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LA CORRIENTE ALTERNA TRIFÁSICA - Contenido educativo
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Los alternadores son el caballo de batalla de la industria de generación de energía.
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Es capaz de generar energía DCA a una frecuencia específica.
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También se le llama generador síncrono.
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La electricidad se produce en alternadores por inducción electromagnética.
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Para generar electricidad en una bobina,
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o la bobina debe girar con respecto al flujo magnético,
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o un flujo magnético debe girar con respecto a la bobina.
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En el caso del alternador se utiliza este último enfoque.
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Las bobinas del rotor y del estator son las dos partes principales de un alternador.
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El rotor produce un flujo magnético rotativo.
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Las bobinas del estator son estacionarias.
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Y el flujo magnético rotativo asociado al rotor
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induce electricidad en las bobinas del estator.
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El tipo de rotor que se muestra aquí se conoce como rotor de polo saliente.
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Para obtener una mejor comprensión de su funcionamiento,
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consideremos el rotor con solo cuatro polos.
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Las bobinas del rotor se excitan con una fuente de energía de corriente continua.
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El campo magnético producido por el estator
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El campo magnético producido a su alrededor sería como se observa.
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El rotor está hecho para girar por un impulsor principal.
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Esto hace que el flujo del rotor también rote junto con él, a la misma velocidad.
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Tal flujo magnético giratorio ahora intersecta las bobinas del estator,
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que se ajusta alrededor del rotor.
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Esto generará una fema alterna a través del devanado.
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Aquí hay una versión ralentizada de la interacción entre el rotor y el estator.
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Para este sistema de cuatro polos,
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cuando el rotor gira media revolución, el fema hace un ciclo completo.
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Se puede establecer fácilmente que la frecuencia del fema inducido,
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la velocidad del rotor y el número de polos están conectados a través de la siguiente relación.
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De esta relación se desprende claramente que la frecuencia de la electricidad producida
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está sincronizada con la velocidad de rotación mecánica.
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Para producir corriente trifásica de corriente alterna,
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se colocan en el devanado del estator dos bobinas más de este tipo,
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que tienen una diferencia de fase de 120 grados con la primera.
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Generalmente, un extremo de estas tres bobinas tienen conexión en estrella,
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y la electricidad trifásica se extrae de los otros extremos.
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De esta ecuación queda claro que para producir electricidad de 60 Hz,
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un rotor de cuatro polos debe funcionar bajo las siguientes RPM.
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Unas RPM tan enormes inducirán una tremenda fuerza centrífuga en los polos del rotor
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y puede fallar mecánicamente con el tiempo.
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Así que los rotores de polos salientes tienen generalmente de 10 a 20 polos,
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lo que demanda menores RPM.
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O los rotores de polos salientes se usan cuando el rotor principal gira a relativamente menos RPM.
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El núcleo de los polos se utiliza para transferir eficazmente el flujo magnético
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y están hechos con una lámina de acero bastante gruesa.
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Esta lámina aislada reduce la pérdida de energía debido a la formación de corriente de Foucault.
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El bobinado del estator del sistema trifásico de 12 polos se muestra aquí.
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El núcleo del estator se utiliza para mejorar la transferencia del flujo magnético.
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La corriente continua se suministra al rotor a través de un par de anillos colectores.
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La corriente continua se suministra desde una fuente externa
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o desde un pequeño generador de corriente continua que se encuentra en el mismo motor principal.
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Estos alternadores se llaman autoexcitados.
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Con variación de carga, el voltaje de salida del terminal del generador variará.
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Se desea mantener el voltaje terminal en un límite especificado.
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Un regulador automático de voltaje ayuda a lograr esto.
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La regulación del voltaje se puede lograr fácilmente controlando la corriente del campo.
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Si el voltaje terminal está por debajo del límite deseado,
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el regulador automático de voltaje se mantiene en un límite específico.
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El generador aumenta la corriente del campo y, por lo tanto, la intensidad del mismo.
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Esto resultará en un aumento del voltaje terminal.
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Si el voltaje terminal es alto, se hace lo contrario.
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Por favor, apóyanos en patreon.com para que podamos doblar todos nuestros videos en inglés.
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Gracias.
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¡Hola a todos! Aquí la Patrulla Renovable.
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En nuestro anterior video, en el que contamos con la inestimable ayuda de Rubén Lijó, del canal Sígueme la Corriente,
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te contamos qué es la corriente trifásica y para qué sirve.
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Seguro que te acuerdas de ese video y que te gustó muchísimo, porque es que vamos, Rubén es un fenómeno.
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Pero por si te apetece refrescar un poco las ideas, te lo voy a dejar enlazado por aquí arriba y en la cajita de descripción del video.
