CORRIENTE ALTERNADA

La relación cos Θ = R/Z se hace evidente con el triángulo de impedancias de Fig. 3-6 (B). El producto de E por I solos (Fig. 3-7 B),

Fig. 3-7. Componente de I en fase con E (A), y triángulo de potencia (B). Potencia aparente , potencia reactiva y potencia real .

se llama potencia aparente y se expresa en volts-amperes (VA) o kilo-volt-amperes (KVA). La potencia reactiva (Fig. 3-7 B), la cual es entregada y retorna por las inductancias y capacidades del circuito, es el producto del voltaje aplicado y de la componente fuera de fase (reactiva) de la corriente, I sen Θ; es decir,

P_reactiva = E I sen Θ

La potencia reactiva es expresada en volt-ampere-reactivos (VAR) o kilo-volts-amperes-reactivos (KVAR).

PROBLEMA 82. Una resistencia de 50.000 ohms está conectada en serie con un choke de 1 henrio y un condensador de 0,001 µf a una fuente de 100 voltios a 10.000 c/s (Fig. 3-8 A).

Determinar, a) la impedancia y ángulo de fase, b) la corriente de línea, c) la combinación equivalente R-C o R-L que puede reemplazar al circuito a una frecuencia de 10 Kc/s, y d) el factor de potencia y la potencia disipada en el circuito.

SOLUCIóN (Ver Fig. 3-8). a) la reactancia inductiva a 10.000 c/s es

X_L= 2Π f L =2Π X 10.000 c/s x 1 henrio = 62.800 ohms

reactancia capacitiva,

Fig. 3-8 Ilustración del problema 82

reactancia neta , X = X_L-X_C = 62.800 ohms - 15900 ohms = 46.900 ohms

(Dado que la reactancia neta es positiva , a 10 Kc/s , el circuito es inductivo )

impedancia ,

ángulo de fase ,

Por lo tanto , Θ = 43,2° ó 43° 12' ( de tablas )

b) Corriente de línea ,

La corriente atrasa al voltaje aplicado en un ángulo de fase de 43,2°, pero está en fase con la caída de voltaje sobre la resistencia.

c) Dado que la reactancia neta es inductiva, la inductancia equivalente

que es igual al voltaje aplicado (E = 100 volts), como era de esperar. Finalmente el ángulo de fase ,

y, por lo tanto Θ = 43,2° ó 43° 12' (aproximadamente), como se prueba por los valores anteriores.

POTENCIA EN CORRIENTE ALTERNA TRIFÁSICA - FÓRMULAS PRINCIPALES DE CÁLCULOS

Conexión de bobinas
Entendemos por bobina al conjunto de espiras de hilo conductor arrolladas al aire o sobre un núcleo de
material ferromagnético, empleado para obtener campos magnéticos o para intercalar una inducción en
un circuito. La bobina de inducción es un aparato eléctrico que permite obtener corrientes de alto
voltaje a partir de una corriente continua de baja tensión.
Si tratamos de corrientes alternas trifásicas, como su nombre indica, serán necesarias tres bobinas, una
para cada fase. Como cada bobina dispone de dos terminales, en total significarán seis terminales o
puntos de conexión. La unión de estos terminales se puede realizar de varias formas, siendo dos las
más empleadas en la actualidad: la conexión en estrella y la conexión en triángulo.

