Una mquina elctrica es un dispositivo que transforma la energa cintica en otra energa, o bien, en energa potencial pero con una presentacin distinta, pasando esta energa por una etapa de almacenamiento en un campo magntico. Se clasifican en tres grandes grupos: generadores, motores y transformadores. Los generadores transforman energa mecnica en elctrica, mientras que los motores transforman la energa elctrica en mecnica haciendo g irar un eje. El motor se puede clasificar en motor de corriente continua o motor de corriente alterna. Los transformadores y convertidores conservan la forma de la energa pero transforman sus caractersticas.Una mquina elctrica tiene un circuito magntico y dos circuitos elctricos. Normalmente uno de los circuitos elctricos se llama excitacin, porque al ser recorrido por una corriente elctrica produce los amperivueltas necesarios para crear el flujo establecido en el conjunto de la mquina.Desde una visin mecnica, las mquinas elctricas se pueden clasificar en rotativas y estticas. Las mquinas rotativas estn provistas de partes giratorias, como las dinamos, alternadores, motores. En las mquinas rotativas hay una parte fija llamada esttor y una parte mvil llamada rotor. Normalmente el rotor gira en el interior del esttor. Al espacio de aire existente entre ambos se le denomina entrehierro. Las mquinas estticas no disponen de partes mviles, como los transformadores.La potencia de una mquina elctrica es la energa desarrollada en la unidad de tiempo. La potencia de un motor es la que se suministra por su eje. Una dinamo absorbe energa mecnica y suministra energa elctrica, y un motor absorbe energa elctrica y suministra energa mecnica.La potencia que da una mquina en un instante determinado depende de las condiciones externas a ella; en un dinamo del circuito exterior de utilizacin y en un motor de la resistencia mecnica de los mecanismos que mueve.Entre todos los valores de potencia posibles hay uno que da las caractersticas de la mquina, es la potencia nominal, que se define como la que puede suministrar sin que la temperatura llegue a los lmites admitidos por los materiales aislantes empleados. Cuando la mquina trabaja en esta potencia se dice que est a plena carga. Cuando una mquina trabaja durante breves instantes a una potencia superior a la nominal se dice que est trabajando en sobrecarga.Clasificacin segn el servicio: Es importante conocer la clase de servicio a la que estar sometida una mquina: Servicio continuo: Corresponde a una carga constante durante un tiempo suficientemente largo como para que la temperatura llegue a estabilizarse. Servicio continuo variable: Se da en mquinas que trabajan constantemente pero en las que el rgimen de carga vara de un momento a otro. Servicio intermitente: Los tiempos de trabajo estn separados por tiempos de reposo. Factor de marcha es la relacin entre el tiempo de trabajo y la duracin total del ciclo de trabajo. Servicio unihorario: La mquina est una hora en marcha a un rgimen constante superior al continuo, pero no llega a alcanzar la temperatura que ponga en peligro los materiales aislantes. La temperatura no llega a estabilizarse.

Un generador elctrico es todo dispositivo capaz de mantener una diferencia de potencial elctrica entre dos de sus puntos (llamados polos, terminales o bornes) transformando la energa mecnica en elctrica. Esta transformacin se consigue por la accin de un campo magntico sobre los conductores elctricos dispuestos sobre una armadura (denominada tambin esttor). Si se produce mecnicamente un movimiento relativo entre los conductores y el campo, se generar una fuerza electromotriz (F.E.M.). Este sistema est basado en la ley de Faraday.Aunque la corriente generada es corriente alterna, puede ser rectificada para obtener una corriente continua. En el diagrama adjunto se observa la corriente inducida en un generador simple de una sola fase. La mayora de los generadores de corriente alterna son de tres fases. Generador de corriente alterna: el alternadorLos generadores de corriente alterna o alternadores son mquinas que transforman energa mecnica, que reciben por el rotor, en energa elctrica en forma de corriente alterna. La mayora de alternadores son mquinas de corriente alterna sncrona, que son las que giran a la velocidad de sincronismo, que est relacionada con el nombre de polos que tiene la mquina y la frecuencia de la fuerza electromotriz. Esta relacin hace que el motor gire a la misma velocidad que le impone el esttor a travs del campo magntico. Esta relacin viene dada por la expresin:

