento libre de

electrones. Esta región se forma por completo dentro del canal debido a que existe una

fuerte concentración de huecos en el sustrato y una baja concentración de electrones en el

canal.

El espesor de la zona de agotamiento determina el área útil o efectiva del canal, y por lo

tanto, su capacidad de dejar pasar más o menos electrones. La región de agotamiento se

extiende a lo largo de las paredes del canal, siendo más amplia en el lado del drenador que

en el de la fuente. Esto es así porque, desde el punto de vista de la compuerta, el drenador

Fig. 4.17 Polarización de un JFETFig. 4.17 Polarización de un JFETFig. 4.17 Polarización de un JFETFig. 4.17 Polarización de un JFETFig. 4.17 Polarización de un JFETFig. 4.17 Polarización de un JFETFig. 4.17 Polarización de un JFETFig. 4.17 Polarización de un JFETFig. 4.17 Polarización de un JFETFig. 4.17 Polarización de un JFETFig. 4.17 Polarización de un JFETFig. 4.17 Polarización de un JFETFig. 4.17 Polarización de un JFETFig. 4.17 Polarización de un JFETFig. 4.17 Polarización de un JFETFig. 4.17 Polarización de un JFETFig. 4.17 Polarización de un JFETFig. 4.17 Polarización de un JFETFig. 4.17 Polarización de un JFETFig. 4.17 Polarización de un JFETFig. 4.17 Polarización de un JFETFig. 4.17 Polarización de un JFETFig. 4.17 Polarización de un JFETFig. 4.17 Polarización de un JFETFig. 4.17 Polarización de un JFETFig. 4.17 Polarización de un JFETFig. 4.17 Polarización de un JFETFig. 4.17 Polarización de un JFETFig. 4.17 Polarización de un JFETFig. 4.17 Polarización de un JFETFig. 4.17 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158


está sometido a un voltaje de polarización inverso más alto (VDS + VGS) que la fuente (VGS).

Al aumentar el voltaje VGS, la región de agotamiento se ensancha, y por lo tanto, se estrecha

el canal. En consecuencia, pasan menos electrones entre la fuente y el drenador,

disminuyéndose así la ID. Al disminuir el voltaje VGS, la región de agotamiento se estrecha

y por lo tanto, se amplía el canal. En consecuencia, pasan más electrones entre la fuente y el

drenador, aumentándose así la ID. De este modo, el voltaje VGS varía la resistencia del canal

y controla o “modula” la corriente ID. En ambos casos, la corriente de compuerta (IG) es

insignificante, lo cual implica que la resistencia de entrada de un FET es extremadamente

alta.

La capacidad de amplificación de un FET se mide observando el efecto del voltaje VGS

sobre la ID para un determinado valor de VDS. La relación incremental entre ambas

cantidades se denomina transcondunctancia y se designa por el símbolo gm o gfs. Esto

es:

gm=ΔI D

ΔV GS

La transconductancia se expresa en mhos o siemens (S). Por ejemplo, si gm = 5.000μmhos

(valor típico), un cambio de 200 mV en el voltaje VGS provoca un cambio de 100μA en la

ID.

Transistores tipo Mosfet.

Los MOSFET (Metal Oxide Semiconductor field Effect Transistor) o MOS, son FET en

los cuales la compuerta está eléctricamente aislada del canal mediante una fina capa de

dióxido de silicio (SiO2), la cual le confiere unas características muy especiales; por

ejemplo, una impedancia de entrada muy alta. También hay MOSFET de canal N y de

canal P. Laos circuitos con MOSFET son altamente inmunes al ruido, consumen muy poca

potencia y son muy flexibles. Además, representan a la integración en gran escala. Hay dos

tipos de MOSFET: los de agotamiento, también llamados de empobrecimiento o depleción

y los de enriquecimiento o acumulación.

En la Fig. 4.18 se muestran los símbolos utilizados en los diagramas para los diferentes

159


tipos de MOSFET y su estructura interna simplificada.

Estructura básica y funcionamiento de los MOSFET.

En un MOSFET el canal se forma dentro del sustrato, pero, a diferencia de un JFET, este

último está conectado eléctricamente a la fuente y no a la compuerta. Aunque la compuerta

y el canal ya no forman una unión PN, la compuerta sigue siendo el terminal que controla la

conductividad del canal. El voltaje VGS puede ser positivo o negativo y controla la

concentración de portadores de corriente en el canal. Si el drenador es positivo con respecto

a la fuente y el voltaje VGS es 0, fluye una corriente de drenaje a través del canal.

En el caso de un MOSFET de canal N, cuando el voltaje VGS se hace negativo, los

electrones del canal son atraídos por los huecos del sustrato, reduciéndose así la

concentración de portadores de corriente dentro del canal. En consecuencia, aumenta la

resistencia del canal y se reduce la corriente de drenaje. Se dice, entonces, que el MOSFET

está operando en el modo de agotamiento. Cuando el voltaje VGS se hace positivo, los

electrones del canal son rechazados por los huecos del sustrato, aumentándose así la

concentración de portadores de corriente dentro del canal. En consecuencia disminuye la

resistencia del canal y aumenta la corriente de drenaje. Se dice, entonces, que el MOSFET

está operando en el modo de enriquecimiento. Este modo de operación no existe en el

FET de unión.

Fig. 4.18 Transistores MOSFETFig. 4.18 Transistores MOSFETFig. 4.18 Transistores MOSFETFig. 4.18 Transistores MOSFETFig. 4.18 Transistores MOSFETFig. 4.18 Transistores MOSFETFig. 4.18 Transistores MOSFETFig. 4.18 Transistores MOSFETFig. 4.18 Transistores MOSFETFig. 4.18 Transistores MOSFETFig. 4.18 Transistores MOSFETFig. 4.18 Transistores MOSFETFig. 4.18 Transistores MOSFETFig. 4.18 Transistores MOSFETFig. 4.18 Transistores MOSFETFig. 4.18 Transistores MOSFETFig. 4.18 Transistores MOSFETFig. 4.18 Transistores MOSFETFig. 4.18 Transistores MOSFETFig. 4.18 Transistores MOSFETFig. 4.18 Transistores MOSFETFig. 4.18 Transistores MOSFETFig. 4.18 Transistores MOSFETFig. 4.18 Transistores MOSFETFig. 4.18 Transistores MOSFETFig. 4.18 Transistores MOSFETFig. 4.18 Transistores MOSFETFig. 4.18 Transistores MOSFETFig. 4.18 Transistores MOSFETFig. 4.18 Transistores MOSFETFig. 4.18 Transistores MOSFETFig. 4.18 Transistores MOSFETFig. 4.18 Transistores MOSFETFig. 4.18 Transistores MOSFETFig. 4.18 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MOSFETFig. 4.18 Transistores MOSFETFig. 4.18 Transistores MOSFETFig. 4.18 Transistores MOSFET

160


SCR Y TRIAC.

El SCR (Rectificadores controlados de silicio) como su nombre lo indica, es un diodo

rectificador conformado por cuatro capas de material semiconductor y tres uniones PN que,

además de un ánodo (A) y un cátodo (C ó K), posee un terminal extra para fines de

control llamado compuerta o gate(G). En la Fig. 4.19 se muestra un símbolo, su estructura

interna, su circuito equivalente con transistores y algunos de los encapsulados más comunes

con los cuales se fabrican.

Funcionamiento del SCR.

Los SCR son esencialmente diodos rectificadores y se comportan de la misma forma,

excepto que, cuando están directamente polarizados, requieren la aplicación de una

corriente en la compuerta (IG) para realizar su acción básica. En otras palabras, deben ser

disparados por una señal de control.

Una vez disparado, un SCR entra en conducción, comportándose como un interruptor

cerrado. Bajo esta condición la compuerta deja de tener control sobre el estado del

dispositivo y la única forma de bloquearlo es interrumpiendo la corriente del ánodo (IA) o

reduciéndola por debajo de un valor mínimo llamado corriente de sostenimiento (IH).

Los SCR pueden también entrar en conducción con una corriente de compuerta cero (IG=0),

estando directa o inversamente polarizados, cuando el voltaje entre el ánodo y el cátodo

Fig. 4. 19 Símbolo, estructura interna, circuitos equivalentes y encapsulados más comunes para

los SCR


los SCR


los SCR


los SCR


los SCR


los SCR


los SCR


los SCR


los SCR


los SCR


los SCR


los SCR


los SCR


los SCR


los SCR


los SCR


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los SCR


los SCR


los SCR


los SCR


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los SCR


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los SCR


los SCR


los SCR


los SCR


los SCR


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los SCR


los SCR


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los SCR


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(VAC) es superior a un valor crítico VDRM (directo) o VRRM (inverso), respectivamente,

llamado voltaje de ruptura. También puede haber conducción con IG =0 cuando la

velocidad de cambio de VAC (dv / dt) es superior a la especificada. Estos métodos de

disparo no se utilizan en la práctica y deben evitarse.

Su funcionamiento general se puede explicar en términos del circuito equivalente de

transistores, mostrado en la Fig. 4.20 llamado un cerrojo o latch ideal. Esta disposición se

caracteriza por ser regenerativa, es decir, por proporcionar una retroalimentación positiva

que mantiene al dispositivo enganchado (conduciendo), o desenganchando (bloqueado)

cuando se produce un aumento o disminución en la corriente en cualquier punto del lazo.

Curvas características de un SCR.

