Analogias electro mecanicas

TRIANGULO DE POTENCIAS Y ANALOGIAS ELECTROMECANICAS
AUTORES
ANDRES SANCHEZ S. fsanchezs@est.ups.edu.ec
DIEGO OCHOA J. jochoaj@est.ups.edu.ec
FERNANDO URGILES furgiles@ups.edu.ec


Resumen:
La intención de realizar esta práctica en su primera parte es conocer como se comporta un triangulo de potencias en circuitos eléctricos mixtos o RLC.
La segunda parte es realizar diferentestipos de analogías electromecánicas que nos ayuden a relacionar los principales componentes electrónicas con los mecánicos.
Introducción:
En un circuito eléctrico de corriente alterna se pueden llegar a encontrar tres tipos de potencias eléctricas diferentes:
* Potencia activa o resistiva (P):
Cuando conectamos una resistencia (R) o carga resistiva en un circuito de corriente alterna, eltrabajo útil que genera dicha carga determinará la potencia activa que tendrá que proporcionar la fuente de fuerza electromotriz (FEM). La potencia activa se representa por medio de la letra (P) y su unidad de medida es el watt (W).


|
|
* Potencia reactiva o inductiva (Q)
Esta potencia la consumen los circuitos de corriente alterna que tienen conectadas cargas reactivas,como pueden ser motores, transformadores de voltaje y cualquier otro dispositivo similar que posea bobinas o enrollados. Esos dispositivos no sólo consumen la potencia activa que suministra la fuente de FEM, sino también potencia reactiva.
La potencia reactiva o inductiva no proporciona ningún tipo de trabajo útil, pero los dispositivos que poseen enrollados de alambre de cobre, requieren ese tipode potencia para poder producir el campo magnético con el cual funcionan. La unidad de medida de la potencia reactiva es el volt-ampere reactivo (VAR).

* Potencia aparente o total (S)
La potencia aparente (S), llamada también "potencia total", es el resultado de la suma geométrica de las potencias activa y reactiva. Esta potencia es la que realmente suministra una planta eléctrica cuandose encuentra funcionando al vacío, es decir, sin ningún tipo de carga conectada, mientras que la potencia que consumen las cargas conectadas al circuito eléctrico es potencia activa (P).
La potencia aparente se representa con la letra “S” y su unidad de medida es el volt-ampere (VA).



La potencia activa, por ejemplo, es la que proporciona realmente el eje de un motor eléctrico cuando leestá transmitiendo su fuerza a otro dispositivo mecánico para hacerlo funcionar.
Medimos en ese caso con un voltímetro la tensión o voltaje (V) que llega hasta los bornes del motor y seguidamente, por medio de un amperímetro, la intensidad de corriente en ampere (A) que fluye por el circuito eléctrico de ese motor. A continuación multipliquemos las cifras de los dos valores obtenidos y el resultadode la operación será el valor de la potencia aparente (S), expresada en volt-ampere (VA) que desarrolla dicho motor y no precisamente su potencia activa (P) en watt (W).
* Triangulo de potencias
El llamado triángulo de potencias es la mejor forma de ver y comprender de forma gráfica qué es el factor de potencia o coseno de “fi” (Cos) y su estrecha relación con los restantes tipos de potenciapresentes en un circuito eléctrico de corriente alterna.



Fig. 1 Triangulo de potencias [1]

El factor de potencia o coseno de “fi” (Cos ) representa el valor del ángulo que se forma al representar gráficamente la potencia activa (P) y la potencia aparente (S), es decir, la relación existente entre la potencia real de trabajo y la potencia total consumida por la carga o el consumidorconectado a un circuito eléctrico de corriente alterna.

* Analogías Electromecánicas
Las analogías se rigen por la similitud entre las ecuaciones diferenciales que rigen los sistemas mecánicos y eléctricos.
* Analogía de impedancia, o Fuerza-Tensión
Los pasos para lograr esto son:
1. Obtener las ecuaciones diferenciales del circuito mecánico.
2. Hacer la analogía de impedancia o...