1. INTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR “MARIA
NATALIA VACA”
TRABAJO DE ELECTRICIDAD
TEMA:
RESUMEN DE ELECTRICIDAD DE QUINTO Y
SEXTO CURSO
NOMBRE:
JUANA ELIZABETH SANCHEZ MACHADO
CURSO:
SEXTO FISICO MATEMATICO
PROFESOR:
ING. DIEGO LOPEZ

2. ELECTRICIDAD RESIDENCIAL (110 – 220V)
Control industrial
 NORMAS
Una de las normas para el control industrial es tener una buena manipulación
de los elementos.
F = Amperaje
V voltio.- es una cantidad de carga eléctrica que viene de un conductor.
A amperio
Ohmio forma parte de la resistencia.
La resistencia _es el elemento protector de cualquier sistema.
ELEMENTOS PROTECTORES
Brekers.-actua como resistencia se utiliza en instalaciones de calefones y calderos.

3. Derivación de tipo I.- se usa para hacer abovinados de transformadores en talleres
mecánicos.
Derivación tipo II-. Su uso es exclusivo de transformadores se aplica en soldaduras.
EMPALMES
Es importante saber que todo tipo de amarre corresponde para cada sitio de nuestra
instalación.
EMPELME-. Sujetasión fija o variable la conductancia eléctrica.
Veamos los principales empalmes que hay
Western corto
Es aquel que se utiliza en instalaciones domiciliarias las montícolas sirven como
resistencias que cuando viene 120v y da allí la vuelta disminuye la energía.
Se utiliza para instalaciones domiciliarias como:
Toma corrientes sistemas luminosos, acometida eléctrica y sistemas de protección.
Wester largo
Se utiliza para unir conectores se utiliza en todo tipo de instalaciones al igual que el
wester corto.
Cola de rata

4. También es conocido como cola de cochino es muy útil para cables pequeños o para
amarrar cables de diferentes calibres es el más común y se obtiene realizando una
doble trenza con ambos cables.
Da seguridad como resistencia este amarre cuando hay una sobrecarga de voltaje y
deja circular hasta cierto punto.
Amarre de Teléfono
Sirve para hacer instalaciones en red.
Dúplex
Al igual que el wester corto actúa como una resistencia y se utiliza en calefones y
calderos.
Derivación tipo doble I
La derivación tipo doble uno sirve para hacer a bobinados de transformador y en
talleres mecánicos.
Tiene un corte en el medio para hacer una descarga eléctrica.

5. Derivación tipo doble II
Es para a bobinados de transformador y sirve para las soldaduras.
.- EMPALME EN PROLONGACIÓN
Es de constitución firme y sencilla de empalmar, se hace preferentemente en las
instalaciones visibles o de superficie.
EMPALME EN “T” O EN DERIVACIÓN
Es de gran utilidad cuando se desea derivar energía eléctrica en alimentaciones
adicionales, las vueltas deben sujetarse fuertemente sobre el conductor recto.
El empalme de Seguridad es utilizado cuando se desea obtener mayor ajuste
mecánico.
Empalme de Seguridad:

6. EMPALME TRENZADO
Este tipo de empalme permite salvar la dificultad que se presenten en los sitios de
poco espacio por ejemplo en las cajas de paso, donde concurren varios conductores.
AISLAR EMPALMES: Se procederá a encintar fuertemente el empalme con cinta
aislante, cubriendo cada vuelta a la mitad de la anterior.
TIPOS DE CORRIENTE
Corriente continua
Rectificador de corriente alterna en continua, con puente de Gratz. Se emplea cuando
la tensión de salida tiene un valor distinto de la tensión de entrada.