Donde f es la frecuencia a la cual esta conectada la mquina y P es el numero de pares de polos.Modelizacin del funcionamiento de un generadorSu estructura es la siguiente: Esttor: Parte fija exterior de la mquina. El esttor est formado por una carcasa metlica que sirve de soporte. En su interior encontramos el ncleo del inducido, con forma de corona y ranuras longitudinales, donde se alojan los conductores del enrollamiento inducido. Rotor: Parte mvil que gira dentro del esttor El rotor contiene el sistema inductor y los anillos de rozamiento, mediante los cuales se alimenta el sistema inductor. En funcin de la velocidad de la mquina hay dos formas constructivas. Rotor de polos salidos o rueda polar: Utilizado para turbinas hidrulicas o motores trmicos, para sistemas de baja velocidad. Rotor de polos lisos: Utilizado para turbinas de vapor y gas, estos grupos son llamados turboalternadores. Pueden girar a 3000, 1500 o 1000 r.p.m. en funcin de los polos que tenga.El alternador es una mquina elctrica rotativa sncrona que necesita de una corriente de excitacin en el bobinaje inductor para generar el campo elctrico y funcionar. Por lo tanto su diagrama de funcionamiento es el siguiente:Diagrama de funcionamiento del alternadorAl ser mquinas sncronas que se conectan a la red han de trabajar a una frecuencia determinada. En el caso de Europa y algunas zonas de Latinoamrica se trabaja a 50 Hz, mientras que en los Estados Unidos usan 60 Hz. En aplicaciones especiales como en el caso de la aeronutica, se utilizan frecuencias ms elevadas, del orden de los 400 Hz.El principio de funcionamiento de los alternadores es el mismo que hemos estudiado hasta ahora, con una pequea diferencia. Para generar el campo magntico, hay que aportar una corriente de excitacin(Ie) en corriente continua. Esta corriente genera el campo magntico para conseguir la corriente inducida(Ii) que ser corriente alterna.Los alternadores estn acoplados a una mquina motriz que les genera la energa mecnica en forma de rotacin. Segn la mquina motriz tenemos tres tipos: Mquinas de vapor: Se acopla directamente al alternador. Generan una velocidad de giro baja y necesitan un volante de inercia para generar una rotacin uniforme. Motores de combustin interna: Se acoplan directamente y las caractersticas son similares al caso anterior. Turbinas hidrulicas: La velocidad de funcionamiento tiene un rango muy amplio. Estos alternadores estn diseados para funcionar bien hasta el doble de su velocidad de rgimen.Efectos del funcionamiento de un alternadorCuando un alternador funciona conectado a un circuito exterior se crean corrientes inducidas que nos generan los siguientes efectos: Cada de tensin en los bobinajes inducidos: La resistividad que nos presentan los conductores hace que tengamos una cada de tensin. Efecto de reaccin en el inducido: El tipo de reaccin que tendremos en el inducido depender de la carga conectada: Resistiva. Inductiva Capacitiva. Efecto de dispersin del flujo magntico: Hay lneas de fuerza que no pasan por el inducido, se pierden o llegan al siguiente polo. Cuanto ms alta sea la corriente del inducido, ms prdidas por dispersin nos encontramos.Generador de corriente continua: dinamoEl generador de corriente continua, tambin llamado dinamo, es una mquina elctrica rotativa a la cual le suministramos energa mecnica y la transforma en energa elctrica en corriente continua. En la actualidad se utilizan muy poco, ya que la produccin y transporte de energa elctrica es en forma de corriente alterna.Una de las caractersticas de las dinamos es que son mquinas reversibles: se pueden utilizar tanto como generador o como motor. El motor es la principal aplicacin industrial de la dinamo, ya que tiene facilidad a la hora de regular su velocidad de giro en el rotor.Las principales partes de esta mquina son: Esttor: es la parte fija exterior de la dinamo. El esttor contiene el sistema inductor destinado a producir el campo magntico. Est formado por: Polos inductores: Diseados para repartir uniformemente el campo magntico. Distinguimos en ellos el ncleo y la expansin polar. El nmero de polos ha de ser par, en caso de mquinas grandes se han de utilizar polos auxiliares. Devanado inductor: Son las bobinas de excitacin de los polos principales, colocadas alrededor del ncleo. Estn hechos con conductores de cobre o de aluminio recubiertos por un barniz aislante. Culata: La culata sirve para cerrar el circuito magntico y sujertar los polos. Esta construida con material ferromagntico. Rotor: es la Parte mvil que gira dentro del esttor. El rotor al estar sometido a variacin de flujo crea la fuerza electromotriz inducida, por lo tanto contiene el sistema inducido. Est formado por: Ncleo del inducido: Cilindro construido para reducir las prdidas magnticas. Dispone de ranuras longitudinales donde se colocan las espiras del enrollamiento del inducido. Devanado inducido: Formado por espiras que se distribuyen uniformemente por las ranuras del ncleo. Se conecta al circuito exterior de la mquina por medio del colector y las escobillas. Colector: Cilindro solidario al eje de la mquina formado por segmentos de cobre o lminas aisladas elctricamente entre ellas. En cada lmina se conecta una bobina. Es el encargado de realizar la conversin de corriente alterna a corriente continua. Escobillas: Son piezas de carbn-grafito o metlicas, que estn en contacto con el colector. Hacen la conmutacin de la corriente inducida y la transportan en forma de corriente continua hacia el exterior. Cojinetes: Sirven de soporte y permiten el giro del eje de la mquina.

