Este documento proporciona información sobre máquinas eléctricas. Explica los diferentes tipos de máquinas de corriente continua y alterna, como motores, generadores, dinamos y máquinas síncronas y asíncronas. La principal diferencia entre una máquina síncrona y asíncrona es que en la síncrona el rotor gira a la misma velocidad que el campo magnético, mientras que en la asíncrona gira ligeramente más lento.

1. Maquinas Eléctricas I
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Managua, Nicaragua
Universidad Nacional de Ingeniería
Recinto Universitario Simón Bolívar
RUSB
Facultad de Electrotecnia y Computación
Asignatura de Maquinas Eléctricas I
Elaborado por:
Francisco José Alemán Urbina
Grupo:
4T1 – EL
Docente:
Ing. Milton Antonio Barboza

2. Maquinas Eléctricas I
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Managua, Nicaragua
1- Enumere los tipos de máquinas de corriente continua.
Se Clasifican en Motores y Generadores y se pueden encontrar de:
Excitación Serie, Excitación Independiente, Excitación Derivación o Shun, Excitación Compuesta
Acumulativa y Excitación Compuesta Diferencial.
Las máquinasdecorriente continuasongeneradoresqueconvierten energíamecánicaen energía
eléctrica de corriente continua,y motores que convierten energía eléctrica de corriente continua
en energía mecánica. Se usan como generadores y motores en los sistemas de mando eléctrico
que requieran flexibilidad en la regulación de velocidad: en los ferrocarriles, en el transporte
marítimo,en laminadores,en grúas; también en casos cuando la fuente de energía eléctrica son
baterías acumuladoras.
La mayoría lasmáquinasde corriente continuasonsemejantesalasmáquinasde corriente alterna
ya que en su interior tienen corrientes y voltajes de corriente alterna.
Las máquinasde corriente continuatienen corriente continuasóloensu circuitoexteriordebidoa
la existencia de un mecanismo que convierte losvoltajes internos de corriente alterna en voltajes
corriente continua en los terminales.
Este mecanismose llamacolector,yporellolasmáquinasde corrientecontinuase conocentambién
como máquinas con colector.
Las máquinas de corriente continua constan esencialmente de dos devanados (aunque también
puede disponer de otro shunt) alimentados con CC.
Uno de los devanados se denomina inductor y está en el estator de la máquina; el otro, llamado
inducido, está en el rotor. En el caso de funcionamiento como motor, ambos bobinados están
alimentados con CC.
En el caso de que funcione comogenerador,se alimentaconCC el inductory se obtiene unaf.e.m.
enel inducido(tambiéncontinua).Eneste tipode máquinasexistendoscampos:el primero,creado
en el estatory que será fijo;y, el segundo,generadoporlas corrientesque circulanpor lasespiras
del rotor.
El objetivo,enel casodel motor,eselde conseguiruncampomagnéticoenelrotorque interaccione
conel del estatorparaproducirunvalorde parmáximo.Paralograrestose debe cumplirque ambos
campos sean perpendiculares entre sí en todo momento.
En el casodel generador,se tratade generar de laformamáseficiente posibleunatensióncontinua
en bornesdel inducidoypara ellose mantendráuna velocidadfijaenel rotorpara que susespiras
y bobinas,al moverse respectodel campoprincipal del rotor,proporcionenunatensiónfijaque se
rectifica y suma en el exterior de rotor. Ambos objetivos se cumplen gracias a las escobillas y el
colector de delgas.
Los generadores de c.c. frecuentemente se usan para el suministro de energía a dispositivos de
comunicaciones, el transporte (aviones, trenes, buques), para cargar baterías. Sin embargo ahora
son reemplazados por generadores de c.a., que funcionan conjuntamente con rectificadores de
estado sólido (semiconductores).

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2- ¿Qué diferencia física tiene una máquina síncrona de la máquina asíncrona?
Su principal diferencia física se encuentra en el rotor:
El rotor síncronoestáhechode arrollamientos,puedeserde polossalientes,poloslisosocilíndrico,
en cambio en la maquina asíncrona esta jaula de ardilla y rotor devanado.
Síncrona: El rotorestáformadoporundevanadoalimentadodesdeelexterioratravésdeescobillas
y anillos rasantes mediante corriente continua El rotor puede ser liso o de polos salientes.
Máquina de polos salientes:
El rotor presenta expansiones polares que dan lugar a un entrehierro variable.
Este tipo de rotor lo veremos principalmente en máquinas de velocidad menor a 1200 rpm,
Podemos señalar básicamente 2 cusas que limitan el diseño de máquinas de polos salientes para
alta velocidad:
1- La concentración de masa en los polos donde agrandes velocidades se producirían fuerzas
centrífugas excesivas.
2.- Por perdidasde ventilación,que eneste tipode rotor serianconsiderablesamás de que serían
maquinasmuyruidosas.Entonces,esfrecuenteencontrarmaquinasconeste tipode rotormovidas
por turbinas hidráulicas (baja velocidad), El tipo de devanado que se acostumbra para el rotor de
polos salientes es el devanado Concentrado.
Se usa en máquinas de baja velocidad (gran número de polos).
Se usa con turbinas hidráulicas (centrales hidroeléctricas)
Máquina de rotor liso: El devanado de campo está distribuido en varias bobinas situadas en
diferentes ángulos.
Se usa en máquinas de alta velocidad (2 a 4 polos).
Se usa con turbinas de gas o vapor. (Centrales térmicas).

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Asíncrona: Los motores asíncronos son máquinas rotativas cuyo campo inductor se genera por
corriente alterna.Generalmente,el inductorestáenel estatoryel inducidoenelrotor.El devanado
del estator normalmente es trifásico, aunque en máquinas de pequeña potencia también puede
ser monofásico o bifásico.
El devanadodel estatornormalmente estrifásico,aunqueenmáquinasde pequeñapotenciapuede
ser monofásica o bifásica, en cambio el devanado del rotor siempre es polifásico el devanado del
rotor forma un circuito cerrado por el cual circulan corrientes inducidas por el campo magnético ,
pero ambos devanados tienen el mismo número de polos.
El rotor puede ser de dos tipos: de Corto circuito o Jaula de Ardilla y Rotor Devanado.
Un rotor de jaula de ardilla:es la parte que rota usada comúnmente enunmotor de inducciónde
corriente alterna.
Una jaulade ardillaesun devanadoformadopor unas barras alojadasen lasranuras del rotor que
quedan unidas entre sí por sus dos extremos mediante sendos aros o anillos de cortocircuito. El
número de fases de este devanado depende de su número de barras. Muchas veces estos anillos
poseen unas aletas que facilitan la evacuación del calor que se genera en la jaula durante el
funcionamiento de la máquina.
En suformainstalada,esuncilindromontadoenuneje,internamente contienebarrasconductoras
longitudinalesde aluminioode cobre consurcosyconectadosjuntosenambosextremosponiendo
en cortocircuito los anillos que forman la jaula.
Los devanadosinductoresenel estatorde unmotorde induccióninstanal campomagnéticoarotar
alrededordel rotor.El movimientorelativoentreestecampoylarotacióndel rotorinduce corriente
eléctrica, un flujo en las barras conductoras.
Alternadamente estascorrientesque fluyenlongitudinalmente enlosconductoresreaccionancon
el campo magnético del motor produciendo una fuerza que actúa tangente al rotor, dando por
resultado un esfuerzo de torsión para dar vuelta al eje.
En efecto, el rotor se lleva alrededor el campo magnético,pero en un índice levemente más lento
de la rotación. La diferencia en velocidad se llama "deslizamiento" y aumenta con la carga.
El rotor devanado o bobinado, como su nombre lo indica, lleva unas bobinas que se conectan a
unosanillos deslizantescolocadosenel eje;pormediode unasescobillasse conectael rotoraunas
resistencias que se puedenvariar hasta poner el rotor en corto circuito al igual que el eje de jaula
de ardilla.
El rotorbobinadotiene undevanadotrifásiconormal cuyasfasesse conectanal exterioratravésde
uncolectorde tresanillos(Fig.6) ysuscorrespondientesescobillas.Enfuncionamientonormalestos
tres anillos están cortocircuitados (unidos entre sí).
La corriente del devanadoprimario(estator) crea uncampomagnéticogiratorio,el cual induce una
corriente en el devanado secundario(rotor). La corriente del rotor junto con el campo magnético
inducido provoca una fuerza, que es la causa de la rotación del motor.