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Una vez ya tienes ese video en tu cabeza, quizás te asalte una pregunta, porque vamos,
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a mí durante la carrera fue una de las cosas que más me rondaba la cabeza, y es ¿por qué tres fases?
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Es decir, ya que hemos dicho que la trifásica son tres conductores, porque podemos transmitir más potencia,
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¿por qué no usar seis fases, o doce, o diecisiete, o trescientos cuarenta y cinco?
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Bueno, pues ya sabes lo que toca. Vamos a descubrirlo.
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Bueno, empecemos por la base.
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Habíamos dicho que la trifásica lograba transmitir el triple de potencia añadiendo únicamente un cable más.
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Es decir, si antes para alimentar una carga necesitábamos dos cables, ahora añadiendo un cable más,
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tenemos nuestras tres fases y podemos transmitir tres veces más potencia que antes.
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Podríamos idear un sistema de seis fases, añadiendo un cable más,
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tres veces más potencia que antes.
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Podríamos idear un sistema de seis fases, añadiendo otros tres cables que nos permitirán transmitir
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seis veces más potencia que en el caso inicial, y el doble de potencia que en el caso trifásico.
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Aunque, ojito, ahora hemos de destacar dos cosas.
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Si lo comparamos con el caso trifásico, la primera aclaración es que sí, transmitimos el doble de potencia,
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pero también tenemos el doble de cable.
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Aquí no es tan sustancial el cambio como al principio,
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donde triplicamos la potencia añadiendo un único cable.
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Además, no es del todo exacto que seis fases transmitan el doble de potencia que tres fases.
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En realidad transmiten un poco menos, porque la regla no es del todo proporcional.
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Seis fases sí es verdad que casi casi transmiten el doble de tres fases,
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pero doce fases ni de cerca transmiten el doble de potencia que seis fases.
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Y ya ni te cuento si seguimos subiendo a partir de ahí, ya la ganancia de potencia es mínima.
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Aún así, no te hemos dado el verdadero dato demoledor de por qué los sistemas polifásicos,
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que así se llaman los sistemas de más de tres fases, no tienen una utilidad práctica.
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Déjame hablarte de los lugares en los que confluyen las líneas de alta tensión.
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Imagina varias de esas líneas de transmisión que van a parar a los nodos de nuestra red eléctrica,
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las llamadas subestaciones.
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Ya hablaremos de ellas más detalladamente en próximos vídeos,
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pero por ahora quiero que te quedes con que cada cable que llega tiene un interruptor
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y un conector llamado seccionador que conecta la línea, es decir, el cable mecánicamente al punto deseado.
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Vale, ya que te has hecho un esquema muy simplificado de cómo es una subestación,
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si tenemos un sistema trifásico, necesitaremos tres interruptores y tres seccionadores
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por cada línea de transmisión que nos llega, uno por cada cable.
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Ahora, si tuviéramos un sistema de seis fases, necesitaríamos seis interruptores y seis seccionadores.
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Y ya te puedes imaginar la locura que sería gestionar más fases.
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Si encima tenemos en cuenta que a la subestación pueden llegar más de una línea polifásica
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que vengan de diferentes sitios, ponte a multiplicar todos esos números.
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Tendríamos que construir subestaciones gigantescas.
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Que sí, de acuerdo, poder se puede, pero ya te digo yo que barato no va a ser.
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Es por esto que 3 es el número óptimo de fases que nos permiten aumentar nuestra capacidad de transmisión de potencia
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de la manera más económicamente eficiente, sin complicarnos en exceso y simplemente añadiendo un cable más,
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como ya explicábamos al principio.
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Ya por último te dejo con un dato, y es que sí, se usan más de tres fases en algunas máquinas.
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Esto de los sistemas polifásicos no es una locura del todo, tiene algunas aplicaciones,
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pero ya hemos visto que no son eficaces para implementarse a lo largo y ancho de nuestro sistema eléctrico.
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Bueno, si has llegado hasta aquí, espero que te haya quedado todo súper claro.
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Si no, ¿tienes alguna pregunta? ¿Te gustaría que en otro vídeo tratáramos algún tema especial?
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Recuerda que abajo los comentarios están abiertos para lo que quieras.
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Y como siempre, gracias por vernos, no olvides suscribirte, dar a like si te gustó
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y recuerda seguirnos en redes para estar al día sobre el mundo de la energía.
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Adiós.
00:09:48
- Subido por:
- Irene A.
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- Fecha:
- 26 de enero de 2024 - 16:44
- Visibilidad:
- Público
- Centro:
- IES SOR JUANA DE LA CRUZ
- Duración:
- 09′ 58″
- Relación de aspecto:
- 1.78:1
- Resolución:
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- Tamaño:
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