El comportamiento general de un SCR se puede representar gráficamente mediante una

familia de curvas características, cada una asociada a una corriente de compuerta (IG) en

particular, como se muestra en la Fig. 4.21. Sobre el eje vertical se indica la corriente del

ánodo (IA) y sobre el eje horizontal el voltaje entre el ánodo y cátodo (vAC). En cada curva

característica se puede distinguir las siguientes regiones:

Fig. 4. 20 Circuito básico del cerrojo.Fig. 4. 20 Circuito básico del cerrojo.Fig. 4. 20 Circuito básico del cerrojo.Fig. 4. 20 Circuito básico del cerrojo.Fig. 4. 20 Circuito básico del cerrojo.Fig. 4. 20 Circuito básico del cerrojo.Fig. 4. 20 Circuito básico del cerrojo.Fig. 4. 20 Circuito básico del cerrojo.Fig. 4. 20 Circuito básico del cerrojo.Fig. 4. 20 Circuito básico del cerrojo.Fig. 4. 20 Circuito básico del cerrojo.Fig. 4. 20 Circuito básico del cerrojo.Fig. 4. 20 Circuito básico del cerrojo.Fig. 4. 20 Circuito básico del cerrojo.Fig. 4. 20 Circuito básico del cerrojo.Fig. 4. 20 Circuito básico del cerrojo.Fig. 4. 20 Circuito básico del cerrojo.Fig. 4. 20 Circuito básico del cerrojo.Fig. 4. 20 Circuito básico del cerrojo.Fig. 4. 20 Circuito básico del cerrojo.Fig. 4. 20 Circuito básico del cerrojo.Fig. 4. 20 Circuito básico del cerrojo.Fig. 4. 20 Circuito básico del cerrojo.Fig. 4. 20 Circuito básico del cerrojo.Fig. 4. 20 Circuito básico del cerrojo.Fig. 4. 20 Circuito 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Región de bloque directo.

Se refiere a las condiciones de corriente y voltaje sobre el dispositivo en estado de

bloqueo directo, es decir, con el ánodo positivo respecto al cátodo y sin corriente de

compuerta aplicada.

Región de encendido.

Se refiere a las condiciones de corriente y voltaje sobre el dispositivo en condiciones de

disparo, es decir, después de aplicar una corriente de compuerta (IG > 0). Note que hay

una región de resistencia negativa en la cual el VAC disminuye rápidamente hasta

estabilizarse en un valor muy bajo VT, ligeramente superior a 0.6 V.

Región de bloque inverso.

Se refiere a las condiciones de corriente y voltaje sobre el dispositivo en estado de

bloqueo inverso, es decir con el ánodo negativo respecto al cátodo y con o sin corriente

de compuerta aplicada.

Fig. 4. 21 Curva característica de un SCR.Fig. 4. 21 Curva característica de un SCR.Fig. 4. 21 Curva característica de un SCR.Fig. 4. 21 Curva característica de un SCR.Fig. 4. 21 Curva característica de un SCR.Fig. 4. 21 Curva característica de un SCR.Fig. 4. 21 Curva característica de un SCR.Fig. 4. 21 Curva característica de un SCR.Fig. 4. 21 Curva característica de un SCR.Fig. 4. 21 Curva característica de un SCR.Fig. 4. 21 Curva característica de un SCR.Fig. 4. 21 Curva característica de un SCR.Fig. 4. 21 Curva característica de un SCR.Fig. 4. 21 Curva característica de un SCR.Fig. 4. 21 Curva característica de un SCR.Fig. 4. 21 Curva característica de un SCR.Fig. 4. 21 Curva característica de un SCR.Fig. 4. 21 Curva característica de un SCR.Fig. 4. 21 Curva característica de un SCR.Fig. 4. 21 Curva característica de un SCR.Fig. 4. 21 Curva característica de un SCR.Fig. 4. 21 Curva característica de un SCR.Fig. 4. 21 Curva característica de un SCR.Fig. 4. 21 Curva característica de 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163


TRIAC.

Es un tiristor PNPN de cinco capas que puede conmutar corrientes de carga en ambas

direcciones y ser disparado por señales de compuertas tanto positivas como negativas. Se

utiliza principalmente para la conmutación de corriente alterna, aunque también puede

emplearse para conmutar corriente continua. En la Fig. 4.22 se muestra el símbolo, la

estructura, la curva característica, la asignación de terminales y uno de los encapsulados

más utilizados para los triac.

Note que posee cinco capas, cuatro uniones PN y tres electrodos o terminales. Estos últimos

se denominan terminal principal I (MTI), Terminal principal 2 (MT2) y compuerta

(G). Las presentaciones más usuales vienen en cápsulas TO-92 (hasta 0.8 A), TO-39(1.6

A), TO-126 (4A), TO-220 (40 A) y soportes metálicos (55A o más). La gama de voltajes

rms de trabajo se extiende desde menos de 5 V hasta más de 1.500 V.

Polarización y Funcionamiento.

Desde el punto de vista de su funcionamiento, un triac es equivalente a la asociación de dos

SCR en antiparalelo. Sin embargo, al contrario de un SCR, un triac puede ser conmutado al

estado conductivo mediante pulsos de compuerta positivos o negativos,

independientemente de la polaridad del voltaje entre los terminales principales. Esta

situación, que se muestra en la Fig. 4.23, origina cuatro modos o cuadrantes de

funcionamientos posibles, cada uno correspondiente a una combinación diferente de

polaridades de los voltajes de compuerta y de los terminales principales.

Fig. 4. 22 Símbolo, estructura interna, curva característica, asignación de terminales y uno de los

encapsulados más utilizados para los triac (TO-220)





























































































































































































































































































































































164


Note que, con respecto a MT1, MT2 es positivo en los cuadrantes I y II, y negativo en los

cuadrantes III y IV. Así mismo observe que en los cuadrantes I y IV el triac se dispara con

pulsos de compuerta positivos, y en los cuadrantes II y III con pulsos de compuerta

negativos. La sensibilidad en uno u otro cuadrante depende de la estructura física del triac

particular. Sin embargo, por regla general, la sensibilidad es más alta en los cuadrantes I y

IV que en los otros dos. Por esta razón. Los triacs deben ser trabajados preferiblemente es

estos cuadrantes.

De todos modos, una vez que un triac pasa al estado conductivo, la compuerta pierde

control sobre el circuito de salida y el dispositivo permanecerá en ese estado hasta que la

tensión entre sus terminales principales cambie de polaridad, es decir, pase por 0, o hasta

que la corriente a través de los mismos sea inferior a su valor mínimo de sostenimiento (IH).

La mayoría de los triac de mediana potencia tienen corrientes de sostenimiento por debajo

de 100 mA. En la Fig. 4.24 se muestra la forma básica de utilizar un triac para controlar el

flujo de corriente promedio a través de una carga de CA. La corriente promedio entregada a

la carga puede controlarse desde el circuito de disparo alterando la cantidad de tiempo por

ciclo que el triac permanece en estado de conducción. Esta corriente puede ser pequeña o

grande, dependiendo de sí el triac permanece la mayor parte del tiempo bloqueado o

conduciendo.

Fig. 4.23 Polaridades de las señales de disparo en los triac.Fig. 4.23 Polaridades de las señales de disparo en los triac.Fig. 4.23 Polaridades de las señales de disparo en los triac.Fig. 4.23 Polaridades de las señales de disparo en los triac.Fig. 4.23 Polaridades de las señales de disparo en los triac.Fig. 4.23 Polaridades de las señales de disparo en los triac.Fig. 4.23 Polaridades de las señales de disparo en los triac.Fig. 4.23 Polaridades de las señales de disparo en los triac.Fig. 4.23 Polaridades de las señales de disparo en los triac.Fig. 4.23 Polaridades de las señales de disparo en los triac.Fig. 4.23 Polaridades de las señales de disparo en los triac.Fig. 4.23 Polaridades de las señales de disparo en los triac.Fig. 4.23 Polaridades de las señales de disparo en los triac.Fig. 4.23 Polaridades de las señales de disparo en los triac.Fig. 4.23 Polaridades de las señales de disparo en los triac.Fig. 4.23 Polaridades de las señales de disparo en los triac.Fig. 4.23 Polaridades de 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165


En la Fig. 4.25 se muestra una forma de onda típica del voltaje a través de la carga y el

triac. La porción de cada semiciclo durante el cual el triac no conduce, comportándose

como un interruptor abierto e impidiendo el flujo de corriente a través de las carga, se

denomina ángulo de retardo, y la porción durante la cual conduce, comportándose como

un interruptor cerrado y permitiendo la circulación de corriente, se llama ángulo de

conducción. Entre mayor sea el ángulo de conducción, mayor es la corriente promedio

suministrada a la carga, y viceversa.

Especificaciones Eléctricas.

Los triac se identifican básicamente por los mismos parámetros de los SCR, excepto que

pueden conducir en ambas direcciones. El voltaje de compuerta necesario para disparar un

triac se simboliza como VGT y la corriente correspondiente como IGT. Los triac de mediana

potencia tienen un VGT entre 0.6 V y 2.0 V, y una IGT entre 0.1 mA y 20 mA.

Otras características eléctricas importantes de los triac son la corriente eficaz máxima

permisible (IDRM) y el voltaje de ruptura (VDRM). Este último se refiere al voltaje más grande

que el triac puede bloquear en cualquier dirección sin pasar al estado de conducción por

avalancha. Para los triac de mediana potencia, los valores típicos de VDRM son 100V, 200V,

400V y 600V, y los valores típicos de ITRM son IA, 3A, 6A, 10A, 15A y 25A.

