Transformador Ateneo

Bueno nosotros fuimos a ver el transformador que se encuentra en el ateneo, arriba del preescolar, y se encuentra ahí porque es el lugar más cercano para que la comisión federal lo conecte a los cables de alta tensión. Este transformador es el utilizan para toda la escuela, y aunque esta ha crecido en aproximadamente un 20% desde que fue instalado aun está sobrado por si hubiera nuevas ampliaciones.
Ahora presentaremos las especificaciones de este transformador:



- Es transformador en aceite tipo poste, marca TEIMSA, trifásico a 300kva
- Levanta entradas hasta de 16100, y lo reduce a 220 y 120.
- Utiliza como método de enfriamiento aceite dieléctrico de 30kv.
- Opera a una frecuencia de 60htz.
- El material en el devanado de baja tensión o secundario es de cobre al igual que en el de alta tensión o primario.
- Utiliza una conexión Δ-Y (delta-estrella)

También se cuenta con un tablero de control en donde el switch principal es de 400a, y después se divide en valores de 30, 40, 50, 70 y 100 amperes para distribuirlo a las diferentes partes de la escuela.



Por último el medidor de temperatura del transformador.

HVDC High-Voltage Direct Current

Una planta de HVDC de Siemens en India

Saludos queridos lectores, me alegra ver como día a día nuestro blog toma mas fuerza, y crece en numero de visitas y contenido.

Cabe aclarar que por mas grande que parezca esta entrada trataré de hacerla lo mas clara y concisa posible, por lo que espero que se tome querido lector, el tiempo de leerla a detalle.

Sin mas preambulos, en esta entrada trataremos un tema de gran relevancia que nos abre un poco los ojos a las nuevas tendencias que poco a poco se imponen en el ámbito de las máquinas eléctricas. Sin duda un tema excitante que estoy seguro cautivará a mas de uno.

Estoy seguro querido lector de que la curiosidad debe estarle matando, asi que acabaré con esa agonía, el tema que trataremos en esta entrada es ni mas ni menos que: LA CORRIENTE DIRECTA DE ALTO VOLTAJE!!!

Ya desde hace varios años este tema había cautivado mi atención, pues en cierta ocasión una admiradora me hizo una pregunta al respecto. Y esta era: Porque usamos corriente alterna en lugar de corriente directa?

Sin duda al principio la respuesta es facil, pero si nos detenemos a pensarlo mas detenidamente, nos daremos cuenta de que en realidad las razones no son tantas.

Bueno le comenté esto a un muy buen amigo mío en el área de desarrollo de Siemens, y parece que despues de pensarlo bien a el también le llamo la atención esta interrogante. Despues de años de desarrollo ahora le muestran al mundo los modernos sistemas de transmisión de corriente directa de alto voltaje.

Este tipo de energía sin embargo, mas alla de lo que podamos pensar, es en verdad longeva, si asi es, longeva. Y es que al comienzo de la historia de la electricidad, los padres de grandes inventos en éste ambito se debatían entre cual de las 2 corrientes, alterna y directa era la indicada para trabajar con ella. Para ser mas concretos Nikola Tesla representando a la corriente directa y Thomas Edison representando la corriente alterna, sostuvieron una larga batalla para demostrar que su tipo de energía era la mas apropiada, esta batalla duró varios años y durante este tiempo se construyeron lineas de transmisión con ambos tipos de corriente, como dato cultural, la silla eléctrica nació de la batalla de estos cientificos por probar cual de las 2 energías era mas peligrosa para el ser humano, en fin, en este contexto hitstórico, una de las primeras redes de transmisión de corriente directa data del año 1889 en Italia, el llamado Acquedotto de Ferrari-Galliera, nada reciente cierto? Sin embargo estoy seguro querido lector de que si esta leyendo este blog no es porque sea un apasionado de la historia, por lo tanto cerraré esta ventana al pasado con el porque se optó por corriente alterna y no corriente directa. La transmisión de energía electrica a largas distancias plantea diversos retos, y uno de ellos es que a muy grandes distancias la resistencia del cable consume gran parte de la energía, sin embargo el cable se opone al paso de la corriente, por lo cual elevar el voltaje en la red disminuye la corriente al mantener la potencia constante, y esto es el porque de que todas las redes de transmisión manejen voltajes del orden de los Kilovolts. Sin embargo la pobre protagonista de nuestra historia, la corriente directa, llevaba todas las de perder en los años 1900, debido a que la elevación del voltaje en corriente alterna es relativamente sencilla, un transformador, una maquina reltaivamente sencilla y barata hacía el trabajo mientras que para elevar el voltaje de la corriente directa se requería de mucho mas presupuesto e investigación. Este querido lector fue el porque de que la corriente alterna dominara durante todo el siglo XX.

