formulario y definiciones de Ingeniería Eléctrica 1 [USAC]

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Algunas definiciones y fórmulas importantes en ingeniería eléctrica 1 de la USAC

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Teorema de Thévenin:Es una técnica de análisis de circuitos eléctricos que reduce cualquier red bilateral lineal a un circuito equivalente que tiene sólo una fuente de voltaje y un resistor en serie.

Red lineal:Está integrada por componentes que tienen una relación entre el voltaje y la corriente.

Red bilateral:Opera de la misma manera sin importar la dirección de la corriente de la red.

Potencia eléctrica:Rapidez con la que una carga puede efectuar un trabajo, es decir: cantidad de trabajo que una carga puede llevar a cabo en cierta cantidad estándar de tiempo, usualmente 1 segundo.

Cortocircuito:Es cuando no hay resistencia y por lo tanto hay una corriente muy alta.

Fusibles:Son dispositivos que abren circuitos antes de que las altas corrientes causadas por cortocircuitos puedan hacer algún daño

Qué debe hacer cualquier dispositivo de protección contra corriente:1) saber o sentir cuándo existe un cortocircuito2) abrir el circuito antes de que haya sufrido daño3) no debe tener efecto en el circuito durante la operación normal

Ley de Joule:“la energía térmica desarrollada en un conductor por el paso de una corriente eléctrica es proporcional al cuadrado de la intensidad de la corriente y al tiempo durante el cual pasa la misma”.

Capacitores:Es un componente de un circuito diseñado para almacenar carga eléctrica. Un capacitor se opone a los cambios de voltaje.

Capacitancia:Es la propiedad eléctrica de los capacitores, que representa la medida de cuánta carga puede mantener un capacitor.

Corriente Alterna: Se denomina corriente alterna (abreviada CA en español y AC en inglés, de alternating current) a la corriente eléctrica en la que la magnitud y el sentido varían cíclicamente.

Inductancia:Es una medida de la oposición al crecimiento o colapso de la corriente. En general se opone al cambio de la corriente. (Sólo se da en CA). Sus dimensionales son H “Henry”

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Frecuencia: Número de veces que una corriente alterna cambia de polaridad en 1 segundo. La unidad de medida es el Hertz (Hz) y se la designa con la letra F.

Fase: Es la fracción de ciclo transcurrido desde el inicio del mismo, su símbolo es la letra griega q.

Valor instantáneo: Valor que toma la tensión en cada instante de tiempo.

Valor máximo: Valor de la tensión en cada "cresta" o "valle" de la señal.

Valor medio: Media aritmética de todos los valores instantáneos de la señal en un período dado. Emed=0.636*Emax

Valor eficaz: Valor que produce el mismo efecto que la señal C.C. equivalente. Ief=0.707*Imax

Ciclo: se llama ciclo a toda forma de onda que completa una forma, es decir comienza en un punto de la forma de onda y termina el mismo punto para iniciar otro ciclo.

Ley de Faraday: el voltaje es inducido en un circuito siempre que el flujo enlace del circuito esté cambiando, y que la magnitud del voltaje es proporcional a la tasa de cambio de los enlaces de flujo.

Fuerza electromotriz o contra-voltaje: es el voltaje inducido que intenta ir en contra (se opone) a los cambios de la corriente. (No va contra la corriente, sólo se opone a los cambios de corriente).

Circuitos RL: Circuito que contiene una inductancia y resistencia, pueden estar en serie o paralelo en CA.

Impedancia: resistencia de todo el circuito.

Circuitos RC: Circuito que contiene una capacitancia y una resistencia que puede estar en serie o paralelo en CA.

Circuitos RLC: circuito que contiene un resistor, un inductor y un capacitor. Puede estar en serie o paralelo en CA.

Reactancia: oposición ofrecida al paso de la corriente alterna por inductores (bobinas) y condensadores y se mide en Ohmios. Junto a la resistencia eléctrica determinan la impedancia total de un componente o circuito.

Admitancia: es la facilidad que el circuito ofrece al paso de la corriente. Es el inverso de la Impedancia. Su unidad es el “Siemens”

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Ley de Joule: (energía térmica)

Calor teórico

Q=R∗I 2∗t

Q=calor JoulesI=corriente en amperesR= resistencia en ohmst= tiempo en segundos

Inductancia (L) :

En serie:Ltotal=L1+L2+…+Ln

En paralelo:

Ltotal=( 1L1+ 1L2+…+ 1Ln )

−1

L= H (henry)

Otra de calor: (energía térmica)

Calor teórico

Q=p∗c∗(t f−ti)Q=calor en kilo-caloríasp= masa de líquido en kilogramosc=calor específico en

caloríasKilo gramo∗° Centigradot f=temperatura finalt i=temperatura inicial

Qreal=Qteórico

eficiencia

1caloría=4.186 joules

Reactancia Inductiva:

W L=X L=2∗π∗f∗L

f =frecuencia en HertzL=inductancia en henrysX L=ohmsΩ

I=− j∗EX L

EL=( j∗X L)∗I

(ELadelantada90 ° conrespcto a lacorriente)La inductancia no cambia con la frecuencia pero si cambia la reactancia

Consumo

consumo=E∗I∗tiempoE=voltajeI=corrienteTiempo= horas de consumo

consumo=P∗tiempoP=potencia producida en kilo-wattsTiempo= horas de consumo

Consumo=kilo-watt*hora

En un circuito RL(en serie)

Etotal=Eresistencia+E inductancia

Et=I∗(R+ j∗XL )=I∗Z

Z=impedancia=R+ j∗X L

tan (θ )=X L

Rθ= ángulo adelantado del voltaje total

Magnitud o valor absoluto de Z

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Reactancia Capacitiva:

XC=1

2∗π∗f∗C

f =frecuencia en HertzC= capacitancia en FaradsXC=ohmsΩ

I= j∗EXC

EC=(− j∗XC )∗I(EC atrasada90 ° conrespcto a lacorriente)

|Z|=√R2+X L2

Circuitos RLC

(en serie)ER=RI

EL=( j X L)∗IEC=(− j XC )∗I

Etotal=Eresistencia+E inductancia+Ecapacitancia

Et=I∗(R+ j X L− j XC )=IZZ=R+ j X L− j XC=R+ jX

X= j X L− j XCMagnitud o valor absoluto de Z

|Z|=√R2+X2

Et=I (R+ jX )=IZ

tan (θ )= XR

Circuitos RC:(en serie)

Etotal=Eresistencia+Ecapacitancia

Et=I∗(R− j∗XC )=I∗Z

Z=impedancia=R− j∗XL

tan (θ )=XCR

θ= ángulo adelantado del voltaje total

Magnitud o valor absoluto de Z

|Z|=√R2+XC2

Circuitos RLC:(en paralelo)

Admitancia:

Y= 1Z

Y total=Y 1+Y 2

Corriente en cada ramal:

I= EZ

=E∗Y

E=constanteCorriente total:

I T=I 1+ I 2=R+ jX

|I T|=√R2+X2

tan (θ )= XR

Potencia mecánica:1 HP=746 watts1 CV=736 wattsHP=horse power

Nota: En circuitos de CA las sumas SIEMPRE deben ser vectoriales; las multiplicaciones pueden ser vectoriales o modulares.

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CV=caballos de vapor

MERCURIO LÍQUIDO

Tóxico por inhalación.Peligro de efectos acumulativos.Consérvese bajo llave y manténgase fuera del alcance de los niños.En caso de accidente o malestar, acuda inmediatamente al médico.