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3- ¿Qué es un motor?
Esta dentrode la clasificaciónde lasMaquinasgiratoriasorotativas.EsunaMaquinaEléctrica,cuya
funciónprincipal esla de convertiren energíamecánica,la energíaeléctricaque se le suministraa
travésde susbornesde entrada.Dependiendodel tipode corrienteconel cual se le alimente,estos
se pueden clasificar en Motores AC o bien en Motores CC.
En Motores CC se pueden encontrar: Excitación Serie, Excitación Independiente, Excitación
Derivación o Shun, Excitación Compuesta Acumulativa y Excitación Compuesta Diferencial.
En Motores AC pueden ser Síncronos o Asíncronos, tanto monofásicos, como trifásicos.
Monofásicos se pueden hallar a rotor auxiliar, rotor en corto circuito y universales.
Trifásicos se pueden encontrar 2 tipos de rotor devanado y de rotor en cortocircuito también
conocido como jaula de ardilla.
Al ser una maquinagiratoria,estasposeen2 partesfundamentales,lascualesson:El Devanadode
Campo y El Devanado de Armadura.
En una maquinaac el devanadode armaduralo constituye el estator,yel devanadode campoestá
alojadoenel rotor, el inductores el estatory el inducidoel rotor,en cambioen una maquinacc el
devanado de armadura está ubicado en el rotor y el devanado de campo es el estator, el inductor
es el rotor y el inducido la armadura.
4) ¿Qué es un generador?
Es tododispositivocapazde mantenerunadiferenciade potencial eléctricaentre dosde suspuntos
(llamados polos, terminales o bornes) transformando la energía mecánica en eléctrica. Esta
transformaciónse consigue porla acciónde un campo magnéticosobre losconductoreseléctricos
dispuestos sobre una armadura (denominada también estator).
Transformanlaenergíamecánicaeneléctrica.Se instalanenlascentraleseléctricas(CC.EE.)yenlos
diferentes equipos de transporte como autos, aviones, barcos, etc. En las CC.EE. los generadores
son accionados mecánicamente mediante turbinas que pueden ser a vapor o hidráulicas; en los
equiposde transporte mediante motoresde combustióninternaoturbinasavapor. Enuna serie de
casoslosgeneradoresse usancomofuente deenergíaparaequiposdecomunicaciones,dispositivos
automáticos, de medición, etc.
5- ¿Qué es una máquina eléctrica?
Generalmenteelterminomaquinaseléctricasse usaenmotoresygeneradoreseléctricos,loscuales
convierten la energía eléctrica en energía mecánica (Motor) o la energía mecánica en energía
eléctrica (Generador), esta agrupación es muy acertada ya que debido a su funcionamiento estas
máquinas se agrupan en un tipo denominadas maquinas rotatorias o giratorias. Estas máquinas
giratorias pueden ser de corriente alterna (C.A) o de corriente continua (C.C).
Sinembargoexistenotrotipode máquinasllamadasmaquinasestáticascuyonombre especificoes
Transformador,este esunaparatoque transfiere energíade unsistemade corrientealterna(C.A)a
otro.

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6- Enumere los tipos de máquinas de corriente alterna.
I- Maquinas Estáticas (Transformadores)
II- Los motores de corriente alterna
Los Motores Se clasificanpor su velocidadde giro,porel tipode rotor y por el númerode fasesde
alimentación.
a) Por su velocidad de giro:
1. Asíncronos
2. Síncronos
b) Por el tipo de rotor:
1. Motores de anillos rasantes.
2. Motores con colector
3. Motores de jaula de ardilla
c) Por su número de fases de alimentación:
1. Monofásicos
2. Bifásicos
3. Trifásicos
7- ¿Qué es dinamo?
Una dinamo o dinamo es una maquina rotativa que mediante el fenómeno de inducción
electromagnética genera corriente eléctrica continua a partir de otra energía mecánica, como un
molino de viento, una noria de agua, por vapor, etc.
La corriente generadaesproducidacuandoel campomagnéticocreadopor unimán o electroimán
fijo inductor atraviesa una bobina inducida colocada en su centro.
La corriente inducidaenestabobinaenprincipioalterna,estransformadaencontinuamediante la
acciónde unconmutadorgiratorio,solidarioconel inducidodenominadocolector,constituidospor
unos electrodos denominados delgas , de aquí es conducida al exterior mediante otros contactos
fijos llamados escobillas que conectan por frotamiento con delgas del colector.
Tipos de dinamos
Dependiendo de la fuente que alimenta el bobinado inductor tenemos
• Independientes, la fuente de alimentación es diferente de la producida en el inducido.
• Autoexcitado,cuandoel bobinadoinductorse alimentade la tensión producida en el inducido.
• Magnetos, cuando el bobinado inductor lo forman imanes permanentes. Por ejemplo la dinamo
de una bicicleta o de un meguer de manivela.

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8- ¿Cuál es la principal diferencia entre una máquina síncrona y una máquina
asíncrona?
En motoresde corriente alternaexistenlasmaquinasconocidascomolasasíncronasylassíncronas.
MáquinasSíncronas:Songeneradoresymotorescuyacorrientede campomagnéticologenerauna
fuente de corriente continua externa.
Máquinas de Inducción: Son motores cuya corriente de campo magnético se produce mediante
inducción.
La principal diferenciaesque enunamáquinaasíncronaesnecesarioqueel movimientodelrotory
del campo magnético del estator tenga que tener diferente velocidad,porque de no ser así no se
induce unacorriente enel rotor y por tanto no haycampo magnéticoy no hay movimiento(de ahí
el nombre de asíncrona). Mientras que una máquina síncrona, tenemos dos campos magnéticos
creados "desde fuera" y es necesario que vallan exactamente a la misma velocidad para que
funcionen.
La diferencia entre estas dos máquinas radica en que la síncrona gira con el rotor a la velocidad
síncrona especificada por la frecuencia y numero de polos de la máquina, en cambio la asíncrona
(conocidatambiéncomomotorde inducción) siempretiene que giraraunavelocidadmenorque la
síncrona, existiendo un deslizamiento (diferencia de Angulo).
9- ¿Cuál es la ley que rige el funcionamiento de las máquinas eléctricas? Explique.
Ley de Faraday la cual describe al voltaje inducido plantea lo siguiente:
La leyde Faradayes la leydel voltaje inducidoyenestaleyse basa el principio
de funcionamiento del generador eléctrico.
La leyde Faradayse lapuede aplicaraunconductorya unabobina.Cuandoun
conductor se encuentraen un campo magnéticoy se desplazaa una velocidadlineal,se induce en
él un voltaje. Cuando una bobina tiene una variación de enlaces de flujomagnético, se induce en
ella un voltaje.
El Voltaje inducidoenuncircuitocerradoesdirectamenteproporcional alarapidezconque cambia
enel tiempoel flujomagnéticoque atraviesa al circuito,donde Φesel flujomagnéticoatravésdel
circuito.
Es decir que en un circuito cerrado por el cual circule una corriente esta dará lugar a un flujo
magnético la cual al variar en el tiempo inducirá un voltaje , este fenómeno es la ley que rige el
funcionamiento de todas las maquinas eléctricas.