El transformador, esa mágica máquina fue un golpe directo al estomago de la corriente directa. Los años pasaron y la tecnología en semiconductores avanzó, y sin que nos dieramos cuenta de pronto teníamos dispositivos que podían facilmente elevar el voltaje de la corriente directa, aunque no muy populares, las Válvulas de arco de mercurio (no es un semiconductor), Los tiristores y Los Mosfets permiten que se pueda elevar el voltaje en corriente directa.

Aqui una Válvula de arco de mercurio

Ahora solucionado el problema de elevar el voltaje en corriente directa, el panorama pinta mejor que nunca para nuestra protagonista la corriente directa.

Y es que ests elevadores de voltaje funcionan tan bien que permiten elevar voltajes hasta casi MegaVolts, esto se traduce en muy poca perdida de potencia en los cables. En general una red moderna de transmisión de corriente directa tiene una pérdida del 3% por cada 1000km. Y esque las ventajas de la CD por sobre la AC son mcuhas como por ejemplo:

• La capacitancia de los cables no es problema para la CD, especialmente en entornos donde esto es todo un problema en AC como los cables submarinos.
• Se puede transmitir de punto a punto sin "TAPS" intermediarios, lo que reduce el costo de mantenimiento.
• Se puede incrementar la capcidad de una red existente donde los costos de mejorarla son muy altos
• Se puede sincronizar con redes existentes de AC
• Estabiliza las corrientes de AC y disminuye las corrientes de corto circuito.
• Reduce el costo de las nuevas lineas, ya que no se necesitan multiples fáses y se pueden utilizar cables mas delgados, ya que la corriente directa no sufre del efecto "Skin" que sufre la corriente alterna, este efecto hace que la corriente tienda a circular por la superficie del cable y no ocupe su centro.
• Facilita la comunicación entre redes AC que utilizan distintas especificaciones de fase o voltaje.
  

En fin, las ventajas son bastantes, sin embargo, no todo es color de rosa, tambien se muestran desventajas para nuestra protagonista, estas ventajas sin embargo se presentan especificamente al momento de convertir, switchear y controlar la corriente, ya que los mecanismos para esto, aun no son lo suficientemente eficientes y representan mas perdidas que lo mismo que representaría una red de corriente alterna, especialmente en distancias cortas. Esto aunado a un costo mucho mas alto de estas terminales.

Actualmente existen diversas redes a nivel mundial que operan con esta tecnología especialmente en lugares extensos donde sus ventajas sobrepasan por mucho a la corriente alterna, como china, rusia y australia.

Si bien aún su uso esta mucho menos popularizado que el de la AC les recomiendo que no le quiten los ojos de encima a nuestra protagonista de esta historia la DC ya que el futuro pinta muy prometedor para ella, mientras que los cientificos descubren nuevos materiales y técnicas que hacen de los dispositivos necesarios para su implementación mas costeables y eficientes.

Quien sabe, quisas en algunos años solamente usemos DC (revuelcate en tu tumba Edison).

Saludos y no olviden firmar el blog y mantenerse sintonizados. Agradezco sus correos, y cartas, especialmente de mi club de fans en Toronto.

Presentacion de Transformadores Electricos de Alta Potencia

Transformadores Electricos

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Practica de Transformador

( Rico, Irving y Wil)

En esta practica no se tuvo la fortuna de coseguir un transformador del tamaño deseado, pero con lo que contamos fue con uno que era muy facil de desarmar y no prsentó problemas al momento de empezar


se anexan algunas fotos:



Este es Transformador que tuvimos que desarmar, no se supo las caracteristicas, pero si intentó sacar contando los numeros de vueltas de cada embobinado.








Al momento de sacar las "E" y las "I'"










Al ir sacando el nucleo, se aprecia que estaban muy apretadas todas la laminas.









Este es el carretel , nos gusto este ya que nos dimos cuenta de que las bobinas venian separadas, en el carretel se podia apreciar la bobina primaria de la secundaria

otro tanto mas.....

Por si fuera poco, nosotros tenemos que paceder con un transformador pequeñisimo, imaginense a estos compas la tarea que tienen que realizar:

Otro video donde se habla de lo mismo........