Fig. 4.25 Forma de onda en un circuito con triac.Fig. 4.24 Circuito con triac para controlar la

corriente en una carga de C.A.

166


4.1.3 Sensores y Transductores.

Es un dispositivo diseñado para recibir información de una magnitud del exterior y

transformarla en otra magnitud, normalmente eléctrica, que seamos capaces de cuantificar y

manipular. Normalmente estos dispositivos se encuentran realizados mediante la utilización

de componentes pasivos (resistencias variables, PTC, NTC, LDR, etc. todos aquellos

componentes que varían su magnitud en función de alguna variable), y la utilización de

componentes activos.

Descripción de algunos Sensores:

Sensores de Posición:

Su función es medir o detectar la posición de un determinado objeto en el espacio, dentro

de este grupo, podemos encontrar los siguientes tipos de captadores;

Captadores fotoeléctricos:

La construcción de este tipo de sensores, se encuentra basada en el empleo de una fuente de

señal luminosa (lámparas, diodos LED, diodos láser etc...) y una célula receptora de dicha

señal, como pueden ser fotodiodos, fototransistores o LDR etc.

Este tipo de sensores, se encuentra basado en la emisión de luz, y en la detección de esta

emisión realizada por los fotodetectores.

Según la forma en que se produzca esta emisión y detección de luz, podemos dividir este

tipo de captadores en: captadores por barrera, o captadores por reflexión.

Sensores de Contacto:

Estos dispositivos, son los más simples, ya que son interruptores que se activan o

desactivan si se encuentran en contacto con un objeto, por lo que de esta manera se

reconoce la presencia de un objeto en un determinado lugar. Su simplicidad de construcción

añadido a su robustez, los hacen muy empleados en robótica.

167


Sensores por Ultrasonidos:

Este tipo de sensores, se basa en el mismo funcionamiento que los de tipo fotoeléctrico, ya

que se emite una señal, esta vez de tipo ultrasónica, y esta señal es recibida por un receptor.

De la misma manera, dependiendo del camino que realice la señal emitida podremos

diferenciarlos entre los que son de barrera o los de reflexión.

Captadores de Esfuerzos:

Este tipo de captadores, se encuentran basados en su mayor parte en el empleo de galgas

extensométrica, que son unos dispositivos que cuando se les aplica una fuerza, ya puede ser

una tracción o una compresión, varia su resistencia eléctrica, de esta forma podemos medir

la fuerza que se está aplicando sobre un determinado objeto.

Sensores de Movimientos:

Este tipo de sensores es uno de los más importantes en robótica, ya que nos da información

sobre las evoluciones de las distintas partes que forman el robot, y de esta manera podemos

controlar con un grado de precisión elevada la evolución del robot en su entorno de trabajo.

Dentro de este tipo de sensores podemos encontrar los siguientes:

Sensores de Deslizamiento:

Este tipo de sensores se utiliza para indicar al robot con que fuerza ha de coger un objeto

para que este no se rompa al aplicarle una fuerza excesiva, o por el contrario que no se

caiga de las pinzas del robot por no sujetarlo debidamente.

Su funcionamiento general es simple, ya que este tipo de sensores se encuentran instalados

en el órgano aprehensor (pinzas), cuando el robot decide coger el objeto, las pinzas lo

agarran con una determinada fuerza y lo intentan levantar, si se produce un pequeño

deslizamiento del objeto entre las pinzas, inmediatamente es incrementada la presión le las

pinzas sobre el objeto, y esta operación se repite hasta que el deslizamiento del objeto se ha

eliminado gracias a aplicar la fuerza de agarre suficiente.

168


Sensores de Velocidad:

Estos sensores pueden detectar la velocidad de un objeto tanto sea lineal como angular,

pero la aplicación más conocida de este tipo de sensores es la medición de la velocidad

angular de los motores que mueven las distintas partes del robot. La forma más popular de

conocer la velocidad del giro de un motor, es utilizar para ello una dinamo tacométrica

acoplada al eje del que queremos saber su velocidad angular, ya que este dispositivo nos

genera un nivel determinado de tensión continua en función de la velocidad de giro de su

eje, pues si conocemos a que valor de tensión corresponde una determinada velocidad,

podremos averiguar de forma muy fiable a qué velocidad gira un motor. De todas maneras,

este tipo de sensores al ser mecánicos se deterioran, y pueden generar errores en las

medidas. Existen también otros tipos de sensores para controlar la velocidad, basados en el

corte de un haz luminoso a través de un disco perforado sujetado al eje del motor,

dependiendo de la frecuencia con la que el disco corte el haz luminoso indicará la velocidad

del motor.

Sensores de Aceleración:

Este tipo de sensores es muy importante, ya que la información de la aceleración sufrida

por un objeto o parte de un robot es de vital importancia, ya que si se produce una

aceleración en un objeto, este experimenta una fuerza que tiende ha hacer poner el objeto

en movimiento.

Supongamos el caso en que un brazo robot industrial sujeta con una determinada presión un

objeto en su órgano terminal, si al producirse un giro del mismo sobre su base a una

determinada velocidad, se provoca una aceleración en todo el brazo, y en especial sobre su

órgano terminal, si esta aceleración provoca una fuerza en determinado sentido sobre el

objeto que sujeta el robot y esta fuerza no se ve contrarrestada por otra, se corre el riesgo de

que el objeto salga despedido del órgano aprehensor con una trayectoria determinada, por

lo que el control en cada momento de las aceleraciones a que se encuentran sometidas

determinadas partes del robot son muy importantes.

169


Transductores.

Es un dispositivo o componente que convierte una forma de energía en otra. Los

dispositivos que convierten señales eléctricas en luz, sonido, calor, movimiento, etc., o

viceversa, se denominan transductores eléctricos y son los que permiten que los sistemas

eléctricos o electrónicos puedan comunicarse o interactuar con el mundo externo. Hay

muchos tipos de transductores pero sólo hablaremos de dos de los más usados como son:

micrófonos y los parlantes.

Los micrófonos.

Son dispositivos o transductores de entrada que convierten ondas sonoras en señales

eléctricas de voltaje o de corriente equivalente Fig. 4.26.

Estas señales son posteriormente procesadas por circuitos electrónicos con el fin de

amplificar, grabar o modificar el sonido original. Existen varios tipos de micrófonos

dependiendo de su principio de funcionamiento. Los más utilizados en audio son el

dinámico, el condensador, el piezoeléctrico y el electret. Otro tipo muy común de

micrófono, utilizado principalmente en telefonía, es el de carbón. En la Fig. 4.27 se

muestran los símbolos de algunos de ellos.

Fig. 4.27 Símbolos de algunos tipos de micrófonosFig. 4. 26 Principio básico de

funcionamiento de un micrófono.

170


Los micrófonos vienen en una gran variedad de presentaciones. Sin embargo, todos constan

de un cápsula, un cuerpo, un cable y un conector, Fig.4.28. La cápsula comprende el

diafragma y el elemento transductor propiamente dicho. Muchos incluyen también filtros

acústicos previos ala conversión eléctrica que eliminan sonidos ambientales indeseados,

por ejemplo el ruido del viento. El cable utilizado para llevar la señal de salida al circuito

de utilización es blindado o apantallado para minimizar la inducción de ruido. El conector

final puede ser un plug phono, DIN, XLR. o de otro tipo para audio.

Los micrófonos poseen varias características distintivas que determinan su calidad o

idoneidad para una tarea determinada. Las más importantes son la sensibilidad, la

directividad, la respuesta de frecuencia y la impedancia.

Parlantes.

Son transductores de salida que convierten señales eléctricas en sonidos equivalentes, Fig.

4.29 En este sentido, un parlante realiza una función exactamente opuesta a la del

micrófono. El tipo más común y antiguo de parlante, utilizado en más del 95% de los

sistemas de sonido modernos, es el dinámico o de bobina móvil. En la Fig. 4.30 se

muestra la estructura interna de un parlante típico.

Fig. 4. 28 Estructura general de un micrófono.Fig. 4. 28 Estructura general de un micrófono.Fig. 4. 28 Estructura general de un micrófono.Fig. 4. 28 Estructura general de un micrófono.Fig. 4. 28 Estructura general de un micrófono.Fig. 4. 28 Estructura general de un micrófono.Fig. 4. 28 Estructura general de un micrófono.Fig. 4. 28 Estructura general de un micrófono.Fig. 4. 28 Estructura general de un micrófono.Fig. 4. 28 Estructura general de un micrófono.Fig. 4. 28 Estructura general de un micrófono.Fig. 4. 28 Estructura general de un micrófono.Fig. 4. 28 Estructura general de un micrófono.Fig. 4. 28 Estructura general de un micrófono.Fig. 4. 28 Estructura general de un micrófono.Fig. 4. 28 Estructura general de un micrófono.Fig. 4. 28 Estructura general de un micrófono.Fig. 4. 28 Estructura general de un micrófono.Fig. 4. 28 Estructura general de un micrófono.Fig. 4. 28 Estructura general de un micrófono.Fig. 4. 28 Estructura general de un micrófono.Fig. 4. 28 Estructura general de 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general de un micrófono.Fig. 4. 28 Estructura general de un micrófono.

171


En su forma más simple, un parlante dinámico consta de una bobina móvil, un cono, un

imán permanente y un soporte. La bobina esta enrollada sobre un soporte de papel o de

cartón y recibe la señal eléctrica de audio procedente del amplificador. El cono es una

membrana de cartón de textura especial acoplada mecánicamente a la bobina por su borde

más estrecho. El borde más ancho posee un sistema de suspensión que amortigua y absorbe

las vibraciones de alta frecuencia que viajaban por el cono.

