Este documento resume conceptos fundamentales de electrotecnia como ondas sinusoidales, valor RMS, armónicos, impedancia, reactancia capacitiva e inductiva, campo magnético, fuerza de Lorentz, corrientes parásitas de Foucault, fuerza, momento de torsión, trabajo, potencia, transformación de energía y eficiencia de máquinas. Explica fórmulas matemáticas clave y define cada término con ejemplos.

1. 1 Angélica Bonilla Quirós 5-9 2014
CTP Vocacional Monseñor Sanabria
Electrotecnia 2014
Sub-área: Mantenimiento de Máquinas eléctricas.
Estudiante: Angélica Bonilla
Sección: 5-9
Onda sinusoidal:
• La forma de onda sinusoidal u onda seno es el tipo fundamental de corriente alterna y
voltaje alterno. Dos tipos de fuentes producen voltajes sinusoidales: las maquinas
eléctricas rotatorias y los circuitos osciladores electrónicos.
Valor Rms:
• El valor RMS es conocido también como valor efectivo, de un voltaje sinusoidal es en
realidad una medida del calentamiento de la onda seno.
Armónico o armónica:
• Un armónico es cualquier voltaje o corriente cuya frecuencia es un múltiplo entero de
(2, 3,4, etc…, veces) la frecuencia de línea. Por definición la onda seno que tiene la
frecuencia más baja recibe el nombre de fundamental y las otras de armónicos.
La suma de un voltaje fundamental y de uno armónico produce una forma de onda sinusoidal
cuyo grado de distorsión depende de la magnitud del armónico o armónicos que contiene
Impedancia:
• Circuito serie R-L: Al conectar una resistencia óhmica con una reactancia inductiva, la
corriente queda limitada por el efecto combinado de R y XL:
• Circuito serie R-C: Al conectar en serie una resistencia con un condensador, aparece
una impedancia en el circuito que resulta de la combinación de R y XC.
• Para obtener la corriente común entre los tres elementos seguimos el mismo
procedimiento que en los casos anteriores.
Reactancia Capacitiva:
• La reactancia capacitiva es la oposición a la corriente sinusoidal expresada en ohms.
• Formula:
𝑋𝑐 =
1
2𝜋𝑓𝑐

2. 2 Angélica Bonilla Quirós 5-9 2014
Reactancia Inductiva:
• La reactancia inductiva es la oposición al paso de la corriente sinusoidal expresada en
ohms.
• Formula:
𝑋𝑙 = 2𝜋𝑓𝐿
Campo Magnético:
• El campo magnético consiste en líneas de fuerza que irradian desde el polo norte (N)
hasta el polo sur (S) y de regreso al polo norte a través del material magnético.
Intensidad de campo magnético:
• Llamada también fuerza magnetizante en un material se define como la fuerza
magnetomotriz (Fm)por unidad de longitud (l) del material y se expresa mediante la
siguiente fórmula:
𝐻 =
𝐹𝑚
𝑙
 Dónde: 𝐹𝑚 = 𝑁𝐼
N es el número de vueltas del conductor, e I la corriente en amperes.
Permeabilidad
• Es la facilidad con que un campo magnético puede ser establecido en un material
dado.
• Mientras más alta sea la permeabilidad más fácilmente se puede establecer un campo
magnético.
Fuerza de Lorentz
• Cuando un conductor que trasporta corriente se coloca en un campo magnético, se
somete a una fuerza llamada fuerza electromagnética. Esta fuerza es de fundamental
importancia porque constituye la base de operación de motores, generadores y de
muchos instrumentos eléctricos.
• La magnitud de la fuerza depende de la orientación del conductor con respecto a la
dirección del campo magnético.
• La fuerza es mayor cuando el conductor es perpendicular al campo magnético y cero
cuando es paralelo a él.
• La fuerza máxima que actúa en un conductor recto está dada por:
𝐹 = 𝐵𝑙𝐼

