Instrumentación: Alimentación en potencia

La energía eléctrica se genera a través de distintos métodos. Algunos son Centrales Térmicas, Centrales Hidráulicas, Centrales Eólicas, Conversión de Gas, Centrales Nucleares y Centrales Fotovoltaicas.

La energía eléctrica se transporta a las viviendas y fábricas por medio de cables de alta tensión (280KV), de forma trifásica.

La corriente alterna se genera usando alternadores, que son espiras cuadradas metálicas que giran dentro de un campo magnético creado por un imán.

Un sistema trifásico es como tres sistemas monofásicos combinados, donde la potencia proviene de un generador que produce tres voltajes iguales pero desfasados 120º entre sí.

En un sistema trifásico balanceado, las tres fases tienen la misma magnitud y están desfasadas 120º.

La representación fasorial muestra cómo los voltajes de cada fase están relacionados en el tiempo, formando una estrella.

Si se conectan las tres terminales comunes de las fases a un punto único, y las otras tres terminales a una línea de tres fases, el sistema está conectado en “Y” o “estrella”.

Transforma la corriente alterna (CA) en corriente continua (CC) para cargar las baterías.

Regula la tensión de carga de las baterías para evitar sobrecargas.

Filtra los armónicos de la red eléctrica que pueden causar problemas en los dispositivos.

Convierte la corriente continua (CC) de las baterías en corriente alterna (CA) para alimentar los dispositivos.

Permite un puente directo de la corriente de red eléctrica a la carga en caso de sobrecarga o fallo del SAI.

En un sistema trifásico, el neutro puede estar conectado a tierra (aterrizado) o no (flotante). Si está conectado a tierra, se dice que está aterrizado. Si no lo está, se dice que es neutro flotante.

Un sistema trifásico conectado en triángulo o delta tiene sus tres fases conectadas en serie para formar un circuito cerrado.

Un sistema trifásico conectado en estrella tiene sus tres fases conectadas a un punto común llamado neutro.

Las magnitudes de línea son las que se miden entre dos fases en un sistema trifásico. Incluyen la tensión de línea (VL) y la corriente de línea.

Las magnitudes de fase son las que se miden entre una fase y el neutro en un sistema trifásico. Incluyen la tensión de fase (Vf) y la corriente de fase.

La tensión de línea (VL) es la tensión entre dos fases en un sistema trifásico.

La tensión de fase (Vf) es la tensión entre una fase y el neutro en un sistema trifásico.

La corriente de línea es la corriente que circula en el circuito formado por la fuente y la carga en un sistema trifásico.

La corriente de fase es la corriente que circula por una carga y va desde una línea al neutro en un sistema trifásico.

Un puente de diodos es un circuito que utiliza diodos para convertir la corriente alterna (AC) en corriente continua (DC).

La tensión antes del puente de diodos es una onda sinusoidal que varía en el tiempo. Después del puente, la tensión se convierte en una onda pulsante con una parte negativa eliminada.

Un filtro RC es un circuito que se utiliza para suavizar la tensión pulsante creada por el puente de diodos, creando una tensión DC más estable.

Un SAI (Sistema de Alimentación Ininterrumpida) protege los equipos electrónicos de las interrupciones en el suministro eléctrico.

Las baterías en un SAI almacenan energía y la liberan cuando se detecta una caída de tensión, manteniendo el flujo de energía al equipo.

El rectificador / cargador convierte la corriente alterna (AC) en corriente continua (DC) y carga las baterías del SAI.

Un corte de energía es una interrupción total del suministro eléctrico.

Las subidas de tensión son incrementos en el voltaje por encima del nivel normal, mientras que las bajadas de tensión son disminuciones por debajo del nivel normal.

En conexión en estrella, la corriente de línea (IL) es igual a la corriente de fase (If), mientras que la tensión de línea (VL) es la raíz cuadrada de 3 veces la tensión de fase (Vf).

En conexión en delta o triangulo, la corriente de línea (IL) es la raíz cuadrada de 3 veces la corriente de fase (If), mientras que la tensión de línea (VL) es igual a la tensión de fase (Vf).

La potencia activa (P) es la energía real utilizada por un circuito, mientras que la potencia reactiva (Q) es la energía almacenada y luego devuelta por los componentes reactivos (inductores y capacitores) del circuito.

La potencia aparente (S) es la suma vectorial de la potencia activa (P) y la potencia reactiva (Q) en un circuito.

El factor de potencia (FP) representa la eficiencia con la que se utiliza la potencia. Se calcula como el coseno del ángulo entre la tensión y la corriente (cos φ).

Un factor de potencia inductivo se presenta cuando la tensión adelanta a la corriente. Es típico en circuitos con inductancias.

Un factor de potencia capacitivo se presenta cuando la tensión se retrasa respecto a la corriente. Es típico en circuitos con capacitancias.

Un transformador es un dispositivo que cambia la tensión y corriente manteniendo la potencia constante. Funciona por inducción electromagnética.

La relación entre la tensión en el primario (Vp) y la tensión en el secundario (Vs) de un transformador depende de la relación entre el número de espiras en cada devanado.

La relación de transformación (m) es la razón entre el número de espiras en el primario (N1) y el número de espiras en el secundario (N2) de un transformador.