Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity
Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium
Prepara tus exámenes
Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity
Prepara tus exámenes con los documentos que comparten otros estudiantes como tú en Docsity
Encuentra los documentos específicos para los exámenes de tu universidad
Estudia con lecciones y exámenes resueltos basados en los programas académicos de las mejores universidades
Responde a preguntas de exámenes reales y pon a prueba tu preparación
Consigue puntos base para descargar
Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium
Comunidad
Pide ayuda a la comunidad y resuelve tus dudas de estudio
Ebooks gratuitos
Descarga nuestras guías gratuitas sobre técnicas de estudio, métodos para controlar la ansiedad y consejos para la tesis preparadas por los tutores de Docsity
corriente continua y alterna tipos de corrientes ventajas desventajas
Tipo: Apuntes
1 / 38
Esta página no es visible en la vista previa
¡No te pierdas las partes importantes!
funcionalidades de las que depende en gran medida el sistema de las masas que es la sociedad y lo que equipara como complemento para la subsistencia tanto de subsistemas que dependen de la electricidad tales como el campo industrial y sus formas de uso como principio para el inicio de la sostenibilidad. Cuando se conocía poco acerca del sistema eléctrico, el ser humano tenía que limitarse tan solo al uso de esa electricidad sin entenderla pero como ahora es posible el enlace entre la conceptualización y la aplicación de los elementos que conforman el sistema eléctrico, se favorece a la comprensión de la estructura y funcionalidad de dicho recurso. En el trabajo de investigación encontraremos todo acerca de la corriente alterna y la corriente continua. También podemos encontrar la definición, la historia y el modo en el que se han destacado la corriente alterna y la corriente continua.
El objetivo de este trabajo de investigación es de reunir todas las actividades que realicemos en el curso, ya que de esta forma tendremos una manera de saber el desempeño de uno mismo, como también de facilitar la evaluación. El crecimiento industrial y urbano de los últimos años ha representado un aumento significativo en la potencia demandada a la red eléctrica creando la necesidad de utilizar las redes existentes muy cerca de sus límites de estabilidad. Sumado a esto, la integración de fuentes de energía renovable en la red ha generado limitaciones a la hora de controlar las características de la energía que circula por la red. Esta problemática ha creado la necesidad de desarrollar tecnologías que nos permitan manejar la forma en que circula la energía por la red, de tal forma que se puedan asegurar en todo momento su calidad, estabilidad y gestión. Ejemplos de esta tecnología son los sistemas de almacenamiento de energía, sistemas de transmisión en corriente alterna (FACTS) y sistemas de transmisión de alta tensión en corriente continua (HVDC). Con estas tecnologías se pretende avanzar hacia un modelo de “ciudad del futuro” En donde anillos de líneas de media tensión en corriente continua sirven como red de respaldo y se conectan mediante convertidores de potencia y transformadores electrónicos a las líneas de interconexión HVDC desde donde se conectan los grandes-pequeños generadores, a los diferentes sistemas de almacenamiento y consumo.
Esta NOM cubre: a) Circuitos alimentados con una tensión nominal hasta 600 V de corriente alterna o 1 500 V de corriente continua, y algunas aplicaciones especificadas arriba de 600 V de corriente alterna o 1 500 V de corriente continua. Para corriente alterna, la frecuencia tomada en cuenta en esta norma es 60 Hz. Sin embargo, no se excluye el uso de otras frecuencias para aplicaciones especiales. b) Circuitos, que no sean los circuitos internos de aparatos, operando a una tensión superior a 600 V y que se derivan de una instalación con una tensión que no exceda de 600 V C.A., por ejemplo: los circuitos de lámparas a descarga. c) Todas las instalaciones del usuario situadas fuera de edificios. d) Alambrado fijo para telecomunicaciones, señalización, control y similares (excluyendo el alambrado interno de aparatos). Esta NOM no se aplica en: a) Instalaciones eléctricas en barcos y embarcaciones. b) Instalaciones eléctricas para unidades de transporte público eléctrico, aeronaves o vehículos automotores. c) Instalaciones eléctricas del sistema de transporte público eléctrico en lo relativo a la generación, transformación, transmisión o distribución de energía eléctrica utilizada exclusivamente para la operación del equipo rodante o de señalización y comunicación. d) Instalaciones eléctricas en áreas subterráneas de minas. e) Instalaciones de equipo de comunicaciones que esté bajo el control exclusivo de empresas de servicio público de comunicaciones donde se localice. NOTA. En las instalaciones eléctricas, existen dos tipos de riesgos mayores: - las corrientes de choque; - las temperaturas excesivas capaces de provocar quemaduras, incendios u otros efectos peligrosos. A continuación, se mostrarán unas normas con una breve explicación de cada una: Clave de la Norma: NMX-J-454-ANCE-2009. Habla acerca del uso de conductores, que son: los cables que permiten el paso de la corriente eléctrica y los requerimientos que deben cumplir.