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10- ¿Qué es un transformador?
El transformadoresunamaquinaestáticade corrientealternalacual permite aumentarodisminuir
la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la potencia.
Convierte laenergíaeléctricaalternade unciertonivel de tensión,enenergíaalternade otronivel
de tensión, basándose en el fenómeno de la inducción electromagnética.
Está constituido por dos bobinas de material conductor, devanadas sobre un núcleo cerrado de
material ferromagnético, pero aisladas entre sí eléctricamente.
La única conexión entre las bobinasla constituye el flujo magnético común que se establece en el
núcleo.
El núcleo,generalmente,esfabricadobienseade hierroo de láminas apiladas de acero eléctrico.
Las bobinasodevanadosse denominanprimariosysecundariossegúncorrespondanalaentradao
salida del sistema en cuestión, respectivamente.
11- ¿Qué expresa la ley de ampere?
La ley de Ampére modelada por André-Marie Ampére en 1826, relaciona un campo
magnético estático con la causa que la produce, es decir, una corriente eléctrica
estacionaria. James Clerk Maxwell la corrigió posteriormente y ahora es una de las
ecuaciones de Maxwell, formando parte del electromagnetismo de la física clásica.
Esta explica, que la circulación de la intensidad del campo magnético en un contorno
cerrado es igual a la corriente que recorre en ese contorno.
El campo magnético es un campo vectorial con forma circular, cuyas líneas encierran la
corriente. La dirección del campo en un punto es tangencial al círculo que encierra la
corriente.
El campo magnético disminuye inversamente con la distancia al conductor.
Si suponemos que el solenoide es muy largo y estrecho, el campo es aproximadamente
uniforme y paralelo al eje en el interior del solenoide, y es nulo fuera del solenoide. En esta
aproximación es aplicable la ley de Ampère.
La circulaciónde un campomagnéticoa lo largode una líneacerrada es igual al producto de por la
intensidad neta que atraviesa el área limitada por la trayectoria".
Que podemos expresar tal y como se muestra en la Ecuación

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12- ¿Qué expresa la ley de Biot-Savart?
La ley de Biot y Savart establece que se produce una fuerza sobre un conductor que tiene una
corriente eléctrica y se encuentra en un campo magnético. En la ley de Biot y Savart se basa el
principio de funcionamiento del motor eléctrico.
Esta leyestablece que si unconductorporel cual circulauna corriente eléctricaestásometidoalos
efectos de un flujo magnético, eventualmente aparecerá una fuerza que trate de expulsar el
conductor del flujo o campo magnético. Los motores aprovechan esta fuerza, condenada a un eje
central, lo que se traduce como una fuerza giratoria producida por un campo magnético
Las máquinas eléctricas se basan en la ley de Biot y Savart: Indica el campo magnético creado por
corrientes eléctricas estacionariasy se puede enunciar como: "si un conductor está inmerso en el
senode uncampomagnéticoyporél circulaunacorriente eléctrica,se verásometidoaunasfuerzas
de carácter electromagnético que tenderán a desplazarlo".
Esto quiere decirque paraconseguirque un conductorse desplace sólohayque introducirloenun
campo magnéticoyhacerque por él circule unacorriente.Lafuerzaala que se verásometidoserá:
Donde:
F es la fuerza que aparece en los conductores en Newtons.
B es la intensidad del campo magnético en Teslas.
L es la longitud de los conductores en metros.
I es la intensidad de corriente que circula por los conductores en Amperios.
El campo magnéticonecesarioserácreadoporbobinasque se situaránenel estatorde la máquina
(funcionando como motor).Los conductores sobre los que aparecerá la fuerza, se colocarán en el
rotor. Dicha fuerza aparecerá cuando los conductores sean recorridos por una corriente eléctrica.
Comolosconductoresse encuentranalojadosenranurasenel rotory,portantoestánfuertemente
unidosa él,lasfuerzasejercidasenlosconductoresse transmitenal rotororiginandounparmotor
que hace girar el eje.
13-¿Qué es una máquina síncrona?
Una máquinasíncrona esunamáquinaeléctricarotativade corriente alternaque convierte energía
eléctricaenenergíamecánica,siendoeneste casoutilizadacomomotorsíncrono,o bienconvierte
energía mecánica en energía eléctrica, siendoen este caso utilizada como [generador síncrono], o
sin carga como compensador síncrono.
Su principal característica es que la velocidad del campo magnético del estator gira a la misma
velocidadque el rotor,obiengiraconel rotora lavelocidadsíncronaespecificadaporlafrecuencia
y numero de polos de la máquina.
En una maquina síncrona, el rotor de alimenta con corriente directa,interactuando de esta forma
los dos campos magnéticos (rotos y estator) para generar el movimiento.

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En las industrias se utiliza siempre el motor de inducción, debido a la simplicidad y eficiencia que
presenta a los diferentes niveles de torque sugeridos.
Las máquinas síncronas se utilizan en mayor medida como generadores de corriente alterna que
como motores de corriente alterna, ya que no presentan par de arranque y hay que emplear
diferentes métodos de arranque y aceleración hasta la velocidad de sincronismo.
Tambiénse utilizanparacontrolarlapotenciareactivade laredporsucapacidadpara,manteniendo
la potenciaactivadesarrolladaconstante, variar la potencia reactiva que absorbe o cede a la red.
Se usan como generadores de c.a. de frecuencia industrial (50 o 60 Hz) en las CC. EE., así como
generadores de alta frecuencia (en los barcos, aviones, etc.).
En lossistemasde mandoeléctricode granpotenciase usan motoressíncronos.En losdispositivos
automáticosse usanmáquinassíncronosde histéresis,conimanespermanentes, de paso y otros.
Como generador:
Una turbinaacciona el rotorde lamáquinasincrónicaala vezque se alimentael devanadorotórico
(devanadode campo) concorriente continua.El entrehierrovariable (máquinasde polossalientes)
o ladistribucióndel devanadode campo(máquinasderotorliso)contribuyenacrearuncampomás
o menos senoidal en el entrehierro, que hace aparecer en los bornes del devanado estátorico
(devanado inducido) una tensión senoidal. Al conectar al devanado inducido una carga trifásica
equilibrada aparece un sistema trifásico de corrientes y una fuerza magneto motriz senoidal.
Como motor:
En este caso se lleva la máquina síncrona a la velocidad de sincronismo,pues la máquina síncrona
no tiene par de arranque,y se alimentanel devanadorotórico(devanadode campo) con corriente
continua y el devanado estatórico (devanadoinducido) con corriente alterna. La interacciónentre
loscampos creadospor ambascorrientesmantieneel girodel rotora la velocidadde sincronismo.
14-¿Qué es una máquina asíncrona?
Se llama máquina de inducción o asincrónica a una máquina de corriente alterna, en la cual la
velocidad de rotación del rotor es menor que la del campo magnético del estator y depende de la
carga. La máquinaasincrónicatiene lapropiedadde serreversible,esdecir,puede funcionarcomo
motor y como generador.
Es una máquina eléctrica rotativa de corriente alterna que convierte energía eléctrica en
energía mecánica, siendo en este caso utilizada como motor, o bien convierte energía
mecánica en energía eléctrica, siendo en este caso utilizada como generador.
Su principal característicaes que la velocidad del campo magnético generado por el estator
supera a la velocidad de giro del estator, y siempre tiene que girar a una velocidad menor
que la síncrona, existiendo un deslizamiento (diferencia de ángulo).

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En una maquina asíncrona el estator se alimenta directo desde la red trifásica, formándose
así un campo magnético variable.
En este tipo de máquina el rotor recibe este campo magnético (parecido el funcionamiento
a un trasformador).
Su estator está formado por un paquete de chapas aisladas montado en una carcasa con
una serie de ranuras en su periferia donde se encuentran los hilos conductores que forman
el bobinado del estator, formando tres bobinas que se corresponden a cada una de las tres
fases. El rotor lo forman un apilamiento de chapas que forman un cilindro junto con el eje
del motor, pero según se distribuya el inducido se distinguen dos tipos:
Rotor devanadoo bobinado: Enlasranurasde laschapasdel rotorhayunos devanadosigualesque
los del estator formados por un gran número de espiras; los extremos de las bobinas de este
devanado esta conectadas a tres anillos que se conectan al exterior mediante el contacto de tres
escobillas.
Rotor de jaula de ardilla: En las ranuras del exterior están colocados los conductores que forman
una serie de barras formando un cilindro cortocircuitadas en cada extremo con forma de jaula de
ardilla.
15-Haga un breve comentario de las partes físicas de la máquina síncrona y de la
máquina asíncrona
General:
El estator es la parte fija de una máquina rotativa y uno de los dos elementos
fundamentales para la transmisión de potencia (siendo el otro su contraparte móvil, el
rotor). El término aplica principalmente a la construcción de máquinas eléctricas.
El rotor es el componente que gira (rota) en una máquina eléctrica, sea ésta un motor o un
generador eléctrico. Junto con su contraparte fija, el estator, forma el conjunto
fundamental para la transmisión de potencia en motores y máquinas eléctricas en general.
Asíncronas:
El estator: Es la parte fija del motor. Está formado por un paquete de chapas aisladas
montado en una carcasa con una serie de ranuras en su periferia donde se encuentran los
hilos conductores que forman el bobinado del estator, formando tres bobinas que se
corresponden a cada una de las tres fases.
Los bobinados están distribuidos en estas ranuras y forman un conjunto de bobinas
desfasadas entre sí 120º. Cada una de las bobinas se conecta a una de las fases de un
sistema trifásico y dan lugar a un campo magnético giratorio.
El rotor: es la parte móvil del motor. Está situado en el interior del estator y consiste en un
acoplamiento de chapas de acero que forman un cilindro solidario con el árbol del motor.

