Armonicos en circuitos electricos


ÍNDICE
1. Introducción ………………………………………………… 2

2. ¿Qué son los armónicos en circuitos eléctricos?.................2

3. Causas que producen armónicos…………………………...3

4. Efectos que producen los armónicos en circuitos

5. Posibles soluciones al fenómeno de los armónicos

6. Referencias

















Introducción:
Actualmente, la gran mayoría de la potenciaeléctrica es generada, distribuida y consumida en forma de potencia de corriente alterna. Convencionalmente los sistemas eléctricos de corriente alterna son diseñados para operar con voltajes y corrientes sinusoidales. Estas corriente sinusoidales no suelen generar problemas cuando se trabajan con cargas lineales, es decir, con cargas que mantienen una impedancia esencialmente constante durante todo elciclo de voltaje aplicado Sin embargo, aquellas cargas que no presentan una relación directa con el voltaje a través del tiempo tienen la capacidad de distorsionar la forma de la onda, tanto de tensión como de corriente. Estas distorsiones de onda reciben el nombre de componentes armónicas o simplemente armónicas. . La presencia de las armónicas en sistemas eléctricos industriales ha sidoreconocida por muchos años, sin embargo, solamente en tiempos recientes la proliferación de aparatos generadores de armónicas ha aumentado hasta tal grado que se está convirtiendo en un problema serio, cuyos efectos son negativos para el buen funcionamiento de los sistemas eléctricos, afectando principalmente a las máquinas eléctricas, protecciones, bancos de compensación de reactivos, sistemas decontrol y cargas sensibles a problemas de calidad de energía. En el siguiente texto se definirá el concepto de armónicas en circuitos eléctricos, se explicará más a detalle cuales son las causas que los originan, los efectos que generan en los diversos circuitos eléctricos. Y se plantearan algunas posibles soluciones para contrarrestar el efecto que generan.
¿Qué son los armónicos en circuitoseléctricos?
Los armónicos son distorsiones o deformaciones de las ondas sinusoidales de tensión y/o corriente de los sistemas eléctricos, debido principalmente al uso de cargas de impedancia no lineal (computadores, televisores, variadores de velocidad, rectificadores, hornos de arco, lámparas fluorescentes, arrancadores electrónicos, etc.), al uso de materiales ferromagnéticos en las máquinaseléctricas, y en general al uso de equipos que necesiten realizar cambios en su operación normal. El uso de estos dispositivos llega a generar pequeñas frecuencias diferentes a la frecuencia fundamental de la onda original, la cual junto con la onda original genera una onda sinusoidal diferente a las dos anteriores. Las figuras 1 y 2 muestran como una onda distorsionada se genera de la suma de ondasfundamentales y de sus componentes armónicos
.

Los armónicos son definidos normalmente con los dos datos más importantes que les caracterizan:

Amplitud: hace referencia al valor de la tensión o intensidad del armónico,
Orden: hace referencia al valor de su frecuencia referido a la fundamental (60 Hz). De esta forma, un armónico de orden n tiene una frecuencia n veces superior a lafundamental (nf1). A este valor n se le conoce como orden armónico y se puede definir como la razón entre la frecuencia de un armónico y la frecuencia fundamental

Luego, el valor de las ondas producidas por los armónicos también pueden ser representados por funciones de seno y coseno (). Por tanto, se puede representar a las ondas distorsionadas bajo una Serie de Fourier de la forma:
(1)Donde:
Y = la componente de corriente directa, si trabajamos en el caso de corriente alterna este valor seria cero.
Valor eficaz de la n-ésima componente armónica.
Angulo de fase de la n-ésima componente armónica cuando t =0.

Para una onda distorsionada bajo condiciones de estado estable, se cumple que la energía total que se libera es la suma de las energías que disipan tanto la...