REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

UNIVERSIDAD FERMIN TORO

FACULTAD DE INGENIERIA

CABUDARE ESTADO LARA

LABORATORIO DE

CIRCUITOS II

Gabriel D´Lima

20464025

Veruska Cipullo

20464025

Profesora: Ana María Gallardo

INTRODUCCIÓN

La generación, transmisión y distribución de energía eléctrica se efectúa

a través de sistemas trifásicos de corriente alterna. Las ventajas que se

obtienen en los sistemas trifásicos con respecto a los monofásicos son: • Ahorro

de materiales en equipos, líneas de transmisión y distribución. • Generación de

campos magnéticos rotantes (Principio de funcionamiento de los motores) •

Potencia instantánea constante

SISTEMA TRIFÁSICO

¿Cómo se genera la energía monofásica? Si rotamos un campo magnético a través de una bobina entonces se produce un voltaje monofásico como se ve a continuación:

¿Cómo se genera la energía trifásica? Si colocamos tres bobinas separadas por ángulos de 120° se estarán produciendo tres voltajes con una diferencia de fase de 120° cada uno.

Un sistema trifásico está compuesto por tres f.e.m. alternas monofásicas, de mismo valor eficaz, igual frecuencia y con un desfase entre ellas de 120°.

GENERADOR DE POTENCIA TRIFASICA

Voltajes trifásicos balanceados Para que los tres voltajes de un sistema trifásico estén balanceados deberán tener amplitudes y frecuencias idénticas y estar fuera de fase entre sí exactamente 120° . Importante: En un sistema trifásico balanceado la suma fasorial de los voltajes es igual a cero:

Va + Vb + Vc = 0

Circuito trifásico balanceado Si las cargas existen de manera que las corrientes producidas por los voltajes balanceados del generador también están balanceadas entonces todo el circuito está balanceado.

Voltajes de fase ó de linea a neutro Cada bobina del generador puede ser representada como una fuente de voltaje senoidal. Para identificar a cada voltaje se les da el nombre de voltaje de la fase a ó R, de la fase b ó S y de la fase c ó T respecto a neutro (n).

Secuencia de fase positiva Por convención se toma siempre como voltaje de referencia al voltaje de fase a ó R. Cuando el voltaje de fase b ó S está retrasado del voltaje de fase a 120° y el voltaje de fase c ó T está adelantado al de fase a por 120° se dice que la secuencia de fase es positiva. En esta secuencia de fase los voltajes alcanzan su valor pico en la secuencia a-b-c ó R-S-T. Los voltajes de a, b y c representados con fasores son los siguientes:

Secuencia de fase negativa En la secuencia de fase negativa el voltaje de fase b está adelantado 120° al de la fase a. y el voltaje de fase c está atrasado 120° al de la fase a.

Suponiendo que los voltajes tienen una magnitud de 100 Vrms se tiene que:

Neutro

Normalmente los generadores trifásicos están conectados en Y para así tener un punto neutro en común a los tres voltajes. Raramente se conectan en delta los voltajes del generador ya que en conexión en delta los voltajes no están perfectamente balanceados provocando un voltaje neto entre ellos y en consecuencia una corriente circulando en la delta.

Voltaje de Linea a Linea

Linea es el medio por el cual se transmite el voltaje desde la fuente trifásica hasta las cargas. En un circuito trifásico hay tres líneas una para cada fase y además una línea para neutro. Es el voltaje medido entre dos líneas de transmision

Conexión de la alimentación alterna trifásica

Relación de voltajes de línea a línea y de línea a neutro

CIRCUITO Y −Y BALANCEADO

De esta manera solo es necesario realizar el análisis a una sola fase:

TIPO DELTA (∆)

Corrientes de fase tipo delta (∆)

Corrientes de

Asumir que todo generador 3φ de tensión es perfectamente balanceado, es decir los voltajes generados, son iguales en modulo y desfasados entre sí un ángulo de 120º

Relación entre las corrientes de línea y las corrientes de fase en un circuito en forma de delta

Sistema Y - ∆

Sistema Y - Y

CIRCUITOS TRIFÁSICOS DESBALANCEADOS:

El cálculo de un circuito trifásico desbalanceado se lleva a cabo mediante un

análisis de nodos o de mallas, porque la simetría espacial, que permite reemplazar

un problema trifásico equilibrado por otro monofásico representativo, ya no existe.

También es evidente que las ventajas del trifásico sobre el monofásico

desaparecen si el circuito está muy desequilibrado. También es posible calcular

este tipo de circuitos usando el método de las componentes trifásicas.

Conexión en delta (D) abierta: para estudiar la carga trifásica desequilibrada se

emplea la de la figura 10.1., la cual es una carga en conexión delta

desbalanceada, ya que la tercera impedancia que cierra el triángulo se omite. La

tercera impedancia se puede considerar como si fuera demasiado grande (infinita):

se trata como un circuito abierto.

Figura 10.1. Circuito desbalanceado en conexión D abierta

Las dos impedancias son iguales , pero falta la tercera, que si estuviera conectada

entre A y B daría lugar a que la carga total fuese un triángulo equilibrado. Las

tensiones de línea en los terminales de la carga se suponen equilibradas y de

secuencia ABC, por tanto:

El diagrama fasorial que representa el análisis anterior se muestra en la figura

10.2.

Figura 10.2 Diagrama fasorial del circuito desbalanceado en conexión D abierta

Puesto que las tres corrientes de línea no son iguales, si esta carga se conectará

a una fuente por medio de conductores, la potencia perdida en el conductor C

sería el triple de la perdida en A o en B. Además las tensiones en las impedancias

de los conductores serian desiguales y desequilibrados.

Puesto que las tres corrientes de línea no son iguales, si esta carga se conectará

a una fuente por medio de conductores, la potencia perdida en el conductor C

sería el triple de la perdida en A o en B. Además las tensiones en las impedancias

de los conductores serian desiguales y desequilibrados.

Conexión en Y desequilibrada: en el estudio de la conexión en Y desequilibrada se

emplea el circuito de la figura 10.3.

Figura 10.3 Circuito trifásico en conexión Y desequilibrado

Suponiendo conocidas las tensiones de la fuente, puede calcularse la corriente de

línea si se conocen también las tensiones de A, B y C con respecto al punto neutro

de la carga. La tensión (VNN’) se calcula empleando el método de los nodos.

Puede obtenerse un circuito equivalente con respecto a los terminales N y N’,

convirtiendo cada fuente de tensión en fuente de corriente, este circuito se

muestra en la figura 10.4.

Figura 10.4. Equivalente de fuentes de corriente, con respecto a N-N’

La aplicación de la ley de corrientes de Kirchhoff a la unión da:

Si los neutros N y N’ se unen por medio de una impedancia nula (admitancia

infinita), VNN’ será cero y la tensión en cada impedancia de fase no dependerá de

las otras impedancias. Si, por el contrario ZNN’ es apreciable, la tensión en cada

impedancia de fase influirá en las otras.