Vademecum De Formulas De Calculo En Electrotecnia
Páginas: 17 (4205 palabras)
Publicado: 3 de octubre de 2011
Vademecum de fórmulas de cálculo en electrotecnia
Resumen:
En este artículo se publican y explican un variado surtido de fórmulas de cálculo, algunas estrictas y otras empíricas, para la resolución de problemas electrotécnicos.
Desarrollo:
En algunas de las fórmulas siguientes se emplea la fuente “symbol” para su notación. Si los símbolos de las letras 'alfa beta delta' no aparecenasí: [] entonces deberá instalarse la fuente citada para una lectura adecuada.
Por otra parte, en todas las fórmulas se utilizan las unidades del Sistema Internacional (SI), salvo expresa indicación en contrario.
1 - Algunas fórmulas básicas de la electrotecnia
- Potencia en una resistencia
La potencia P disipada en una resistencia R atravesada por una corriente I que produce unacaída de tensión V vale:
P = V I = V2 / R = I2 R
- Energía en una resistencia
La energía W consumida en un tiempo t, para entregar una potencia constante P disipada en una resistencia R atravesada por una corriente I con una caída de tensión V vale:
W = P t = V I t = V2 t / R = I2 R t
Para obtener el resultado en calorías, y como 1 cal = 4,186 J, resulta:
W[cal] = 0,23889 I2R t
Cabe señalar que la fórmula anterior puede aplicarse para el dimensionamiento de resistencias calefactoras. Por otro lado, las necesidades de calefacción en oficinas rondan los 25 a 35 cal / h por metro cúbico.
- Energía almacenada en el campo
La energía W almacenada en el campo de una capacidad C para alcanzar una tensión V con una carga Q vale:
W = C V2 / 2 = Q V / 2 = Q2 / 2 CLa energía W almacenada en el campo de una inductancia L para llevar una corriente de carga I con un flujo concatenado vale:
W = L I2 / 2 = I / 2 = 2 / 2 L
Donde el flujo concatenado es igual al producto del número de vueltas N de la inductancia por el flujo magnético :
= N = L I
- Potencia de CA en una impedancia serie
Si una tensión V (tomada como referencia) seaplica a una impedancia Z formada por una resistencia R en serie con una reactancia X, la corriente I vale:
I = V / Z = V (R / |Z|2 - jX / |Z|2) = V R / |Z|2 - j V X / |Z|2 = IP - jIQ
La corriente activa IP y la corriente reactiva IQ valen:
IP = V R / |Z|2 = |I| cos
IQ = V X / |Z|2 = |I| sen
El valor de la potencia aparente S, la potencia activa P, y la potencia reactiva Q es:S = V |I| = V2 / |Z| = |I|2 |Z|
P = V IP = IP2 |Z|2 / R = V2 R / |Z|2 = |I|2 R = V |I| cos
Q = V IQ = IQ2 |Z|2 / X = V2 X / |Z|2 = |I|2 X = V |I| sen
El factor de potencia cos resulta:
cos = IP / |I| = P / S = R / |Z|
- Potencia de CA trifásica
Para una carga equilibrada en estrella con una tensión de línea Vlin y una corriente de línea Ilin se tiene:
Vestr = Vlin / 3Iestr = Ilin
Zestr = Vestr / Iestr = Vlin / 3 Ilin
Sestr = 3 Vestr Iestr = 3 Vlin Ilin = Vlin2 / Zestr = 3 Ilin2 Zestr
Para una carga equilibrada en triángulo con una tensión de línea Vlin y una corriente de línea Ilin se tiene:
Vtriang = Vlin
Itriang = Ilin / 3
Ztriang = Vtriang / Itriang = 3 Vlin / Ilin
Striang = 3 Vtriang Itriang = 3 Vlin Ilin = 3 Vlin2 / Ztriang = Ilin2 ZtriangLa potencia aparente S, la potencia activa P, y la potencia reactiva Q valen:
S2 = P2 + Q2
P = S cos= 3 Vlin Ilin cos
Q = S sen= 3 Vlin Ilin sen
2 - Constantes y conversión de unidades eléctricas
- Constantes
0 = 4 10-7 H / m permeabilidad del vacío
0 = 8,85418 10-12 F / m permitividad del vacío
e = 1,60218 10-19 C carga del electrón
c = 2,99792 108 m / s =(0 . 0)-0,5 velocidad de la luz en el vacío
cu = 1,72414 10-8 Ohm . m resistividad del cobre normal a 20 ºC (1 / 58 106)
cu = 0,0172414 Ohm . mm2 / m
cu = 3,93 10-3 ºC-1 coef. variación resistencia con la temp. del cobre a 20 ºC
al = 2,85714 10-8 Ohm . m resistividad del aluminio normal a 20 º C (1 / 35 106)
al = 0,0285714 Ohm . mm2 / m
al = 4,03 10-3 ºC-1 coef....