7. Se denomina corriente continua (CC en español, en inglés DC, de DirectCurrent) al
flujo de cargas eléctricas que no cambia de sentido con el tiempo. La corriente
eléctrica a través de un material se establece entre dos puntos de distinto potencial.
Cuando hay corriente continua, los terminales de mayor y menor potencial no se
intercambian entre sí. Es errónea la identificación de la corriente continua con la
corriente constante (ninguna lo es, ni siquiera la suministrada por una batería). Es
continua toda corriente cuyo sentido de circulación es siempre el mismo,
independientemente de su valor absoluto.
Su descubrimiento se remonta a la invención de la primera pila voltaica por parte del
conde y científico italiano Alessandro Volta. No fue hasta los trabajos de Edison sobre
la generación de electricidad, en las postrimerías del siglo XIX, cuando la corriente
continua comenzó a emplearse para la transmisión de la energía eléctrica. Ya en el
siglo XX este uso decayó en favor de la corriente alterna, que presenta menores
pérdidas en la transmisión a largas distancias, si bien se conserva en la conexión de
redes eléctricas de diferentes frecuencias y en la transmisión a través de cables
submarinos.
Desde 2008 se está extendiendo el uso de generadores de corriente continua a partir
de células fotoeléctricas que permiten aprovechar la energía solar.
Cuando es necesario disponer de corriente continua para el funcionamiento de
aparatos electrónicos, se puede transformar la corriente alterna de la red de suministro
eléctrico mediante un proceso, denominado rectificación, que se realiza con unos
dispositivos llamados rectificadores, basados en el empleo de diodos semiconductores
o tiristores (antiguamente, también de tubos de vacío).21
Corriente alterna
Onda senoidal.
Voltaje de las fases de un sistema trifásico. Entre cada una de las fases hay un
desfase de 120º.

8. Esquema de conexión.
Conexión en triángulo y en estrella.
Se denomina corriente alterna (simbolizada CA en español y AC en inglés, de
AlternatingCurrent) a la corriente eléctrica en la que la magnitud y dirección varían
cíclicamente. La forma de onda de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la
de una onda sinoidal.22 En el uso coloquial, "corriente alterna" se refiere a la forma en
la cual la electricidad llega a los hogares y a las empresas.
El sistema usado hoy en día fue ideado fundamentalmente por Nikola Tesla, y la
distribución de la corriente alterna fue comercializada por George Westinghouse. Otros
que contribuyeron al desarrollo y mejora de este sistema fueron LucienGaulard, John
Gibbs y Oliver Shallenger entre los años 1881 y 1889. La corriente alterna superó las
limitaciones que aparecían al emplear la corriente continua (CC), la cual constituye un
sistema ineficiente para la distribución de energía a gran escala debido a problemas
en la transmisión de potencia.
La razón del amplio uso de la corriente alterna, que minimiza los problemas de
trasmisión de potencia, viene determinada por su facilidad de transformación, cualidad
de la que carece la corriente continua. La energía eléctrica trasmitida viene dada por el
producto de la tensión, la intensidad y el tiempo. Dado que la sección de los
conductores de las líneas de transporte de energía eléctrica depende de la intensidad,
se puede, mediante un transformador, modificar el voltaje hasta altos valores (alta
tensión), disminuyendo en igual proporción la intensidad de corriente. Esto permite que
los conductores sean de menor sección y, por tanto, de menor costo; además,
minimiza las pérdidas por efecto Joule, que dependen del cuadrado de la intensidad.
Una vez en el punto de consumo o en sus cercanías, el voltaje puede ser de nuevo
reducido para permitir su uso industrial o doméstico de forma cómoda y segura.
Las frecuencias empleadas en las redes de distribución son 50 y 60 Hz. El valor
depende del país.