Un poco de TRANSFORMADORES

TRANSFORMADORES.

Transformador es un dispositivo eléctrico que consta de una bobina de cable situada junto a una o varias bobinas más, y que se utiliza para unir dos o más circuitos de corriente alterna (CA) aprovechando el efecto de inducción entre las bobinas. La bobina conectada a la fuente de energía se llama bobina primaria. Las demás bobinas reciben el nombre de bobinas secundarias. Un transformador cuyo voltaje secundario sea superior al primario se llama transformador elevador. Si el voltaje secundario es inferior al primario este dispositivo recibe el nombre de transformador reductor. El producto de intensidad de corriente por voltaje es constante en cada juego de bobinas, de forma que en un transformador elevador el aumento de voltaje de la bobina secundaria viene acompañado por la correspondiente disminución de corriente.

Sección transversal de un transformador :

Esquema simplificado de un transformador de los denominados monofásicos. En la parte izquierda de la figura se puede ver la bobina o arrollamiento primario, y en la derecha el secundario. En el caso que se muestra, el transformador está funcionando sin carga, esto es, sin ningún dispositivo consumidor de electricidad conectado al secundario. En esas condiciones, la proporción entre los voltajes o tensiones U corresponde a la proporción entre los números de espiras N, cumpliéndose la relación U1/U2 = N1/N2.

Transformador ideal:

La teoría del funcionamiento y las aplicaciones del transformador se comprende mejor si se le considera como un dispositivo ideal. Esta simplificación nos permite definir los términos del transformador y comprender su funcionamiento. El transformador ideal tiene las siguientes propiedades:

- Su coeficiente de acoplamiento (k) es la unidad.
- Sus devanados primarios y secundarios son inductores puros de valor infinitamente grande.

- Sus impedancias propia y mutua son cero, y no contiene reactancia ni resistencia, histéresis

y corrientes parásitas.
- Su relación de vueltas de transformación (α) es igual a la relación de sus voltajes entre

terminales de primario y secundario, y también a la relación de su corriente secundaria a

primaria.
- Su permeabilidad del núcleo (μ) es infinita.

Por definición, la relación de transformación, (a), es la de las vueltas del primario a las vueltas del secundario, es decir, α = N1/N2. Pero para el transformador ideal, como se dijo antes, podemos escribir:
α = N1 = E1 = V1 = I2
N2 E2 V2 I1

Practica : desbaratar un generador

En esta practica nos dimos a la tarea de buscar en los deshuesaderos algun generador o alternador que nos pudiera servir para desbaratar y poder ver de que es lo que los hace valorables; en primer lugar un video del ing. Jorge Canto; donde nos muestra parte del generador, todas las voces estan dobladas ( excepto la del maestro ), cualquier parecido con la realidad es pura concidencia:




he aki otras fotografias donde ya le habiamos dado mate al pobre generador


polos magneticos armadura


escobillas

carcasa

Un poco de GENERADORES

GENERADORES.

Generadores de Corriente Continua (CD):

Si una armadura gira entre dos polos magnéticos fijos, la corriente en la armadura circula en un sentido durante la mitad de cada revolución, y en el otro sentido durante la otra mitad. Para producir un flujo constante de corriente en un sentido, o corriente continua, en un aparato determinado, es necesario disponer de un medio para invertir el flujo de corriente fuera del generador una vez durante cada revolución. En las máquinas antiguas esta inversión se llevaba a cabo mediante un conmutador, un anillo de metal partido montado sobre el eje de una armadura. Las dos mitades del anillo se aislaban entre sí y servían como bornes de la bobina. Las escobillas fijas de metal o de carbón se mantenían en contacto con el conmutador, que al girar conectaba eléctricamente la bobina a los cables externos. Cuando la armadura giraba, cada escobilla estaba en contacto de forma alternativa con las mitades del conmutador, cambiando la posición en el momento en el que la corriente invertía su sentido dentro de la bobina de la armadura. Así se producía un flujo de corriente de un sentido en el circuito exterior al que el generador estaba conectado. Los generadores de corriente continua funcionan normalmente a voltajes bastante bajos para evitar las chispas que se producen entre las escobillas y el conmutador a voltajes altos. El potencial más alto desarrollado para este tipo de generadores suele ser de 1.500 voltios. En algunas máquinas más modernas esta inversión se realiza usando aparatos de potencia electrónica, como por ejemplo rectificadores de diodo.
Los generadores modernos de corriente continua utilizan armaduras de tambor, que suelen estar formadas por un gran número de bobinas agrupadas en hendiduras longitudinales dentro del núcleo de la armadura y conectadas a los segmentos adecuados de un conmutador múltiple. Si una armadura tiene un solo circuito de cable, la corriente que se produce aumentará y disminuirá dependiendo de la parte del campo magnético a través del cual se esté moviendo el circuito. Un conmutador de varios segmentos usado con una armadura de tambor conecta siempre el circuito externo a uno de cable que se mueve a través de un área de alta intensidad del campo, y como resultado la corriente que suministran las bobinas de la armadura es prácticamente constante. Los campos de los generadores modernos se equipan con cuatro o más polos electromagnéticos que aumentan el tamaño y la resistencia del campo magnético. En algunos casos, se añaden interpolos más pequeños para compensar las distorsiones que causa el efecto magnético de la armadura en el flujo eléctrico del campo.

