Si, reactanciaCapacitiva

Reactancia capacitiva[editar]

Lareactancia capacitivase representa pory su valor viene dado por la frmula:

en la que:

=Reactancia capacitivaenohms=Capacidad elctricaenfarads=Frecuenciaenhertzs=Frecuencia angular

Reactancia inductiva[editar]

Lareactancia inductivaes representada pory su valor viene dado por:

en la que:

=Reactancia inductivaenohm=Inductanciaenhenrios=Frecuenciaenhertz=Frecuencia angular

Vase tambin[editar]

Conductancia elctrica

Admitancia

Susceptancia

Enlaces externos[editar]

Tutorial interactivo en Java sobre Reactancia InductivaNational High Magnetic Field Laboratory. (en ingls)

Ing. Gabriel Alberto Ventura Garca, Nmeros imaginarios en Elctricidad (Reactancia),2014.

Categoras:

Magnitudes electromagnticas

Terminologa electrnica

Impedancia

Laimpedancia(Z) es la medida de oposicin que presenta un circuito a una corriente cuando se aplica unatensin. La impedancia extiende el concepto deresistenciaa los circuitos decorriente alterna(CA), y posee tanto magnitud como fase, a diferencia de la resistencia, que slo tiene magnitud. Cuando un circuito es alimentado concorriente continua(CC), su impedancia es igual a la resistencia; esto ltimo puede ser pensado como la impedancia con ngulo de fase cero.

Por definicin, la impedancia es la relacin (cociente) entre elfasortensin y el fasorintensidad de corriente:

Dondees la impedancia,es el fasor tensin ecorresponde alfasorcorriente.

El concepto de impedancia tiene especial importancia si la corriente vara en el tiempo, en cuyo caso las magnitudes se describen con nmeros complejos o funciones del anlisis armnico. Su mdulo (a veces inadecuadamente llamado impedancia) establece la relacin entre los valores mximos o los valores eficaces de la tensin y de la corriente. La parte real de la impedancia es laresistenciay su parte imaginaria es lareactancia.

El concepto de impedancia permite generalizar laley de Ohmen el estudio de circuitos en corriente alterna (CA), dando lugar a la llamadaley de Ohm de corriente alternaque indica:

El trmino fue acuado porOliver Heavisideen 1886. En general, la solucin para las corrientes y las tensiones de un circuito formado porresistencias,condensadoreseinductanciasy sin ningn componente de comportamiento no lineal, son soluciones deecuaciones diferenciales. Pero, cuando todos los generadores de tensin y de corriente tienen la misma frecuencia constante y sus amplitudes son constantes, las soluciones enestado estacionario(cuando todos los fenmenos transitorios han desaparecido) son sinusoidales y todas las tensiones y corrientes tienen la misma frecuencia que los generadores y amplitud constante. La fase, sin embargo, se ver afectada por la parte imaginaria (reactancia) de la impedancia.

El formalismo de las impedancias consiste en unas pocas reglas que permiten calcular circuitos que contienen elementos resistivos, inductivos o capacitivos de manera similar al clculo de circuitos resistivos en corriente continua. Esas reglas slo son vlidas en los casos siguientes:

En rgimen permanente concorriente alternasinusoidal. Es decir, que todos los generadores de tensin y de corriente son sinusoidales y de la misma frecuencia, y que todos los fenmenos transitorios (conexiones y desconexiones bruscas, fallas de aislacin repentinas, etc.) se han atenuado y desaparecido completamente.

Si todos los componentes son lineales. Es decir, componentes o circuitos en los cuales la amplitud (o el valor eficaz) de la corriente es estrictamente proporcional a la tensin aplicada. Se excluyen los componentes no lineales como los diodos, bobinas con ncleos de hierro y otros. Por ello, si el circuito contiene inductancias o transformadores con ncleoferromagntico(que no son lineales), los resultados de los clculos slo podrn ser aproximados y eso, a condicin de respetar la zona de trabajo de las inductancias.