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El rotor del motor trifásico es atravesado por el campo giratorio engendrado en el estator.
El arrollamiento rotórico puede ejecutarse como el estatórico en forma repartida, con las
bobinas unidas en serie (rotor bobinado o con anillos rozantes); o también a base de barras
(rotor de jaula o en cortocircuito). Estas barras, de aluminio inyectado a presión (las aletas
de refrigeración hechas en la misma operación hacen masa con el rotor) están conectadas
en paralelo y al mismo tiempo puestas en cortocircuito por medio de dos aros extremos.
En uno y otro caso queda el arrollamiento rotórico en cortocircuito una vez el motor está
en servicio. Igual que en el secundario de un transformador, en el arrollamiento rotórico se
induce también una f.e.m., la cual, por estar éste cerrado sobre sí mismo, da lugar a la
circulación de una corriente rotórica. La acción conjunta del campo giratorio y del campo
debido a la corriente rotórica determina, como en todos los motores, un par de giro. Éste
par arrastra al rotor en el sentido de rotación del campo giratorio y le comunica una
velocidad muy próxima a la de sincronismo.
Síncronas:
Elestator, o parte estática,de una máquina síncrona es similaral de una máquina asíncrona.
Contiene un devanado trifásico de corriente alterno denominado devanado inducido y un
circuito magnético formado por apilamiento de chapas magnéticas.
El campo magnético presente en el estator de una máquina sincrónica gira con una
velocidad constante. La velocidad de giro en régimen permanente está ligada con la
frecuencia de la tensión en bornes y el número de pares de polos.
n = 60.f / P = 120.f/P
dónde:
f: Frecuencia de la red a la que está conectada la máquina (Hz)
P: Número de pares de polos que tiene la máquina
p: Número de polos que tiene la máquina
n: Velocidad de sincronismo de la máquina (revoluciones por minuto)
Una vez el motor puesto en marcha se induce en el rotor, además de la tensión de reposo,
una contra tensión producida por el movimiento de los conductores rotóricos en el campo
giratorio. Con el motor en servicio, la tensión rotórica efectiva equivale pues solamente a
la diferencia entre las dos anteriores.
Si el rotor llegase a girar a la velocidad de sincronismo es evidente que ambas tensiones
serían iguales (en magnitud), con lo cual la tensión rotórica efectiva resultaría nula. En tal
caso no circularía tampoco corriente alguna por el rotor y desaparecería el par de giro. El
motor trifásico funciona, pues, siempre algo rezagado con respecto a la velocidad de
sincronismo: sedice que desliza.Ladiferencia entre estaúltima y lavelocidad real del motor

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constituye la velocidad relativa de éste con respecto al campo. El motor trifásico es, por
consiguiente, esencialmente asíncrono. A medida que la carga aumenta y con ella la
corriente rotórica, va disminuyendo el número de revoluciones.
El rotor,o parte rotativa,de una máquina síncrona es bastante diferente al de una máquina
asíncrona. Contiene un devanado de corriente continua denominado devanado de campo
y un devanado en cortocircuito, que impide el funcionamiento de la máquina a una
velocidad distinta a la de sincronismo, denominado devanado amortiguador. Además,
contiene un circuito magnético formado por apilamiento de chapas magnéticas de menor
espesor que las del estator.
El resto de las características del rotor están relacionadas con el objetivo de obtener un
campo entre el rotor y el estátor de carácter senoidal y dependen del tipo de máquina
síncrona.
16-¿Qué es un rotor devanado?
En Maquinas Asincrónicas el rotor devanado o bobinado, como su nombre lo indica, lleva
unas bobinas que se conectan a unos anillos deslizantes colocados en el eje; por medio de
unas escobillas se conecta el rotor a unas resistencias que se pueden variar hasta poner el
rotor en corto circuito al igual que el eje de jaula de ardilla.
La corriente del devanado primario (estator) crea un campo magnético giratorio, el cual
induce una corriente en el devanado secundario (rotor). La corriente del rotor junto con el
campo magnético inducido provoca una fuerza, que es la causa de la rotación del motor.
Componentes
Imanes, escobillas que van encima del conmutador, hilo de cobre, láminas superpuestas
donde va enrollado el hilo, conmutador, eje de metal donde se coloca la bobina de hilo de
cobre, carcasa donde se introducen todos los componentes.
Descripción
El imán del motor tiene forma de media luna, hay dos imanes uno en cada lado.
Las escobillas están colocadas en la base del motor y son de una mezcla de grafito y cobre,
hay dos una de cada polo.
Allí es donde hay que conectar la pila, el hilo de cobre va enrollado sobre unas láminas
superpuestas en forma de círculo dividido en tres partes, todo ello forma el rotor.
Eje de metal de diferentes medidas dependiendo del motor.
La carcasa tiene forma de cilindro.
Las fases de los devanados del rotor están conectados usualmente en Y

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Los extremos de los 3 alambres del rotor están unidos a anillos rasantes dispuestos sobre
el eje del rotor.
Los devanados del rotor están cortocircuitados a través de escobillas.
Los motores de inducción del rotor devanado son más costosos que los de rotor de jaula de
ardilla y requieren mucho más mantenimiento debido al desgaste asociado a sus escobillas
y a sus anillos rasantes.
Los motores de inducción de rotor devanado son poco utilizados.
17) ¿Qué es un rotor jaula de ardilla?
Un rotor de jaula de ardilla es la parte que rota usada comúnmente en un motor de
inducción de corriente alterna.
Un motor eléctrico con un rotor de jaula de ardilla también se llama "motor de jaula de
ardilla". En su forma instalada, es un cilindro montado en un eje, internamente contiene
barras conductoras longitudinales de aluminio o de cobre con surcos y conectados juntos
en ambos extremos poniendo en cortocircuito los anillos que forman la jaula.
El nombre se deriva de la semejanza entre esta jaula de anillos y barras y la rueda de un
hámster (ruedas probablemente similares existen para las ardillas domésticas).
La base del rotor se construye con láminas de hierro apiladas. El dibujo muestra solamente
tres capas de apilado pero se pueden utilizar muchas más.
Los devanados inductores en el estator de un motor de inducción instan al campo
magnético a rotar alrededor del rotor. Elmovimiento relativo entre estecampo y larotación
del rotor induce corriente eléctrica, un flujo en las barras conductoras.
Alternadamente estas corrientes que fluyen longitudinalmente en los conductores
reaccionan con el campo magnético del motor produciendo una fuerza que actúa tangente
al rotor, dando por resultado un esfuerzo de torsión para dar vuelta al eje.
En efecto, el rotor se lleva alrededor el campo magnético, pero en un índice levemente más
lento de la rotación. La diferencia en velocidad se llama "deslizamiento" y aumenta con la
carga.