Generadores de Corriente Alterna (alternadores) (CA):

Como se decía antes, un generador simple sin conmutador producirá una corriente eléctrica que cambia de sentido a medida que gira la armadura. Este tipo de corriente alterna es ventajosa para la transmisión de potencia eléctrica, por lo que la mayoría de los generadores eléctricos son de este tipo. En su forma más simple, un generador de corriente alterna se diferencia de uno de corriente continua en sólo dos aspectos: los extremos de la bobina de su armadura están sacados a los anillos colectores sólidos sin segmentos del árbol del generador en lugar de los conmutadores, y las bobinas de campo se excitan mediante una fuente externa de corriente continua más que con el generador en sí. Los generadores de corriente alterna de baja velocidad se fabrican con hasta 100 polos, para mejorar su eficiencia y para lograr con más facilidad la frecuencia deseada. Los alternadores accionados por turbinas de alta velocidad, sin embargo, son a menudo máquinas de dos polos. La frecuencia de la corriente que suministra un generador de corriente alterna es igual a la mitad del producto del número de polos por el número de revoluciones por segundo de la armadura.
A veces, es preferible generar un voltaje tan alto como sea posible. Las armaduras rotatorias no son prácticas en este tipo de aplicaciones, debido a que pueden producirse chispas entre las escobillas y los anillos colectores, y a que pueden producirse fallos mecánicos que podrían causar cortocircuitos. Por tanto, los alternadores se construyen con una armadura fija en la que gira un rotor compuesto de un número de imanes de campo. El principio de funcionamiento es el mismo que el del generador de corriente alterna descrito con anterioridad, excepto en que el campo magnético (en lugar de los conductores de la armadura) está en movimiento.
La corriente que se genera mediante los alternadores descritos más arriba aumenta hasta un pico, cae hasta cero, desciende hasta un pico negativo y sube otra vez a cero varias veces por segundo, dependiendo de la frecuencia para la que esté diseñada la máquina. Este tipo de corriente se conoce como corriente alterna monofásica. Sin embargo, si la armadura la componen dos bobinas, montadas a 90º una de otra, y con conexiones externas separadas, se producirán dos ondas de corriente, una de las cuales estará en su máximo cuando la otra sea cero. Este tipo de corriente se denomina corriente alterna bifásica. Si se agrupan tres bobinas de armadura en ángulos de 120º, se producirá corriente en forma de onda triple, conocida como corriente alterna trifásica. Se puede obtener un número mayor de fases incrementando el número de bobinas en la armadura, pero en la práctica de la ingeniería eléctrica moderna se usa sobre todo la corriente alterna trifásica, con el alternador trifásico, que es la máquina dinamoeléctrica que se emplea normalmente para generar potencia eléctrica.

Transformadores

En esta parte podremos tener la oportunidad de ver como es un tranformador por dentro a traves de algunas imagenes, siendo uno de 150 KVA y otro de 500KVA los cuales estan ubicados en las instalaciones de la Iniversidad del Mayab.En esta primera imagen podemos ver la parte externa del de un tranformador de 150 kVA al abrirlo podremos observar lo siguiente

Aquí podemos ver lo que son las conexiones trifasicas de alta tension que es lo que es entregado directamente al transformador 

Observamso que a un lado se encuentran las conexiones de baja tension que ya son las que salen del tranformado y en la imagen siguiente podemos ver como esta lineas pasan por debajo de la tierra y van hacia donde se necesite la energia o pueden ir conectadandose a otros tranformadores

Ahora podemos ver el de 500KVA el cual externamente se ve diferente en cuanto a tamaño y a su disipador 

En cuanto a la parte interna del transforamdor son muy similares sus conexiones entre este y el anterior como puede verse en las imagenes 

Arriba puede observarse más claramene la tierra fisica del tranformador  

Practica Transformadores

Practica Desarmado de Transformadores.