Cuando todos los generadores no tienen la misma frecuencia o si las seales no son sinusoidales, se puede descomponer el clculo en varias etapas en cada una de las cuales se puede utilizar el formalismo de impedancias (verms abajo).

ndice

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1Definicin

2Impedancia

3Admitancia

4Generadores de tensin o de corriente desfasadas

5Representacin grfica

6Clculo de circuitos con las impedancias

6.1Leyes de Kirchhoff

6.2Generalizacin de la ley de Ohm

6.3Impedancias en serie o en paralelo

6.4Interpretacin de los resultados

7Ejemplos

7.1Impedancia en elementos bsicos

7.2Un generador nico

7.3Dos generadores desfasados

8Cuando las impedancias no pueden utilizarse directamente

9Origen de las impedancias

10Vase tambin

11Bibliografa

Definicin[editar]

Sea un componente elctrico oelectrnicoo un circuito alimentado por una corriente sinusoidal. Si la tensin entre sus extremos es, laimpedanciadel circuito o del componente se define como unnmero complejo; que expresado en forma polar tiene un mdulo igual al cocientey un argumento que es:

o sea.

Como se indic anteriormente, la impedancia tambin se define por el cociente entre los fasores de tensin y corriente, representando la oposicin total (Resistencia, Reactancia inductiva, Reactancia capacitiva) sobre la corriente

Como la tensin y las corrientes son sinusoidales, se pueden utilizar losvalores pico(amplitudes), losvalores eficaces, losvalores pico a picoo losvalores medios. Pero hay que cuidar de tratarlos uniformemente y no mezclar los tipos. El resultado de los clculos ser del mismo tipo que el utilizado para los generadores de tensin o de corriente.

Impedancia[editar]

La impedancia puede representarse en forma binmica como la suma de una parte real y una parte imaginaria:

es la parteresistivaorealde la impedancia yes la partereactivaoimaginariade la impedancia. Bsicamente hay dos clases o tipos de reactancias:

Reactancia inductiva o: Debida a la existencia deinductores.

Reactancia capacitiva o: Debida a la existencia decapacitores.

Admitancia[editar]

Vase tambin:Admitancia

Laadmitanciaes el recproco de la impedancia:

Laconductanciaes la parte real de la admitancia y lasusceptanciala parte imaginaria de la admitancia.

La unidad de la admitancia, la conductancia y la susceptancia es elsiemens(smboloS). Un siemens es el recproco de unohmio.

Generadores de tensin o de corriente desfasadas[editar]

Si en un circuito se encuentran varios generadores de tensin o de corriente, se elige uno de ellos como generador de referencia de fase. Si la verdadera tensin del generador de referencia es, para el clculo con las impedancias escribiremos su tensin como. Si la tensin de otro generador tiene un avance de fase decon respecto al generador de referencia y su corriente es, para el clculo con las impedancias escribiremos su corriente como. Elargumentode las tensiones y corrientes calculadas ser el desfase de esas tensiones o corrientes con respecto al generador tomado como referencia.z

Representacin grfica[editar]

Vanse tambin:Corriente AlternayFasor.

Se pueden representar las tensiones de los generadores de tensin y las tensiones entre los extremos de los componentes como vectores giratorios en unplano complejo. La magnitud (longitud) de los vectores es el mdulo de la tensin y el ngulo que hacen con en eje real es igual al ngulo de desfase con respecto al generador de referencia. Este tipo de diagrama tambin se llamadiagrama de Fresnel.

Con un poco de costumbre y un mnimo de conocimientos de geometra, esas representaciones son mucho ms explcitas que los valores o las frmulas. Por supuesto, esos dibujos no son, en nuestra poca, un mtodo grfico de clculo de circuitos. Son una manera de "ver" como las tensiones se suman. Esos dibujos pueden facilitar la escritura de las frmulas finales, utilizando las propiedades geomtricas. Encontrarn ejemplos de la representacin grfica en los ejemplos de abajo.

Clculo de circuitos con las impedancias[editar]

Con lo que se ha explicado arriba, se pueden calcular circuitos que contienen impedancias de la misma manera que se calculan circuitos con resistencias en corriente continua.

Leyes de Kirchhoff[editar]

LasLeyes de Kirchoffse aplican de la misma manera: "la suma de las corrientes que llegan a un nodo es cero" y "la suma de todas las tensiones alrededor de una malla es cero". Esta vez, tanto las corrientes como las tensiones, son, en general, complejas.