Cuando la señal de audio pasa a través de la bobina, produce un campo magnético variable

que interactúa con el campo magnético fijo creado por el imán. Como resultado de esta

interacción, la bobina se mueve hacia a delante y hacia atrás, al ritmo impuesto por la señal

de audio. Puesto que el cono está unido solidariamente a la bobina, también vibra y provoca

cambios de presión en el aire circundante. Esto crea ondas de sonido (voces, música, etc.)

que son una réplica física de la señal eléctrica de excitación del parlante. Cuando el cono de

un parlante se mueve hacia adelante, produce una mayor presión de aire(compresión) al

frente y una menor presión (rarefacción) detrás. Estos dos fenómenos vibratorios tienden a

cancelarse y a reducir el sonido producido. Por esta razón, los parlantes se montan en cajas

acústicas o bafles, recubiertos internamente de material absorbente, que evita que esto

suceda.

Los parlantes se clasifican según su potencia en watios, su tamaño (medido generalmente

por el diámetro en pulgadas), el tipo de imán y la impedancia de la bobina móvil en

ohmios.

Fig. 4.30 Estructura interna de un parlanteFig. 4. 29 Acción básica de un parlante

172


4.2 Lógica Digital.

Circuitos Digitales.

Prácticamente todos los circuitos análogos trabajan con señales que varían en forma

gradual o continua sobre un amplio rango de valores de voltaje y/o corriente, Fig. 4.31a.

También existen situaciones en las cuales es necesario operar con señales de voltajes o de

corriente que sólo adoptan un número discreto o finito de valores, Fig. 4.31 b. Este tipo de

señales se denomina señales digitales o lógicas y los circuitos que trabajan las mismas,

circuitos digitales o lógicos. El estudio de los circuitos digitales es el marco de acción de

electrónica digital.

La electrónica digital es conceptualmente más sencilla que la electrónica análoga porque

trabaja con componentes y señales de naturaleza binaria, es decir, que sólo pueden adoptar

uno de dos valores, niveles o estados posibles. En la electrónica digital, estos parámetros se

designan, respectivamente como 1 (uno) o alto y 0 (cero) o bajo. En la Fig. 4.32 se

comparan estos conceptos. En la Fig. 4.32 a se muestra un ejemplo sencillo de circuito

eléctrico de naturaleza digital. En este caso, el interruptor S1 actúa como un componente

digital porque sólo puede estar abierto (0) o cerrado (1). Asimismo, el voltaje aplicado a la

lámpara (RL) es una señal digital porque sólo puede ser 0V (0) cuando S1 está abierto, ó +9

V (1) cuando S1 está cerrado. Una asignación similar de valores lógicos puede ser hecha a

Fig. 4.31 Señales analógicas y digitales.Fig. 4.31 Señales analógicas y digitales.Fig. 4.31 Señales analógicas y digitales.Fig. 4.31 Señales analógicas y digitales.Fig. 4.31 Señales analógicas y digitales.Fig. 4.31 Señales analógicas y digitales.Fig. 4.31 Señales analógicas y digitales.Fig. 4.31 Señales analógicas y digitales.Fig. 4.31 Señales analógicas y digitales.Fig. 4.31 Señales analógicas y digitales.Fig. 4.31 Señales analógicas y digitales.Fig. 4.31 Señales analógicas y digitales.Fig. 4.31 Señales analógicas y digitales.Fig. 4.31 Señales analógicas y digitales.Fig. 4.31 Señales analógicas y digitales.Fig. 4.31 Señales analógicas y digitales.Fig. 4.31 Señales analógicas y digitales.Fig. 4.31 Señales analógicas y digitales.Fig. 4.31 Señales analógicas y digitales.Fig. 4.31 Señales analógicas y digitales.Fig. 4.31 Señales analógicas y digitales.Fig. 4.31 Señales analógicas y digitales.Fig. 4.31 Señales analógicas y digitales.Fig. 4.31 Señales analógicas y digitales.Fig. 4.31 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173


la corriente I a través del circuito (presente, ausente) o al estado de la lámpara (encendida o

apagada). En la Fig. 4.32b se muestra un ejemplo sencillo del circuito análogo. En este

caso el interruptor ha sido sustituido por un potenciómetro (P1), el cual actúa como un

componente análogo cuya resistencia puede adoptar un número infinito de valores entre un

mínimo y un máximo. Del mismo modo, el voltaje, la corriente y el nivel de brillo de las

lámparas son cantidades análogas.

En electrónica los parámetros usuales de medida son los voltajes y las corrientes, los cuales

varían de forma continua en el caso de la electrónica analógica, mientras que en la digital se

efectúan por pasos o etapas de un valor bien definido a otro semejante. Dos buenos

ejemplos que pueden ser tanto analógicos como digitales son los relojes y los voltímetros.

Las agujas de minutos y segundos de un reloj eléctrico común, se mueven continuamente,

mientras en un reloj digital los números cambian de repente, al final de cada minuto o cada

segundo. Del mismo el voltímetro analógico dispone de una aguja de medida que puede

desplazarse gradualmente desde un extremo hasta otro de la escala, mientras que en un

voltímetro digital, la tensión se muestra mediante dígitos discretos, cada uno de los cuales

cambia de repente.

En la terminología digital, los niveles o estados lógicos 0 y 1 se denominan comúnmente

bits. Un bit o un grupo de bits pueden representar muchos niveles diferentes de

información en los circuitos y sistemas digitales, incluyendo números, datos y decisiones.

Los números, en particular, se representan y manipulan utilizando el sistema binario o de

base 2; los datos (letras, instrucciones, música, etc.), utilizando diversos tipos de códigos; y

las decisiones, utilizando las reglas de la lógica digital, agrupadas bajo lo que se conoce

como el álgebra Booleana.

Fig. 4.32 Circuito digital y análogo.Fig. 4.32 Circuito digital y análogo.Fig. 4.32 Circuito digital y análogo.Fig. 4.32 Circuito digital y análogo.Fig. 4.32 Circuito digital y análogo.Fig. 4.32 Circuito digital y análogo.Fig. 4.32 Circuito digital y análogo.Fig. 4.32 Circuito digital y análogo.Fig. 4.32 Circuito digital y análogo.Fig. 4.32 Circuito digital y análogo.Fig. 4.32 Circuito digital y análogo.Fig. 4.32 Circuito digital y análogo.Fig. 4.32 Circuito digital y análogo.Fig. 4.32 Circuito digital y análogo.Fig. 4.32 Circuito digital y análogo.Fig. 4.32 Circuito digital y análogo.Fig. 4.32 Circuito digital y análogo.Fig. 4.32 Circuito digital y análogo.Fig. 4.32 Circuito digital y análogo.Fig. 4.32 Circuito digital y análogo.Fig. 4.32 Circuito digital y análogo.Fig. 4.32 Circuito digital y análogo.Fig. 4.32 Circuito digital y análogo.Fig. 4.32 Circuito digital y análogo.Fig. 4.32 Circuito digital y análogo.Fig. 4.32 Circuito digital y análogo.Fig. 4.32 Circuito digital y 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174


4.2.1 Operaciones y Compuertas Lógicas.

Operaciones lógicas básicas

Los circuitos digitales operan en el sistema numérico binario, que implica que todas las

variables de circuito deben ser 1 o 0. El álgebra utilizada para resolver problemas y

procesar la información en los sistemas digitales se denomina álgebra de Boole, basada

sobre la lógica más que sobre el cálculo de valores numéricos reales. El álgebra booleana

considera que las proposiciones lógicas son verdaderas o falsas, según el tipo de operación

que describen y si las variables son verdaderas o falsas. Verdadero corresponde al valor

digital 1, mientras que falso corresponde a 0. El diagrama muestra diversos interruptores

electrónicos, llamados puertas, cada uno de los cuales efectúa una determinada operación

booleana. Existen tres operaciones booleanas que pueden utilizarse individualmente o en

combinación: multiplicación lógica (puerta AND), suma lógica (puerta OR) e inversión

lógica (puerta NOR). Las tablas adjuntas, llamadas tablas booleanas, presentan todas las

posibles combinaciones de entrada frente a las salidas resultantes. En dicho conjunto se

definen tres operaciones básicas:

Suma lógica: Denominada también operación "O" (OR). Responde a la siguiente tabla:

A B F = a+b

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 1Producto lógico: Denominada también operación "Y" (AND). Esta operación responde a

la siguiente tabla:

A B F= a*b

0 0 0

0 1 0

1 0 0

1 1 1

175


Negación lógica: Denominada también operación "N" (NOT). Esta operación responde a la

siguiente tabla:

Otras operaciones lógicas.

A partir de las operaciones lógicas básicas se pueden realizar otras operaciones booleanas,

las cuales son: NAND, cuya tabla correspondiente es:

A B F = (a*b)

0 0 1

0 1 1

1 0 1

1 1 0

NOR, cuya tabla correspondiente es:

A B F = (a+b)

0 0 1

0 1 0

1 0 0

1 1 0

XOR, también llamada función OR-EXCLUSIVA. Responde a la tabla:

A B F=A+B

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 0

176

A F=A'

0 1

1 0


Compuertas lógicas

Los circuitos digitales electrónicos se denominan circuitos lógicos ya que, con la entrada

apropiada, establecen trayectorias lógicas de manipulación. Cualquier información que se

desee para computación o control puede operarse por el paso de señales binarias a través de

diversas combinaciones de circuitos lógicos, cada señal representa una variable y lleva un

bit de información. Los circuitos lógicos que realizan las operaciones lógicas vistas hasta el

momento poseen una representación normalizada, la cual se muestra en la figura siguiente:

Toda puerta lógica consta de 1 o más entradas y 1 o 2 salidas (puede darse el caso de

proporcionarse la salida y su negada). En todos los símbolos las entradas se encuentran a la

izquierda y las salidas a la derecha.