Clave de la Norma: NMX-J-457-ANCE-2009. Establece los métodos de prueba para determinar la suavidad (resorteo) del alambre. Clave de la Norma: NMX-J-521/2-65-ANCE-2009. Especifica requisitos de seguridad para los acondicionadores de aire eléctricos de uso doméstico y similar, su tensión asignada no es mayor que 250 V para aparatos monofásicos y 480 V para otros aparatos. Los aparatos que no se destinan para uso doméstico normal, pero que pueden ser una fuente de peligro para el público, tales como los aparatos que pueden utilizarse en comercios, en la pequeña industria y en granjas, están dentro del campo de aplicación de esta Norma. Clave de la Norma: NMX-J-564/1-2-ANCE-2009. Comprobar el correcto funcionamiento de los equipos de desconexión, así como su funcionamiento y especificaciones. Clave de la Norma: NMX-J-610/4-17-ANCE-2009. Establece el método de prueba de inmunidad aplicable a equipos eléctricos y su control cuando se someten a caídas de tensión, interrupciones breves y variaciones de tensión en los puertos de entrada de alimentación en corriente directa, que se alimentan por una red externa, teniendo con éste una base común y reproducible para esta prueba. Clave de la Norma: NMX-J-624-ANCE-2009. Medición de tensión por medio de electrodos de descarga, establece criterios concernientes a la construcción y uso de electrodos de descarga en aire para la medición de valores de cresta de tensión (vóltmetros de esferas y de puntas normalizados) de los cuatro tipos de tensiones siguientes: a) Tensiones de corriente alterna a 60 Hz b) Tensiones de impulso por rayo completas c) Tensiones de impulso por maniobra d) Tensiones de corriente directa.
2.1. Usos de la corriente continua La corriente continua es empleada en infinidad de aplicaciones y aparatos de pequeño voltaje alimentados con baterías que suministran directamente corriente continua, o bien con corriente alterna como es el caso, por ejemplo, de los ordenadores, siendo entonces necesario previamente realizar la conversión de la corriente alterna de alimentación en corriente continua. También se está extendiendo el uso de generadores de corriente continua mediante células solares, dado el nulo impacto medioambiental del uso de la energía solar frente a las soluciones convencionales.[CITATION Pac99 \l 10250 ] 2.1.1. Generadores de corriente continua (C.C) Si una armadura gira entre dos polos magnéticos fijos, la corriente en la armadura circula en un sentido durante la mitad de cada revolución, y en el otro sentido durante la otra mitad. Para producir un flujo constante de corriente en un sentido, o corriente continua, en un aparato determinado, es necesario disponer de un medio para invertir el flujo de corriente fuera del generador una vez durante cada revolución. Las escobillas fijas de metal o de carbón se mantenían en contacto con el conmutador, que al girar conectaba eléctricamente la bobina a los cables externos. Cuando la armadura giraba, cada escobilla estaba en contacto de forma alternativa con las mitades del conmutador, cambiando la posición en el momento en el que la corriente invertía su sentido dentro de la bobina de la armadura. Así se producía un flujo de corriente de un sentido en el circuito exterior al que el generador estaba conectado. Los generadores de corriente continua funcionan normalmente a voltajes bastante bajos para evitar las chispas que se producen entre las escobillas y el conmutador a voltajes altos. El potencial más alto desarrollado para este tipo de generadores suele ser de 1.500 voltios.[ CITATION Wol92 \l 10250 ] Los generadores de corriente continua se clasifican según el método que usan para
2.1.2. Motor de corriente continua
2.1.3. Conversión de corriente alterna a continua: Muchos aparatos necesitan corriente continua para funcionar, sobre todos los que llevan electrónica (equipos audiovisuales, ordenadores, etc.). Para ellos se utilizan fuentes de alimentación que rectifican y convierten la tensión a una adecuada.
