Fundamentos de Electromagnetismo: Velocidad Síncrona, Leyes y Sistemas Trifásicos
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Conceptos Fundamentales del Electromagnetismo y Sistemas Eléctricos
La velocidad de rotación de un campo magnético es conocida como velocidad síncrona. Se relaciona con conceptos como los 1.8 grados de paso.
Leyes Fundamentales de la Inducción
La Ley de Lenz
La ley de Lenz es una consecuencia directa del principio de conservación de la energía aplicado a la inducción electromagnética. Esta ley establece que:
- La dirección de la corriente inducida siempre es tal que se opone al cambio de flujo magnético que la produce.
Determinación de Sentidos Vectoriales
La regla de la mano derecha es el método empleado para determinar los sentidos vectoriales de la fuerza electromotriz (FEM). Se utiliza prácticamente de dos maneras:
- Para sentidos y movimientos vectoriales lineales.
- Para movimientos y direcciones rotacionales.
Ley de Faraday-Henry
Esta ley describe la inducción electromagnética generada por un campo magnético variable.
Experimento de Faraday
El experimento ilustra la generación de corriente por variación del flujo magnético:
- Imán en reposo: Cuando se mantiene un imán en reposo frente a un circuito eléctrico en forma de espira, el galvanómetro no detecta corriente.
- Acercamiento del imán: Si se acerca el imán al circuito, se produce corriente en un sentido.
- Alejamiento del imán: Cuando se aleja, el flujo de corriente toma sentido contrario.
Sistemas Trifásicos
Definición de Sistema Trifásico
Un sistema trifásico es un conjunto de corrientes alternas monofásicas que poseen la misma frecuencia y amplitud.
Sistema Equilibrado
Un sistema se considera equilibrado cuando:
- Las corrientes de todas las fases son iguales.
- El desfase entre las ondas de intensidad y de tensión de una misma fase es constante e idéntico.
Ventajas de los Sistemas Trifásicos
Los sistemas trifásicos ofrecen múltiples beneficios operativos y económicos:
- Economía en el transporte de energía.
- Economía en el diseño y uso de transformadores.
- Elevado rendimiento en receptores, especialmente en motores:
- Motor trifásico: Proporciona potencia constante.
- Motor monofásico: Presenta potencia pulsada.
Tipos de Conexión
Conexión en Estrella
La conexión está en estrella cuando:
- Todas las cargas se conectan en un punto común (neutro).
Conexión en Triángulo
La conexión está en triángulo cuando:
- Se caracteriza por utilizar solo 3 hilos.
- Las cargas conectadas en triángulo constituyen una malla cerrada.
Arranque Directo y Estrella-Triángulo
La mejor manera de realizar un arranque directo en un motor trifásico es mediante el método de estrella-triángulo. Este procedimiento permite:
- En estrella: El motor opera con menor potencia y corriente, lo que facilita ponerlo en marcha con bajo consumo y alcanzar una velocidad inicial.
- Cambio a triángulo: Una vez alcanzada cierta velocidad, el sistema cambia a triángulo, donde la potencia disponible es mayor.