Generalizacin de la ley de Ohm[editar]

La tensin entre las extremidades de una impedancia es igual al producto de la corriente por la impedancia:

Tanto la impedancia, como la corriente y la tensin son, en general, complejas.

Impedancias en serie o en paralelo[editar]

Las impedancias se tratan como las resistencias con la ley de Ohm. La impedancia de varias impedancias conectadas en serie es igual a su suma:

Serie

La impedancia de varias impedancias conectadas en paralelo es igual al recproco de la suma de sus recprocos:

Paralelo

Interpretacin de los resultados[editar]

El resultado de corriente es, generalmente, un nmero complejo. Ese nmero complejo se interpreta de manera siguiente:

Elmduloindica el valor de la tensin o de la corriente calculada. Si los valores utilizados para los generadores eran los valores pico, el resultado tambin ser un valor pico. Si los valores eran valores eficaces, el resultado tambin ser un valor eficaz.

Elargumentode ese nmero complejo da el desfase con respecto al generador utilizado como referencia de fase. Si el argumento es positivo la tensin o la corriente calculadas estarn en avance de fase.

Ejemplos[editar]

Impedancia en elementos bsicos[editar]

La impedancia de una resistencia ideal, solo contiene una componente real:

En este caso, la tensin y la corriente son proporcionales y estn en fase.

La impedancia en un inductancia ideal o en un condensador ideal tiene una componente puramente imaginaria:

La impedancia en un inductancia se incrementa con la frecuencia;

La impedancia de un condensador decrece cuando la frecuencia crece;

Un generador nico[editar]

Una inductancia y una resistencia en serie alimentadas por un generador sinusoidal.

En el diagrama de la derecha tenemos un generador sinusoidalde 10 volts de amplitud y de una frecuencia de 10 kHz. En serie hay una inductancia de 10 mH y una resistencia de 1,2 k.Calculemos la corrienteque circula en el circuito:

Es necesaria la aplicacin del clculo con nmeros complejos si se utiliza esta notacin.

El mdulo de la corriente es:

Como el valor de la tensin del generador que tomamos fue un valor pico (amplitud), el valor de la corriente obtenido tambin es un valor pico. La corriente eficaz es:La fase de la corriente es elargumentodel nmero complejo:

.

La corriente est en retardo de fase con respecto a la fase del generador. Eso es lgico, ya que el circuito es inductivo.

Diagrama de Fresnel (o fasor) de una inductancia y una resistencia en serie. El crculo gris solo sirve de ayuda al dibujo del ngulo recto entre la tensin de la resistencia y la tensin de la inductancia.

Solo la resistencia disipa potencia:

La fraccinaparece porque el valor de la corriente es el valor pico.

La tensin entre los extremos de la resistencia es

La tensin eficaz que se leera con un voltmetro sera el mdulo de esta tensin divido por:

La tensin entre las extremidades de la inductancia es

La tensin eficaz leda con el voltmetro sera, igualmente:

Constatamos que la suma de las dos tensiones "complejas" da (teniendo en cuenta los redondeos) la tensin del generador. En cambio, la suma de las dos tensiones ledas con un voltmetro es ms grande que la del generador (). Ese resultado es tpico de las medidas hechas con un voltmetro en circuitos en los cuales las tensiones no estn en fase. Un voltmetro nos mide mdulos en valor eficaz, los cuales no podemos sumar directamente ya que estamos tratando con fasores con sus distintas orientaciones.

Dos generadores desfasados[editar]

Condensador y resistencia en serie entre dos generadores senoidales desfasados.

En el circuito de la derecha, un condensador dey una resistencia deen serie, estn conectados entre dos generadores sinusoidales. Tomamos como generadores dos fases del suministrotrifsico. El generador de izquierda ser nuestro generador de referencia. El generador de derecha est en avance de fase de. Es decir,. Con el formalismo de impedancias, el generador de izquierda sery el de derecha. Comencemos calculando la diferencia de tensin entre los dos generadores:

El mdulo de esta tensin esy est retardada de 0,5774 radianes (30) con respecto a la tensin de referencia.

Diagrama de Fresnel correspondiente al segundo ejemplo. El primer crculo sirve de gua a las tensiones de los dos generadores. El segundo para el ngulo recto entre la tensin del condensador y la de la resistencia.

