INGENIERIA Y CIENCIA
UN PASADO VIVO
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La potencia de una carga equilibrada trifásica se obtiene de la suma de la potencia de las tres fases. Como podremos demostrar posteriormente, para calcular la potencia de una carga trifásica equilibrada, esté conectada en estrella o en triángulo, se emplean las siguientes expresiones: Siendo VL la tensión de línea, IL la intensidad de corriente de línea y ϕ el ángulo de desfase entre la tensión e intensidad de fase, que coincide con el ángulo de la carga. Carga equilibrada en estrella Las cargas se conectan a un punto común al que llamamos neutro (véase Figura 7). Los terminales libres de las fases de las cargas se conectan a las fases R, S, T de la línea y el punto común al neutro de la misma.
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A diferencia de los sistemas monofásicos de C.A., estudiados hasta ahora, que utilizan dos conductores eléctricos para su generación y consumo, los sistemas trifásicos utilizan tres o cuatro conductores. En la práctica, no existen alternadores monofásicos para la producción de grandes cantidades de energía. Las centrales eléctricas se valen de alternadores trifásicos para la generación de la electricidad que posteriormente se consume en el sector industrial y doméstico, tanto en forma trifásica como monofásica. En la Figura .1 se muestra como ejemplo una línea trifásica. Los conductores con la denominación R, S y T pertenecen a cada una de las fases del alternador trifásico, y el conductor con la denominación N se le conoce por el nombre de neutro. Se ha conectado un motor trifásico a cada una de las fases y varios receptores monofásicos entre las fases y el neutro.
Bobinas Seguro que habrás podido observar en alguna ocasión, como al abrir los contactos de un interruptor aparece entre los mismos una chispa de ruptura. Esta chispa es mucho más fuerte en el caso de que el interruptor corte la corriente que alimenta a una bobina. Estos fenómenos tienen que ver fundamentalmente con la autoinducción. La autoinducción, como su palabra indica, significa inducirse a sí misma f.e.m. Cuando por una bobina circula una corriente eléctrica que es variable, ésta genera, a su vez, un campo magnético también variable que corta a los conductores de la propia bobina. Esto origina en los mismos una f.e.m. inducida, llamada f.e.m. de autoinducción que, según la ley de Lenz, tendrá un sentido tal que siempre se opondrá a la causa que la produjo. Aplicaciones La principal aplicación de la inducción electromagnética es sin duda la producción de energía eléctrica en grandes cantidades mediante los alternadores. Además gracias a este fenómeno funcionan los transformadores eléctricos. Existen muchas más aplicaciones, como por ejemplo: los relés diferenciales, pinza amperimétrica, hornos de inducción, etc. Recordemos que la f.e.m. se define como el trabajo que el generador realiza para pasar por su interior la unidad de carga positiva del polo negativo al polo positivo y se mide en voltios. La inducción electromagnética es el fenómeno que origina la producción de una fuerza electromotriz (f.e.m. o voltaje) en un medio o cuerpo expuesto a un campo magnético variable. Un electroimán consiste en un núcleo de hierro rodeado de una bobina, que se imanta a voluntad cuando hacemos pasar una corriente eléctrica y se desimanta en el momento que interrumpimos esta corriente.(Imagen abajo)
La fuerza con la que atrae un electroimán a una pieza de hierro móvil (armadura) a través del aire o entrehierro se puede calcular con la ayuda de la siguiente expresión: F = Fuerza de atracción en Kp B = Inducción en el núcleo en T S = Superficie de contacto entre el núcleo y el hierro móvil en m2 Campo magnético creado por un conductor cuando es atravesado por una corriente eléctrica Los imanes producen un campo magnético considerable, pero para ciertas aplicaciones éste resulta todavía muy débil. Para conseguir campos más intensos utilizaremos bobinas fabricadas con conductores eléctricos, que al ser recorridos por una corriente eléctrica desarrollan campos magnéticos cuya intensidad depende fundamentalmente de la intensidad de la corriente y del número de espiras de la bobina.
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