Entrehierro: es el espacio de aire comprendido entre el rotor y el esttor. Suele ser normalmente de entre 1 y 3 milmetros. El entehierro es imprescindible para evitar rozamientos entre la parte fija y la parte mvil.La conmutacin en las dinamos es la operacin de transformacin de una seal alterna a una seal continua y tambin se conoce como rectificacin de seal. Las dinamos hacen esta conmutacin porque tienen que suministrar corriente continua.Esta conmutacin en las dinamos se realiza a travs del colector de delgas. Los anillos del colector estn cortados debido a que por fuera de la espira la corriente siempre tiene que ir en el mismo sentido. A la hora de realizar esta conmutacin existen diferentes problemas. Cuando el generador funciona con una carga conectada en sus bornes, nos encontramos con una cada de tensin interna y una reaccin en el inducido.El inducido crear un flujo magntico que se opone al generado por el imn. A este efecto se le da el nombre de fuerza contra electromotriz, que desplazar el plano neutro.

Principio de funcionamiento de un generador elctrico: Ley de FaradayEl principio de funcionamiento de los generadores se basa en el fenmeno de induccin electromagntica.La Ley de Faraday. Esta ley nos dice que el voltaje inducido en un circuito es directamente proporcional al cambio del flujo magntico en un conductor o espira. Esto quiere decir que si tenemos un campo magntico generando un flujo magntico, necesitamos una espira por donde circule una corriente para conseguir que se genera la f.e.m. (fuerza electromotriz).Este descubrimiento, realizado en el ao 1830 por Michael Faraday, permiti un ao despus la creacin del disco de Faraday. El disco de Faraday consiste en un imn en forma de U, con un disco de cobre de doce pulgadas de dimetro y 1/5 de pulgas de espesor en medio colocado sobre un eje, que est girando, dentro de un potente electroimn. Al colocar una banda conductora rozando el exterior del disco y otra banda sobre el eje, comprob con un galvanmetro que se produca electricidad mediante imanes permanentes. Fue el comienzo de las modernas dinamos Es decir, generadores elctricos que funcionan por medio de un campo magntico. Era muy poco eficiente y no tena ningn uso como fuente de energa prctica, pero demostr la posibilidad de generar electricidad usando magnetismo y abri la puerta a los conmutadores, dinamos de corriente continua y finalmente a los alternadores de corriente.cuando dentro de un campo magntico tenemos una espira por donde circula una corriente elctrica aparecen un par de fuerzas que provocan que la espira gire alrededor de su eje. De esta misma manera, si dentro de un campo magntico introducimos una espira y la hacemos girar provocaremos la corrienteinducida. Esta corriente inducida es la responsable de la f.e.m. y ser variable en funcin de la posicin de la espira y el campo magntico. La cantidad de corriente inducida o f.e.m. depender de la cantidad de flujo magntico (tambin llamado lneas) que la espira pueda cortar, cuanto mayor sea el nmero, mayor variacin de flujo generara y por lo tanto mayorfuerza electromotriz..Al hacer girar la espira dentro del imn conseguiremos una tensin que variar en funcin del tiempo. Esta tensin tendr una forma alterna, puesto que de 180 a 360 los polos estarn invertidos y el valor de la tensinser negativo.El principio de funcionamiento del alternador y de la dinamo se basa en que el alternador mantiene la corriente alterna mientras la dinamo convierte la corriente alterna en corriente continuaRepresentacin del experimento que realiz Faraday

