sistemas básicos de potencia

Universidad Central
Facultad de Ciencias de la Ingeniería
Licenciatura en Ingeniería Electrónica
Electrónica III


Configuración de los sistemas electrónicos de potencia, circuitos con carga RC, RL, LC y RCL. Rectificadores monofásicos de potencia de media onda.
Rectificadores monofásicos de potencia de media onda.
Rectificadores monofásicos de potencia de onda completa, contransformador de toma central y en puente.
Rectificador trifásico de potencia de media onda. Rectificador trifásico de potencia de onda completa.



Profesor: Ing. Minor Caamaño
Estudiante: Robert Picado Jiménez

II CUATRIMESTRE
2013
Configuración de los sistemas básicos de potencia.
Estos sistemas de potencia están compuestos por circuitos básicos de resistencias (R), capacitores (C) y bobinas(L). Los cuales serán explicados a continuación.
Circuito con Carga RC
Este circuito está compuesto por una fuente de tensión Vs que al cerrarse el interruptor ideal S1 queda aplicada a la carga que está formada por una serie de una resistencia R y un capacitor C. El análisis de este circuito se desarrolla cuando S1 se cierra. La figura siguiente corresponde a este circuito.

Cuando S1 secierra, en el instante t=0, se cierra el circuito formado por el voltaje de la fuente Vs, la resistencia R y el condensador C. En ese instante se cumple que el voltaje de Vs es igual a la sumatoria del VC y VR.

Si se sustituye la tensión en la resistencia y el capacitor por sus expresiones en función de la corriente, da como resultado:

Donde VC (t=0) es el voltaje del capacitor en el voltajeinicial y suponiendo que este estaba descargado al cerrar S1, la expresión anterior quedaría como:

Aplicándole La Place a esta expresión y despejando I(s) obtenemos:

Para obtener la expresión temporal de la corriente del circuito se aplica la antitransformada de LaPlace:

A partir de de esta expresión se obtienen las expresiones temporales de el voltaje en la resistencia y el capacitor:

Eseste caso la corriente adquiere su valor máximo (Vs/R) en el instante inicial, y posteriormente decrece exponencialmente hasta hacerse cero en t= ∞. También el voltaje de la resistencia tiene el valor máximo en el instante inicial decreciendo exponencialmente hasta cero en t= ∞. Mientras que el voltaje del capacitor comienza en cero y crece hasta alcanzar Vs en t= ∞.

La constante de carga delcircuito RC al producto de la resistencia por la capacidad, τ=RC. Corresponde al tiempo necesario para cargar el capacitor al voltaje Vs si la pendiente de la tensión en el condensador se mantuviera constante.


Sin embargo con un tiempo t=RC el capacitor adquiere solo el 63.2% de su voltaje final.

Se necesita tomar 5τ=5RC como tiempo necesario para que el capacitor alcance su voltaje finalCircuito con Carga RL

A partir del instante t=0 en que S1 se cierra, se forma el circuito formado por la fuente de voltaje Vs, la resistencia R y la bobina L. Por lo cual debe cumplirse que la sumatoria de las caídas de voltaje en R y L es igual al voltaje de Vs.

Si se sustiye el voltaje de la resistencia y la bobina por sus expresiones en funciones de lacorriente y suponiendo que la corriente inicial en la bobina es cero:

Aplicando LaPlace:

Operando y despejando los términos A y B


Sustituyendo con las expresiones A y B obtenidas

Aplicando la antitransformada de LaPlace en esta expresión se obtiene la expresión temporal de corriente y con esta, las correspondientes al voltaje de la resistencia y en la bobina.

Para este caso, el voltajeen la bobina tiene su valor máximo en el instante inicial y comienza a decrecer exponencialmente hasta hacerse cero en t= ∞. Por el contrario, la corriente y el voltaje en la resistencia parten de cero y crecen exponencialmente hasta alcanzar su valor definitivo en t= ∞.
La constante de tiempo será τ=L/R y corresponde al tiempo necesario para que la corriente alcance el 63.2% de su valor...