Circuitos De Corriente Alterna (CA)

INTRODUCCION

La mayor parte de la generación, transmisión, distribución y utilización de la energía eléctrica se efectúa por medio de sistemas polifásicos; entre estos sistemas destacan los sistemas trifásicos.

Una fuente trifásica de tensión está constituida por tres fuentes monofásicas de igual valor eficaz pero desfasadas 120°entre ellas. Un sistema trifásico presentan una serie de ventajas como son la economía de sus líneas de transporte de energía (hilos más finos que en una línea monofásica equivalente) y de los transformadores utilizados, así como su elevado rendimiento de los receptores, especialmente motores, a los que la línea trifásica alimenta con potencia constante y no pulsada, como en el caso de la línea monofásica, en consecuencia los sistemas trifásicos son los más difundidos.

Los objetivos de nuestra práctica estarán basados en el estudio de un circuito trifásico de corriente alterna que presentara conexiones delta y estrella. Aplicando los métodos de análisis para este tipo de circuito calcularemos de forma práctica y teórica las diferentes caídas de voltaje dentro del mismo, así como las corrientes que fluyen a través de él. Los resultados que obtengamos se analizaran y se hará una comparación de estos con los obtenidos del trabajo realizado en la práctica de corriente alterna.

Objetivo General

Medición de voltajes y corrientes en un circuito trifásico.

Objetivos Específicos

Experimentar en una matriz de conexiones en un circuito trifásico en delta y estrella

Aplicar los métodos de análisis de circuitos trifásicos

Determinar de forma teorica y practica las diferentes caídas de potencia dentro del circuito.

Analizar los resultados.

Comparar la experiencia al trabajo anterior con corriente alterna.

Marco Teórico

Sistemas Trifásicos

En ingeniería eléctrica un sistema trifásico es un sistema de producción, distribución y consumo de energía eléctrica formado por tres corrientes alternas monofásicas de igual frecuencia y amplitud (y por consiguiente, valor eficaz) que presentan una cierta diferencia de fase entre ellas, en torno a 120°, y están dadas en un orden determinado. Cada una de las corrientes monofásicas que forman el sistema se designa con el nombre de fase.

Un sistema trifásico de tensiones se dice que es equilibrado cuando sus corrientes son iguales y están desfasados simétricamente. Cuando alguna de las condiciones anteriores no se cumple (tensiones diferentes o distintos desfases entre ellas), el sistema de tensiones es un desequilibrado o más comúnmente llamado un sistema desbalanceado. Recibe el nombre de sistema de cargas desequilibradas el conjunto de impedancias. En los sistemas trifásicos existen dos tipos de conexión; en triángulo y en estrella. En estrella, el neutro es el punto de unión de las fases

Tensión de línea o compuesta

Las tensiones de línea de una red trifásica, son las existentes entre cada par de fases y se pueden obtener a partir de las tensiones de fase, por la aplicación directa de la Ley de tensiones de Kirchhoff, la cual plantea:

∑_(K=1)^n▒V_k =V_1+V_2+V_3…+V_n=0

Tensión de Fase

Se define así a la tensión entre cada fase y el punto neutro de la estrella. Hay que destacar que las tensiones de fase en un circuito trifásico son iguales en valor eficaz pero desfasados 120° entre sí.

Corriente de Línea

Corriente por la línea que sale de la fuente o corriente solicitada por la carga.

Corriente de Fase

Corriente que pasa por la fuente o por la impedancia de cada rama.

Conexión en estrella (Υ)

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.

Figura 1

Punto neutro de la conexión en estrella

Son los puntos en los cuales están unidos los terminales de los devanados de fase del generador o del consumidor.

Corrientes y tensiones de la conexión en estrella

Durante el servicio por el conductor neutro pasa una corriente igual a la suma geométrica de tres corrientes IA, IB e IC que son las corrientes de fase, es decir: IN = IA + IB + IC Para este tipo de conexión las corrientes de línea y de fase coinciden Las tensiones medidas entre los comienzos de las fases del generador o consumidor y el punto neutro se llaman tensiones de fase y se designan con UA, UB, UC o en forma general con Uf. A menudo se establecen de antemano las magnitudes de la fuerza electromotriz (fem) en los devanados de fase del generador, designándose éstas con EA, EB, EC o Ef. Despreciando la resistencia de los devanados del generador, se puede escribir: EA = UA; EB = UB; EC = UC; Ef = Uf 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 por UAB, UBC, UCA o en forma general con Ucomp o tensión de línea UL. En un sistema trifásico conectado en estrella la tensión de la línea es:

U_L=U_f √3

y la corriente de línea es igual a la corriente de fase (IL = If).

En un sistema trifásico conectado en estrella las tensiones de línea (EAB, EBC, ECA ) y de fase ( EAN, EBN, ECN ) son distintas.

Conexión en triángulo o delta (Δ)

Los generadores o consumidores de corriente trifásica pueden conectarse no solo en estrella sino también en triángulo o delta. La conexión en triángulo se ejecuta de modo que el extremo final de la fase A esté unido al comienzo de la fase B, el extremo final de la fase B esté unido al comienzo de la fase C y el extremo final de la fase C esté unido al comienzo de la fase A. A los lugares de conexión de las fases se conectan conductores de la línea.

Figura 2

Corrientes y tensiones de la conexión delta

Cuando los devanados del generador están conectados en Δ cada devanado de fase crea tensión compuesta conectada a los bornes de la resistencia de fase. Por consiguiente, en caso de conexión en Δ la tensión de fase es igual a la tensión compuesta. Uf = Ucomp En cuanto a las corrientes para la conexión Δ si la carga de fase es igual por su magnitud y carácter la corriente de línea es:

I_L=I_f √3

Corriente Alterna

La corriente alterna es aquella en que la que la intensidad cambia de dirección periódicamente en un conductor, como consecuencia

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