Seales de salida de un alternador, en corriente alterna, y de una dinamo en corriente continuo

Un motor elctrico es una mquina elctrica que transforma energa elctrica en energa mecnica por medio de campos magnticos variables, los motores elctricos se componen en dos partes una fija llamada estator y una mvil llamada rotor. Algunos de los motores elctricos son reversibles, pueden transformar energa mecnica en energa elctrica funcionando como generadores. Los motores elctricos de traccin usados en locomotoras realizan a menudo ambas tareas, si se los equipa con frenos regenerativos.Son ampliamente utilizados en instalaciones industriales, comerciales y particulares. Pueden funcionar conectados a una red de suministro elctrico o a bateras. Fundamentos de operacin de los motores elctricosUn motor para funcionar se vale de las fuerzas de atraccin y repulsin que existen entre los polos. De acuerdo con esto, todo motor tiene que estar formado con polos alternados entre el estator y el rotor, ya que los polos magnticos iguales se repelen, y polos magnticos diferentes se atraen, produciendo as el movimiento de rotacin. En la figura se muestra como se produce el movimiento de rotacin en un motor elctrico.

Un motor elctrico opera primordialmente en base a dos principios: El de induccin, descubierto por Michael Faraday en 1831; que seala, que si un conductor se mueve a travs de un campo magntico o est situado en las proximidades de otro conductor por el que circula una corriente de intensidad variable, se induce una corriente elctrica en el primer conductor. Y el principio que Andr Ampre observo en 1820, en el que establece: que si una corriente pasa a travs de un conductor situado en el interior de un campo magntico, ste ejerce una fuerza mecnica o f.e.m. (fuerza electromotriz), sobre el conductor.El principio fundamental que describe cmo es que se origina una fuerza por la interaccin de una carga elctrica puntual q en campos elctricos y magnticos es la Ley de Lorentz[.]

donde: q: carga elctrica puntual : Campo elctrico : velocidad de la partcula : densidad de campo magnticoEn el caso de un campo puramente elctrico la expresin de la ecuacin se reduce a:

La fuerza en este caso est determinada solamente por la carga q y por el campo elctrico . Es la fuerza de Coulomb que acta a lo largo del conductor originando el flujo elctrico, por ejemplo en las bobinas del esttor de las mquinas de induccin o en el rotor de los motores de corriente continua.En el caso de un campo puramente magntico:

La fuerza est determinada por la carga, la densidad del campo magntico y la velocidad de la carga . Esta fuerza es perpendicular al campo magntico y a la direccin de la velocidad de la carga. Normalmente hay muchsimas cargas en movimiento por lo que conviene reescribir la expresin en trminos de densidad de carga y se obtiene entonces densidad de fuerza (fuerza por unidad de volumen):

Al producto se le conoce como densidad de corriente (amperes por metro cuadrado):

Entonces la expresin resultante describe la fuerza producida por la interaccin de la corriente con un campo magntico:

Este es un principio bsico que explica cmo se originan las fuerzas en sistemas electromecnicos como los motores elctricos. Sin embargo, la completa descripcin para cada tipo de motor elctrico depende de sus componentes y de su construccin.Partes fundamentales de un motor elctricoDentro de las caractersticas fundamentales de los motores elctricos, stos se hallan formados por varios elementos, sin embargo, las partes principales son: el estator, la carcasa, la base, el rotor, la caja de conexiones, las tapas y los cojinetes. No obstante, un motor puede funcionar solo con el estator y el rotor.

EstatorEl estator es el elemento que opera como base, permitiendo que desde ese punto se lleve a cabo la rotacin del motor. El estator no se mueve mecnicamente, pero si magnticamente. Existen dos tipos de estatoresa) Estator de polos salientes.b) Estator ranurado.