Durante esta practica se nos pidio traer un transformador, el cual debia de permancer tres dias remojado en tiner para facilitar el desarmado de este. Efectivamente, al desarmar en nucleo, el cual no es un apieza solida como se piensa, sino que son varias laminas en formas de E e I compactadas
para formar todo el nucleo. una vez que se logro esto ya se puede sacar la parte plastica adonde se enrrollan las bobinas. Estas tiene el devanado primario y el secundario. El primario va al voltaje de entrada y tiene determinado calibre y numero de vueltas segun el voltaje que va a recibir. El secundario, por lo general es de mayor calibre porque la corriente que salga de este va a depender de lo que se le conecte a dicho devanado secundario. Si es un transformador reductor el primario tiene mas vueltas que el devanado secundario. Segun el voltaje que quiera obtener del secundario puedo derivar varios tipos de voltajes. Esto se hace al doblar alguna parte de la bobina y sacandola de las vueltas, y despues sigo enrrollando para completar las vueltas que necesito. La cantidad de vueltas varia segun el voltaje de salida que quiero obtener.

Por Carlos Gonzalez, Julio Ontiveros, Raul Espejo

Rally Transformadores

Para el rally de transformadores.
A nosotros el equipo cuatro nos toco averiguar sobre los transformadores localizados en periferico pegados a la carretera. Decimos transformadores (plural) ya que el que se nos asigno no es solo un transformador sino tres del mismo tipo que estan juntos.
Es un transformador de distribucion tipo monofasico YT tambien conocido como unicornio.
Este transformador es de una fase, por eso es que se encontraron tres, uno por cada fase que llega de la central electrica. Sus aplicaciones mas comunes son:" para redes aereas, reduccion de la tension de distribucion primario en 1 hilo a tensiones de utilizacion en 3 hilos para alumbrado, cargas monofasicas domesticas rurales."
Sus capcidades son de 5, 10, 15, 25, 37, 50 kva pero este que observamos especificamente es de 10 kva.
Su tipo de enfriamiento es OA. Esto significa que esta sumergido en aceite llevandose acabo un enfriamiento natural.
Es el enfriamiento mas economico, mas comun y adaptable para diversas aplicaciones. Sus especificaciones son:
Frecuencia: 60 Hz
-Voltaje de AT (voltaje en el devanado primario): 13 200YT/7 620 V
-Derivaciones en AT: +/-2x2,5%
-Conexión AT: Fase a tierra (YT)
-Voltaje de BT (voltaje en el devanado secundario): 120/240 V
-Conexión BT: 3 hilos
-Elevación de temperatura: 65°C sobre un ambiente máximo de -40°C y promedio de 30°C en un período de 24 horas
-Altura de operación: 2 300 m.s.n.m.
-Líquido refrigerante: Aceite mineral
-Otras: Tipo Cálido, autoprotegidos
-diseñado de acuerdo con especificaciones K-0000-01 de CFE y Normas NMX-J-116-ANCE.


Tambien se nos pidio investigar sobre los transformadores de la Universidad.
Uno atrás de rectoria de 150 KVA y el otro de 500 KVA en el estacionamiento.

Atras de rectoria se encontró el ¨transformador de distribución tipo especial trifásico “
Se les conoce como DRS. Sirve para redes subterráneas. Sus sistema de alimentacion es en anillo. Estos transformadores sirven prinsipalemente para reduccion de tension en distribucion primaria en 4 hilos. Tambien sirve para el alumbrado y para cargas trifásicas y monofásicas domesticas residenciales.


