Apuntes, resúmenes, trabajos, exámenes y ejercicios de Electrónica de Universidad

Problemas Propuestos sobre Motores de Inducción

P1: Parámetros y Rendimiento de un Motor de 25 CV

Un motor de inducción de 460 V, 25 CV, 60 Hz y 4 polos, conectado en Y, tiene las siguientes impedancias referidas al circuito del estator:

Las pérdidas en el hierro y mecánicas agrupadas en un solo valor son 1100 W. Para un deslizamiento del rotor del 2.2%, a tensión y frecuencia nominales, determinar:

• La velocidad.
• La corriente del estator.
• El factor de potencia.
• La P_m y P_shaft.
• El T_m y T_shaft.
• El rendimiento.

P2: Análisis de Velocidad y Par

Un motor de inducción de 2 polos, 50 Hz, suministra 15 kW a una carga a una velocidad de 2950 rpm.

• ¿Cuál es el deslizamiento del motor?
• ¿Cuál

Motores Paso a Paso Bipolares

Los motores bipolares poseen 4 cables de salida. Estos requieren el cambio de dirección del flujo de corriente a través de las bobinas en la secuencia apropiada para realizar un movimiento. Por lo general, se puede usar un puente H (H-Bridge).

En general, es recomendable el uso de H-Bridge integrados, como por ejemplo el L293.

Motores Paso a Paso Unipolares

• Suelen tener 5 o 6 cables de salida.
• Es más simple de controlar.
• Por lo general, se puede usar un ULN2803 (500 mA).
• Las entradas de activación pueden ser controladas por un microcontrolador.

Secuencias de Control para Unipolares

Existen 3 secuencias principales: Secuencia normal, Secuencia wave drive y Secuencia de medio paso. Todas las secuencias vuelven al paso...

Modelo de Pequeña Señal del Diodo

Condiciones de Validez

Su empleo es válido en el caso de que el diodo esté funcionando en un punto específico de su característica directa i-v (llamado punto de operación Q) y se superponga una señal alterna de pequeña amplitud.

Resistencia Dinámica (r_d)

En el modelo de pequeña señal, se define la resistencia dinámica (r_d). Es la inversa de la pendiente de la recta tangente a la curva v-i en el punto Q.

La tensión total en el diodo v_D(t) se puede expresar como la suma de la componente continua (V_D0) y la componente alterna (i_d(t) * r_d):

v_D(t) = V_D0 + i_D(t) * r_d

Considerando la corriente total i_D(t) = I_D + i_d(t), donde I_D es la corriente continua en Q e i_d(t) es la señal alterna:

v_D(t) = V_D0 + (I_D + i_d(

Factor de Seguridad y Cálculo de Diseño

Existe un compromiso entre el costo y la resistencia. Para cualquier tipo de diseño, se debe tener un buen conocimiento del material, los costos, la metodología de cálculo y la carga máxima a la que se someterá la pieza.

Concepto de Factor de Seguridad

Para eliminar la desigualdad entre la resistencia y el esfuerzo en un diseño, se utiliza el concepto de "Factor de Seguridad", que es un coeficiente del cálculo o factor de incertidumbre. Este factor se define como:

N = Carga que produce la falla

Carga Máxima aplicada

N es el factor de seguridad, que se calcula para evitar las fallas de carga máxima que se aplicarán a un material. El factor de seguridad y el factor de diseño deben ser siempre mayores...

Etapas de Potencia y Control

Etapa de Potencia

Aquí se da el trasiego de energía entre fuente y carga o viceversa. Para el primer caso, por ejemplo, la fuente entrega una señal que pasa a ser filtrada por el filtro de entrada, con tal de adecuarla a través de los dispositivos semiconductores. Estos serían como interruptores controlados por la etapa de control, de tal forma que se tenga una determinada señal a la salida, diferente a la entrada. El filtro de salida, asegura al igual que el de entrada, eliminar el ruido para alimentar con precisión la carga.