El estator est constituido principalmente de un conjunto de lminas de acero al silicio (y se les llama "paquete"), que tienen la habilidad de permitir que pase a travs de ellas el flujo magntico con facilidad; la parte metlica del estator y los devanados proveen los polos magnticos.Los polos de un motor siempre son pares (pueden ser 2, 4, 6, 8, 10, etc.,), por ello el mnimo de polos que puede tener un motor para funcionar es dos (un norte y un sur).RotorEl rotor es el elemento de transferencia mecnica, ya que de l depende la conversin de energa elctrica a mecnica. Los rotores, son un conjunto de lminas de acero al silicio que forman un paquete, y pueden ser bsicamente de tres tipos:a) Rotor ranuradob) Rotor de polos salientesc) Rotor jaula de ardilla

Motores de corriente directaUn motor funciona con carga cuando est arrastrando cualquier objeto o soportando cualquier resistencia externa (la carga) que lo obliga a absorber energa mecnica. Por ejemplo: una batidora encuentra resistencia cuando bate mayonesa Un motor funciona en vaco, cuando el motor no est arrastrando ningn objeto, ni soportando ninguna resistencia externa, el eje est girando libremente y no est conectado a nada.Los motores de corriente continua se clasifican segn la forma de conexin de las bobinas inductoras e inducidas entre s.Motor de excitacin independiente: Son aquellos que obtienen la alimentacin del rotor y del estator de dos fuentes de tensin independientes. Con ello, el campo del estator es constante al no depender de la carga del motor, y el par de fuerza es entonces prcticamente constante. Este sistema de excitacin no se suele utilizar debido al inconveniente que presenta el tener que utilizar una fuente exterior de corriente.

Motor serie: Los devanados de inducido y el inductor estn colocados en serie y alimentados por una misma fuente de tensin. En este tipo de motores existe dependencia entre el par y la velocidad; son motores en los que, al aumentar la corriente de excitacin, se hace disminuir la velocidad, con un aumento del par.

Motor de derivacin: El devanado inducido e inductor estn conectados en paralelo y alimentados por una fuente comn. Tambin se denominan mquinas shunt, y en ellas un aumento de la tensin en el inducido hace aumentar la velocidad de la mquina.

Motor compuesto: en este caso el devanado de excitacin tiene una parte de l en serie con el inducido y otra parte en paralelo. El arrollamiento en serie con el inducido est constituido por pocas espiras de gran seccin, mientras que el otro est formado por un gran nmero de espiras de pequea seccin. Permite obtener por tanto un motor con las ventajas del motor serie, pero sin sus inconvenientes. Sus curvas caractersticas sern intermedias entre las que se obtienen con excitacin serie y con excitacin en derivacin

LAS PRINCIPALES APLICACIONES DEL MOTOR DE CORRIENTE CONTINUA SON: Trenes de laminacin reversibles. Los motores deben de soportar una alta carga. Normalmente se utilizan varios motores que se acoplan en grupos de dos o tres. Trenes Konti. Son trenes de laminacin en caliente con varios bastidores. En cada uno se va reduciendo ms la seccin y la velocidad es cada vez mayor. Cizallas en trenes de laminacin en caliente. Se utilizan motores en derivacin. Los motores desmontables para papeleras, trefiladoras, control de tensin en mquinas bobinadoras, velocidad constante de corte en tornos grandes El motor de corriente continua se usa en gras que requieran precisin de movimiento con carga variable (cosa casi imposible de conseguir con motores de corriente alterna).Los Motores de Corriente Alterna [C.A.]: Son los tipos de motores ms usados en la industria, ya que estos equipos se alimentan con los sistemas de distribucin de energas "normales". En la actualidad, el motor de corriente alterna es el que ms se utiliza para la mayor parte de las aplicaciones, debido fundamentalmente a que consiguen un buen rendimiento, bajo mantenimiento y sencillez, en su construccin, sobre todo en los motores asncronos.Caractersticas particulares de los motores elctricos de corriente alternaPotencia: Es la rapidez con la que se realiza un trabajo.se usan el kilowatt (kW) y el caballo de fuerza (HP) que se definen como:1 kW = 1000 W1 HP = 747 W = 0.746 kW1kW = 1.34 HPVoltaje: Tambin llamada tensin elctrica o diferencia de potencial, existe entre dos puntos, y es el trabajo necesario para desplazar una carga positiva de un punto a otro:E = [VA-VB]Dnde:E = Voltaje o TensinVA = Potencial del punto AVB = Potencial del punto BLa diferencia de tensin es importante en la operacin de un motor.Corriente: representa un flujo de carga con la rapidez de un coulomb por segundo, al pasar por cualquier punto.