9. Corriente trifásica
Se denomina corriente trifásica al conjunto de tres corrientes alternas de igual
frecuencia, amplitud y valor eficaz que presentan una diferencia de fase entre ellas de
120°, y están dadas en un orden determinado. Cada una de las corrientes que forman
el sistema se designa con el nombre de fase.
La generación trifásica de energía eléctrica es más común que la monofásica y
proporciona un uso más eficiente de los conductores. La utilización de electricidad en
forma trifásica es mayoritaria para transportar y distribuir energía eléctrica y para su
utilización industrial, incluyendo el accionamiento de motores. Las corrientes trifásicas
se generan mediante alternadores dotados de tres bobinas o grupos de bobinas,
arrolladas en un sistema de tres electroimanes equidistantes angularmente entre sí.
Los conductores de los tres electroimanes pueden conectarse en estrella o en
triángulo. En la disposición en estrella cada bobina se conecta a una fase en un
extremo y a un conductor común en el otro, denominado neutro. Si el sistema está
equilibrado, la suma de las corrientes de línea es nula, con lo que el transporte puede
ser efectuado usando solamente tres cables. En la disposición en triángulo o delta
cada bobina se conecta entre dos hilos de fase, de forma que un extremo de cada
bobina está conectado con otro extremo de otra bobina.
El sistema trifásico presenta una serie de ventajas, tales como la economía de sus
líneas de transporte de energía (hilos más finos que en una línea monofásica
equivalente) y de los transformadores utilizados, así como su elevado rendimiento de
los receptores, especialmente motores, a los que la línea trifásica alimenta con
potencia constante y no pulsada, como en el caso de la línea monofásica.
Tesla fue el inventor que descubrió el principio del campo magnético rotatorio en 1882,
el cual es la base de la maquinaria de corriente alterna. Él inventó el sistema de
motores y generadores de corriente alterna polifásica que da energía al planeta.23
Corriente monofásica
Se denomina corriente monofásica a la que se obtiene de tomar una fase de la
corriente trifásica y un cable neutro. En España y demás países que utilizan valores
similares para la generación y trasmisión de energía eléctrica, este tipo de corriente
facilita una tensión de 220/230 voltios, lo que la hace apropiada para que puedan
funcionar adecuadamente la mayoría de electrodomésticos y luminarias que hay en las
viviendas.
Desde el centro de transformación más cercano hasta las viviendas se disponen
cuatro hilos: un neutro (N) y tres fases (R, S y T). Si la tensión entre dos fases
cualesquiera (tensión de línea) es de 380 voltios, entre una fase y el neutro es de 220
voltios. En cada vivienda entra el neutro y una de las fases, conectándose varias
viviendas a cada una de las fases y al neutro; esto se llama corriente monofásica. Si
en una vivienda hay instalados aparatos de potencia eléctrica alta (aire acondicionado,
motores, etc., o si es un taller o una empresa industrial) habitualmente se les
suministra directamente corriente trifásica que ofrece una tensión de 380 voltios.

10. SIMBOLOGIA ELECTRICA
CIRCUITOS ELECTRICOS
Es una malla conectada con un circuito lógico de potencia.

11. CIRCUITO EN SERIE
Circuito con un timbre en serie con dos ampolletas en paralelo
Circuito con una ampolleta en paralelo con dos en serie
PUNTO DE CONEXIÓN .- es aquella parte donde se realiza un empalme este circuito
es para residencias.
CIRCUITO EN PARALELO
Cada red eléctrica que vaya en forma horizontal se denomina serie paralela.

12. Cuando la línea de corriente tiene un flujo de corriente horizontal y continuo. Cuando
una línea o red cambia de sentido se la denomina en paralelo.
Circuito con dos pilas en paralelo
LEYES ELÉCTRICAS
Ley de Ohm
Ley de kirchoff
LEY DE OHM
la Ley de Ohm afirma que la corriente que circula por un conductor eléctrico es
directamente proporcional a la tensión e inversamente proporcional a la resistencia
siempre y cuando su temperatura se mantenga constante.
La ecuación matemática que describe esta relación es:
Donde, I es la corriente que pasa a través del objeto en amperios, V es la diferencia de
potencial de las terminales del objeto en voltios, y R es resistencia en ohmios (Ω).
Específicamente, la ley de Ohm dice que la R en esta relación es constante,
independientemente de la corriente.[1]