etapas. En una primera etapa, se rectifica la señal convirtiendo la entrada negativa en
2.3. Fuentes de corriente continua A la izquierda, una batería de las comúnmente utilizada en los coches y todo tipo de vehículo motorizado. A la derecha, pilas de amplio uso, lo mismo en linternas que en aparatos y dispositivos eléctricos y electrónicos. ¿SABES QUE? Es importante conocer que ni las baterías, ni los generadores, ni ningún otro dispositivo similar crea cargas eléctricas pues, de hecho, todos los elementos conocidos en la naturaleza las contienen, pero para establecer el flujo en forma de corriente eléctrica es necesario ponerlas en movimiento. Las cargas eléctricas se pueden comparar con el líquido contenido en la tubería de una instalación hidráulica. Si la función de una bomba hidráulica es poner en movimiento el líquido contenido en una tubería, la función de la tensión o voltaje que proporciona la fuente de fuerza electromotriz (FEM) es, precisamente, bombear o poner en movimiento las cargas contenidas en el cable conductor del circuito eléctrico. Los elementos o materiales que mejor permiten el flujo de cargas eléctricas son los metales y reciben el nombre de "conductores”.
2.4. Tensión o voltaje: (desventajas) Si un voltaje ejerce presión sobre las cargas eléctricas no puede haber flujo de corriente eléctrica. Si después hacemos girar la pila invirtiendo su posición y representamos de nuevo el valor de la tensión o voltaje, el resultado sería el mismo, porque en ambos casos la corriente que suministra la fuente de FEM sigue siendo directa o continua. Lo único que ha cambiado es el sentido del flujo de corriente en el circuito, provocado por el cambio de posición de la pila.
3. LA CORRIENTE ALTERNA (C.A): Se denomina corriente alterna (CA) a la corriente eléctrica en la que la magnitud y dirección varían cíclicamente. La forma de onda de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una onda senoidal puesto que se consigue una transmisión más eficiente de la energía. Sin embargo, en ciertas aplicaciones se utilizan otras formas de onda periódicas, tales como la triangular o la cuadrada. Esta corriente es alterna y la magnitud de éste varía primero hacia arriba y luego hacia abajo y nos da una forma de onda llamada: onda senoidal. Como por ejemplo: La corriente alterna se refiere a la forma en la cual la electricidad llega a los hogares y a las empresas. En cuanto más grueso es el conductor, aparte de soportar mayor amperaje opone menor resistencia a la corriente eléctrica, pero cuanto más largo sea, su resistencia aumenta. En estos casos el alambre de plata sería el ideal, con la corriente directa no es posible que cuando la energía recorre grandes distancias se generen perdidas, pero la corriente alterna se presta para lograr reducir la pérdida. Cuando se conduce la energía eléctrica, una parte se convierte en calor en los cables de transmisión, la pérdida en forma
3.3. Motores de corriente alterna Se diseñan dos tipos básicos de motores para funcionar con corriente alterna polifásica que son : Los motores síncronos y los motores de inducción. 3.3.1. El motor síncrono: Es en esencia un alternador trifásico que funciona a la inversa. Los imanes del campo se montan sobre un rotor y se excitan mediante la corriente continua, y las bobinas de la armadura están divididas en tres partes y alimentadas con corriente alterna trifásica. La variación de las tres ondas de corriente en la armadura provoca una reacción magnética variable con los polos de los imanes del campo, y hace que el campo gire a una velocidad constante, que se determina por la frecuencia de la corriente en la línea de potencia de corriente alterna. 3.3.2. El motor de inducción: Es una caja de ardilla que se usa con alimentación trifásica. La armadura de este tipo de motor consiste en tres bobinas fijas y es similar a la del motor síncrono. El elemento rotatorio consiste en un núcleo, en el que se incluye una serie de conductores de gran capacidad colocados en círculo alrededor del árbol y paralelos a él.
La razón del amplio uso de la corriente alterna viene determinada por su facilidad de transformación, cualidad de la que carece la corriente continua. En el caso de la corriente continua la elevación de la tensión se logra conectando dínamos en serie, lo cual no es muy práctico, al contrario, en corriente alterna se cuenta con un dispositivo: el transformador, que permite elevar la tensión de una forma eficiente.
5. USOS DE CORRIENTE CONTINUA Para el uso de artefactos electrónicos (tostadora, licuadora, etc). Para el crear electromagnético (imanes electromagnéticos). Para crear fuego. Para Comunicación (se transmiten datos mediante la corriente alterna).