Especificaciones:

'Capacidades: 75; 112,2; 150; 225 kVA
-Tipo de enfriamiento: OA
-No. de fases: 3
-Frecuencia: 60 Hz
-Voltaje de AT: 13 200YT/7 620 V
-Derivaciones en AT: +/-2x2,5%
-Conexión AT: Estrella aterrizada
-Voltaje de BT: 220Y/127 V
-Conexión BT: Estrella aterrizada
-Elevación de temperatura: 65°C sobre un ambiente máximo de 40°C y promedio de 30°C en un período de 24 horas
-Altura de operación: 2 300 m.s.n.m.-
-Líquido refrigerante : Aceite mineral
-Otras: Tipo cálido, con ITM en baja tensión (hasta 150 KVA)

Atrás del estacionamiento se encontro el Transformador de distribución tipo sumergible trifásico.” Se le conoce comunmente como DCS.
Es para redes subterráeneas con sistema de laimentacion de anillo y radial. Sirve para reduccion de tension de la distribución primaria en 4 hilos a tensiones de utilizacion de 4 hilos. Se usan para el alumbrado y cargas trifásicas domesticas y comerciales.
Especificaciones:
CARACTERISTICAS GENERALES:
-Capacidades:300; 500; 750 kVA
-Tipo de enfriamiento: OA
-No. de fases : 3
-Frecuencia: 60 Hz
-Voltaje de AT: 13 200YT/7 620 V; 23 000 V
-Derivaciones en AT: +/-2x2,5%
-Conexión AT: Estrella aterrizado
-Voltaje de BT: 220Y/127 V
-Conexión BT: Estrella aterrizada
-Elevación de temperatura: 55°/65°C sobre un ambiente máximo de 40°C y promedio de30°C en un período de 24 horas
-Altura de operación: 2 300 m.s.n.m.
-Líquido refrigerante : Aceite mineral
Por Carlos Gonzalez, Julio Ontiveros, Raúl Espejo

Fabricacion del Generador Electrico

Fabricación de el generador electrico .
Como practica se nos pidio armar un generador electrico de corriente directa.
Para hacer esto utilizamos alambre de cobre galvanizado,diversos tornillos con sus repsectivos pernos, un nucleo de plastico, tablas de madera, engranajes, tubos de hierro.
Para empezar se cortaron los tubos de hierro a la mitad pues servirian como los polos adonde se enrrollaron las bobinas a otra parte que se soldo en los tubos. Cada una de esas bobinas constaba de 450 vueltas. (los tubos estan aislados de las bobinas ) cada bobina alrededor del tubo se enrrollo en sentido inverso para crear la doble polaridad. El nucleo fue hecho con material plastico, se le corto canales simetricos adonde se enrrollarian las bobinas de dicha armadura. Por lo tanto se hicieron 12 canales uno exactamente a l otro lado para poder enrrollar 6 bobinas. Estas bobinas de la armadura se conectaron al conmutador, que hizo de este generador de corriente alterna en un generador de corriente directa. Esta armadura se soldo a una varila de hierro con los extremos limados para poder girar sin problemas. Un extremo de la varilla se soldo a los engranajes que se hacen girar con la mano y producian buena velocidad de giro, lo cual fue un factor clave a la hora de generar el voltaje. Para la primera prueba se conectaron las bobinas de campo (las que estaban soldadas a los tubos) directamente a la corriente para mantar los tubos de hierros, despues a estaban conectadas solamente al led y ya se observo como se prendia el led al girar la armadura atraves de los engranajes.
Por Carlos Gonzales, Raul Espejo, Julio Ontiveros.

Máquinas Eléctricas:

Sin duda, varios de los progresos tecnológicos que se han enfocado en las máquinas eléctricas están en las cualidades y características que definen a este tipo de tecnología y dentro de éstas se encuentran principalmente alta precisión, repetibilidad, operación silenciosa, producción limpia y ahorro energético en comparación con las máquinas hidráulicas.
Las máquinas eléctricas, que hace unos años parecían ciencia ficción o inalcanzables por sus precios, actualmente están bien establecidas en varias industrias y mercados. Aplicaciones para propósitos generales o de alta exigencia, como es el caso de la industria médica, se han visto ampliamente beneficiadas con sus características, varias compañías proveedoras fabricaron máquinas optimizadas, más precisas, con nuevos rangos de fuerza de cierre y con mayor flexibilidad de operación.

Materiales utilizados en las Máquinas Eléctricas.

El hierro y el acero que se utilizan para hacer los imanes y la carcasa del motor, que tienen una fabricación especifica. El silicio, es un elemento semimetálico. El acero de silicio, que contiene de 2,5 a 4% de silicio, se usa para fabricar los núcleos de los transformadores eléctricos, pues la aleación presenta baja histéresis, El silicio es un semiconductor; su resistividad a la corriente eléctrica a temperatura ambiente varía entre la de los metales y la de los aislantes.
El Aluminio, el Imán, sustancia que, por condición natural o adquirida, tiene la propiedad de atraer al hierro y el Cobre.

