El documento trata sobre conceptos básicos de máquinas eléctricas. Explica las ondas senoidales y el valor eficaz de la corriente alterna, así como los armónicos, impedancia, reactancia capacitiva e inductiva, campo magnético, densidad de campo magnético, permeabilidad, fuerza de Lorenz, voltaje inducido, dirección de la fuerza del campo magnético, histeresis, corrientes de Foucault, fuerza, momento de torsión, trabajo mecánico, potencia, transformación de energía en máqu

1. Maquinas eléctricas
FICHA DE APRENDIZAJE

2. Ondas senoidales
Representa el valor de la tensión de la Corriente
alterna a través de un tiempo continuamente
variable, en un par de ejes cartesianos marcados en
amplitud y tiempo.

3. Valor eficaz
Se refiere a una corriente constante ( corriente continua) De esa forma una corriente eficaz es
capaz de producir el mismo trabajo que su valor en corriente directa o continua.
Al ser la intensidad de esta corriente variable una función continua i(t) se puede calcular:
donde:
T es el periodo de la señal.

4. En el caso de una corriente alterna sinusoidal (como lo es, con bastante aproximación, la de la
red eléctrica) con una amplitud máxima o de pico Imax, el valor eficaz Ief es:
En el caso de una señal triangular con una amplitud máxima Imax, el valor eficaz Ief es:

5. Para una señal cuadrada es:
Para el cálculo de potencias eficaces Pef por ser proporcional con el cuadrado de la amplitud de
la tensión eléctrica, para el caso de señales sinusoidales se tiene:
Del mismo modo para señales triangulares

6. Es común el uso del valor eficaz para voltajes también y su definición es equivalente:

7. Ondas armónicas
Los armónicos son distorsiones de las ondas senosoidales de tensión o corriente de los sistemas
eléctricos, debido al uso de cargas con impedancia no lineal, a materiales ferromagnéticos, y en
general al uso de equipos que necesiten realizar conmutaciones en su operación normal.

8. Impedancia
La impedancia (Z) es la medida de oposición que presenta un circuito a una corriente cuando se
aplica una tensión. La impedancia extiende el concepto de resistencia a los circuitos de corriente
alterna (CA), y posee tanto magnitud como fase, a diferencia de la resistencia, que sólo tiene
magnitud. Cuando un circuito es alimentado con corriente continua (CC), su impedancia es igual
a la resistencia.
la impedancia es la relación (cociente) entre el fasor tensión y el fasor intensidad de corriente:
Donde Z es la impedancia, V es el fasor tensión e I corresponde al fasor corriente.

9. Reactancia capacitiva
La oposición ofrecida al paso de la corriente alterna por inductores (bobinas) y condensadores,
se mide en Ohmios y su símbolo es Ω. Junto a la resistencia eléctrica determinan la impedancia
total de un componente o circuito, de tal forma que la reactancia (X) es la parte imaginaria de la
impedancia (Z) y la resistencia (R) es la parte real, según la igualdad:

10. Reactancia inductiva
Los efectos de la corriente eléctrica que circula sobre un conductor son dos principales, el
calórico y el magnético.
El calórico es llamado efecto Joule y es el que calienta una resistencia de una plancha de ropa,
un filamento de lamparilla, un fogón eléctrico, o una parrilla de interiores.
El efecto magnético pone en marcha los motores eléctricos, se usa en el reactor de tubo
fluorescente para limitar la corriente circulante, produce una chispa eléctrica en un encendedor
de cocinas del tipo "magic click" o está presente en los chisperos de encendido en cocinas que
ya lo integran, etc.

11. Campo magnético
Es el espacio en el que un imán ejerce su magnetismo, En realidad el campo magnético existe
en tres dimensiones, lo que ocurre es que al dibujar o representar las lineas de campo, se hacen
en dos dimensiones. son producidos por cualquier carga eléctrica en movimiento y el momento
magnético intrínseco de las partículas elementales asociadas con una propiedad cuántica
fundamental, su espín. En la relatividad especial, campos eléctricos y magnéticos son dos
aspectos interrelacionados de un objeto, llamado el tensor electromagnético

12. Densidad de campo magnético
cuyo símbolo es B, es el flujo magnético que causa una carga de difusión en movimiento por
cada unidad de área normal a la dirección del flujo. En algunos textos modernos recibe el
nombre de intensidad de campo magnético, ya que es el campo real.
La unidad de la densidad en el Sistema Internacional de Unidades es el tesla.
Está dado por:
Donde B es la densidad del flujo magnético generado por una carga que se mueve a una
velocidad v a una distancia r de la carga, y ur es el vector unitario que une la carga con el punto
donde se mide B (el punto r).