Resumen:
En este artículo se publican y explican un variado surtido de fórmulas de cálculo, algunas estrictas y otras empíricas, para la resolución de problemas electrotécnicos.
Desarrollo:
En algunas de las fórmulas siguientes se emplea la fuente “symbol” para su notación. Si los símbolos de las letras 'alfa beta delta' no aparecenasí: [] entonces deberá instalarse la fuente citada para una lectura adecuada.
Por otra parte, en todas las fórmulas se utilizan las unidades del Sistema Internacional (SI), salvo expresa indicación en contrario.
1 - Algunas fórmulas básicas de la electrotecnia
- Potencia en una resistencia
La potencia P disipada en una resistencia R atravesada por una corriente I que produce unacaída de tensión V vale:
P = V I = V2 / R = I2 R
- Energía en una resistencia
La energía W consumida en un tiempo t, para entregar una potencia constante P disipada en una resistencia R atravesada por una corriente I con una caída de tensión V vale:
W = P t = V I t = V2 t / R = I2 R t
Para obtener el resultado en calorías, y como 1 cal = 4,186 J, resulta:
W[cal] = 0,23889 I2R t
Cabe señalar que la fórmula anterior puede aplicarse para el dimensionamiento de resistencias calefactoras. Por otro lado, las necesidades de calefacción en oficinas rondan los 25 a 35 cal / h por metro cúbico.
- Energía almacenada en el campo
La energía W almacenada en el campo de una capacidad C para alcanzar una tensión V con una carga Q vale:
W = C V2 / 2 = Q V / 2 = Q2 / 2 CLa energía W almacenada en el campo de una inductancia L para llevar una corriente de carga I con un flujo concatenado vale:
W = L I2 / 2 = I / 2 = 2 / 2 L
Donde el flujo concatenado es igual al producto del número de vueltas N de la inductancia por el flujo magnético :
= N = L I
- Potencia de CA en una impedancia serie
Si una tensión V (tomada como referencia) seaplica a una impedancia Z formada por una resistencia R en serie con una reactancia X, la corriente I vale:
I = V / Z = V (R / |Z|2 - jX / |Z|2) = V R / |Z|2 - j V X / |Z|2 = IP - jIQ
La corriente activa IP y la corriente reactiva IQ valen:
IP = V R / |Z|2 = |I| cos
IQ = V X / |Z|2 = |I| sen
El valor de la potencia aparente S, la potencia activa P, y la potencia reactiva Q es:S = V |I| = V2 / |Z| = |I|2 |Z|
P = V IP = IP2 |Z|2 / R = V2 R / |Z|2 = |I|2 R = V |I| cos
Q = V IQ = IQ2 |Z|2 / X = V2 X / |Z|2 = |I|2 X = V |I| sen
El factor de potencia cos resulta:
cos = IP / |I| = P / S = R / |Z|
- Potencia de CA trifásica
Para una carga equilibrada en estrella con una tensión de línea Vlin y una corriente de línea Ilin se tiene:
Vestr = Vlin / 3Iestr = Ilin
Zestr = Vestr / Iestr = Vlin / 3 Ilin
Sestr = 3 Vestr Iestr = 3 Vlin Ilin = Vlin2 / Zestr = 3 Ilin2 Zestr
Para una carga equilibrada en triángulo con una tensión de línea Vlin y una corriente de línea Ilin se tiene:
Vtriang = Vlin
Itriang = Ilin / 3
Ztriang = Vtriang / Itriang = 3 Vlin / Ilin
Striang = 3 Vtriang Itriang = 3 Vlin Ilin = 3 Vlin2 / Ztriang = Ilin2 ZtriangLa potencia aparente S, la potencia activa P, y la potencia reactiva Q valen:
S2 = P2 + Q2
P = S cos= 3 Vlin Ilin cos
Q = S sen= 3 Vlin Ilin sen
2 - Constantes y conversión de unidades eléctricas
- Constantes
0 = 4 10-7 H / m permeabilidad del vacío
0 = 8,85418 10-12 F / m permitividad del vacío
e = 1,60218 10-19 C carga del electrón
c = 2,99792 108 m / s =(0 . 0)-0,5 velocidad de la luz en el vacío
cu = 1,72414 10-8 Ohm . m resistividad del cobre normal a 20 ºC (1 / 58 106)
cu = 0,0172414 Ohm . mm2 / m
cu = 3,93 10-3 ºC-1 coef. variación resistencia con la temp. del cobre a 20 ºC
al = 2,85714 10-8 Ohm . m resistividad del aluminio normal a 20 º C (1 / 35 106)
al = 0,0285714 Ohm . mm2 / m
al = 4,03 10-3 ºC-1 coef....
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