Dnde:I = Corriente elctricaQ = Flujo de carga que pasa por el punto Pt = Tiempo

Clasificacin de los motores de corriente alternaPor su velocidad de giro: 1. Asncrono: Son aquellos motores elctricos en los que el rotor nunca llega a girar en la misma frecuencia con la que lo hace el campo magntico del estator. Cuanto mayor es el par motor mayor es esta diferencia de frecuencias. 2. Motores Sncronos: Son aquellos motores elctricos en los que el rotor nunca llega a girar en la misma frecuencia con la que lo hace el campo magntico del estator. Cuanto mayor es el par motor mayor es esta diferencia de frecuencias. Este motor tiene la caracterstica de que su velocidad de giro es directamente proporcional a la frecuencia de la red de corriente alterna que lo alimenta. Es utilizado en aquellos casos en donde se desea una velocidad constante.Se utilizan para convertir potencia elctrica en potencia mecnica de rotacin. La caracterstica principal de este tipo de motores es que trabajan a velocidad constante que depende solo de la frecuencia de la red y de otros aspectos constructivos de la mquina. Las mquinas sncronas funcionan tanto como generadores y como motores. En nuestro medio sus aplicaciones son mnimas y casi siempre estn relacionadas en la generacin de energa elctrica. Para el caso referente a la mquina rotativa sncrona, todas las centrales Hidroelctricas y Termoelctricas funcionan mediante generadores sncronos trifsicos.Para el caso del motor se usa principalmente cuando la potencia demandada es muy elevada, mayor que 1MW (mega vatio).Por su nmero de fases de alimentacin:Motores monofsicosFueron los primeros motores utilizados en la industria. Cuando este tipo de motores est en operacin, desarrolla un campo magntico rotatorio, pero antes de que inicie la rotacin, el estator produce un campo estacionario pulsante.Para producir un campo rotatorio y un par de arranque, se debe tener un devanado auxiliar desfasado 90 con respecto al devanado principal. Una vez que el motor ha arrancado, el devanado auxiliar se desconecta del circuito.Debido a que un motor de corriente alterna (C.A.) monofsico tiene dificultades para arrancar, est constituido de dos grupos de devanados: El primer grupo se conoce como el devanado principal o de trabajo, y el segundo, se le conoce como devanado auxiliar o de arranque. Los devanados difieren entre s, fsica y elctricamente. El devanado de trabajo est formado de conductor grueso y tiene ms espiras que el devanado de arranque.Es importante sealar, que el sentido de giro de las bobinas involucra la polaridad magntica correspondiente, como puede verse en la figura

Tipos y caractersticasLos motores monofsicos han sido perfeccionados a travs de los aos, a partir del tipo original de repulsin, en varios tipos mejorados, y en la actualidad se conocen:Motores de fase partida: En general consta de una carcasa, un estator formado por laminaciones, en cuyas ranuras aloja las bobinas de los devanados principal y auxiliar, un rotor formado por conductores a base de barras de cobre o aluminio embebidas en el rotor y conectados por medio de anillos de cobre en ambos extremos, denominado lo que se conoce como una jaula de ardilla. Se les llama as, porque se asemeja a una jaula de ardilla. Fueron de los primeros motores monofsicos usados en la industria, y an permanece su aplicacin en forma popular. Estos motores se usan en: mquinas herramientas, ventiladores, bombas, lavadoras, secadoras y una gran variedad de aplicaciones; la mayora de ellos se fabrican en el rango de 1/30 (24.9 W) a 1/2 HP (373 W).Motores de arranque con capacitor: Este tipo de motor es similar en su construccin al de fase partida, excepto que se conecta un capacitor en serie con el devanado de arranque para tener un mayor par de arranque. Su rango de operacin va desde fracciones de HP hasta 15 HP. Es utilizado ampliamente en muchas aplicaciones de tipo monofsico, tales como accionamiento de mquinas herramientas (taladros, pulidoras, etctera), compresores de aire, refrigeradores, etc. En la figura se muestra un motor de arranque con capacitor.

Motores con permanente: Utilizan un capacitor conectado en serie con los devanados de arranque y de trabajo. El crea un retraso en el devanado de arranque, el cual es necesario para arrancar el motor y para accionar la carga.

