Este documento presenta una introducción a las máquinas eléctricas. Explica que las máquinas eléctricas se pueden clasificar en estáticas, rotatorias y lineales. Describe brevemente los transformadores como un ejemplo de máquina eléctrica estática y los motores de corriente directa e inducción como ejemplos de máquinas eléctricas rotatorias. Incluye enlaces a videos adicionales sobre estos temas.

1. TEORÍA DE CIRCUITOS
SEMANA 4
Jorge Luis Jaramillo
TIET UTPL septiembre 2016

2. Créditos
Esta presentación fue preparada estrictamente como material de apoyo a la jornada presencial
del curso de Teoría de Circuitos, del programa de Ingeniería en Electrónica y
Telecomunicaciones que se imparte en el Universidad Técnica Particular de Loja.
La secuencia de contenidos corresponde al plan docente de la asignatura, y, para la elaboración
se han utilizado aportes propios del docente, y, una serie de materiales y recursos disponibles
gratuitamente en la web.

3. Máquinas eléctricas
•Clasificación
•Principio de funcionamiento
•Máquinas eléctricas estáticas
•Máquinas eléctricas rotatorias
•Máquinas eléctricas lineales
• Discusión y análisis

4. Máquinas eléctricas
•Clasificación

5. Máquinas eléctricas
•Máquinas eléctricas estáticas
•Máquinas eléctricas rotatorias
•Máquinas eléctricas lineales

6. Máquinas eléctricas
•Principio de funcionamiento

7. Principio de funcionamiento

8. Máquinas eléctricas
•Máquinas eléctricas estáticas

9. Un transformador es un dispositivo que convierte un
sistema de voltaje AC en otro sistema AC de igual
frecuencia.
La invención del transformador puede atribuirse a
Faraday, quien en 1831 lo utilizó para la demostración de
la inducción electromagnética.
En 1876, el ingeniero ruso Yablochkov, inventó un
sistema de iluminación basado en “anillos de inducción”,
registrados como transformador.
En 1882, en Londres, Gaulard y Gibbs, fueron los primeros
en exhibir lo que llamaron “generador secundario”, idea
vendida a la empresa Westinghouse. En Turín, en 1884,
ellos presentaron esta idea, acoplada en un sistema de
iluminación.
En 1885, William Stanley, ingeniero de la Westinghouse,
construyó el primer transformador comercial luego de la
compra de la patentes de Gaulard y Gibbs. La armadura
se construyó de placas de acero intercaladas, en forma de
E. Este diseño se empezó a comercializar en 1886.
Máquinas eléctricas estáticas

10. En 1885, los ingenieros húngaros Zipernowsky, Bláthy, y,
Déri, crearon el eficiente diseño de armadura cerrada
"ZBD“, basados en los diseños de Gaulard y Gibbs. Esta
patente permitió el uso de los verdaderos primeros
transformadores.
En 1889. el ingeniero ruso Dolivo-Dobrovolsky, desarrolló
el primer transformador trifásico.
En 1891, Nikola Tesla inventó el “anillo de Tesla”,
transformador de resonancia para alto voltaje de alta
frecuencia.
El primer sistema de distribución de energía eléctrica fue
diseñado por Edison en 1880. Se diseñó en DC y de bajo
voltaje, lo que originó un alto porcentaje de pérdidas de
energía.
La siguiente generación de sistemas de distribución (que
aún utilizamos) fue introducida por Tesla, y, se basa en el
uso de AC cuyo voltaje se “eleva” o “reduce” a un nivel
conveniente a través de transformadores.
Máquinas eléctricas estáticas

11. .
Un transformador esta constituido por varios “enrollados” de
alambre (devanado, bobina) alrededor de una armadura
magnética común.
Los enrollados no suelen estar conectados eléctricamente
entre sí, pero si tienen un referencia magnética común.
Los transformadores tienen dos terminales. Uno de ellos,
denominado primario, se conecta a la fuente AC. En el otro,
llamado secundario, se conectan las cargas.
Máquinas eléctricas estáticas
Entre el voltaje del primario y el secundario se cumple que:
En dónde a, es el coeficiente de amplificación del transformador
(turn ratio)

12. Videos que describan la construcción y operación de
transformadores
Máquinas eléctricas estáticas

13. Los transformadores de fuerza son utlizados en redes AC de alta tensión, y
entre otros, puede ser:
Unit transformer, es la unidad conectada en la salida de un generador y
utlizado como paso para levantar el voltaje desde el nivel de generación al
nivel de transmisión.
Substation transformer, es la unidad utilizada en una subestación para
adecuar el nivel de transmisión al nivel de distribución.
Distribution transformer, es la unidad que lleva el voltaje de distribución al
nivel más bajo.
Máquinas eléctricas estáticas

14. Videos que describan la organización y operación de una
subestación eléctrica
Máquinas eléctricas estáticas

15. Máquinas eléctricas
•Máquinas eléctricas rotatorias

16. Sistema
Eléctrico
Maquina
Eléctrica
Sistema
Mecánico
Flujo de energía como MOTORMOTOR
Flujo de energía como GENERADORGENERADOR
Las máquinas eléctricas (rotatorias) son convertidores electromecánicos capaces de
transformar energía desde un sistema eléctrico a un sistema mecánico o viceversa.
Máquinas eléctricas rotatorias

17. Máquinas eléctricas rotatorias

18. Máquinas eléctricas rotatorias

19. Máquinas eléctricas rotatorias

20. Videos que describan la arquitectura constructiva y la
operación de un motor de corriente directa
Máquinas eléctricas estáticas

21. Videos que describan la arquitectura constructiva y la
operación de un motor de inducción
Máquinas eléctricas estáticas

22. Videos que describan la arquitectura constructiva y la
operación de un alternador o generador síncrono
Máquinas eléctricas estáticas

23. Conservación de la energía electromecánica
Máquinas eléctricas rotatorias

24. www.windpower.org
Máquinas eléctricas rotatorias

25. Máquinas eléctricas
•Máquinas eléctricas lineales

26. Videos que describan el funcionamiento de un motor
lineal
Máquinas eléctricas estáticas

27. DISCUSIÓN Y ANÁLISIS