La guerra de las corrientes surgió del desarrollo de dos sistemas de iluminación; las lámparas de arco funcionando con corriente alterna y las lámparas incandescentes funcionando con corriente continua.[ CITATION Skr12 \l 10250 ] Ambos nacieron con la idea de sustituir al alumbrado de gas, con la iluminación por arco ocupando grandes espacios y el alumbrado público; y la iluminación incandescente reemplazando al gas para la iluminación comercial y residencial. 7.1. iluminación de arco Estas lámparas habían existido durante la mayor parte del siglo XIX, pero a fines de la década de 1870 empezaron a instalarse a gran escala en muchas ciudades, alimentadas por plantas generadoras centrales. Los sistemas de iluminación de arco eran extremadamente brillantes y capaces de iluminar calles enteras, patios de fábricas o el interior de grandes edificios. Necesitaban altos voltajes y algunos funcionaban mejor con corriente alterna. [ CITATION Jon03 \l 10250 ]La corriente alterna se había estado desarrollando durante un tiempo en Europa, con contribuciones hechas al campo por Guillaume Duchenne de Boulogne, el trabajo sobre la dinamo de Zénobe Gramme, la empresa Ganz Works, Sebastian Ziani de Ferranti, Lucien Gaulard y Galileo Ferraris. Dado que la capacidad de un cable es proporcional al cuadrado del voltaje de la corriente que viaja sobre él, cada duplicación del voltaje permitía que el mismo tamaño de cable transmitiera la misma cantidad de potencia cuatro veces más lejos. En 1880 se inició la instalación de sistemas de iluminación de arco a gran escala en varias ciudades estadounidenses, incluida una central de suministro establecida por Brush Electric Company en diciembre de 1880 para iluminar 3,2 km de la calle Broadway en la ciudad de Nueva York mediante un sistema de iluminación de arco de demostración, alimentado con corriente de 3500 voltios. 7.2. La corriente continua de la Compañía Edison En 1878, el inventor Thomas Edison vio un nicho de mercado para un sistema que podía llevar la iluminación eléctrica directamente al negocio u hogar de un cliente, nicho que no podía ser cubierto por los sistemas de iluminación de arco.[CITATION Roc04 \l 10250 ] Edison diseñó su «servicio» para competir con las ya establecidas compañías de iluminación de gas, basándose en un suministro de corriente continua relativamente bajo de 110 voltios para alimentar una lámpara incandescente de alta resistencia que había inventado para el
sistema. La corriente continua funcionaba bien con lámparas incandescentes, que eran la principal carga diaria. Edison había inventado un medidor para permitir a los clientes recibir una factura de energía proporcional al consumo, pero este medidor solo funcionaba con corriente continua. 7.3. Desarrollo de los transformadores de corriente alterna en Europa El uso de bobinas de inducción para transferir energía entre circuitos eléctricos ya se conocía desde unos 40 años antes, gracias a los trabajos de Pável Yáblochkov que las utilizó en su sistema de iluminación en 1876, y a Lucien Gaulard y John Dixon Gibbs que emplearon este principio para crear un transformador «reductor» en 1882, aunque su diseño no era muy eficiente. Un prototipo de transformador con conexión en derivación de núcleo cerrado de alta eficiencia fue fabricado por el «ZBD» húngaro en Ganz Works en 1884. Los nuevos transformadores de Z.B.D. eran 3,4 veces más eficientes que los dispositivos bipolares de núcleo abierto de Gaulard y Gibbs. 7.4. Westinghouse y el negocio de la corriente alternan En Norteamérica, el inventor y empresario George Westinghouse entró en el negocio de la iluminación eléctrica en 1884, cuando comenzó a desarrollar un sistema de CC, contratando a William Stanley, Jr. para trabajar en él.[ CITATION Mor07 \l 10250 ] Entendió que la combinación de CA con transformadores significaba que se podía lograr una mayor economía de escala con grandes plantas de energía centralizadas que transmitían la corriente de alto voltaje a distancias muy largas para ser utilizada en la iluminación de arco, así como en la iluminación incandescente doméstica y comercial de bajo voltaje suministrada a través de un transformador reductor en el otro extremo. Vio una manera de construir un sistema verdaderamente competitivo en lugar de simplemente idear otro sistema de iluminación de CC apenas competitivo, utilizando patentes lo suficientemente diferentes como para evitar las patentes de Edison. Westinghouse compró los derechos de las patentes para Estados Unidos del transformador Gaulard-Gibbs e importó varios de ellos, así como de los generadores en CA de Siemens para comenzar a experimentar con un sistema de iluminación basado en la CA en Pittsburgh. William Stanley utilizó el diseño de Gaulard-Gibbs del Transformador ZBD para desarrollar el primer transformador práctico. Ampliado hasta el punto de que podía iluminar 23 negocios en la calle principal con muy poca pérdida de energía a más de 1200 metros, el sistema usaba transformadores para pasar 500 voltios de CA en la calle hasta 100 voltios para