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18)- ¿Qué es un rotor cilíndrico?
El devanado de campo está distribuidoen varias bobinas situadas en diferentesángulos. Su uso
principalmente radica cuando el rotor gira a gran velocidad;
GENERADORES DE POLOS LISOS
Este tipo de generadores esde dos o cuatro polos, movidos por turbinas de alta velocidad, de allí
que se lesconozca como turboalternadores.El rotor presentaundiámetrode menor longitudque
la longitud axial. El entrehierro es uniforme, por lo que reactancia de la máquina se considera
uniforme, e iguala la reactancia directa (Xd)
19- ¿Qué es un rotor polos salientes?
En las maquinassincrónicaspodemosencontrarclaramentediferenciados2tiposde rotores:polos
salientes y rotor liso o cilíndrico.
ROTOR DE POLOS SALIENTES. Este tipo de rotor lo veremos principalmente en máquinas de
velocidad menor a 1200 rpm, Podemos señalar básicamente 2 cusas que limitan el diseño de
máquinas de polos salientes para alta velocidad:
1.- La concentración de masa en los polos donde agrandes velocidades se producirían fuerzas
centrífugas excesivas.
2.- Por perdidasde ventilación,que eneste tipode rotor serianconsiderablesamás de que serían
maquinasmuyruidosas.Entonces,esfrecuenteencontrarmaquinasconeste tipode rotormovidas
por turbinas hidráulicas (baja velocidad), El tipo de devanado que se acostumbra para el rotor de
polos salientes es el devanado Concentrado. Al pasar la corriente de excitación por el devanado
concentrado de un polo, produce una fuerza magneto motriz; Sin embargo, con el fin de que la
densidadde flujoproducidaporlafuerzamagnetomotrizse aproximeunpocoaunaondasenoidal,
los polos se fabrican con 2 características especiales:1) Una expansión polar donde habrá mayor
reluctanciaque enel centrodel poloy2) Unentrehierromayorenlosextremosdelpolocomparado
con el centro del mismo.
20-¿Cómo se desarrolla el par en la máquina asíncrona trifásica?
Como el rotor gira a una velocidad diferente de la del campo magnético del estator, sus bobinas
estánsometidas alaacción de unflujomagnéticovariableyse inducenf.e.m.sde rotaciónenellas.
El devanadodel rotorestáencortocircuito,luegoestasf.e.m.sproducenlacirculaciónde corrientes
en el rotor que, al interactuar con el campo magnético del estator, originan un par en el eje de la
máquina.
Por la Ley de Lenz, este par mecánico intentará reducir las variaciones de flujo magnético en el
devanado del rotor y, por lo tanto, tratará de hacerlo girar a la misma velocidad que el campo
magnético giratorio (ya que las variaciones de flujo en las bobinas del rotor son debidas al

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movimientorelativodel campogiratorioconrespectoal rotor),perosin conseguirlonunca,yaque
entonces no habría corrientes en el rotor ni, por consiguiente, par en el eje de la máquina.
Dicho de una manera más sencilla en la armadura o estatorse origina un campo magnético el cual
tiene acción sobre las corrientes inducidas por este mismo en el circuito rotorico , por lo tanto las
líneas de fuerzas del campo magnético del estator cortan los conductores situados en dicho rotor,
por lo cual se crean fuerzas electromotrices inducidas , la acción mutua del campo estatorico en
conjunto con las corrientes que circulan en los conductores del rotor producen fuerzas
electrodinámicas(Ley deLenz) sobrelosmismosconductoreslascualesarrastran alrotorhaciéndole
girar.
21- ¿Por qué es imposible que un motor de inducción opere a velocidad síncrona?
Un motorde inducciónpuede acelerarhasta unavelocidadcercanaala síncrona peronuncapuede
alcanzarla por completo.
En una máquina asíncrona es necesario que el movimiento del rotor y del campo magnético del
estatortenganque tenerdiferente velocidad,porquede noserasí nose induce unacorriente enel
rotor y por tantono hay campo magnéticoyno hay movimiento (de ahí el nombre de asíncrono).
Existe un límite superior finito para la velocidad de un motor, si el rotor del motor de inducción
estuvierarotandoa velocidadsíncrona,las barras del rotor serianestacionariasrespectoal campo
magnético y no habría voltaje inducido y si el voltaje inducido fuera cero, entonces no habría
corriente en el rotor ni tampoco campo magnético rotorico, sin campo magnético rotorico el par
inducido seria cero y el rotor se pararía como resultado de las perdidas por rozamiento.
22-¿Cómo funciona la máquina de inducción como generador?
El funcionamientode la máquinade induccióncomomotor o como generadorestá enfuncióndel
deslizamiento,segúnel cual se puede fijarlosmodosde operaciónde la máquina,el que se define
como la diferenciaentre lavelocidadsincrónicadel campomagnéticode lascorrientesdel estator
y la velocidad del campo magnético de las corrientes en el rotor, y es la velocidad con la que el
campo magnético principal corta a los conductores del rotor.
El deslizamiento, puede ser positivo o negativo.
Para que una máquina de inducción funcione como un generador su deslizamiento debe ser
negativo, es decir un generador de inducción opera sobre su velocidad sincrónica.
La máquina de inducción puede ser considerada como un transformador rotativo; cuyos
arrollamientosodevanadosenel circuitoprimarioyenel secundario,sonloscircuitosdel estatory
del rotor respectivamente.
Donde el devanadodelcircuitodelrotoroperaaunafrecuenciavariable debidoal deslizamientode
la máquina; esta consideraciónimportante,permite que la impedancia del circuitodel rotor, vista
por el estator de la máquina, varíe en función del deslizamiento.
Por lo tanto si la máquina funciona con deslizamientosnegativos,la velocidad de giro del rotor es
superior a la de sincronismo.

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Para que esto sea posible, se necesita la ayuda de una fuente mecánica exterior que proporcione
el par necesario para superar dicha velocidad.
En primerlugar,el estatorde la máquinade inducción estaráconectadoalared y,enprincipio,sin
carga mecánica aplicada, alcanzará la velocidad de vacío, próxima a ns; entonces, se conecta el
motor de CC y se le hace girar en el mismo sentido que la máquina de inducción, ayudándole y
consiguiendo que la velocidad aumente por encima de la de sincronismo.
Cuando esto sucede, la máquina estará funcionando como generador y proporciona una energía
eléctrica a la red gracias a la energía mecánica de la fuente exterior (motor de CC).
23- ¿Qué es permeabilidad?
En físicase denominapermeabilidadmagnéticaalacapacidadde unasustanciaomedioparaatraer
yhacer pasara travésde ellacamposmagnéticos,lacual estádadaporlarelaciónentre lainducción
magnética existente y la intensidad de campo magnético que aparece en el interior de dicho
material.
La magnitudasí definida,el gradode magnetizaciónde unmaterialenrespuestaaun
campo magnético,se denominapermeabilidadabsolutayse suele representarporel
símbolo μ:
La permeabilidadde unmaterial magnético,que se designaporlaletragriega,μeslarelaciónentre
la inducción magnética (B), y la intensidad del campo magnético que la produce (H).
La curva que representa B en función de H de los materiales magnéticos denominada bucle de
histéresis, se aprecia que no es lineal, y en la cual μ es la pendiente de la curva.
La primeravezque el materialessometidoaunHcreciente,lacurvaque sigue esdiferente decómo
se comporta en sucesivas veces en que H varíe.
24- ¿Qué es retentividad y remanencia?
Es la capacidad que posee un material o sustancia para retener las propiedades magnéticas
adquiridasporla influenciade uncampomagnéticovecino,aundespuésde que dichocampohaya
desaparecido, en otras palabras cuando un cuerpo continúe magnetizada aun cuando se haya
alejado la fuerza magnetizante,se dice que el cuerpo posee alta retentividadmagnética, tal como
ocurre con el acero y sus aleaciones. Por el contrario si solo posee leve imantación, decimosque
posee baja retentividad magnética tal como ocurre con el hierro.
Remanenciamagnéticaomagnetismoremanenteesel magnetismoquequedaenalgunasustancia
o material que estuvo afectadopor un campo magnético. Algunos materialesno se magnetizan al
estarcolocadosdentrode un campomagnético,entoncesnotienenmagnetismoremanente,otros
se magnetizan y conservan parte de él, ese es el magnetismo remanente.