La corriente que circula es:

Como los valores de tensin utilizados para los generadores eran valores eficaces, la corriente calculada tambin viene como valor eficaz: 91 mA en avance de fase 16,71 con respecto a la tensin de referencia.

La tensin entre los extremos de la resistencia es

La tensin entre los extremos del condensador es:.

La tensin entre las extremidades del condensador est en retardo de 73,3 con respecto a la tensin de referencia. Como en el ejemplo precedente, la suma de los mdulos de las tensiones (las que se mediran con un voltmetro) de la resistencia y del condensador (563 V) es ms grande que la tensin total aplicada (398 V).

La tensin en el punto A del circuito ser:

La tensin del punto A es ms grande que la de cada generador.

Cuando las impedancias no pueden utilizarse directamente[editar]

Si todos los generadores no tienen la misma frecuencia, el formalismo de las impedancias no puede aplicarse directamente. En el caso de tenerse elementos lineales, se puede utilizar elTeorema de superposicin: se hace un clculo separado para cada una de las frecuencias (remplazando en cada uno de los clculos todos los generadores de tensin de frecuencia diferente por un cortocircuito y todos los generadores de corriente de frecuencia diferente por un circuito abierto). Cada una de las tensiones y corrientes totales del circuito ser la suma de cada una de las tensiones o corrientes obtenidas cada una de las frecuencias. Por supuesto, para hacer estas ltimas sumas hay que escribir cada una de las tensiones en la forma real, con la dependencia del tiempo y el desfase:para las tensiones y las frmulas similares para las corrientes.

Si las seales no son sinusoidales, pero son peridicas ycontinuas, se pueden descomponer las seales enserie de Fouriery utilizar elTeorema de superposicinpara separar el clculo en un clculo para cada una de las frecuencias. El resultado final ser la suma de los resultados para cada una de las frecuencias de la descomposicin en serie.

Origen de las impedancias[editar]

Vamos a tratar de ilustrar el sentido fsico de la parte imaginariaj(donde se utiliza esta letra en vez deipara evitar confusiones con la intensidad) de las impedancias calculando, sin utilizar estas, la corriente que circula por un circuito formado por unaresistencia, uninductory uncondensadoren serie.

El circuito est alimentado con una tensin sinusoidal y hemos esperado suficientemente para que todos los fenmenos transitorios hayan desaparecido. Tenemos un rgimen permanente. Como el sistema es lineal, la corriente del rgimen permanente ser tambin sinusoidal y tendr la misma frecuencia que la de la fuente original. Lo nico que no sabemos sobre la corriente es su amplitud y el desfase que puede tener con respecto a la tensin de alimentacin. As, si la tensin de alimentacin esla corriente ser de la forma, dondees el desfase que no conocemos. La ecuacin a resolver ser:

donde,yson las tensiones entre las extremidades de la resistencia, la inductancia y el condensador.

Aplicando la ley de Ohm a la resistencia. resulta:

=

La definicin de inductancia nos dice que:

Si L es constante, queda:

.

La definicin de condensador nos dice que:

Si C es constante:

Haciendo la derivada, se puede comprobar que:

.

As, la ecuacin que hay que resolver es:

Tenemos que encontrar los valores dey deque hagan que esta ecuacin sea satisfecha para todos los valores de.

Para encontrarlos, imaginemos que alimentamos otro circuito idntico con otra fuente de tensin sinusoidal cuya nica diferencia es que comienza con un cuarto de periodo de retraso. Es decir, que la tensin ser. De la misma manera, la solucin tambin tendr el mismo retraso y la corriente ser:. La ecuacin de este segundo circuito retardado ser:

Hay signos que han cambiado porque el coseno retardado se transforma en seno, pero el seno retardado se transforma encoseno. Ahora vamos a sumar las dos ecuaciones despus de haber multiplicado la segunda porj. La idea es de poder transformar las expresiones de la formaen, utilizando lasfrmulas de Euler. El resultado es:

Comoes diferente de cero, se puede dividir toda la ecuacin por ese factor:

se deduce:

A la izquierda tenemos las dos cosas que queramos calcular: la amplitud de la corriente y su desfase. La amplitud ser igual al mdulo del nmero complejo de la derecha y el desfase ser igual al argumento del nmero complejo de la derecha.Y el trmino de la derecha es el resultado del clculo habitual utilizando el formalismo de impedancias en el cual de tratan las impedancias de las resistencias, condensadores e inductancias de la misma manera que las resistencias con la ley de Ohm.Vale la pena repetir que cuando escribimos:

INTRODUCCION

Durante esta investigacin estarn incluido los conceptosde impedancia y reactancia pues son muy importantes enlas instalaciones elctricas y de red de cableado detelecomunicaciones.