13. Esta ley tiene el nombre del físico alemán George Ohm, que en un tratado publicado
en 1827, halló valores de tensión y corriente que pasaba a través de unos circuitos
eléctricos simples que contenían una gran cantidad de cables. Él presentó una
ecuación un poco más compleja que la mencionada anteriormente para explicar sus
resultados experimentales. La ecuación de arriba es la forma moderna de la ley de
Ohm. LA LEY DE OHM
Para poder comprender la ley de ohm es esencial que tengamos en claro la definición
de corriente eléctrica la cual podemos señalar como el paso de electrones que se
transmiten a través de un conductor en un tiempo determinado.
Ahora, para saber o determinar el paso de corriente a través de un conductor en
función a la oposición o resistencia que los materiales imponen sobre los electrones
ocupamos esta ley llamada ley de ohm, la cual dice que La corriente eléctrica es
directamente proporcional al voltaje e inversamente proporcional a la resistencia
eléctrica.
la ley de Ohm que fue llamada así en honor a su descubridor, el físico alemán George
Ohm se expresarse mediante la fórmula I = V/R, siendo I la intensidad de corriente en
amperios, V la fuerza electromotriz en voltios y R la resistencia en ohmios. La ley de
Ohm se aplica a todos los circuitos eléctricos, tanto a los de corriente continua (CC)
como a los de corriente alterna (CA),
Ahora También es importante saber lo que es un circuito en serie.
un circuito serie es en el que la corriente eléctrica solo tiene un solo camino para llegar
al punto de partida, sin importar los elementos intermedios. la corriente eléctrica es la
misma en todos los puntos del circuito.
A Continuación se puede ver un bosquejo de un Circuito en serie:
CIRCUITO EN SERIE:
e Ii es la corriente en la resistencia Ri , V el voltaje de la fuente. Aquí observamos que
en general:
I = I = I =... I
V= V + V + V +....+V
R= R + R + R+....+R
Donde:
I= La corriente de la fuente
V= voltaje de la fuente
R= es la resistencia total

14. R= es la resistencia i
V= de la resistencia R
Cuando se tienen N resistencias conectadas en serie la resistencia total del circuito es
igual a la suma de todas las resistencias. Esto es:
RT= R1 + R2 + R3 +...+ RN
Ejemplo de cómo calcular la Resistencia
Se tiene una fuente de voltaje de 24 voltios corriente directa (24 V DC) conectada a los
terminales de una resistencia. Mediante un amperímetro conectado en serie en el
circuito se mide la corriente y se obtiene una lectura de 2 Amperios. ¿Cuál es la
resistencia que existe en el circuito?
Aplicando la ley de Ohm tenemos que: T / I = R
entonces reemplazamos:
24 / 2 = 12 R (ohmios)
Ejemplo de Resistencias en Serie
Tenemos una batería de 24V DC a cuyos terminales se conectan en Serie: una
resistencia R1 de 100 R, una resistencia R2 de 100 R, y una tercera resistencia R3 de
40 R. ¿Cuál es la resistencia Total o equivalente que se le presenta a la batería?
Tenemos que RT= R1 + R2 + R3, por lo que reemplazando los valores tenemos:
RT= 100+100+40 = 240 R
Esto quiere decir que la resistencia Total o equivalente que la batería "ve" en sus
terminales es de 240 R.
Tipos de circuitos eléctricos
Circuito en serie

15. Circuito en paralelo
Circuito con un timbre en serie con dos ampolletas en paralelo
Circuito con una ampolleta en paralelo con dos en serie
Circuito con dos pilas en paralelo

16. LEYES DE KIRCHOFF
Las dos primeras leyes establecidas por Gustav R. Kirchhoff (1824-1887) son
indispensables para los cálculos de circuitos, estas leyes son:
1. La suma de las corrientes que entran, en un nudo o punto de unión de un circuito es
igual a la suma de las corrientes que salen de ese nudo. Si asignamos el signo más
(+) a las corrientes que entran en la unión, y el signo menos (-) a las que salen de ella,
entonces la ley establece que la suma algebraica de las corrientes en un punto de
unión es cero:
(suma algebraica de I) Σ I = 0 (en la unión)
2. Para todo conjunto de conductores que forman un circuito cerrado, se verifica que la
suma de las caídas de tensión en las resistencias que constituyen la malla, es igual a
la suma de las f.e.ms. intercaladas. Considerando un aumento de potencial como
positivo (+) y una caída de potencial como negativo (-), la suma algebraica de las
diferencias de potenciales (tensiones, voltajes) en una malla cerrada es cero:
(suma algebraica de E) Σ E - Σ I*R = 0 (suma algebraica de las
caídas I*R, en la malla cerrada)
Como consecuencia de esto en la práctica para aplicar esta ley, supondremos una
dirección arbitraria para la corriente en cada rama. Así, en principio, el extremo de la
resistencia, por donde penetra la corriente, es positivo con respecto al otro extremo. Si
la solución para la corriente que se resuelva, hace que queden invertidas las
polaridades, es porque la supuesta dirección de la corriente en esa rama, es la
opuesta.
Por ejemplo:
Fig. 12