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La remanenciamagnéticaomagnetizaciónremanenteeslacapacidadde un material pararetener
el magnetismoque le hasidoinducido,esdecir,lamagnetizaciónque persisteenunimán
permanente despuésde que se retirael campomagnéticoexterno.Tambiéneslamedidade la
magnetizaciónde unmaterial conpropiedadesmagnéticas.1Coloquialmente,cuandounimán
está"magnetizado",poseeremanencia.2Estambiénlamemoriamagnéticade unmediode
almacenamientomagnéticoylafuente de informaciónsobre el campomagnéticode laTierraen
el paleomagnetismo.
25- ¿Qué es fuerza magnetomotriz?
Es el esfuerzoestablecidoenlacreación de un campo y flujomagnéticoyes capaz de producirun
flujo magnético entre dos puntos de un circuito magnético. Es una de las variables usadas para
describiruncampomagnético. La Fuerzamagnetomotrizse puede entenderde maneraanálogaal
voltaje eléctrico de la ley de Ohm. Esto está expresado en la ley de Hopkins.
Esta ecuaciónse puede entendercomounaanalogía a la leyde Ohm (V = R I).El flujomagnéticoes
directamente proporcional a la Fuerza magnetomotriz que lo origina e inversamente proporcional
a la reluctanciadel circuitomagnético(que depende de lalongituddel circuito,el área transversal
del circuitoy lapermeabilidadmagnéticadel material del que estáhecho.Lasvariablesmagnéticas
se comportan como sus análogas en un eléctricas en la ley de Ohm.
El flujomagnéticosiguelaslíneasde flujopordonde encuentramenorreluctancia.
Por estolaslíneasde flujoestándentrodel cuerpode altapermeabilidad,puesto
que esto ofrece mucho menor reluctancia que el aire. Sin embargo el cuerpo de
alta permeabilidad aún posee cierta reluctancia que es el equivalente a la
resistencia en esta analogía de Hopkinson. El flujo magnético sería el equivalente a la corriente
eléctrica.
En el caso de un solenoide largo y con cierto número de vueltas, la expresión se
puede simplificar. En este caso se expresa por la siguiente ecuación.
Donde:
N: númerode espirasde labobina
I: intensidadde lacorriente enamperios(A)
La unidadde medidade laFMM esel
amperio-vueltaque se representaporAv
26- ¿Cuál es la diferencia entre FEM y FMM?
La FMM de un circuito magnético es un equivalente análogo de la FEM o voltaje de un circuito
eléctrico,de aquísudiferenciaenqueunoesde circuitoseléctricosyel otrode circuitosmagnéticos.
La diferencia radica en que la FEM mantiene una diferencia de potencial entre dos puntos de un
circuitoabiertoobiendaorigenalacirculaciónde unacorriente eléctricaenuncircuito cerrado, no
así la FMM la cual es la fuerza mediante la cual se establece una circulación de líneas de flujo
magnético a través de un circuitomagnéticoel cual consta de un núcleoy quizásun entre hierro,
el cual dacomoresultadoel producirunflujomagnéticoentre dospuntosde uncircuitomagnético.

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27- ¿Qué es histéresis?
Es una especie de resistencia presentada por las moléculas de un material magnético que se
encuentrabajola influenciade uncampo magnéticovariable ,esta resistenciamolecularse puede
representarcomounaespecie de retardoparaobedeceralaorientación,que paraundeterminado
sentido exige la fuerza magnetizante.
Esta fricciónoretardomolecularrepercute enanergia desperdiciada,siendolahistéresisunefecto
que causapérdidas,al construirporejemplountransformador,se eligenparalosnúcleosmateriales
con ciertas cualidades los cuales determinan el mínimo de pérdidas posibles por efectos de
histéresis.
28- ¿Qué es curva de histéresis?
La curva o ciclode histéresisesunagráficaque nosmuestraloscambios que sufre ladensidaddel
flujo magnético en un cuerpo, cuando este se encuentra bajo influencia de un magnetismo
imantador en sentido tanto positivo como negativo.
El trazo de esta curva que de hecho es un equivalente de la curva B-H, se limita a lo siguiente:
Trazar dosejesperpendicularesentre sí,enelcual el eje horizontal se tabulalafuerza magnetizante
H, yenel eje vertical correspondealadensidadde flujo B,ambostantoparavalorespositivoscomo
negativos.
29- ¿Qué es un circuito magnético?
Se denominacircuitomagnéticoaundispositivoenel que laslíneasde fuerzadelcampomagnético
estáncanalizadasa travésde un material generalmenteferromagnético,loque hace que el campo
magnético se fluya, casi exclusivamente, por dicho material.
Los circuitos magnéticos son importantes en electrotecnia, pues son la base de transformadores,
motores eléctricos, muchos interruptores automáticos, relés, etc.
La función de un núcleo en un circuito magnético es la de facilitar la "circulación" de la líneas de
campo. Los circuitos magnéticos pueden ser homogéneos si en todas las partes del núcleo se
presenta la misma inducción, y heterogéneo si existen diferentes inducciones. Dado que la
inducción depende tanto del material en el que se establezca como de la sección del mismo, un
circuito puede ser heterogéneo por estar realizado por distintos materiales, por tener secciones
diferentes, o por otras razones.
Analogía entre Circuitos Eléctricos y Magnéticos.

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30- ¿Qué entiende por reluctancia o resistencia magnética?
Es la mayoro menordificultadque presentanloscuerposal pasode laslíneasde fuerzasdel campo
magnético. Tambiénse puede decir que la reluctancia representa en cierta forma a la oposición o
resistencia que se presenta al flujo magnético en un circuito magnético, en consecuencia la
reluctancia es lo opuesto a la permeabilidad.
La reluctanciade unobjetodepende delmaterialyde lasdimensionesdel mismo, losmaterialesno
magnéticostienencasi lamismareluctanciaque el aire dentrode un1%, encambioel aire tiene de
50 a 5000 vecesla reluctanciade losmaterialesmagnéticocomunes, porejemploel aceroal silicio
usado en los motores y transformadores tiene un 1/3000 veces la reluctancia del aire.
Depende de las características del material, en el caso que nos concierne, del
material del núcleoyde suforma.Lareluctanciade uncircuitomagnéticoviene
dada por la Ecuación
Donde l eslalongituddel núcleo, μ lapermeabilidaddel material,y S lasuperficie,perpendicularal
flujo,del núcleo. El acoplamientode lareluctanciaenseriey/oparaleloenunnúcleo,esidénticoal
del acoplamiento de resistencias en un circuito eléctrico.
Si no se tiene acceso a los valores del núcleo también se puede calcular mediante la ecuación:
Donde F es la fuerza magneto motriz, Φ es el flujo en el núcleo, i la corriente en el bobinado de
excitación y N el número de espiras de dicho bobinado.
31- Explica la ley de Ohm aplicada a circuitos magnéticos.

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32-Explica las leyes de Kirchhoff aplicada a los circuitos magnéticos.
33- Explique de forma general el método de solución de circuitos magnéticos
conocido como el método directo.
34- Explique de forma general el método de solución de circuitos magnéticos conocido
como el método de prueba y error.

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35- ¿Qué es pérdidas por histéresis?
La apariciónpérdidasporhistéresisestáíntimamente asociadaal fenómenoporel cual una región
atravesada por un campo magnético, absorbe energía.
Si la región no es el vacío, tan solo una parte de la energía tomada del circuito se almacena y
recupera totalmente de la región, al suprimir el campo magnético.
El restode laenergíase convierte encaloracausadel trabajorealizadosobreel materialenelmedio
cuando responde a la imanación
Cuantomayorsea lafrecuenciade lasmagnitudeseléctricasaplicadasaunabobina,mayoresserán
las pérdidas magnéticas por efecto de histéresis y mayor será el calentamiento producido.
En untransformadorlapotenciaperdidaporhistéresisdependeesencialmentedeltipodematerial;
también puede depender de la frecuencia, pero como la frecuencia en una misma zona o país
siempre es la misma, la inducción magnética dependerá del tipo de chapa.
A través de la fórmula de Steinmetz, se determinarán las pérdidas por histéresis.
El coeficientede chapaoscilaentre0,0015y 0,003, aunque bajahasta0,007 enhierrode muybuena
calidad.
Donde:
Kh = coeficiente de cada material
F = frecuencia en Hz
βmax = inducción máxima en Tesla
PH = pérdida por histéresis en W/kg
n = 1,6, para β < 1 Tesla (104 Gauss)
n = 2, para β > 1 Tesla (104 Gauss)
36- ¿Qué es perdidas por corrientes parasitas (corrientes de Foucault)?
La corriente de Foucault(corrienteparásitatambiénconocidacomo"corrientestorbellino",oeddy
currentseninglés) esunfenómenoeléctricodescubiertoporel físicofrancésLéonFoucaulten1851.
Se produce cuando un conductor atraviesa un campo magnético variable, o viceversa.
Cuando circula corriente alterna a través de una bobina arrollada sobre un núcleo de hierro, se
induciráunaFEM, puestoque el hierroesunconductor,circularáunacorrienteenel núcleo.Dichas
corrientes se llaman corrientes de Foucault y representan una pérdida de potencia puesto que
circulan a través de la resistencia del hierro y, por tanto, producen calentamiento.
Las pérdidasporcorrientesde Foucaulte histéresisaumentanrápidamente amedidaque la
frecuenciade lacorriente alternaaumenta.Porestarazónlosnúcleosde hierronormalessolose
puedenusarenlasfrecuenciasde lalíneade baja tensióndomésticayenaudiofrecuencias -hasta
unos15.000 Hz-. A pesarde todo,se precisahierrooacero de muy buenacalidadsi el núcleodebe