Funciones lógicas.

La aplicación más directa de las puertas lógicas es la combinación entre dos o más de ellas

para formar circuitos lógicos que responden a funciones lógicas. Una función lógica hace

que una o más salidas tengan un determinado valor para un valor determinado de las

entradas.

Supongamos que tenemos dos entradas, A y B, y una salida F. Vamos a hacer que la salida

sea 1 lógico cuando A y B tengan el mismo valor, siendo 0 la salida si A y B son diferentes.

En primer lugar veamos los valores de A y B que hacen 1 la función:

Fig. 4.33 Símbolos de las operaciones lógicas.Fig. 4.33 Símbolos de las operaciones lógicas.Fig. 4.33 Símbolos de las operaciones lógicas.Fig. 4.33 Símbolos de las operaciones lógicas.Fig. 4.33 Símbolos de las operaciones lógicas.Fig. 4.33 Símbolos de las operaciones lógicas.Fig. 4.33 Símbolos de las operaciones lógicas.Fig. 4.33 Símbolos de las operaciones lógicas.Fig. 4.33 Símbolos de las operaciones lógicas.Fig. 4.33 Símbolos de las operaciones lógicas.Fig. 4.33 Símbolos de las operaciones lógicas.Fig. 4.33 Símbolos de las operaciones lógicas.Fig. 4.33 Símbolos de las operaciones lógicas.Fig. 4.33 Símbolos de las operaciones lógicas.Fig. 4.33 Símbolos de las operaciones lógicas.Fig. 4.33 Símbolos de las operaciones lógicas.Fig. 4.33 Símbolos de las operaciones lógicas.Fig. 4.33 Símbolos de las operaciones lógicas.Fig. 4.33 Símbolos de las operaciones lógicas.Fig. 4.33 Símbolos de las operaciones lógicas.Fig. 4.33 Símbolos de las operaciones lógicas.Fig. 4.33 Símbolos de las 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177


A = 1 y B = 1

A = 0 y B = 0

Es decir, podemos suponer dos funciones de respuesta para cada caso:

F1 = A*B (A y B a 1 hacen F1 1)

F2 = A'*B' (A y B a 0 hacen F2 1)

La suma de estas funciones será la función lógica final que buscamos:

F = F1 + F2 = (A*B)+(A'*B')

A continuación vamos a ver como en muchos casos es posible simplificar la función lógica

final en otra más simple sin alterar el funcionamiento del circuito.

Simplificación de funciones

Supongamos que tenemos un circuito donde "F" es la respuesta (salida) del mismo en

función de las señales A, B, y C (entradas):

F = A*B*C + A'*B*C + B*C

Esta función puede ser simplificable aplicando las propiedades del álgebra de Boole. En

primer lugar aplicamos la propiedad distributiva:

F = B*C*(A+A') + B*C

Ahora aplicamos las leyes de idempotencia:

F = B*C + B*C = B*C

Como hemos podido ver en este ejemplo en muchas ocasiones se puede simplificar la

función (y por tanto el circuito) sin que ello afecte al resultado. Más adelante veremos

como simplificar funciones empleando otros métodos más sencillos y fiables.

178


4.2.2 Contadores y temporizadores.

En casi todos los tipos de equipo digital se encuentran flip-flops programados o conectados

como contadores, usándose no solamente como contadores si no como equipo para dar la

secuencia de operación, división de frecuencias, así como para manipulación matemática.

En el sentido más elemental, los contadores son sistemas de memoria que “recuerdan”

cuántos pulsos de reloj han sido aplicados en la entrada. La secuencia en que esta

información se almacena depende de las condiciones de la aplicación y del criterio del

diseñador de equipo lógico. Mucho de los contadores más comunes se encuentran

disponibles en paquetes de circuitos integrados.

Los contadores son sistemas secuénciales con una entrada de impulsos, cuyo estado interno

en cada instante representa el número de impulsos que se ha aplicado a aquélla. El número

de estados internos ha de ser igual al máximo número de impulsos que se desean contar,

más uno que será el estado inicial, el cual indicará la ausencia de impulsos.

Los parámetros más importantes de los contadores son los siguientes:

a) Frecuencia máxima de los impulsos que pueden contar.

Depende de la tecnología utilizada en la realización de los biestables y las puertas lógicas

que constituyen el contador.

b) Código de contaje.

Los más utilizados son el binario natural y el decimal codificado en binario natural .

c) Capacidad de contaje.

Es el mayor número de impulsos que ha de ser contados por el sistema. Este parámetro fija

el número de elementos biestables que se han de utilizar. Si llamamos n al número de

impulsos que se han de contar, el número de biestables necesarios m, ha de cumplir la

relación: 2m 1 < n + 1 < 2m

179


Por ejemplo, si el número de impulsos a contar es 9, el contador ha de tener 4 biestables,

dado que: 24 1 < 9 + 1 < 24

d) Modo de operación.

Los contadores pueden ser síncronos o asíncronos según su modo de operación y sus

diferencias principales son las siguientes:

1) La máxima frecuencia de operación de los contadores síncronos es superior a la de

los asíncronos porque, antes de aplicar a la entrada de éstos un nuevo impulso, es

necesario que todos los biestables hayan cambiado de estado.

2) Los contadores asíncronos son menos complejos que los síncronos por que el

número de puertas que se utilizan para controlar las entradas de los biestables es

menor.

3) Los contadores asíncronos presentan el problema de la aparición de impulsos

aleatorios en la decodificación de sus estados.

Contadores Asíncronos (Tipo rizado).

El contador tipo rizado es un contador básico comúnmente implementado con

circuitos integrados. De todos los contadores éste es el más sencillo en lógica y, por lo

tanto, el de diseño más fácil, sin embargo este contador está limitado por su velocidad de

operación. Puesto que los flip-flops en el contador tipo rizado no están bajo el mando de un

solo pulso de reloj, este contador es asíncrono.

Fig. 4. 33 se muestra un contador binario tipo rizado de 4 dígitos.

180


Inicialmente todos los flip-flops están en el estado lógico 0 (QA = QB = QC = QD = 0). Se

aplica un pulso de reloj en la entrada de reloj del flip-flop A causando que QA cambie de 0

lógico a 1 lógico, el flip-flop B no cambia de estado, ya que es disparado por la transición

negativa del pulso, o sea, cuando la entrada del reloj cambie de 1 lógico a 0 lógico. Con la

llegada del pulso del reloj al flip-flop A, QA cambia de 1 a 0; este cambio de estado crea la

transición negativa del pulso necesaria para disparar el flip-flop B y, por lo tanto QB

cambia de 0 a 1. Antes de la llegada del decimosexto pulso del reloj todos los flip-flops

están en estado 1, y el pulso número 16 causa que QA, QB, QC, y QD cambien a 0 lógico.

El contador binario de 4 dígitos repite el ciclo cada 2n (n = número de flip-flops) pulsos de

reloj.

Este contador establece la secuencia en un sistema de base 16 y tiene 16 estados discretos

que van desde 0 hasta N-1. Los 16 estados binarios se muestran en la tabla siguiente:

Fig. 4. 34 Pulsos de reloj

Fig.4.35 Secuencia de base 16

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Fig.4.35 Secuencia de base 16Fig.4.35 Secuencia de base 16Fig.4.35 Secuencia de base 16Fig.4.35 Secuencia de base 16Fig.4.35 Secuencia de base 16Fig.4.35 Secuencia de base 16Fig.4.35 Secuencia de base 16Fig.4.35 Secuencia de base 16Fig.4.35 Secuencia de base 16Fig.4.35 Secuencia de base 16Fig.4.35 Secuencia de base 16Fig.4.35 Secuencia de base 16Fig.4.35 Secuencia de base 16Fig.4.35 Secuencia de base 16Fig.4.35 Secuencia de base 16Fig.4.35 Secuencia de base 16Fig.4.35 Secuencia de base 16Fig.4.35 Secuencia de base 16Fig.4.35 Secuencia de base 16Fig.4.35 Secuencia de base 16Fig.4.35 Secuencia de base 16Fig.4.35 Secuencia de base 16Fig.4.35 Secuencia de base 16Fig.4.35 Secuencia de base 16Fig.4.35 Secuencia de base 16Fig.4.35 Secuencia de base 16Fig.4.35 Secuencia de base 16Fig.4.35 Secuencia de base 16Fig.4.35 Secuencia de base 16Fig.4.35 Secuencia de base 16Fig.4.35 Secuencia de base 16Fig.4.35 Secuencia de base 16Fig.4.35 Secuencia de base 16Fig.4.35 Secuencia de base 16Fig.4.35 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La frecuencia máxima del reloj para un contador es dada por: 1/f < = N (Tp) + Ts

N= Número de etapas de flip-flops.

Tp = Tiempo de propagación de un flip-flop.

Ts = Tiempo de compuerta, ancho del pulso de la salida decodificadora.