IMPEDANCIA

La

impedancia

es una magnitud que establece la relacin(cociente) entre latensinylaintensidad de corriente.Tiene especial importancia si la corriente vara en eltiempo, en cuyo caso, sta, la tensin y la propiaimpedancia se describen con nmeros complejos ofunciones del anlisis armnico. Su mdulo (a vecesimpropiamente llamado impedancia) establece la relacinentre los valores mximos o los valores eficaces de latensin y de la corriente. La parte real de la impedancia eslaresistenciay su parte imaginaria es lareactancia.Elconcepto de impedancia generaliza laley de Ohmen elestudio de circuitos en corriente alterna (AC). Elformalismo de las impedancias consiste en unas pocasreglas que permiten calcular circuitos que contienenelementos resistivos, inductivos o capacitivos de manerasimilar al clculo de circuitos resistivos en corrientecontinua. Esas reglas slo son vlidas en los casossiguientes:

Si estamos en rgimen permanente concorrientealternasinusoidal. Es decir, que todos losgeneradores de tensin y de corriente sonsinusoidales y de la misma frecuencia, y que todoslos fenmenos transitorios que pueden ocurrir alcomienzo de la conexin se han atenuado ydesaparecido completamente.

Si todos los componentes son lineales. Es decir,componentes o circuitos en los cuales la amplitud (oel valor eficaz) de la corriente es estrictamenteproporcional a la tensin aplicada. Se excluyen loscomponentes no lineales como los diodos. Si elcircuito contiene inductancias conncleoferromagntico(que no son lineales), losresultados de los clculos slo podrn seraproximados y eso, a condicin de respetar la zonade trabajo de las inductancias.Cuando todos los generadores no tienen la mismafrecuencia o si las seales no son sinusoidales, se puededescomponer el clculo en varias etapas en cada una delas cuales se puede utilizar el formalismo de impedancias.

REACTANCIA

Enelectrnicase denomina

reactancia

a la oposicinofrecida al paso de la corriente alternaporinductores(bobinas)ocondensadoresy se mide enOhmios. Los otros dos tipos bsicos de componentes deloscircuitos,transistoresyresistores,no presentanreactancia.Cuando circula corriente alterna por alguno de estos doselementos que contienen reactancia la energa

alternativamente almacenada y liberada en formadecampo magntico,en el caso de las bobinas, odecampo elctrico,en el caso de los condensadores. Estoproduce un adelanto o atraso entre laonda de corrienteylaonda de tensin.Este desfasaje hace disminuirlapotenciaentregada a una carga resistiva conectadaluego de la reactancia sin consumir energa.

Reactancia inductiva (XL)

es lo que se opone a lacirculacin de unacorriente variable y justamente aparecepor la circulacin de esta corriente variable, ya sea alternao continua pulsante, es de esperar que sus efectos seanms acentuados cuanto mayor sea la concentracin de magnetismo en el inductor. Como sabemos que elmagnetismo aparece cuando circula una corrienteelctrica, es de suponerse que este magnetismo (y porende su reaccin), sea mayor cuanto mayor sea estacorriente circulante y que del mismo modo mayor ser laconcentracin del magnetismo cuanto ms veces lacorriente pase por el mismo lugar donde crear el campomagntico o sea cuanto mayor sea la cantidad de lasespiras o vueltas que la bobina inductora o inductorposea.

Reactancia capacitiva Xc

es la oposicin al paso de lacorriente alterna debido a la capacitancia del circuito. Launidad de la reactancia capacitiva es el ohm.

CONCLUSION

En esta investigacin que se realizo tena como findefinir que es impedancia y reactancia y nos encontramoscon que impedancia es la relacin entre voltaje y corrientey reactancia es la oposicin que se le hace al paso de lacorriente por medio de boninas ocondensadores

Clculo de secciones de lneas elctricas

Elclculo de secciones de lneas elctricases un mtodo de clculo para obtener la seccin idnea de los conductores empleados, siendo el conjunto de conductores capaz de:

transportar lapotenciarequerida con total seguridad;

que dicho transporte se efecte con un mnimo de prdidas de energa;

mantener los costes de instalacin en unos valores aceptables.