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trabajar eficazmenteenlasaudiofrecuenciasmásaltas.Losnúcleosde hierrode este tiposon
totalmente inútilesenradiofrecuencia.
Dichas pérdidaspuedenreducirse laminandoel núcleo(cortándoloendelgadastiras).Estastiras o
láminas deben aislarse unas de otras pintándolas con algún material aislante como barniz o goma
laca.
37- ¿Qué es efecto piel en corriente alterna?
El efectopiel o skinen un conductor solose produce en losconductos por donde circula corriente
alterna, la cual consiste en la tendencia de la corriente a acumularse en la capa externa del
conductor, debido a la autoinducción del mismo, lo cual da lugar al aumento de la resistencia
efectivadel conductorya la disminuciónde laintensidadadmisibleparaundeterminadoaumento
de la temperatura.
Este efectoes un factor muy importante para barras de fuertes corrientes, enlasque se utilizaun
cierto número de conductores en paralelos, debido a que afecta no solo a cada conductor, sino
también a un grupo de conductores considerados como uno solo.
Los conductoresde aluminiose hayanmenosafectadosporeste fenómenoque losconductoresde
cobres de sección similar debido a la mayor resistividad del aluminio.
La forma más económicade reducirlaspérdidasporefectoskin consisteenefectuarunaadecuada
selección
Una forma de mitigareste efectoes la utilizaciónenlaslíneasy en losinductoresdel denominado
hilode Litz,consistente enuncable formadopormuchosconductoresde pequeñasecciónaislados
unos de otros y unidossoloenlos extremos.De estaforma se consigue un aumentode la zonade
conducción efectiva.
En el caso de un sol enoi de l ar go y con ci er t o num er o de vuel t as, l a expr esi ón se puede si m pl i f i car . En est e caso se expr esa por l a si gui ent e ecuaci ón.
31- Expl i ca l a l ey de Ohm apl i cada a ci r cui t os m agnét i cos.
38- ¿Por qué la resistencia de corriente alterna difiere de la resistencia de corriente
continua?
39- ¿Qué es un transformador?
El transformador es una máquina eléctrica estática, que transforma energía eléctrica, con una
tensióne intensidaddeterminada,enenergíaeléctricacontensióne intensidaddistintasoiguales.
Lostransformadoressonbásicamente,circuitosmagnéticoscondosbobinasque conviertenenergía
eléctrica de un nivel de tensión y corriente a otro nivel de tensión y corriente diferente, gracias al
distinto número de vueltas de cada uno de los devanados y al flujo común, variable en el tiempo,
que ambos enlazan. Estas características lo hacen indispensable en aplicaciones de transmisióny
distribución de energía eléctrica en corriente alterna.
El transformador de dos devanados se denomina monofásico, y es el más elemental. En circuitos
de potenciatrifásicosse usanbancosde trestransformadoresmonofásicosobientransformadores
trifásicos.

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40- Describa sobre las principales partes físicas de un transformador.
El núcleo
El núcleoestáformadoporvariaschapasu hojasde metal (generalmentematerialferromagnético)
que estánapiladasunajuntoalaotra,sinsoldar,similaralashojasde unlibro.Lafuncióndel núcleo
es mantener el flujo magnético confinado dentro de él y evitar que este fluya por el aire
favoreciendolasperdidasenel núcleoy reduciendola eficiencia.La configuraciónporláminasdel
núcleo laminado se realiza para evitar las corrientes de Foucault, que son corrientes que circulan
entre láminas, indeseadas pues favorecen las perdidas.
Bobinas
Las bobinassonsimplemente alambre generalmente de cobre enrolladoenlaspiernasdel núcleo.
Según el número de espiras (vueltas) alrededor de una pierna inducirá un voltaje mayor. Se juega
entonces con el número de vueltasen el primarioversus las del secundario. En un transformador
trifásico el número de vueltas del primario y secundario debería ser igual para todas las fases.
Cambiador de taps
El cambiadorde tapsoderivacionesesundispositivogeneralmente mecánicoque puedesergirado
manualmente para cambiar la razón de transformación en un transformador, típicamente, son 5
pasos uno de ellos es neutral, los otros alteran la razón en más o menos el 5%. Por ejemplo esto
ayuda a subir el voltaje en el secundario para mejorar un voltaje muy bajo en alguna barra del
sistema.
Relé de sobrepresión
Es undispositivomecánicoque nivelaelaumentode presióndel transformadorque puedenhacerlo
explotar.Sinembargoexistenvariosequiposque explotanapesarde tenerestedispositivo.Existen
el relé de presión súbita para presiones transitorias y el relé de sobrepresión para presiones más
permanentes.
Tablero de control
Contiene lasconexioneseléctricasparael control,relésde proteccióneléctrica,señalesde control
de válvulas de sobrepresión hacia dispositivos de protección.
Configuraciones
Las bobinas pueden ser conectadas de forma diferente en delta, estrella, o T. Se pueden hacer
transformadores trifásicos de tres formas distintas:
1- Conectando tres transformadores monofásicos
2- Núcleo tipo acorazado
3- Transformador tipo núcleo.

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Clases de ventilación
Hay diferentes tipos de ventilación en un
transformador. La ventilación puede ser
por:
Convección natural (N).
Ventilación forzada (F).
El refrigerante al interior del estante del
transformador es de varios tipos:
Aceite (O del inglés Oil).
Agua (W, del inglés Water).
Gas (G).
41- Explique el concepto de transformador ideal
Un transformadorideal esaquel conacoplamientoperfecto(k= 1). Consta de dos(o más) bobinas
con gran númerode vueltasdevanadasenunnúcleo comúnde altapermeabilidad.A causade esta
alta permeabilidad del núcleo, el flujo enlaza a todas las vueltas de ambas bobinas, lo que da por
resultado un acoplamiento perfecto.
Un transformador ideal es un transformador de acoplamiento unitario sin pérdidas en el que las
bobinas primaria y secundaria tienen auto inductancias infinitas.
Se dice que un transformador es ideal si posee las siguientes propiedades:
Un transformadorideal es un transformadorde acoplamientounitariosinpérdidasen el que las
bobinas primaria y secundaria tienen auto inductancias infinitas.
Por lo tanto:
- En lasbobinasprimariay secundariase consideralaresistenciadespreciable.
- Todoel flujomagnéticoque se estableceenel núcleoescomúnaambosdevanados,al suponer
nuloel flujodisperso.
- El núcleonotiene reluctancia.
- El núcleonotiene perdidasporcorrientesparasitasni porhistéresis
42- Explique el concepto del transformador real
En el transformadorreal han de tenerse encuenta:
- El flujonoescomúna lolargo del circuitomagnético,debidoala existenciade flujosdisperso,
tanto enel primariocomoenel secundario.
- La resistenciaóhmicade losdevanadosnoes despreciable,porloque habráde tenerse en
cuenta.
- El núcleodel transformadorestáformadoporunapiladode chapasmagnéticas,que motivarán
unas pérdidasenel hierro.

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Flujo disperso: En el transformador ideal se suponía la existencia de un solo flujo a lo largo del
circuito magnético; sin embargo, existe un flujo disperso en el primario y otro en el secundario
debidos a las corrientes primarias y secundarias, respectivamente.
El flujodispersodalugara que hayade considerarse lapresenciade unasbobinasficticias(enserie
con el primario y con el secundario), que darán lugar a las reactancias de dispersión Xd1 y Xd2,
siempre que circule corriente por los devanados del transformador. Resistencia óhmica de los
devanados:
En la mayoría de loscasos se empleael cobre electrolítico,aunque enalgunospaísesse empleael
aluminio. Los conductoresde los devanadosde los transformadoressuelenser de seccióncircular
para pequeñas intensidades,y en forma de pletina rectangular para intensidades más elevadas.
Estos conductores dan lugar a una resistencia óhmica pura, que puede considerarse conectada en
serie con el bobinado.Para simplificar el circuito eléctrico, se supondrá que las resistencias de los
devanados primario R1 y secundario R2 están situadas fuera del trasformador.