Los materiales magnéticos son los más utilizados y se pueden clasificar de acuerdo con el valor de la permeabilidad relativa, los cuales son:

Materiales Diamagnéticos

Los materiales diamagnéticos presentan la particularidad de que los electrónes al realizar su movimiento orbital producen un momento magnético neto que tiene el valor cero en ausencia de campo magnético externo alguno. Un proceso de imanación inducida, que según la ley de Faraday-Lenz crea un momento magnético inducido que esta en oposición al campo que se le esta aplicando, con lo cual se reduce el valor de la inducción del campo magnético suministrado. En definitiva y desde un punto de vista macroscópico corresponde a una imanación negativa que se puede definir a través de una susceptibilidad magnética negativa χm que como se indico anteriormente tiene un valor de –10-5.
Los materiales que tienen comportamiento diamagnético son el bismuto, cobre, plomo, plata y oro.
El fenómeno del diamagnetismo se debe principalmente al movimiento orbital de los electrones alrededor del núcleo, y como es de suponer se presenta en todos los materiales, ahora bien este efecto es muy pequeño en la mayoría de los materiales y queda eclipsado por otros efectos más fuertes que se producen en los materiales, estos efectos serán los paramagnéticos y ferromagnéticos. Estos materiales con predominio del efecto diamagnético no tienen magnetismo remanente lo que nos dice que el momento magnético inducido desaparece al anular el campo magnético exterior que actúa sobre el material. El valor la susceptibilidad magnética para los materiales diamagnéticos es independiente de la temperatura.

Materiales Paramagnéticos

En estos materiales los momentos magnéticos que se producen con el movimiento de los electrones, no se anulan del todo como ocurría con los ferromagnéticos, así los átomos y moléculas tienen un movimiento neto. Si exponemos estos materiales a un campo magnético externo que actúe sobre ellos, se observará que además de darse un efecto diamagnético débil, el campo externo actuante alinea los momentos moleculares que se producen en el mismo sentido del mismo, provocando un aumento de la inducción magnética. Así pues desde el punto de vista macroscópico lo que se aprecia es un aumento de imanación positiva, o lo que es lo mismo una susceptibilidad magnética positiva. Este proceso de aumento de imanación conseguido se contrarresta con las vibraciones térmicas aleatorias que se producen en el material. La imanación que se produce es pequeña ya que hay poca interacción entre átomos con lo cual el aumento de la inducción es muy pequeño, presentando un valor del orden de 10-3. Algunos materiales paramagnéticos son el aluminio, magnesio, titanio y wolframio.
El fenómeno del paramagnétismo si es dependiente de la temperatura, este efecto es mas fuerte cuando la temperatura es mas baja, o sea cuando la agitación térmica es pequeña.

Materiales Ferromagnéticos

La propiedad denominada ferromagnetismo depende de la temperatura y para cada material hay un valor denominado temperatura de Curie, por encima de la cual el material se hace paramagnético. Esto ocurre cuando el movimiento térmico es lo suficientemente grande para vencer las fuerzas de alineación. Este tipo de materiales ferromagnéticos presentan las propiedades más útiles desde el punto de vista del magnetismo. Tienen unas imanaciónes bastante elevadas aunque se le apliquen campos magnéticos muy débiles. Hay muy pocos materiales que a temperatura ambiente presenten comportamiento ferromagnético, estos materiales son hierro, cobalto y níquel, además de los elementos pertenecientes a las tierras raras. Normalmente los materiales que se utilizan en la construcción de máquinas no son puros, sino que lo que se utiliza son aleaciones de estos tres elementos o de manganeso que pertenecen al mismo grupo de la tabla periódica. Hay algunos aceros que no son ferromagnéticos. La alta capacidad ferromagnética de estos materiales se encuentra en las fuerza mecánico-cuanticas que alinean entre si a los electrones de átomos próximos entre si, aunque no exista un campo magnético externo actuante sobre ellos. Esta alineación no se produce en todo el material, solo se procede por zonas que se denominan dominios magnéticos. Si un material ferromagnético se expone a un campo magnético, los dominios magnéticos que lo forman se alinean en la dirección del campo magnético sumándose a este y resultando un campo magnético total de más intensidad. Esta propiedad anteriormente comentada se puede observar a través del denominado ciclo de histéresis que relaciona a la inducción magnética B con la intensidad del campo magnético H.

¿Qué son los Transformadores?