A la hora de dimensionar un conductor se aplican tres criterios bsicos:

que su cada de tensin () est dentro de los lmites admisibles;

que el calentamiento porefecto Jouleno destruya elmaterial aislantedel conductor;

que en caso decortocircuito, no se destruya el conductor.

ndice

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1Clculo por cada de tensin

1.1Momento elctrico de una lnea

1.2Lneas con cargas irregularmente repartidas

1.3Lneas con cargas uniformemente repartidas

1.4Lneas alimentadas por ambos extremos a la misma tensin

1.4.1Divisin de la red por el punto de mnima tensin

1.4.2Ejemplo de clculo

1.5Lneas en anillo

1.6Lneas con ramificaciones

2Clculo por calentamiento

3Clculo por corriente mxima de cortocircuito

4Clculo por cada de tensin

4.1Momento elctrico de una lnea

4.2Lneas con cargas irregularmente repartidas

4.3Lneas con cargas uniformemente repartidas

4.4Lneas alimentadas por ambos extremos a la misma tensin

4.4.1Divisin de la red por el punto de mnima tensin

4.4.2Ejemplo de clculo

4.5Lneas en anillo

4.6Lneas con ramificaciones

5Clculo por calentamiento

6Clculo por corriente mxima de cortocircuito

7Vase tambin

8Referencias

8.1Normas y reglamentos

8.2Enlaces

Clculo por cada de tensin[editar]

La cada de tensin () se produce como consecuencia de laresistenciade los conductores. Como regla general, en Espaa, se permite una () mxima de:1

3% para cualquier circuito interior de viviendas.

3% en instalaciones de alumbrado.

5% en el resto de instalaciones.

Lanormativapuede establecer otros valores para la cada de tensin mxima admisible. Existen diversas formas de calcular la seccin mnima del conductor para diferentes situaciones:

Lneas de corriente continua

dondeSes la seccin del conductor,laresistividad, laIla intensidad prevista en el conductor yla cada de tensin permitida.

Lneas de corriente alterna monofsica

Lneas de corriente alterna (trifsica)

donde:

es cada de tensin envoltios.

es el factor de potencia activa.

es la longitud del cable en metros.

es laresistividaden.

Momento elctrico de una lnea[editar]

Elmomento elctricode una lnea es el producto de la carga elctrica por la distancia hasta el origen. Puede considerarse como el equivalente de la lnea constituido por un nico tramo de lnea con una nica carga en su extremo.

En corriente continua:

En corriente alterna:

donde:

M, momento elctrico, enamperiospor metro [Am].

L, longitud de la lnea, en metros [m].

I=intensidad de corriente elctrica, en amperios [A].

,factor de potencia, adimensional.

Lneas con cargas irregularmente repartidas[editar]

Momento elctrico:

Expresin desarrollada para este caso:

Es el mtodo general de clculo de lneas por cada de tensin.'

Lneas con cargas uniformemente repartidas[editar]

Son un caso particular de lneas con cargas irregularmente repartidas. Se pueden calcular como las anteriores, o mediante un mtodo especfico.

Momento elctrico:

Expresin desarrollada para este caso:

Lneas alimentadas por ambos extremos a la misma tensin[editar]

En este tipo de lneas aparece el punto de mnima tensin, que es aquel en donde la C.D.T. es mxima. Dicho punto puede considerarse como el centro de gravedad de la lnea. Para su clculo:

Obtenemos el valor dee.

Ahora, basndonos en laLey de Nudos de Kirchoff, vamos restando de izquierda a derecha las intensidades a, hasta el primer resultado negativo. Esta intensidad negativa debe coincidir, tanto si la calculamos de izquierda a derecha como de derecha a izquierda. El punto donde aparece dicha intensidad es el Punto de Mnima Tensin.

Sustituimos el valor de la ltima intensidad empleada en los clculos antes de llegar a un valor negativo por el valor obtenido.