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Las resistencias R1y R2 produciráncaídasde tensióncuandocirculencorrientesporlosdevanados
del transformador,ypérdidasporefectoJoule (R·I²) que se transformaránencalor. Pérdidasenel
hierro:Al someterelnúcleode chapasmagnéticasaunflujoalterno,se producenlosfenómenosde
histéresisyde corrientesparásitasde Foucalt,lascuales,asuvez,originanunapérdidade potencia,
que habrá de sumarse a las pérdidasJoule para dar las pérdidas principales de un transformador.
43-Explique sobre los componentes del circuito equivalente del transformador.
La diferencia numérica existente entre las tensioneso corrientes primarias y secundarias de los
transformadores normales da lugar a la utilización de otros métodos más prácticos a la hora de
estudiarel comportamientointernodel transformador,principalmenteenloreferente al cálculode
caídas de tensión.
El sistemautilizadoestábasadoenla sustitucióndel transformadornormal porotro que disponga
del mismonº de espirasenel primarioyenel secundariom= 1. Para cumplirlacondiciónanterior,
se puede reducir el secundario al primario o bien el primario al secundario.
En general,se utilizael primero.El transformadorreducidopresentalasmismascaídas de tensión,
pérdidas y rendimientoque el primitivo y ofrece la ventaja de simplificar considerablemente su
estudio. Los valores reducidos se obtienen a partir de los valores reales y de la relación de
transformación, ya que, para poder conectarse a la tensión de primario, es preciso modificar los
citados términos convenientemente.

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Y dado el pequeño valor de Io frente a las otras corrientes, es normal despreciarlo, para así
simplificar los cálculos, quedando finalmente que I1 ≈ I´2.

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44- ¿Cómo funciona un transformador?
Un transformador está constituido por dos circuitos eléctricos acoplados mediante un circuito
magnético.
El funcionamientodel transformadorse basaenla Ley de inducciónde Faraday,de maneraque un
circuito eléctrico influye sobre el otro a través del flujo generado en el circuito magnético.
Al conectar el devanado primario a una fuente de alimentación de corriente alterna,se establece
un flujo magnético alterno dentro del núcleo.
Este flujo atraviesa el devanado secundario induciendo una fuerza electromotriz en el devanado
secundario. A su vez, al circular corriente alterna en el secundario, se contrarresta el flujo
magnético, induciendo sobre el primario una fuerza contra electromotriz.
Los circuitos eléctricos están formados por bobinas de hilo conductor, normalmente cobre. Estas
bobinas reciben el nombre de devanados y, comúnmente se les denomina devanado primario y
secundario del transformador. El bobinado primario con “N1” espiras es aquel por el cual entra la
energía y el secundario con “N2” espiras es aquel por el cual se suministra dicha energía.
Estos bobinadosestánaisladosentre sí,y con el núcleo.Los materialesaislantesparael bobinado,
o para colocar entre capas, son: papel barnizado, fibra, micanita, cinta impregnada, algodón
impregnado, etc., para transformadorescon bobinadosal aire, y para los sumergidos en baños de
aceite, se utilizan los mismos materiales sin impregnarse; debe evitarse el uso del caucho en los
transformadores en baño de aceite, pues este lo ataca, y tiene efectos nocivos también sobre la
micanita y aun sobre los barnices.
45- ¿En qué consiste la prueba de vacío?
La prueba tiene la finalidad de determinar por medición, la corriente, que es la corriente al vacío
denotadaporIo (siendosuefectotérmicocasi insignificante) yel factorde potenciarespectivo cos
θ0 o la potencia activa y reactiva.
La potenciaactivaeslapotenciaabsorbidadenotadacomo Po:éstarepresentalaspérdidasal vacío
del transformador, las cuales se identifican prácticamente con las pérdidas por histéresis y con
corrientesparásitasen elnúcleo,oseaconlaspérdidasenelhierro(nominalessi se aplicalatensión
nominal enel primarioyse desprecianlaspequeñaspérdidasque puede haberenel cobre ycomo
se puede realizar energizando cualquiera de los lados del transformador, las pérdidas por
corresponder al núcleo del transformador serán únicas).
;
En su realización, esta prueba se efectúa alimentando indiferentemente uno u otro de los dos
bobinados conlatensiónnominal respectiva,manteniendoel otro(olosotros)bobinadoencircuito
abiertoentonces se conectaelprimarioasutensiónyfrecuencianominales,mientrasel secundario
permanece en circuito abierto; también puede hacerse el ensayo alimentando el secundario y
dejando en circuito abierto el primario.
La seleccióndel bobinadodepende únicamente de razonesde comodidad,enrelaciónal ordende
magnitud de las tensiones en juego.

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Los principales datos a determinar en el ensayo son:
- Las pérdidasenel hierro PFe.
- La corriente de vacío Io.
- La relaciónde transformación a.
De lalecturade losinstrumentos,lapotencia Poque absorbe el transformadorenvacío laindica
el vatímetro W. La lecturadel amperímetro Aproporcionalacorriente Io y el voltímetro V indica,
la tensión Vo a la que se conecta el transformadorysi se desease conectaotro voltímetropara
medirlatensiónde circuitoabierto.
Al realizarel ensayode vacío,la intensidadque circulase cierraporla admitanciade vacío,siendo
posible determinarse de laformasiguiente:
2
0
2
002
0
0
0
0
0
0 ;; gYb
V
P
g
V
I
Y 
46- ¿En qué consiste la prueba de corto circuito?
Esta prueba permite determinar las pérdidas en el cobre y consiste en cerrar en cortocircuito un
bobinadoy enla alimentación(medianteunafuente variable) del otrobobinadoconuna pequeña
tensiónsuficiente(usualmente de valoresnosuperioresal 10 % o menosde lanominal) parahacer
circular la corriente nominal.
Es igual cuál de losdosladosse haya puestoencortocircuito.Generalmente seráel de bajatensión
para que la tensión del lado de alta sea más cómoda de medir.
Dadoel pequeñovalorde potenciaaplicadayel bajísimovalorde inducción,laspérdidasenel hierro
son insignificantesyporestoel vatímetroda laspérdidastotalesdel cobre primario y secundario.

32. Maquinas Eléctricas I
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La lecturamás importante enestapruebaesla del amperímetroyaque la indicacióndel vatímetro
varía con el cuadrado de la corriente y la del voltímetro en proporción directa con la corriente y
todos los resultados son calculados en base a los valores de la corriente.
En la figura siguiente se muestra el esquema de conexión de los instrumentos.
De la lectura de los instrumentos, el
amperímetro A proporciona la
corriente Icctode loque hadenotarse
que el flujo producido por esa
corriente (a plenacarga), es pequeño,
por ser el flujo que se precisa para
inducir en los devanados una f.e.m.
reducida y por tanto, en este caso la
corriente por la impedancia magnetizante es prácticamente despreciable, así por ello es que
Zccto << Zm.
El voltaje medido por el voltímetro V, se denomina voltaje de cortocircuito Vccto y se consume
integro en la impedancia, que por esta razón también se ha denominado impedancia de
cortocircuito. La potencia Pccto indicada por el vatímetro W es la potencia tomada por el
transformadordurante lapruebade cortocircuitose consume enlasresistenciasde susdevanados.
Si se quiere puede conectarseotroamperímetroparamedirlacorriente enelladoencortocircuito.
Con las mediciones de los instrumentos se pueden calcular las siguientes magnitudes,
correspondiente a los parámetros de los devanados del transformar:
cctoncctocctoccto
ccto
ccto
ccto
n
ccto
ccto IIrZX
I
P
r
I
V
Z  ;;; 22
2
El factor de potencia COS θccto podrá ser determinado con la fórmula:

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47- Explique el diagrama vectorial completo del transformador
48- Explique el diagrama vectorial simplificado del transformador
44- ¿Cóm o f unci ona un t r ansf or m ador ?
45- ¿En qué consi st e l a pr ueba de vací o?
46- ¿En qué consi st e l a pr ueba de cor t o ci r cui t o?
47- Expl i que el di agr am a vect or i al com pl et o del t r ansf or m ador
48- Expl i que el di agr am a vect or i al si m pl i f i cado del t r ansf or m ador
l l l
nnj gi oj egos
43- 43- Expl iquesobreloscomponentesdel cir cuit oequi val ent e del t r ansf or m ador . Expl iquesobreloscomponentesdel cir cuit o equi val ent e del t r ansf or m ador .

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