CICUITOS DE CORRIENTE ALTERNA CIRCUITOS RESONANTES Y ARMÓNICOS EN SISTEMAS ELÉCTRICOS DE POTENCIA

INTRODUCCIÓN

Para avanzar en los temas de circuitos de corriente alterna se requiere adquirir conocimientos de funcionamientos de circuitos de corriente directa y entrar en algunos detalles que nos llevaran a analizar y a comprender mejor cómo funcionan realmente los circuitos de corriente alterna. Cabe resaltar que en las siguientes respuestas a las diferentes preguntas se investigó detalladamente para explicar de manera fácil los análisis de cada una. Los circuitos resonantes y los armónicos en sistemas eléctricos tienen demasiado contenido el cual se hizo un breve resumen acerca de lo investigado.

BASE TEÓRICA:

1. Que son Armónicos en Sistemas Eléctricos de Potencia?

Los armónicos son distorsiones o deformaciones de las ondas senosoidales de tensión y/o corriente de los sistemas eléctricos, debido principalmente al uso de cargas con impedancia no lineal (computadores, televisores, variadores de velocidad, rectificadores, hornos de arco, lámparas fluorescentes, arrancadores electrónicos, etc.), al uso de materiales ferromagnéticos en las máquinas eléctricas, a operaciones de conmutación en subestaciones y en general al uso de equipos que necesiten realizar conmutaciones en su operación normal.

2. Como se puede presentar el fenómeno de Resonancia serie y paralelo en Circuitos Eléctricos de Corriente Alterna?

En un circuito de corriente alterna en serie, al aumentar la frecuencia aumentan las reactancias inductivas mientras que las reactancias capacitivas disminuyen, ya que:

Xl=L2πfo

Xc=1/C2πfo

Llamamos frecuencia de resonancia del circuito fo a la frecuencia para la cual se igualan los valores absolutos de ambas impedancias y se compensan entre sí por ser de signo contrario. Por tanto, una reactancia inductiva en serie puede compensarse mediante una reactancia capacitiva en serie del mismo valor absoluto.

El valor de fo se calcula teniendo en cuenta que XL=XC :

L2πfo=1/C2πfo

fo=1/(2π√LC)

En un circuito en resonancia en serie las tensiones en la bobina y en el condensador son iguales y de fase opuesta y son Q veces superiores a la tensión aplicada, siendo Q el llamado factor de calidad, que es adimensional. El factor de calidad da un índice de la ganancia en tensión que se obtiene del fenómeno de la resonancia. A la resonancia en serie se le denomina resonancia en tensión.

De la misma forma que ocurre en los circuitos en serie, en un circuito en paralelo se puede neutralizar una susceptancia capacitiva con una susceptancia inductiva en paralelo con la primera del mismo valor absoluto. Siendo BC=BL y como:

Bc=C2πfo

Bl=1/L2πfo

Tendremos que:

C2πfo=1/L2πfo

fo=1/(2π√LC)

En un circuito resonante en paralelo la admitancia es mínima, por lo que la impedancia será máxima y la corriente total mínima, ya que será únicamente la que pasa por la resistencia. Las corrientes en la bobina y el condensador son iguales y de fase opuesta, siendo ambas Q veces mayores que la intensidad total, siendo Q el factor de calidad. A la resonancia en paralelo se le denomina también resonancia en corriente.

3. Cómo impactan los Armónicos en Sistemas Eléctricos el fenómeno de Resonancia Serie o Paralelo?

La combinación de reactancias inductiva y capacitiva en serie forma un circuito resonante serie. Se analiza una frecuencia llamada frecuencia de resonancia, la impedancia se reduce a un valor mínimo el cual es muy bajo y de naturaleza resistiva. El circuito ofrece una impedancia muy baja a esta frecuencia lo cual causa un aumento en muchas veces de la corriente.

Una combinación en paralelo de reactancia inductiva y una capacitiva forma un circuito resonante paralelo. A la frecuencia de resonancia la reactancia inductiva iguala a la capacitiva. La impedancia resultante del circuito aumenta a valores muy altos a la frecuencia de resonancia. La excitación de un circuito resonante paralelo causa una tensión muy alta sobre las impedancias y corrientes circulantes dentro de lazo muy altas.

4. ¿Qué consecuencias ejerce la resonancia serie y paralelo en Sistemas Eléctricos de Potencia?

La resonancia en paralelo produce una alta impedancia al flujo de corriente cuya frecuencia corresponde a la frecuencia de resonancia. La resonancia en serie produce en cambio un circuito de baja impedancia. La condición de resonancia paralelo puede causar oscilaciones de corriente que son excitadas por la corriente de resonancia en paralelo, el cual esta corrientes que fluyen a través de impedancias producen voltajes armónicos, produciendo entonces formas de onda de voltaje distorsionado.

5. ¿Qué son Transitorios en Sistemas Eléctricos de Potencia?

El Fenómeno de Transitorios Electromagnéticos es la interacción instantánea de energías almacenadas en campos eléctricos y magnéticos luego de una perturbación del equilibrio, originándose variaciones instantáneas de corriente

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