Etapa de Control

Esta etapa controla los semiconductores. Primero, se da una lectura de varias variables del circuito (sensorización), que con la adecuación se pasa a niveles de tensión...

Introducción a la Electromecánica y la Mecatrónica

En ingeniería, la electromecánica combina las ciencias del electromagnetismo, propias de la ingeniería eléctrica, y la ciencia de la mecánica. Por otro lado, la mecatrónica es la disciplina de la ingeniería que integra la mecánica, la electrónica y la tecnología de la información.

Conceptos Clave en Electricidad

Carga Eléctrica

La carga eléctrica es una magnitud física característica de los fenómenos eléctricos y una propiedad fundamental de la materia. Cualquier cuerpo puede adquirir carga eléctrica.

Corriente Eléctrica e Intensidad

Lo que conocemos como corriente eléctrica o intensidad eléctrica no es otra cosa que el flujo de carga eléctrica (circulación de electrones)...

En la descarga, el plomo se transforma en plomo esponjoso en la placa negativa, liberando ácido sulfúrico. Esto aumenta la densidad del electrolito hasta 1,28 g/cm³ y aproximadamente 2,2 V, ya que disminuye la cantidad de agua destilada, retornando la batería a su estado inicial.

Sobrecarga

Si la batería sufre una sobrecarga, se genera oxígeno e hidrógeno en las placas, lo que produce:

• Aumento de la corrosión de las rejillas y de la sustancia activa.
• Pérdida excesiva de agua debido al aumento de temperatura.
• Riesgo de explosión por los gases generados.

Balance Energético

El balance energético es la relación entre la capacidad de la batería y la capacidad de carga del alternador. Esta relación está limitada por la capacidad de carga...

Estudio de Perturbaciones y Variaciones de Tensión en Sistemas Eléctricos

Las perturbaciones en el sistema eléctrico son variaciones, generalmente temporales, en la tensión que pueden causar una operación deficiente o fallas en el equipo. Aunque la variación de frecuencia puede ser un factor ocasional, especialmente cuando una carga es alimentada por un generador de emergencia o cuando ocurre un desequilibrio entre la carga industrial y la generación debido a la pérdida del suministro eléctrico, una de las manifestaciones más evidentes de una perturbación se produce al aparecer variaciones de tensión sobre la tensión ideal o declarada.

Tipos de Variaciones y Perturbaciones de Tensión

Las perturbaciones en la tensión pueden clasificarse...

1. Tipos de Tiro en Calderas

Describe el tipo de tiro con el que cuenta la caldera del laboratorio de máquinas y motores. ¿Por qué en calderas de gran capacidad es necesario recurrir a ventiladores de tiro forzado e inducido, cómo se denomina este tipo de tiro y qué función cumple la chimenea en este caso?

La caldera del laboratorio es fumitubular, de tiro forzado, de circulación natural, con sobrecalentador convectivo. Consta de un hogar de 2 pasos, es de combustible líquido y los tubos de fuego son horizontales.

En calderas de gran capacidad se recurre a ambos tipos de tiro (forzado e inducido) debido a la caída de presión inducida por las numerosas superficies de calefacción. Además, sería imposible regular el tiro solo con tiro...

Los dispositivos semiconductores más comunes dependen de las propiedades de la frontera entre los materiales tipo p y tipo n. En consecuencia, se examinarán algunas de las características de esta frontera.

Un diodo de unión pn puede producirse haciendo crecer un solo cristal de silicio intrínseco e impurificándolo primero con material de tipo n y después con material de tipo p. Sin embargo, de manera más común, la unión pn se produce por la difusión en estado sólido de un tipo de impureza en material tipo n ya existente.

El Diodo de Unión PN en Equilibrio

Se considerará un caso ideal en el cual se unen semiconductores de silicio tipo p y tipo n para formar una unión. Antes de la unión, ambos tipos de semiconductores son eléctricamente...