ANALISIS DE REDES ELÉCTRICAS I SISTEMAS ELÈCTRICOS, VARIABLES FÌSICAS Y COMPONENTES BÀSICOS Jaime Moscoso - Wladimir Ramos 2010 PARTE 1 PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO

PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO SISTEMAS ELÈCTRICOS PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO

PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO Sistema eléctrico es un conjunto de componentes de naturaleza eléctrica interconectados entre si para realizar un fin. Ejemplos: - Sistema Eléctrico de un Automóvil. - Sistema Eléctrico de un Edificio. - Sistema Eléctrico de una Industria. PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO

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ANALISIS DE REDES ELÉCTRICAS I CLASIFICACIÒN DE LOS SISTEMAS ELÈCTRICOS Sistema Eléctrico Activo.- Tiene al menos un componente activo. Sistema Eléctrico Sistema Eléctrico Pasivo.- Aquel que solo tiene componentes pasivos. Componente de un Sistema Eléctrico. Menor elemento a desagregar pero que aun cumple con un fin. PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO

¡El menor componente de un sistema eléctrico es el átomo! El átomo no cumple un fin para un sistema eléctrico, por lo tanto NO es un componente. ¡El menor componente de un sistema eléctrico es el átomo! PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO

PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO SUBSISTEMA Partes del sistema que cumplen con un fin específico. Ejemplo: Subsistema de iluminación. Subsistema de tomacorriente. Subsistema de protección (breaker, fusibles). PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO

ANALISIS DE REDES ELÉCTRICAS I COMPONENTES ACTIVOS Producen o generan energía eléctrica a partir de un proceso de transformación de energía en forma continua o permanente (Fuentes). Esta energía a transformar no tiene que ser eléctrica. Ej.: Una pila seca de 1.5 [V]. Una batería de un carro Fuentes de energía renovables (solar, eólica). El capacitor e inductor no cumplen los requisitos de componente activo, aunque a veces se comportan como fuentes de manera momentánea. PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO

PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO En este curso analizaremos los circuitos en estado estable, es por eso que los capacitores e inductores se asumirán como elementos pasivos. PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO

PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO COMPONENTES PASIVOS Consumen o almacenan energía eléctrica (Resistores, Capacitores e Inductores). No existe componente pasivo alguno, que sea capaz de generar energía. PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO

VARIABLES FÌSICAS DE LOS SISTEMAS ELÈCTRICOS PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO

ANALISIS DE REDES ELÉCTRICAS I CARGA ELÈCTRICA (q) Propiedad de la materia que indica un exceso o déficit de electrones (positiva o negativa). Carga Eléctrica Estacionaria Electrostática Carga Eléctrica en movimiento (variable en el tiempo) Corriente PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO

ANALISIS DE REDES ELÉCTRICAS I CORRIENTE ELÈCTRICA La variación de la carga eléctrica en el tiempo se denomina corriente eléctrica. I(A) q(c) Carga Positiva Carga Negativa t(s) t(s) 1 2 3 4 7 1 2 3 4 5 6 7 8 1 1 2 2 PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO 13

PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO La dirección de la corriente eléctrica i es la dirección del flujo de cargas positivas . Cuando la corriente es constante en el tiempo se representara con la letra I. E + - i i t I q t PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO

PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO Si la corriente es variable en el tiempo se la denotara con la letra i(t). i(t) t PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO

ANALISIS DE REDES ELÉCTRICAS I ENLACE DE FLUJO Corriente Campo Magnético Flujo Enlace de flujo PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO 16

ANALISIS DE REDES ELÉCTRICAS I VOLTAJE Para mover una carga de un punto a otro se realiza un trabajo. El Voltaje se calcula entre un par de puntos. Punto con menor potencial. El Voltaje se define como el trabajo por unidad de carga ejercido por el campo eléctrico, sobre una partícula cargada, para moverla de un lugar a otro. A los signos (+) y (-) se denomina la polaridad de Voltaje. Punto con mayor potencial PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO 17

PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO La tensión es independiente del camino recorrido por la carga, y depende exclusivamente del potencial eléctrico de los puntos A y B en el campo. PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO

ANALISIS DE REDES ELÉCTRICAS I Trabajo que se necesita para traer una carga desde un punto de Potencial 0 (Tierra) hasta el punto ”a”. Potencial en Tierra. PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO

ANALISIS DE REDES ELÉCTRICAS I Ambas polaridades asignadas son correctas pero no son iguales. V1 = V2 V1 = -V2 V1 = - Vba V1 = - Vy Mayor Potencial Menor Potencial Por Convención PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO 20

ANALISIS DE REDES ELÉCTRICAS I Si no tenemos ninguna referencia para aplicar la convención, vamos a ASUMIR o SUPONER la polaridad del voltaje. Esto lo comprobaremos luego de realizar operaciones, o con una medición. PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO

ANALISIS DE REDES ELÉCTRICAS I EJEMPLO: Voltaje V1 con respecto a TIERRA V 12V Voltaje V2 con respecto a TIERRA PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO

PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO OTRO EJEMPLO: V 12V PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO

PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO POTENCIA ELÈCTRICA PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO

PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO W t P(t) W t P(t) W t P(t) PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO

ENERGÍA ELÉCTRICA El área bajo la curva representa la energía. PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO

VARIABLES DE INTERÉS EN LA TEORÍA DE LAS REDES ELÉCTRICAS De las seis variables físicas en los sistemas eléctricos; q(t) , i(t) , v(t) , λ , p(t) , w(t); para el análisis de las redes eléctricas solo interesan las variables : Voltaje, Corriente y Potencia (V,I,P) PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO