miércoles, 18 de abril de 2018

Fase en electricidad


La fase en electricidad es un término empleado  para determinar  un punto en un cierto instante en el ciclo de la forma de onda,  en el hay un  valor de tensión.

Fase en electricidad

Los circuitos alternos monofásicos tienen una onda senoidal entre los 2 conductores que se repite de manera idéntica con una frecuencia de 60 ciclos/segundo.

Esta onda senoidal  representa  una sucesión de puntos con valores instantáneos  de  etapas.


Valores instantáneos de fase
Estos cambios no se pueden apreciar por nuestros sentidos. 

Estas etapas solo puede ser vistas y medidas  con un osciloscopio, son  los estudiantes técnicos y de ingeniería los que con mayor frecuencia  podrán analizar las etapas (fases)  de  las  tensiones alternas.



Análisis de valores instantáneos 

  El conductor en el que se manifiestan todos estos  valores instantaneos es el conductor  “vivo”, razón por la que en México también llamamos a este conductor, conductor de fase.

O más técnico referimos que en sistemas  monofásicos, tenemos un conductor de fase y un conductor neutro.

O  simplemente señalamos esta es la fase y este es el neutro.

Y por cuestiones prácticas utilizamos valores eficaces  y no valores instantáneos.

 En México tenemos sistemas monofásicos con tensiones de 127 voltios  o 120 V. 
Fase y neutro

En el sistema de alimentación trifásica, se  tienen 3 conductores de fase, y solo un conductor neutro. 

Las señales senoidales de cada línea (cada fase) son idénticas en magnitud de tensión, pero  no ocurren a un  mismo tiempo.


Es por esto que el  término fase también puede ser una expresión del desplazamiento relativo entre ondas que tienen la misma frecuencia.


Sistema trifásico


Las 3 ondas senoidales están desfasadas  120º (360º/3).

A los conductores vivos  suelen  ser llamados fase 1, fase 2 y fase 3, y vistos  como si fueran 3 sistemas  monofásicos separados.

Cada fase es  representada por una sola etapa idéntica, y están desplazadas 120º entre cada una de ellas.


De manera práctica los técnicos pueden decir lee los voltajes de fase,  refiriéndose a la tensión entre cada línea y el conductor neutro. O bien mide la corriente de fase.


Así  la palabra fase eléctrica, se vuelve  un término técnico y no una definición exacta.  


¿Por qué vemos siempre la misma cara del conejo?

En días pasados en la Casa de la Cultura de Gómez Palacio,  La niña Natalia de Jesús Trejo Guerrero, nos compartió sus conocimientos a un servidor a jóvenes y adultos del grupo astronómico de Gómez Palacio.


Desde aquí le  manifiesto mi admiración y aprecio, ya que  de manera sencilla nos explicó los movimientos, las fases y por qué siempre vemos la misma cara de la luna.





jueves, 5 de abril de 2018

Polaridad de las fuentes de alimentación


La polaridad de  las fuentes de alimentación determina el sentido que llevará la corriente en los circuitos eléctricos.


 Polaridad de las fuentes de alimentación

Esta propiedad inicia en las terminales,  y  entre   ellas  existe una tensión eléctrica.

En las terminales se mide el voltaje

Tanto la tensión y la polaridad de las fuentes son datos básicos en las  instalaciones eléctricas.

La polaridad y la tensión son datos indispensables

De fábrica se marcan las terminales de pilas y celdas fotovoltaicas.

 Un signo de mas “+” para el polo positivo (ánodo) y un signo menos “-“, para el polo negativo (cátodo).

Las pilas y paneles solares  tienen marcas de polaridad

Los colores también  son utilizados, el color rojo señala la  terminal positiva y  el color negro  la polaridad negativa.

En baterías eléctricas  el espesor de los postes (polos) son señales de polaridad, el mas grueso es el polo positivo y el mas delgado el polo negativo.

La polaridad es indispensable  para conectar  correctamente los circuitos.

Las baterías en paralelo deben respetar la polaridad.

La conexión de la polaridad incorrecta en fuentes en paralelo genera cortos circuitos.

Pilas en serie

En  pilas conectadas en serie  la tensión eléctrica total es la suma de la tensión de cada pila.

La conexión en serie de pilas se le llama conexión en batería.

Los generadores de corriente alterna crea alternancia de polaridad en  el conductor de línea L1.


La línea viva cambia de polaridad

Nuestros hogares se alimentan con 110 voltios de corriente alterna, con 2 conductores, solo un conductor el llamado  “línea viva” cambia de polaridad cada medio ciclo.


Corriente alterna

El conductor vivo se  marca con  aislante (forro) de color negro mientras y el neutro con aislante de color blanco. 

Es importante es identificar las terminales de corriente alterna.

1º.- El conductor vivo va conectado a dispositivos de control, interruptores, apagadores, botones pulsadores, etc.

2º.- Los dispositivos de protección como fusible o interruptores  termomagnéticos, van solo en los conductores vivos. Salvo casos especiales como protección de fuga a tierra el conductor neutro se conectaría a un dispositivo de protección. pero nunca se debe de interrumpir








viernes, 30 de marzo de 2018

Prueba de polaridad a transformadores monofásicos


La prueba de polaridad a transformadores monofásicos se realiza para verificar si los transformadores tienen polaridad aditiva o  sustractiva.

Prueba de polaridad a transformadores monofásicos

Esta  prueba es necesaria, cuando se  conectan transformadores en paralelo.


Dos reglas son importantes para evitar  cortos circuitos, que pueden hacer explotar a estos  transformadores.

1ª.- Ambos transformadores deben tener valores de voltajes idénticos en sus bobinados primarios, esta característica de  valores voltajes iguales también se debe cumplir en los bobinados secundarios, estos deben alimentar a las cargas con la misma tensión.

2ª.- los 2 transformadores deben tener  polaridad idéntica, ser los dos sustractivos o los dos ser aditivos.

Conexión de transformadores monofásicos en paralelo con polaridades diferentes

Una de las pruebas para verificar la polaridad consiste en  conectar el transformador como autotransformador.  

1.- unir el bobinado primario con el secundario.
2.- Alimentar el bobinado primario con voltaje alterno de bajo valor de bajo.
3.- Medir con un voltímetro el valor de voltaje que existe en cada bobinado y en la conexión en serie.

Esta prueba nos indica que terminales tienen la misma polaridad a un mismo tiempo en el lado primario y  en el lado secundario. 

Prueba para determinar polaridad con resultado de polaridad sustractiva

Esta prueba nos indica que terminales tienen la misma polaridad a un mismo tiempo del lado primario y del lado secundario.

La  corriente alterna genera polaridades cada ciclo en cada terminal del bobinado primario y bobinado secundario del transformador monofásico. 

 Un medio ciclo es polaridad  positiva y otro medio ciclo de polaridad negativa.

La característica de polaridad es similar a las baterías si las conectamos en paralelo con polaridad invertida se crea un corto circuito.

Pocos son los   diagramas con  marcas de puntos o cruces  que nos indican que terminales tienen la misma polaridad al mismo tiempo.


Las letras con subíndice son una forma de identificar  el tipo de polaridad de los transformadores industriales  monofásicos.


Transformador con  polaridad sustractiva y transformador con polaridad aditiva
En los transformadores monofásicos en el primario la letra H1 siempre va al lado izquierdo y la H2 al lado derecho.


Las marcas en el secundario nos indican si es aditivo o sustractivo.

Si en el secundario si tenemos X1 al lado izquierdo y X2 a la derecha su polaridad es sustractiva, en cambio si el orden es que X1 este a la derecha corresponde a un trasformador aditivo.


Transformador con  polaridad sustractiva

Tendremos 2 posibilidades que el bobinado primario este en fase   o fuera de fase 180º con el bobinado secundario, cuando está en fase es sustractivo y fuera de fase 180º es aditivo.

Prueba para determinar polaridad resultado polaridad aditiva

La Comisión Federal  de Electricidad  de México  en la especificación CFE K0000-04 “Para transformadores monofásicos tipo pedestal hasta 100 KVA”  especifica. 
4.2.8 La polaridad debe ser sustractiva.
Transformador con  polaridad aditiva

La prueba y conexiones deben ser realizadas por personal capacitado y  certificado.







martes, 27 de marzo de 2018

Transformadores monofásicos en paralelo

 Los transformadores monofásicos en paralelo, se conectan cuando la demanda aumenta y un solo transformador ya no es suficiente.