Suponiendo que cada flip-flop del contador mostrado en la Fig., tiene un pulso de

propagación de 50ns, se requiere entonces 200 ns, para que el contador cambie de 1111 a

0000, y si la decodificación de un estado requiere 100 ns, entonces:

1/ f > = 4(50) + 100 = 300 ns

f > = 3.67 Mhz

El flip-flop A en el contador de la Fig., cambia de estado con cada pulso de reloj, por lo que

divide entre 2 la frecuencia del reloj de entrada. El flip-flop B cambia de estado con cada

dos pulsos de reloj, dividiendo la frecuencia entre 4. Un contadorde 4 etapas puede usarse

para dividir entre 16 (2n, N = número de flip-flops), se pueden agregar más etapas si se

requiere dividir entre una potencia de 2 más alta.

Para dividir entre cualquier entero, se puede usar el siguiente método:

Encontrar el número n de flip-flops requeridos: 2n-1 < = N < = 2n

N = Longitud del ciclo del contador. Si no es un apotencia de 2, usar la siguiente

potencia superior de 2.

Conectar todos los flip-flops como contador tipo rizado.

Encontrar el número binario N-1.

Conectar todas las salidas de los flip-flops que son 1 en la cuenta N-1 como

entradas en el bloque NAND. También conecte el pulso de reloj al bloque NAND.

Conectar la salida del bloque NAND a las entradas de preenergizado (clear) de

todos los flip-flops para los cuales Q = 0 en la cuenta N-1.

182


El contador se restablece de la siguiente manera: en la transición positiva del pulso N de

reloj, todos los flip-flops tienen el valor de 1 lógico y en la parte final del mismo pulso o

sea en la parte de transición negativa, todos los flip-flops cuentan para el estado 0, es decir,

que el contador se restablece y empieza de nuevo el ciclo. Para N = 10:

23 < = 10 < 24. Entonces, se requieren 4 flip-flops.

N = 10; 1010

N -1 = 9 : 1001

conectar como se muestra en la Fig. anterior.

Cada flip-flops en un contador, como en la Fig., tiene un peso o valor decimal específico

asignado. El flip-flop A tiene un peso de 2° (1), cuando su salida está en 1 lógico. El flip-

flop B tiene un peso de 21 (2), C tiene un peso 22 (4) y D tiene un peso de 23 (8). El número

almacenado en el contador en cualquier tiempo específico se puede determinar por la suma

de los pesos decimales de los flip-flops que tengan valor de 1 lógico.

Un contador que cuenta en forma binaria estándar y recicla cada 10 pulsos, es referido

como contador BCD 8-4-2-1 (código binario decimal).

En muchos paquetes de contadores en circuitos integrados, las líneas de preenergizado

mostrados en la Fig. 4.35, no existen; sólo se dispone de una línea de borrado común.

Contadores sincrónicos.

183


El contador sincrónico elimina los retrasos acumulativos de los flip-flops que se vieron en

los contadores tipo rizados. Todos los flip-flops en el contador sincrónico están bajo el

control del mismo pulso de reloj. La velocidad de repetición está limitada sólo por el

retraso de uno de los flip-flops, más el retraso introducido por los bloques de control. El

diseño de contadores sincrónicos para cualquier base numérica diferente de alguna potencia

de 2 se dificulta más que los contadores tipo rizados, pero el diseño se simplifica mediante

el uso de la técnica de mapas Karnaugh. En la Fig. 4.36 se muestra un contador sincrónico

de 4 dígitos binarios con cargo en paralelo. El cargo en paralelo, también conocido como

“cargo adelantado” es el más rápido de los dos métodos de control de flip-flops. De acuerdo

con la tabla de estados, el flip-flop A se requiere que cambie de estado con la ocurrencia de

cada pulso de reloj, el flip-flop B cambia cuando QA = 1; C cambia de estado cuando QA =

Qn = 1, y D cambia de estado cuando QA = QB = QC = 1. El control del flip-flop A se

puede lograr mediante la conexión de JA y KA a un 1 lógico; el control del flip-flop B se

logra con la conexión de JB y KB a QA; el control del flip-flop C se logra mediante la

salida invertida de un bloque NAND de 2 entradas, cuyas entradas son QA y QB. El flip-

flop D se controla en la misma forma que C, excepto que las entradas del bloque NAND

son QA, QB y QC.

Se puede diseñar contadores sincrónicos para conteo binario con una longitud de ciclo 2n

una vez que se ha visto el patrón de la lógica de control; para ciclos de longitud diferente

Fig. 4.36 Contador sincrónicoFig. 4.36 Contador sincrónicoFig. 4.36 Contador sincrónicoFig. 4.36 Contador sincrónicoFig. 4.36 Contador sincrónicoFig. 4.36 Contador sincrónicoFig. 4.36 Contador sincrónicoFig. 4.36 Contador sincrónicoFig. 4.36 Contador sincrónicoFig. 4.36 Contador sincrónicoFig. 4.36 Contador sincrónicoFig. 4.36 Contador sincrónicoFig. 4.36 Contador sincrónicoFig. 4.36 Contador sincrónicoFig. 4.36 Contador sincrónicoFig. 4.36 Contador sincrónicoFig. 4.36 Contador sincrónicoFig. 4.36 Contador sincrónicoFig. 4.36 Contador sincrónicoFig. 4.36 Contador sincrónicoFig. 4.36 Contador sincrónicoFig. 4.36 Contador sincrónicoFig. 4.36 Contador sincrónicoFig. 4.36 Contador sincrónicoFig. 4.36 Contador sincrónicoFig. 4.36 Contador sincrónicoFig. 4.36 Contador sincrónicoFig. 4.36 Contador sincrónicoFig. 4.36 Contador sincrónicoFig. 4.36 Contador sincrónicoFig. 4.36 Contador sincrónicoFig. 4.36 Contador sincrónicoFig. 4.36 Contador sincrónicoFig. 4.36 Contador sincrónicoFig. 4.36 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184


de 2n, la lógica de control algunas veces puede llegar a hacerse un tanto confusa y ésta es la

razón por la que las matrices de control (mapas de Karnaugh) tienen que dibujarse para

cada uno de los flip flops. En la tabla se muestra las matrices de control para el contador

sincrónico de 4 dígitos binarios.

Estad

o

Q0 QC Qg QA

0 0 0 0 0

1 0 0 0 1

2 0 0 1 0

3 0 0 1 1

4 0 1 0 0

5 0 1 0 1

6 0 1 1 0

7 0 1 1 1

8 1 0 0 0

9 1 0 0 1

10 1 0 1 0

11 1 0 1 1

12 1 1 0 0

13 1 1 0 1

14 1 1 1 0

15 1 1 1 1

0 0 0 0 0

Fig. 4.37 Tabla para el contador síncrono de 4 digitos.

185


4.3 Controladores Lógicos Programables (PLC)

Es un dispositivo digital utilizado para el control de máquinas y operación de procesos. Se

trata de un aparato digital electrónico con una memoria programable para el

almacenamiento de instrucciones, permitiendo la implementación de funciones específicas

como: lógica, secuencias, temporizado, conteo y aritmética; con el objeto de controlar

máquinas y procesos.

Estos equipos son utilizados en donde se requieran equipos con capacidad de control lógico

y/o secuencial. También pueden utilizarse en donde se debe implementar una aplicación de

control regulatorio sencillo. Las aplicaciones típicas son: máquinas envasadoras, hornos

automáticos, sistemas de seguridad, transportes de materiales, etc.

Campos de aplicación:

El PLC por sus especiales características de diseño tiene un campo de aplicación muy

extenso. La constante evolución del hardware y software amplía continuamente este campo

para poder satisfacer las necesidades que se detectan en el espectro de sus posibilidades

reales.

Su utilización se da fundamentalmente en aquellas instalaciones en donde es necesario

realizar procesos de maniobra, control, señalización, etc., por tanto, su aplicación abarca

desde procesos de fabricación industrial de cualquier tipo al de transformaciones

industriales, control de instalaciones, etc.

Sus reducidas dimensiones, la extrema facilidad de su montaje, la posibilidad de almacenar

los programas para su posterior y rápida utilización, la modificación o alteración de los

mismos, etc., hace que su eficacia se aprecie fundamentalmente en procesos en que se

producen necesidades tales como:

186


Espacio reducido

Procesos de producción periódicamente cambiantes.

Procesos secuénciales.

Maquinaria de procesos variables.

Instalaciones de procesos complejos y amplios.

Chequeo de programación centralizada de las partes del proceso.

Ejemplos de aplicaciones generales podrían ser los siguientes:

a) Maniobra de máquinas.

Maquinaria industrial del mueble y madera.

Maquinaria en procesos de grava, arena y cemento.

Maquinaria en la industria del plástico.

Maquinarias – herramientas complejas.

Maquinaria de ensamble.

b) Maniobra de instalaciones.

Instalaciones de aire acondicionado, calefacción, etc.

Instalaciones de seguridad.

Instalaciones de frío industrial.

Instalaciones de almacenamiento y trasvase de cereales.

Instalaciones de platas embotelladoras.

Instalaciones en la industria de automoción.

Instalaciones de tratamientos térmicos.

Instalaciones de plantas depuradoras de residuos.

Instalaciones de cerámica.

c) Señalización y control.

Chequeo de programas.

Señalización del estado de procesos

187


Ventajas e inconvenientes del PLC.

No todos los autómatas ofrecen las mismas ventajas sobre la lógica cableada, ello es

debido, principalmente a la variedad de modelos existentes en el mercado y a las

innovaciones técnicas que surgen constantemente. Tales consideraciones nos obligan a

referirnos a las ventajas que proporciona un Autómata de tipo medio.