Motores de induccin-repulsin: Los motores de induccin-repulsin se aplican donde se requiere arrancar cargas pesadas sin demandar demasiada corriente. Se fabrican de 1/2 HP hasta 20 HP, y se aplican con cargas tpicas como: compresores de aire grandes, equipo de refrigeracin,etc.Motores de polos sombreados: Este tipo de motores es usado en casos especficos, que tienen requerimientos de potencia muy bajos.Su rango de potencia est comprendido en valores desde 0.0007 HP hasta 1/4HP, y la mayora se fabrica en el rango de 1/100 a 1/20 de HP. La principal ventaja de estos motores es su simplicidad de construccin, su confiabilidad y su robustez, adems, tienen un bajo costo. A diferencia de otros motores monofsicos de C.A., los motores de fase partida no requieren de partes auxiliares (capacitores, escobillas, conmutadores, etc.) o partes mviles (switches centrfugos). Esto hace que su mantenimiento sea mnimo y relativamente sencillo.

Motores trifsicosLos motores trifsicos usualmente son ms utilizados en la industria, ya que en el sistema trifsico se genera un campo magntico rotatorio en tres fases, adems de que el sentido de la rotacin del campo en un motor trifsico puede cambiarse invirtiendo dos puntas cualesquiera del estator, lo cual desplaza las fases, de manera que el campo magntico gira en direccin opuesta.Tipos y caractersticasLos motores trifsicos se usan para accionar mquinas-herramientas, bombas, elevadores, ventiladores, sopladores y muchas otras mquinas.Bsicamente estn construidos de tres partes esenciales: Estator, rotor y tapas.El estator consiste de un marco o carcasa y un ncleo laminado de acero al silicio, as como un devanado formado por bobinas individuales colocadas en sus ranuras. Bsicamente son de dos tipos: De jaula de ardilla. De rotor devanadoUsosLos motores elctricos se utilizan en la gran mayora de las mquinas modernas. Su reducido tamao permite introducir motores potentes en mquinas de pequeo tamao, por ejemplo taladros o batidoras. Su elevado par motor y alta eficiencia lo convierten en el motor ideal para la traccin de transportes pesados como trenes; as como la propulsin de barcos, submarinos y dmperes de minera, a travs del sistema Disel-elctrico.TransformadorEl transformador es un dispositivo que convierte la energa elctrica alterna de un cierto nivel de tensin, en energa alterna de otro nivel de tensin, basndose en el fenmeno de la induccin electromagntica. Est constituido por dos bobinas de material conductor, devanadas sobre un ncleo cerrado de material ferromagntico, pero aisladas entre s elctricamente. La nica conexin entre las bobinas la constituye el flujo magntico comn que se establece en el ncleo. El ncleo, generalmente, es fabricado bien sea de hierro o de lminas apiladas de acero elctrico, aleacin apropiada para optimizar el flujo magntico. Las bobinas o devanados se denominan primario y secundario segn correspondan a la entrada o salida del sistema en cuestin, respectivamente. Componentes de los transformadores elctricosLos transformadores estn compuestos de diferentes elementos. Los componentes bsicos son:

Ncleo: Este elemento est constituido por chapas de acero al silicio aisladas entre ellas. El ncleo de los transformadores est compuesto por las columnas, que es la parte donde se montan los devanados, y las culatas, que es la parte donde se realiza la unin entre las columnas. El ncleo se utiliza para conducir el flujo magntico, ya que es un gran conductor magntico. Devanados: El devanado es un hilo de cobre enrollado a travs del ncleo en uno de sus extremos y recubiertos por una capa aislante, que suele ser barniz. Est compuesto por dos bobinas, la primaria y la secundaria. La relacin de vueltas del hilo de cobre entre el primario y el secundario nos indicar la relacin de transformacin. El nombre de primario y secundario es totalmente simblico. Esquema bsico y funcionamiento del transformadorEsquema bsico de funcionamiento de un transformador idealLos transformadores se basan en la induccin electromagntica . Al aplicar una fuerza electromotriz en el devanado primario, es decir una tensin, se origina un flujo magntico en el ncleo de hierro. Este flujo viajar desde el devanado primario hasta el secundario. Con su movimiento originar una fuerza electromagntica en el devanado secundario.Segn la Ley de Lenz, necesitamos que la corriente sea alterna para que se produzca esta variacin de flujo. En el caso de corriente continua el transformador no se puede utilizar.La relacin de transformacin del transformador elctricoUna vez entendido el funcionamiento del transformador vamos a observar cul es la relacin de transformacin de este elemento.