Transformadores monofásicos en paralelo

Los  transformadores se conectan en paralelo, para obtener mas potencia de alimentación conservando los valores nominales de voltajes.

la energía de alimentación que se puede  proporcionar es la suma de la energía de los 2 transformadores. 

Diagrama  de transformadores monofásicos en paralelo

En el diagrama la carga al centro es alimentada  en paralelo con los bobinados secundarios de ambos transformadores.

Para conectar transformadores en paralelo, es necesario tener en cuenta las siguientes reglas.

1.-  Ambos transformadores deben tener devanados para trabajar con los mismos valores nominales de voltajes.

Transformadores monofásicos con mismos valores nominales de voltajes
2.- los devanados que se van a conectar en paralelo, deben tener la misma polaridad.

Transformadores monofásicos con la  misma polaridad

Si no se cumplen estas reglas se producen corrientes de corto circuito.

Las conexiones de los transformadores son similares a las conexiones de baterías o celdas fotovoltaicas en cuanto a que se deben de respetar polaridades.

Transformadores conectados en paralelo con polaridad inversa  generan corrientes muy grandes  de corto circuito. Los circuitos y equipos asociados pueden sufrir graves daños.

Polaridades inversas en trasformadores en paralelo pueden hacer  explotar los transformadores.


Polaridad inversa de transformadores

Hay 2 tipos de polaridad en transformadores monofásicos sustractiva y aditiva, normas mexicanas  recomiendan la polaridad sustractiva.

La polaridad de los bobinados  depende de la dirección en que se enrollen las bobinas sobre el núcleo (en sentido horario o antihorario), y  también del cómo conectemos los cables de salida de la bobina a las  terminales.

El sentido de embobinado del transformador 

Los polos determinan la dirección en que circula la corriente.

Antes de conectar transformadores en paralelo, hay que realizar pruebas para verificar que ambos  transformadores, son del mismo tipo de polaridad.

La conexión de transformadores en paralelo debe realizarse por personal certificado.

domingo, 25 de marzo de 2018

Conexiones del transformador monofásico


Las conexiones del  transformador monofásico,  se deben realizan  tomando en cuenta las normas técnicas y de seguridad.


Conexiones  del   transformador monofásico

Los transformadores monofásicos tienen varias finalidades, elevar o disminuir tensiones, separar circuitos, por mencionar los mas comunes.

Transformador de control

Los transformadores de control, se utilizan para disminuir los voltajes a los circuitos de control de máquinas, para disminuir riesgos mayores de descarga eléctrica a operarios.

Los transformadores de laboratorio y de equipos con salidas de alimentación múltiples, cuentan con varios bobinados.

Transformador con salidas para alimentación múltiples

Permiten obtener varios valores de tensión.

Transformador para prácticas de laboratorio

De manera que podemos  agregando bobinados para obtener voltajes más altos. Disminuir bobinados para voltajes más pequeños o varias salidas de tensión al mismo tiempo.
Conexión de bobinados secundarios en serie

Los trasformadores de distribución de energía eléctrica, se marcan de manera que viéndolos de frente la  terminal H1 siempre va a la izquierda.

En el secundario si la terminal marcada  con X1   está a su izquierda, es polaridad sustractiva, Si la terminal X1 está a la derecha es polaridad aditiva.


Transformador de distribución

Se determina en base a una prueba en el que se alimenta con bajo voltaje conectando los bobinados del transformador como un autotransformador, y tomando lecturas con un voltímetro para determinar si el voltaje del bobinado secundario se suma o se resta al voltaje de alimentación.



Prueba a transformador con polaridad sustractiva

Normas mexicanas así como especificaciones CFE K0000-04 para transformadores tipo pedestal hasta 100KVA para distribución subterránea  especifican 4.2.8 la polaridad debe ser sustractiva

Prueba a transformador con polaridad aditiva

La polaridad aditiva es para especificaciones de otros países, estudios sugieren  que la polaridad sustractiva permite que los transformadores duran más que los de polaridad aditiva.