Ventajas del PLC

Las condiciones favorables que presenta un PLC son las siguientes:

1. Menor tiempo empleado en la elaboración de proyectos debido a que:

No es necesario dibujar el esquema de contactos.

No es necesario simplificar las ecuaciones lógicas, ya que, por lo general, la

capacidad de almacenamiento del módulo de memoria es lo suficientemente

grande.

La lista de materiales queda sensiblemente reducida, y al elaborara el presupuesto

correspondiente eliminaremos parte del problema que supone el contar con

diferentes proveedores, distintos plazos de entrega, etc.

2. Posibilidad de introducir modificaciones sin cambiar el cableado ni añadir aparatos.

3. Mínimo espacio de ocupación.

4. Menor coste de mano de obra de la instalación.

5. Economía de mantenimiento. Además de aumentar la fiabilidad del sistema.

6. Posibilidad de gobernar varias máquinas con un mismo Autómata.

7. Menor tiempo para la puesta de funcionamiento del proceso al quedar reducido el

tiempo de cableado.

8. Si por alguna razón la máquina queda fuera de servicio, el autómata sigue siendo

útil para otra máquina o sistema de producción.

188


Inconvenientes.

Como inconvenientes podríamos hablar, en primer lugar, de que hace falta un programador,

lo que obliga adiestrar a uno de los técnicos en tal sentido, pero hay otro factor importante,

como el costo inicial, que puede o no ser inconveniente. Según las características del

automatismo en cuestión. Dado que el PLC cubre ventajosamente un amplio espacio entre

la lógica cableada y el microprocesador, es preciso que el proyectista lo conozca tanto en su

amplitud como en sus limitaciones. Por tanto, aunque el coste inicial debe ser tenido en

cuenta a la hora de decirnos por uno u otro sistema, conviene realizar todos los demás

factores para asegurarnos una decisión acertada.

Estructura de un PLC:

Para interpretar la estructura de un PLC utilizaremos un sencillo diagrama en bloques. en

la Fig. 4.38 se muestran las partes fundamentales: CPU, las entradas y las salidas.

_CPU es el cerebro del PLC, responsable de la ejecución del programa desarrollado por el

usuario. Estrictamente, la CPU está formada por uno o varios procesadores; en la práctica,

puede abarcar también a la memoria, partes de comunicaciones, circuitos de diagnóstico,

fuentes de alimentación, etc.

_Las entradas (interfases o adaptadores de entrada) mediante el interfaz adapta y codifica

de forma comprensible por la CPU las señales procedentes de los dispositivos de entrada o

captadores. A las entradas se conectan sensores, que pueden ser: Pulsadores, Llaves,

Termostatos, Presostatos, Límites de carrera, Sensores de proximidad,Otros elementos que

generan señales binarias (ON-OFF).

FIG. 4. 38 Partes fundamentales de un PLCFIG. 4. 38 Partes fundamentales de un PLCFIG. 4. 38 Partes fundamentales de un PLCFIG. 4. 38 Partes fundamentales de un PLCFIG. 4. 38 Partes fundamentales de un PLCFIG. 4. 38 Partes fundamentales de un PLCFIG. 4. 38 Partes fundamentales de un PLCFIG. 4. 38 Partes fundamentales de un PLCFIG. 4. 38 Partes fundamentales de un PLCFIG. 4. 38 Partes fundamentales de un PLCFIG. 4. 38 Partes fundamentales de un PLCFIG. 4. 38 Partes fundamentales de un PLCFIG. 4. 38 Partes fundamentales de un PLCFIG. 4. 38 Partes fundamentales de un PLCFIG. 4. 38 Partes fundamentales de un PLCFIG. 4. 38 Partes fundamentales de un PLCFIG. 4. 38 Partes fundamentales de un PLCFIG. 4. 38 Partes fundamentales de un PLCFIG. 4. 38 Partes fundamentales de un PLCFIG. 4. 38 Partes fundamentales de un PLCFIG. 4. 38 Partes fundamentales de un PLCFIG. 4. 38 Partes fundamentales de un PLCFIG. 4. 38 Partes fundamentales de un PLCFIG. 4. 38 Partes fundamentales de un PLCFIG. 4. 38 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189


La CPU se comunica con las interfases de entrada por medio de un bus paralelo. De esta

forma se cuenta con un bus de datos y un bus de direcciones. Adicionalmente, un bus de

alimentación provee alimentación eléctrica a las interfases de entrada.

_Salidas, mediante el interfaz, trabaja de forma inversa a la de entradas, es decir, decodifica

las señales procedentes de la CPU, las amplifica y manda con ellas los dispositivos de

salida o actuadotes, como lámparas, relés, contactores, etc, aquí también existen unos

interfaces de adaptación a la salida y de protección de circuitos internos.

Las salidas comandan distintos equipos, por ejemplo: Lámparas, Sirenas y bocinas,

Contactores de mando de motores, Válvulas solenoide, y Otros elementos comandados por

señales binarias.

Con las partes descritas podemos decir que tenemos un Autómata, pero para que sea

operativo son necesarios otros elementos tales como:

La unidad de alimentación

La unidad o consola de programación

Los dispositivos periféricos

Interfaces.

Fig. 4.39 Partes internas de un PLC

Consola de

programación.

Dispositivos

periféricos.

CPU Actua

dores

Sección

de

salidas

Interfaces

Unidad de alimentación

Sección

de

entradas

Capta-

dores

190


_Unidad de alimentación o fuente de alimentación adapta la tensión de red de 220 V y 50

Hz a la de funcionamiento de los circuitos electrónicos internos del Autómata, así como los

dispositivos de entrada de: 24 Vcc.

_Unidad de programación. Hemos dicho que la CPU elabora las salidas en función de los

estados de las entradas y de las instrucciones del programa de usuario, pero, ¿cómo accede

el usuario al interior de la CPU para cargar en memoria su programa?, la respuesta es

mediante la unidad de programación. En los Autómatas más sencillos es un teclado con un

display similar a una calculadora que cuando se quiere cargar un programa en la CPU se

acopla a ésta mediante un cable y un conector, o bien se enchufa directamente a la CPU.

_Periféricos. Son aquellos elementos auxiliares, físicamente independientes del Autómata,

que se unen al mismo para realizar su función específica y que amplían su campo de

aplicación o facilitan su uso. Como tales no intervienen directamente ni en la elaboración ni

en la ejecución del programa.

_Interfaces. Son aquellos circuitos o dispositivos electrónicos que permiten la conexión a

la CPU de los electos periféricos descritos. Ver Fig. 4.39.

Fig. 4. 40 Conexión de un PLC






























































































































































































Fig. 4. 40 Conexión de un PLC191


Clasificación

• Por su construcción:

Integral

Modular

• Por su capacidad:

Nivel 1: Control de variables discretas y pocas analógicas, operaciones aritméticas y

capacidad de comunicación elementales.

Nivel 2: Control de variables discretas y analógicas. Matemáticas de punto flotante. E/S

inteligentes. Conexión en red. Gran capacidad de manejo de datos analógicos y discretos.

• Por cantidad de E/S:

microPLC (hasta 64 E/S)

PLC pequeño (65 a 255 E/S)

PLC mediano (256 a 1023 E/S)

PLC grande (más de 1024 E/S)

Llamaremos PLC integral a aquel que integre todas sus partes una misma caja o gabinete

(Figura 4.41).

Se suele utilizar también la denominación de compacto, pero la aparición de PLCs

modulares de pequeño tamaño hace que éste resulte inadecuado. El PLC integral suele tener

muy pocas E/S, clasificándose en general como micro PLC. Tiene como ventajas un bajo

costo y un pequeño tamaño. Una desventaja es la imposibilidad de expandir un equipo en

forma gradual. En general se parte de un equipo básico que puede ampliarse mediante el

agregado de unas pocas unidades de expansión con cantidad y tipo de E/S. Otra desventaja

es la escasa variedad disponible de tipos de E/S, ya que, al estar éstas integradas en un

gabinete, es imposible cubrir una amplia gama de opciones.

Un PLC modular, como su nombre lo indica, está formado por módulos. El equipo se arma

sobre un bastidor o base de montaje (también llamada chasis o rack) sobre el cual se

instalan la CPU, los módulos de entrada, los módulos de salida y otros periféricos (Figura

192


4.42). El chasis contiene en su parte posterior los buses de datos, direcciones y

alimentación del PLC, con conectores apropiados a los que se conectan los distintos

módulos.

Por la forma que tienen estos módulos, es usual que se los denomine tarjeta. Es así que es

muy frecuente encontrar la frase tarjeta de entrada/salida en referencia a los módulos de

entrada/salida.

La principal ventaja que un PLC modular frente a uno integral es evidente, el usuario puede

componer su equipo con la cantidad y tipo de entradas y salidas que necesite, y luego puede

ampliarlo agregando los módulos necesarios.

Clasificación por capacidad:

La clasificación por capacidad distingue dos niveles, en función de la complejidad de las

instrucciones que el PLC puede manejar. El nivel 1 identifica a un PLC con construcciones

sencillas y no muy potentes, mientras que el nivel 2 identifica a los PLCs con funciones de

mayor complejidad.

Algunas de las instrucciones que podemos encontrar en un PLC de nivel 2, y que en general

no estarán en un PLC de nivel 1 son: raíz cuadrada, logaritmo, antilogaritmo, aritmética de

doble precisión y de punto flotante, funciones trigonométricas, diferenciación e integración

lazos PID, etc.