Conexión en estrella
Si los devanados de fase de un generador o consumidor se conectan, de modo que los finales de los
devanados se unan en un punto común y los comienzos de éstos sean conectados a los conductores de
la línea, tal conexión se llama conexión en estrella y se designa con el símbolo Y.
Los puntos en los cuales están unidos los terminales de los devanados de fase del generador o del
consumidor se denominan correspondientemente puntos neutros del generador (0) y del consumidor
(0’). Ambos puntos 0 y 0’ están unidos con un conductor que se denomina conductor neutro o hilo
central. Los otros tres conductores del sistema trifásico que van del generador al consumidor se
denominan conductores de la línea. De este modo, el generador está unido con el consumidor
mediante cuatro conductores. Por eso, dicho sistema se denomina sistema tetrafilar de corriente
trifásica.
En un sistema de corriente trifásica equilibrado, el papel de conductor de vuelta lo ejecutan tres
conductores del sistema, ya que al estar desfasados entre ellos 120º se anulan mutuamente, mientras
que en un sistema trifásico desequilibrado de cuatro conductores el retorno se producirá a través del
conductor neutro. Durante el servicio, por el conductor neutro pasa una corriente igual a la suma
geométrica de tres corrientes: I _A, I _B, e I _C, es decir, I ₀ = I _A + I _B + I _C , que es cero en un sistema
equilibrado.
Las tensiones medidas entre los comienzos de las fases del generador o consumidor y el punto neutro
o conductor neutro se llaman tensiones de fase y se designan con V _A ,V _B ,V _C o en forma general con
V _f. A menudo se establecen de antemano magnitudes de las f.e.m. de los devanados de fase del
generador, designándose éstas con E_A ,E _B ,E _C , ó E _f ,. si despreciamos las resistencias de los
devanados del generador, se puede escribir: E _A =V _A; E _B =V _B ; E _C =V _C ; E _f =V _f .

Las tensiones medidas entre los comienzos de las fases A y B, B y C, C y A del generador o
consumidor se llaman tensiones compuestas y se designan con U_AB, U_BC, U_CA o, en forma general, con
UComp.
El valor instantáneo de la tensión compuesta es igual a la diferencia entre los valores instantáneos de
las tensiones de fase correspondientes.

En la conexión en estrella la tensión compuesta es veces mayor que la de fase. Es decir:

La corriente que pasa por un devanado de fase del generador o consumidor se llama corriente de fase
y se designa en forma general con I _f . La corriente que pasa por un conductor de la línea se llama
corriente de la línea y se designa en forma general con I l . En el caso de la conexión en estrella, la
corriente de la línea es igual a la de la fase, o sea, I l = I _f.
El punto neutro de la estrella del consumidor puede estar en el interior del triángulo de tensiones
compuestas, coincidir con uno de sus vértices, encontrarse en uno de sus lados y en algunos casos
estar fuera del triángulo.

Conexión en triángulo
Los generadores o consumidores de corriente trifásica pueden conectarse no sólo en estrella, sino
también en triángulo. Reuniendo por pares los conductores de un sistema independiente hexafilar y
uniendo las fases, pasamos a un sistema trifásico trifilar conectado en triángulo.
La conexión en triángulo se ejecuta de modo que al comienzo de la fase A se conecta el extremo final
de la fase B. El comienzo de esta fase B se conecta al final de la fase C, uniéndose finalmente en
inicio de la fase C, con el inicio de las fase A. Los puntos de unión de las fases sirven para conectar los
conductores de la línea.
Si los devanados del generador están conectados en triángulo, cada devanado de fase crea tensión
compuesta. El consumidor conectado en triángulo tiene la tensión compuesta conectada a los bornes
de la resistencia de fase. Por consiguiente, en caso de conexión en triángulo, la tensión de fase es igual
a la compuesta: UComp = V _f.
La dependencia entre las corrientes de fase y de la línea, en el caso de conexión en triángulo es:

Por consiguiente, en el caso de carga equilibrada y conectada en triángulo, la corriente de la línea es
veces mayor que la de fase.
A modo simplificado el dibujo de los tipos de conexiones de bobinas son:

Conexión en estrella	Conexión en triángulo

Las ventajas y los inconvenientes de las conexiones en estrella o en triángulo quedan reflejadas en la
siguiente tabla. Siempre considerando bobinas alimentadas con tensión y recorridas por intensidades
de igual valor, tanto en la conexión estrella como en la conexión triángulo, y por tanto en los dos tipos
de conexionado, se obtendrán las mismas potencias:

Tabla - Ventajas e inconvenientes de los diversos tipos de suministro de energía eléctrica

Resulta interesante en la distribución de baja o media tensión la conexión estrella, mientras que para
los suministros a grandes distancias la conexión triángulo se impone.

RECEPTOR EN TRIANGULO DESEQUILIBRADO

RECEPTOR EN TRIÁNGULO EQUILIBRADO

RECEPTOR EN ESTRELLA DESEQUILIBRADA

RECEPTOR EN ESTRELLA EQUILIBRADA

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