Divisin de la red por el punto de mnima tensin[editar]

Una vez seccionada la lnea en dos ramas, calculamos cualquiera de las dos por uno de los mtodos anteriores. El resultado ser vlido para las dos ramas.

Ejemplo de clculo[editar]

Artculo principal:Anexo:Ejemplos de clculo de lneas elctricas

Lneas en anillo[editar]

Estas lneas son, en realidad, lneas alimentadas por ambos extremos a la misma tensin, y se calculan de forma idntica a las anteriores

Lneas con ramificaciones[editar]

En este caso, se calcula la rama principal, segn los mtodos anteriores, considerando la suma de todas las cargas de las ramas secundarias aplicadas en el punto de unin entre las ramas principal y secundaria.

El principal inconveniente puede ser repartir la cada de tensin entre la rama principal y las extremas. Lo podemos hacer de forma heurstica o calcular la cada de tensin ptima para conseguir un volumen mnimo de conductor (criterio econmico).

Clculo por calentamiento[editar]

En todo momento, el conductor ha de soportar la intensidad mxima del circuito sin deteriorarse. Por ello, la intensidad nominal del conductor ha de ser mayor a la intensidad mxima del circuito.

El elemento que va a limitar la temperatura mxima a la que es capaz de trabajar el cable es su aislamiento, generalmente de material plstico. Las temperaturas mximas admisibles para los distintos tipos de aislamiento son:2

Material

Temperatura de servicio (C)

Temperatura decortocircuito(t< 5s)(C)

PVC

70

160

Polietilenoreticulado (XLPE)

90

250

Etileno-Propileno(EPR)

90

250

Los nuevos aislamientos a base depoliolefinastermoplsticas (cables libres de halgenos) se consideran, a efectos de clculo, como dePVC.

Clculo por corriente mxima de cortocircuito[editar]

Por sus caractersticas (gran intensidad y corta duracin), durante uncortocircuitose considera un calentamientoadiabticodel conductor, es decir, todo el calor generado, se invierte en elevar la temperatura del cable.

Mediante la siguiente expresin3se puede calcular la corriente mxima decortocircuitopara una seccin determinada:

donde:Elclculo de secciones de lneas elctricases un mtodo de clculo para obtener la seccin idnea del conductor a emplear, siendo este capaz de:

transportar la potencia requerida con total seguridad;

que dicho transporte se efecte con un mnimo de prdidas de energa;

mantener los costes de instalacin en unos valores aceptables.

A la hora de dimensionar un conductor se aplican tres criterios bsicos:

que su cada de tensin () est dentro de los lmites admisibles;

que el calentamiento porefecto Jouleno destruya el material aislante del conductor;

que en caso decortocircuito, no se destruya el conductor.

Clculo por cada de tensin[editar]

La cada de tensin () se produce como consecuencia de laresistenciade los conductores. Como regla general, en Espaa, se permite una () mxima de:1

3% para cualquier circuito interior de viviendas.

3% en instalaciones de alumbrado.

5% en el resto de instalaciones.

Lanormativapuede establecer otros valores para la cada de tensin mxima admisible. El clculo como anterior depende de situaciones concretas:

Lneas de corriente continua

Lneas de corriente alterna monofsica

Lneas de corriente alterna (trifsica)

donde:

es cada de tensin envoltios.

es el factor de potencia activa.

Les la longitud del cable en metros.

es laresistividaden.

Momento elctrico de una lnea[editar]

El momento elctrico de una lnea es el producto de la carga elctrica por la distancia hasta el origen. Puede considerarse como el equivalente de la lnea constituido por un nico tramo de lnea con una nica carga en su extremo.

En corriente continua:

En corriente alterna:

donde:

M, momento elctrico, en Amperios por Metro (Am)

L, longitud de la lnea, en metros (m)

I,intensidad de corriente elctrica, en Amperios (A)

,factor de potencia, adimensional.

Lneas con cargas irregularmente repartidas[editar]

Momento elctrico:

Expresin desarrollada para este caso:

Es el mtodo general de clculo de lneas por cada de tensin.

Lneas con cargas uniformemente repartidas[editar]

Son un caso particular de lneas con cargas irregularmente repartidas. Se pueden calcular como las anteriores, o mediante un mtodo especfico.