Donde N p es el nmero de vueltas del devanado del primario, N s el nmero de vueltas del secundario, V p la tensin aplicada en el primario, V s la obtenida en el secundario, I s la intensidadque llega al primario, I p la generada por el secundario y r t la relacin de transformacin.Como observamos en este ejemplo si queremos ampliar la tensin en el secundario tenemos que poner ms vueltas en el secundario (N s), pasa lo contrario si queremos reducir la tensin del secundario.Transformadores trifsicosDebido a que el transporte y generacin de electricidad se realiza de forma trifsica, se han construido transformadores de estas caractersticas.Hay dos maneras de construirlos: una es mediante tres transformadores monofsicos y la otra con tres bobinas sobre un ncleo comn.Esta ltima opcin es mejor debido a que es ms pequeo, ms ligero, ms econmico y ligeramente ms eficiente.La conexin de este transformador puede ser: Estrella-estrella Estrella-tringulo Tringulo-estrella Tringulo-tringulo

Posibles conexiones de un transformador trifsico con la fuente de alimentacinPartes de un transformadorEl ncleoEl ncleo est formado por varias chapas u hojas de metal (generalmente material ferromagntico) que estn apiladas una junto a la otra, sin soldar, similar a las hojas de un libro. La funcin del ncleo es mantener el flujo magntico confinado dentro de l y evitar que este fluya por el aire favoreciendo las perdidas en el ncleo y reduciendo la eficiencia. La configuracin por laminas del ncleo laminado se realiza para evitar las corrientes de Foucault, que son corrientes que circulan entre laminas, indeseadas pues favorecen las perdidas.BobinasLas bobinas son simplemente alambre generalmente de cobre enrollado en las piernas del ncleo. Segn el nmero de espiras (vueltas) alrededor de una pierna inducir un voltaje mayor. Se juega entonces con el nmero de vueltas en el primario versus las del secundario. En un transformador trifsico el nmero de vueltas del primario y secundario debera ser igual para todas las fases.Cambiador de tapsEl cambiador de taps o derivaciones es un dispositivo generalmente mecnico que puede ser girado manualmente para cambiar la razn de transformacin en un transformador, tpicamente, son 5 pasos uno de ellos es neutral, los otros alteran la razn en ms 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.Rel de sobrepresinEs un dispositivo mecnico que nivela el aumento de presin del transformador que pueden hacerlo explotar. Sin embargo existen varios equipos que explotan a pesar de tener este dispositivo. Existen el rel de presin sbita para presiones transitorias y el rel de sobrepresin para presiones ms permanentes.Tablero de controlContiene las conexiones elctricas para el control, rels de proteccin elctrica, seales de control de vlvulas de sobrepresin hacia dispositivos de proteccin

Transformador ideal y transformador realEn un transformador ideal, la potencia que tenemos en la entrada es igual a la potencia que tenemos en la salida, esto quiere decir que:

Pero en la realidad, en los transformadores reales existen pequeas prdidas que se manifiestan en forma de calor. Estas prdidas las causan los materiales que componen un transformador elctrico.En los conductores de los devanados existe una resistencia al paso del corriente que tiene relacin con la resistividad del material del cual estn compuestos. Adems, existen efectos por dispersin de flujo magntico en los devanados. Finalmente, hay que considerar los posibles efectos por histresis o las corrientes de Foucault en el ncleo del transformador.Prdidas en los transformadores realesLas diferentes prdidas que tiene un transformador real son: Prdidas en el cobre: Debidas a la resistencia propia del cobre al paso de la corriente Prdidas por corrientes parsitas: Son producidas por la resistencia que presenta el ncleo ferro magntico al ser atravesado por el flujo magntico. Prdidas por histresis: Son provocadas por la diferencia en el recorrido de las lneas de campo magntico cuando circulan en diferente sentido cada medio ciclo. Prdidas a causa de los flujos de dispersin en el primario y en el secundario: Estos flujos provocan una auto inductancia en las bobinas primarias y secundarias.Aplicaciones de los transformadoresLos transformadores son elementos muy utilizados en la red elctrica.Los transformadores tambin son usados por la mayora de electrodomsticos y aparatos electrnicos, ya que estos trabajan, normalmente, a tensiones de un valor inferior al suministrado por la red Por ltimo hacer mencin a que uno de los elementos de seguridad elctrica del hogar utiliza transformadores. Se trata del diferencial . Este dispositivo utiliza transformadores para comparar la intensidad que entra con la que sale del hogar. Si la diferencia entre estos es mayor a 10 mA desconecta el circuito evitando que podamos sufrir lesiones.