Por fin! podremos hablar de otro tipo de máquina eléctrica!, en este caso hablamos de una estática conocida como TRANSFORMADOR.
Desde mi particular punto de vista, yo no entendía el como se encontraba compuesto el transformador hasta el día de ayer que desarmamos uno!, pero para dar una definición mas seria aquí les va que es un transformador:

El transformador eléctrico es un dispositivo que funciona aprovechando el descubrimiento que
hicieron Faraday y Henry en el cual observaron que se podía generar corriente eléctrica por el
movimiento relativo de un imán dentro de una bobina, a este fenómeno se le dio el nombre de
inducción electromagnética. La magnitud del voltaje que se induce depende del ritmo al que el
alambre corte las líneas del campo magnético (la variación del flujo magnético).

El fenómeno de la inducción electromagnética se enuncia en la ley de faraday que establece: El
voltaje inducido en una bobina es proporcional al producto del número de espiras y la razón de
cambio del campo magnético dentro de las espiras.
En la electrodinámica se demuestra que toda corriente eléctrica produce un campo magnético
alrededor de ella.
Nosotros desarmamos uno de este estilo:, pero pues existen de distintas formas y con características distintivas cada uno.

Transformadores de corriente. Transporte de energía

La electricidad ha demostrado un gran potencial para la transformación y el aprovechamiento de la energía. Los transformadores y las líneas de alta tensión son, por distintos motivos, elementos esenciales, dentro de los equipos e instalaciones de electricidad, para la utilización eficaz de la energía eléctrica.

Transformadores de corriente

Los diversos equipos y elementos alimentados por corriente eléctrica utilizan con frecuencia distintos valores de voltaje. Para resolver los problemas que se derivarían de esta disparidad se usan los transformadores de corriente.

En esencia, un transformador consta de dos solenoides o arrollamientos conectados, que se conocen como primario (por el que entra la corriente a un determinado voltaje) y secundario (con una tensión o voltaje eléctrico de salida distinto del primario).

Esquema de un transformador elevador.

Fórmulas de conversión de los transformadores

Si se supone que en un transformador eléctrico no se producen pérdidas por efecto Joule ni otras formas de disipación de energía, y aplicando las leyes de Ohm y Faraday a estos sistemas, se obtiene que:

siendo la fuerza electromotriz aplicada al primario, V₂ el voltaje resultante en el secundario y N₁ y N₂ el número de espiras o vueltas del primario y el secundario, respectivamente.

• Si N2 > N1, el voltaje aumenta (transformador elevador).
• Si N2 <>(transformador reductor).

En ausencia de pérdidas energéticas, se tiene que la potencia aparente, calculada como el producto de la intensidad eficaz por el voltaje eficaz, se conserva entre el arrollamiento primario y el secundario.

Al cerrar el secundario de un transformador se modifica la corriente que circula por el arrollamiento primario. El amperímetro interpuesto en el circuito de la ilustración detectará, en tal caso, el flujo de la corriente eléctrica.

Transporte de la energía eléctrica

En la equivalencia de la potencia eficaz a ambos lados de un transformador se basa el principio del transporte de la energía por líneas de alta tensión. El principio de funcionamiento es el siguiente:

• La corriente eléctrica obtenida de una fuente de energía primaria se hace pasar por una estación transformadora, donde se eleva el voltaje hasta miles de voltios (con la consiguiente reducción de la intensidad de corriente, ya que la potencia ha de conservarse).
• En el tránsito por las líneas eléctricas de los tendidos de alta tensión, las pérdidas por efecto Joule (proporcionales al cuadrado de la intensidad de corriente) son mínimas.
• En los lugares de consumo se utilizan transformadores para rebajar el voltaje a valores menos peligrosos para los usuarios (por ejemplo, a 220 V).

La energía eléctrica se transporta por líneas de alta tensión, con frecuencia por tendidos elevados entre torres eléctricas.

Ahorro y eficacia energética

La producción de energía eléctrica es cara, ya que obliga a construir instalaciones costosas (como centrales hidroeléctricas, térmicas y nucleares) que, además, tienen índices contaminantes elevados.

Por ello, los gobiernos y las empresas eléctricas promueven periódicamente campañas de ahorro y racionalización del consumo, que se sustentan, entre otras, en las siguientes medidas:

• Uso de motores eléctricos y lámparas de bajo consumo.
• Mejora de los aislamientos térmicos para evitar pérdidas en sistemas de calefacción y aire acondicionado.
• Empleo de sistemas de almacenamiento de energía en horarios de bajo consumo (tarifas nocturnas).