13. Permeabilidad
Es la capacidad que tiene un material de permitirle a un flujo que lo atraviese sin alterar su
estructura interna.

14. Fuerza de Lorenz
es la fuerza ejercida por el campo electromagnético que recibe una partícula cargada o una
corriente eléctrica.

15. Voltaje inducido en un conductor
es toda causa capaz de mantener una diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito
abierto o de producir una corriente eléctrica en un circuito cerrado.

16. Dirección de fuerza del campo
magnético en un conductor
Un conductor puede ser un cable o alambre por el cual circula una corriente eléctrica. Una
corriente eléctrica es un conjunto de cargas eléctricas en movimiento. Ya que un campo
magnético ejerce una fuerza lateral sobre una carga en movimiento, es de esperar que la
resultante de las fuerza sobre cada carga resulte en una fuerza lateral sobre un alambre por el
que circula una corriente eléctrica.

17. Histeresis
es la tendencia de un material a conservar una de sus propiedades, en ausencia del estímulo
que la ha generado. Podemos encontrar diferentes manifestaciones de este fenómeno. Por
extensión se aplica a fenómenos que no dependen sólo de las circunstancias actuales, sino
también de cómo se ha llegado a esas circunstancias

18. Corrientes parasitas o de Foucauld
es un fenómeno eléctrico descubierto por el físico francés Léon Foucault en 1851. Se produce
cuando un conductor atraviesa un campo magnético variable, o viceversa. El movimiento
relativo causa una circulación de electrones, o corriente inducida dentro del conductor. Estas
corrientes circulares de Foucault crean electroimanes con campos magnéticos que se oponen al
efecto del campo magnético aplicado (ver Ley de Lenz). Cuanto más fuerte sea el campo
magnético aplicado, o mayor la conductividad del conductor, o mayor la velocidad relativa de
movimiento, mayores serán las corrientes de Foucault y los campos opositores generados.

19. Fuerza
es una magnitud vectorial que mide la Intensidad del intercambio de momento lineal entre dos
partículas o sistemas de partículas. Según una definición clásica, fuerza es todo agente capaz de
modificar la cantidad de movimiento o la forma de los materiales. No debe confundirse con los
conceptos de esfuerzo o de energía.

20. Momento de torsión
es una propiedad geométrica de la sección transversal de una viga o prisma mecánico que
relaciona la magnitud del momento torsor con las tensiones tangenciales sobre la sección
transversal

21. Trabajo mecanico
a aquel desarrollado por una fuerza cuando ésta logra modificar el estado de movimiento que
tiene un objeto. El trabajo mecánico equivale, por lo tanto, a la energía que se necesita para
mover el objeto en cuestión.

22. Potencia
es la relación de paso de energía de un flujo por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de
energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado. La unidad en el
Sistema Internacional de Unidades es el vatio (watt).

23. Potencia de un motor
El par motor o torque es el momento de fuerza que ejerce un motor sobre el eje de transmisión
de potencia. La potencia desarrollada por el par motor es proporcional a la velocidad angular del
eje de transmisión, viniendo dada por:
donde:
P es la potencia (en W)
M es el par motor (en N·m)
W es la velocidad angular (en rad/s)

24. Transformación de energía en una
maquína
Una máquina es un conjunto de elementos móviles y fijos cuyo funcionamiento posibilita
aprovechar, dirigir, regular o transformar energía o realizar un trabajo con un fin determinado.
Se denomina maquinaria (del latín machinarĭus) al conjunto de máquinas que se aplican para un
mismo fin y al mecanismo que da movimiento a un dispositivo.

25. Eficacia de las maquínas
La eficiencia comprende el trabajo, la energía y/o la potencia . Las máquinas sencillas o
complejas que realizan trabajo tiene partes mecánicas que se mueven, de cómo que siempre se
pierde algo de energía debido a la fricción o alguna otra causa. Asi, no toda la energía absorbida
realiza trabajo útil. La eficiencia mecánica es una medida de lo que se obtiene a partir de lo que
se invierte , esto es, el trabajo útil generado por la energía suministrada .
La eficiencia está dada como una fracción trabajo que entra
Eficiencia = (x100%)