Momento elctrico:

Expresin desarrollada para este caso:

Lneas alimentadas por ambos extremos a la misma tensin[editar]

En este tipo de lneas aparece el punto de mnima tensin, que es aquel en donde la C.D.T. es mxima. Dicho punto puede considerarse como el centro de gravedad de la lnea.

Para su clculo:

Obtenemos el valor dee.

Ahora, basndonos en laLey de Nudos de Kirchoff, vamos restando de izquierda a derecha las intensidades a, hasta el primer resultado negativo. Esta intensidad negativa debe coincidir, tanto si la calculamos de izquierda a derecha como de derecha a izquierda. El punto donde aparece dicha intensidad es el Punto de Mnima Tensin.

Sustituimos el valor de la ltima intensidad empleada en los clculos antes de llegar a un valor negativo por el valor obtenido.

Divisin de la red por el punto de mnima tensin[editar]

Una vez seccionada la lnea en dos ramas, calculamos cualquiera de las dos por uno de los mtodos anteriores. El resultado ser vlido para las dos ramas.

Ejemplo de clculo[editar]

Artculo principal:Anexo:Ejemplos de clculo de lneas elctricas

Lneas en anillo[editar]

Estas lneas son, en realidad, lneas alimentadas por ambos extremos a la misma tensin, y se calculan de forma idntica a las anteriores

Lneas con ramificaciones[editar]

En este caso, se calcula la rama principal, segn los mtodos anteriores, considerando la suma de todas las cargas de las ramas secundarias aplicadas en el punto de unin entre las ramas principal y secundaria.

El principal inconveniente puede ser repartir la cada de tensin entre la rama principal y las extremas. Lo podemos hacer de forma heurstica o calcular la cada de tensin ptima para conseguir un volumen mnimo de conductor (criterio econmico).

Clculo por calentamiento[editar]

En todo momento, el conductor ha de soportar la intensidad mxima del circuito sin deteriorarse. Por ello, la intensidad nominal del conductor ha de ser mayor a la intensidad mxima del circuito.

El elemento que va a limitar la temperatura mxima a la que es capaz de trabajar el cable es su aislamiento, generalmente de material plstico. Las temperaturas mximas admisibles para los distintos tipos de aislamiento son:2

Material

Temperatura de servicio (C)

Temperatura decortocircuito(t< 5s)(C)

PVC

70

160

Polietilenoreticulado (XLPE)

90

250

Etileno-Propileno(EPR)

90

250

Los nuevos aislamientos a base depoliolefinastermoplsticas (cables libres de halgenos) se consideran, a efectos de clculo, como dePVC.

Clculo por corriente mxima de cortocircuito[editar]

Por sus caractersticas (gran intensidad y corta duracin), durante uncortocircuitose considera un calentamientoadiabticodel conductor, es decir, todo el calor generado, se invierte en elevar la temperatura del cable.

Mediante la siguiente expresin3se puede calcular la corriente mxima decortocircuitopara una seccin determinada:

donde:

es la intensidad mxima de cortocircuito admisible (enAmperios)

es la duracin del cortocircuito (en segundos)

K yson constantes que dependen del material conductor.

S es la seccin del material conductor (en milmetros cuadrados)

es la temperatura final del cortocircuito (En C. Ver tabla del punto anterior)

es la temperatura inicial del contuctor (En C. Se toma la temperatura mxima de cortocircuito del conductor)

Material conductor

K

Cobre

226

234,5

Aluminio

148

228

En cualquier caso, la intensidad obtenida debe ser mayor a la intensidad decortocircuitoen el punto de lainstalacindonde vaya instalado.

es la intensidad mxima de cortocircuito admisible (enAmperios)

es la duracin del cortocircuito (en segundos)

K yson constantes que dependen del material conductor.

S es la seccin del material conductor (en milmetros cuadrados)

es la temperatura final del cortocircuito (En C. Ver tabla del punto anterior)

es la temperatura inicial del contuctor (En C. Se toma la temperatura mxima de cortocircuito del conductor)

Material conductor

K

Cobre

226

234,5

Aluminio

148

228

En cualquier caso, la intensidad obtenida debe ser mayor a la intensidad decortocircuitoen el punto de lainstalacindonde vaya instalado.

Vase tambin[editar]

Conducto elctrico

Referencias[editar]

1. Saltar a:ab