Es usual que a mayor cantidad de E/S corresponda mayor capacidad del PLC.

Fig. 4. 41 PLC integral TP-02

Fig. 4. 42 PLC modular Simatic S7-400

193


Clasificación por cantidad de E/S

La clasificación por cantidad de E/S es arbitraria. A pesar de ello, este parámetro es el

indicador que habitualmente define un PLC. Los fabricantes ofrecen características tales

como la capacidad de memoria, operaciones aritméticas, etc., en directa relación a la

cantidad de entradas y salidas que el controlador puede manejar.

Así, por ejemplo, suele haber una directa relación entre la clasificación de PLCs como

integrales, y los clasificados como microPLC por la cantidad de E/S. Más aún, este PLC

clasificado como integral por su construcción y como microPLC por su cantidad de E/S,

probablemente deba se clasificado como de nivel 1 en cuanto a su capacidad.

Funcionamiento de un Autómata

.

Módulos periféricos

Bus periférico

Módulos funcionales.

_Hardware.

Módulos analógicos.

_entrada

_salida

Módulos

digitales

- entrada

Canal

serie

Módulo

memorias

Unidad de

ControlALU

(AKKU 1Y2,

AKKU de bits)

Memoria ROM

(Sistema operativo)

Memoria RAM

Datos de

sistemas.

Imágenes

proceso

Imágenes

Proceso.

MarcasContadore

s

Temporiza

dores.

Memoria

de

194


Funcionamiento de la CPU.

Memoria RAM: La CPU dispone de una memoria RAM y sus características son las

siguientes:

Su contenido puede modificarse rápidamente.

Si falla la alimentación y no hay batería tampón se pierde su contenido.

Memoria de programa: El programa de mando se almacena en una zona reservada de la

memoria RAM denominada memoria de programa.

Temporizadores/ contadores/ marcas: La CPU tiene implementados temporizadores y

contadores, que pueden cargarse, borrarse, arrancarse y pararse desde el programa.

Los valores de tiempo (temporización) y de cómputo (valor de contador) se almacenan en

zonas reservadas de la memoria RAM.

Otra zona de la memoria RAM permite almacenar por ejemplo: resultados intermedios.

Estas posiciones de memoria se denominan marcas.

Módulos de memoria: Sirven para salvaguardar el programa cuando está desconectado al

Autómata o para transferir programas al autómata.

Módulo de memoria EPROM.

Para borrar el contenido del módulo es necesario un dispositivo de borrado por luz

ultravioleta.

Módulo de memoria EEPROM. El contenido del módulo puede sobrescribirse.

Memoria ROM (Sistema operativo): El sistema operativo incluye programas de sistema

que fijan la ejecución del programa de usuario, la gestión de entradas y salidas, la división

de la memoria, la gestión de datos, y similares. El sistema operativo es fijo y no puede

modificarse.

195


Datos del sistema: En una zona reservada de la memoria RAM están almacenados, por

palabras, parámetros del sistema. La unidad de control utiliza estos parámetros para

procesar el programa de mando.

Unidad aritmética lógica (ALU): Se compone de dos acumuladores, AKKU 1 y 2, que

procesan las operaciones por bytes y por palabras. También se dispone de un AKKU de bits

para procesar operaciones binarias.

Unidad lógica: Esta gobierna y coordina todo el Autómata. Siguiendo el programa, llama

sucesivamente las instrucciones contenidas en la memoria de programa, y las ejecuta. Para

ello se procesan las informaciones contenidas en las imágenes de proceso de la entrada

(PAE).Y se consideran los valores de los temporizadores y contadores internos así como

los estados de señal de las marcas internas.

Módulo de memoria: Los programas de mando pueden almacenarse en un módulo de

memoria.

Los programas contenidos en un módulo de mando pueden copiarse en la memoria de

programa.

Canal serie.

A través del conector del canal serie es posible conectar:

_Un aparato de programación

_Un aparato de operación.

_La red local SINEC L1.

196


Conclusiones.

Los componentes electrónicos han venido evolucionando a través del tiempo que cada día,

mas pequeños y complejos son los circuitos eléctricos, esto se debe a que los componentes

son elaborados con la finalidad de realizar diversas tareas dentro del circuito en el caso de

los circuitos integrados su desarrollo ha revolucionado los campos de las comunicaciones,

la gestión de la información y la informática. Los circuitos integrados han permitido reducir

el tamaño de los dispositivos con el consiguiente descenso de los costos de fabricación y de

mantenimiento de los sistemas. Al mismo tiempo, ofrecen mayor velocidad y fiabilidad.

Los relojes digitales, las computadoras portátiles y los juegos electrónicos son sistemas

basados en microprocesadores. Otro avance importante es la digitalización de las señales de

sonido, proceso en el cual la frecuencia y la amplitud de una señal de sonido se codifica

digitalmente mediante técnicas de muestreo adecuadas, es decir, técnicas para medir la

amplitud de la señal a intervalos muy cortos.

Por lo cual es importante poder conocer la estructura, el funcionamiento, la conexión de los

elementos electrónicos para poder darles el mejor uso y sacar provecho de todos los

beneficios que nos proporcionan.

Debemos de tener muy presente que la electricidad es igual de importante que los

elementos electrónicos ya que gracias a ella podemos manipular dichos componentes. Son

tan extensas las aplicaciones que le podemos dar a la energía eléctrica, que la mayoría de

los otros tipos de energía (térmica, química, nuclear, etc.,) se convierten en energía

eléctrica, de aquí que la electricidad y sus múltiples aplicaciones constituyan una sección

tan importante de nuestra civilización tecnológica , y si pretendemos que el estudiante tenga

éxito en su tarea de atender , conservar y eficientizar las diversas máquinas y dispositivos

eléctricos tiene que poseer un buen conocimiento y fundamento de la teoría básica de la

electricidad y de sus diversas aplicaciones.

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Una de las cualidades de la energía eléctrica es que se puede transportar económicamente a

grandes distancia en fracciones de segundo paras ser utilizada donde sea necesaria como en

las ciudades, fábricas, centros industriales, centros comerciales, centros de transporte, en el

campo, etc.

La electricidad puede ser destructiva si no se manipula o controla adecuadamente, pero bajo

control es muy útil, ya que puede desarrollar con seguridad una gran diversidad

interminable de funciones por lo cual es importante tener presente los principios básicos de

la misma, además de concientizar que el conjunto de equipos, funciones, técnicas y

métodos mencionados en este proyecto combinadas adecuadamente con el recurso humano

nos permite lograr una ejecución correcta y efectiva sobre la electricidad, además de formar

un amplio criterio mejor fundamentado al tener que tomar decisiones correctas.

Es importante valorar que la vida útil de un equipo o partes del sistema eléctrico dependen

muchas veces del uso adecuado que le estemos dando, por lo tanto, el conocer estos

principios teóricos de la electricidad y electrónica industrial son de gran importancia e

indispensables.

El conocer estas bases nos ayuda no tan solo a tener un equipo seguro, adecuado y

eficiente sino que nos ayuda a evitar fallas constantes que pueden llegar hacer fatales en

algunos casos.

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Recomendaciones.

El conocimiento de estas bases teóricas es de gran importancia para entender los aparatos y

sistemas eléctricos en una forma integral y precisa además de comprender mejor su

funcionamiento, pero para poder ampliar nuestro criterio es fundamental conocer no tan

solo la teoría sino también la práctica, la cual, con el paso del tiempo nos proporciona

experiencia y habilidades.

Por lo que mi sugerencia sería:

Poner interés y empeño en cada una de las prácticas que se desarrollan en el

laboratorio.

Trabajar con todo el equipo y material eléctrico con que cuenta el laboratorio para

poder conocer físicamente como esta constituido dicho equipo.

Conseguir catátologos de material eléctrico para estar más familiarizados con las

actualizaciones recientes que salen al mercado.

Agregar cursos especiales independientemente de las clases o prácticas de

laboratorio como por ejemplo: embobinado de motores, generadores,

transformadores, paro y arranque de motores a tensión reducida, etc, con el fin de

que el alumno sea capaz de dominar no tan solo la teoría sino también la práctica de

dichos temas.

Promover visitas mas frecuentes a industrias de la zona, la cual nos ayuda a tener

una idea más precisa de la importancia que tiene un sistema eléctrico en nuestra

sociedad.

También es importante que exista alguna materia que hable sobre motivación y

superación personal ya que esto le puede dar seguridad al alumno y deseos de

superación constante.

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BIBLIOGRAFÍA.

1.-William D. Cooper, Albert D. Helfrick, Instrumentación Electrónica moderna y técnicas

de medición. Prentice Hall.

2.- Irving L. Kosow. Máquinas Eléctricas y Transformadores. Reverte Ediciones S.A. de

C.V

3.- Stephen J. Chapman. Máquinas Eléctricas (3ª edición). Mc Graw Hill.

4.- Gilberto Enríquez Harper. El ABC de las Instalaciones Eléctricas industriales.

Limusa, Noriega Editores.

5.-Becerril L. Diego Onésimo. Instalaciones Eléctricas Prácticas (12ª edición)

6.- Bernard Grob. Electrónica Básica. (5ª edición). Mc Graw Hill.

7.- Horacio Buitrón Sánchez. Operación y control de motores.

8.- C.Russell Mason. El arte y la ciencia de la protección por relevadores. C.E.C.S.A.

9.- Harry Mileaf. Electricidad serie uno siete. Limusa.

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