3. 3 Angélica Bonilla Quirós 5-9 2014
Dirección de la fuerza del campo magnético en un
conductor recto:
• Siempre que un conductor transporta corriente, está rodeado por un campo
magnético. Con una corriente que fluye hacia la derecha, las líneas circulares de fuerza
tienen la dirección que se muestra en la siguiente figura:
Histéresis:
• Los transformadores y la mayoría de los motores eléctricos operan con corriente
alterna. En tales dispositivos el flujo en el hierro cambia continuamente tanto de valor
como de dirección. En consecuencia, los dominios magnéticos están orientados
primero en una dirección y luego en la otra, a una velocidad que depende de la
frecuencia.
• Por lo tanto, si el flujo tiene una frecuencia de 60 Hz, los dominios describen un ciclo
completo cada 1/60 segundo y pasan sucesivamente por densidades de flujo pico 1Bm
y 2Bm conforme la intensidad de campo magnético pico alterna entre 1Hm y 2Hm. Si
trazamos la densidad de flujo B como una función de H, obtenemos una curva cerrada
llamada lazo de histéresis.

4. 4 Angélica Bonilla Quirós 5-9 2014
Corrientes parásitas de Foucault:
• Considere un Flujo de ca que enlaza un conductor de forma rectangular. De acuerdo
con la ley de Faraday, se induce un voltaje de ca E1 a través de sus terminales. Si el
conductor se pone en cortocircuito, fluirá una corriente alterna substancial I1 que
hará que el conductor se caliente.
• Si se coloca un segundo conductor dentro del primero, se induce un pequeño voltaje
porque enlaza un flujo más pequeño. Por consiguiente la corriente de cortocircuito I2
es menor que I1, y también lo es la potencia disipada de este lazo.
Fuerza:
• La fuerza mas conocida es la fuerza de gravedad.
• Esta fuerza se expresa en función de Newton (N), que es la unidad de fuerza del SI.
• Esta fuerza esta determinada por la ecuación:
F = 9.8m
Momento de torsión:
• El momento de torsión o par se produce cuando una fuerza ejerce una acción de
torsión sobre un cuerpo o un objeto, la cual tiende a hacerlo girar.
• La fuerza de torsión esta dado por:

5. 5 Angélica Bonilla Quirós 5-9 2014
𝑇 = 𝐹𝑟
Trabajo mecánico:
• Se realiza trabajo mecánico cuando una fuerza se desplaza una distancia en la
dirección de la fuerza.
• El trabajo esta dado por:
𝑊 = 𝐹𝑑
Potencia:
• La potencia es la capacidad de realizar un trabajo.
• Esta dado por:
𝑃 =
𝑛𝑇
9.55
Potencia de un motor:
• El rendimiento de la potencia mecánica de un motor depende de su velocidad de
rotación, del momento de torsión o par que desarrolla.
• La potencia esta dada por:
𝑃 =
𝑛𝑇
9.55
Transformación de energía:
• Energía mecánica: la energía mecánica acumulada en un resorte o la energía cinética
en un auto en movimiento.
• Energía Térmica: el calor liberado por una estufa por fricción o por el sol.
• Energía química: La energía contenida en la dinamita, el carbón o en una batería de
almacenamiento eléctrico.
• Energía eléctrica: La energía producida por un generador o por iluminación.
Transformaciones de energía:
• Energía atómica: la energía liberada cuando un átomo es modificado..
• Siempre que se transforma energía, el rendimiento es menor que la energía
alimentada porque todas las máquinas sufren pérdidas.
• Estas pérdidas aparecen en forma de calor, el cual eleva la temperatura de la máquina.
Por lo tanto, una parte de la energía eléctrica suministrada a un motor se disipa como
calor en los devanados. Además, una parte de su energía mecánica también se pierde,
debido a la fricción de rodamiento y la turbulencia de aire creada por el ventilador de
enfriamiento.

6. 6 Angélica Bonilla Quirós 5-9 2014
Eficiencia de las máquinas:
• La eficiencia es particularmente baja cuando la energía térmica se convierte en energía
mecánica. Por lo tanto, la eficiencia de las turbinas de vapor va de 25 a 40 por ciento,
mientras que la de los motores de combustión interna (motores automotrizes,
motores diesel) oscila entre 15 y 30 por ciento. Para entender qué tan bajas son estas
eficiencias, debemos recordar que una máquina que tiene una eficiencia de 20 por
ciento pierde, en forma de calor, 80 por ciento de la energía que recibe.
• Los motores eléctricos transforman la energía eléctrica en energía mecánica con
mucha más eficiencia.
• Su eficiencia oscila entre 75 y 98 por ciento, según el motor.