17. Las flechas representan la dirección del flujo de la corriente en el nudo. I 1 entra a la
unión, considerando que I2 e I3 salen. Si I1 fuera 20 A e I3 fuera 5 A, I2 tendría 15 A,
según la ley de voltaje de I1=I2 + I3. La ley de Kirchoff para los voltajes es, la suma de
voltajes alrededor de un circuito cerrado es igual a cero. Esto también puede
expresarse como la suma de voltajes de un circuito cerrado es igual a la suma de
voltajes de las fuentes de tensión:
Fig. 13
En la figura anterior, la suma de las caídas de voltaje en R1, R2 y R3 deben ser igual a
10V o sea, 10V =V1+ V2+ V3. Aquí un ejemplo:
Fig. 14
Las corrientes de I2 e I3 y la resistencia desconocida R3 centran todos los cálculos,
usando la teoría básica de la corriente continua. La dirección del flujo de la corriente
está indicada por las flechas.
El voltaje en el lado izquierdo (la resistencia R1 de 10 Ω), está saliendo del
terminal superior de la resistencia.
La d. d. p. en esta resistencia R1 es de I1 * R o sea, 5 voltios. Esto está en
oposición de los 15 voltios de la batería.
Por la ley de kirchoff del voltaje, la d. d. p. por la resistencia R2 de 10 Ω es así
15-5 o sea, 10 voltios.
Usando la ley Ohm, la corriente a través de la resistencia R2 10 Ω es entonces
(V/R) 1 amperio.
Usando la ley de Kirchoff de la corriente y ahora conociendo el I1 e I3, el I2 se
encuentra como I3=I1+I2 por consiguiente el amperaje de I2= 0.5A.

18. De nuevo, usando la ley de Kirchoff del voltaje, la d. d. p. para R3 puede
calcularse como, 20 = I2*R3 +10. El voltaje por R3 (el I2*R3) es entonces 10
voltios. El valor de R3 es (V/I) o 10/0.5 o 20Ω.
Los Divisores de corriente
La corriente que entra a un nodo sale dividida en dos partes, la corriente a través de
una rama sale como se muestra debajo:
para I1 y
Fig. 14
para I2
Los Divisores de tensión.
Fig. 15
Puede calcularse el voltaje en R1 usando la ecuación:
Puede calcularse el voltaje en R2 usando la ecuación:

19. Si no le ha quedado claro lo descrito sobre los divisores de tensión se recomienda
este enlace, para una mejor comprensión del tema.
ESQUEMAS ELÉCTRICOS (mallas)
Es la unión del circuito en serie con el circuito en paralelo.
110v 11~
7~ 8~
RT=7+8
RT=15~
I=V/R
I=11/15
I=0.733 A
11~ 15~
RT=R1+R2
RT=11+15
RT=26~
I=110v/11~
I=10A
I2=110v/7~
I2=a
I3=110v/8~
I3=13.75A

20. CENTRALES HIDROELECTRICAS
En una central hidroeléctrica se utiliza energía hidráulica para la generación de
energía eléctrica. Son el resultado actual de la evolución de los antiguos molinos que
aprovechaban la corriente de los ríos para mover una rueda.
En general, estas centrales aprovechan la energía potencial que posee la masa de
agua de un cauce natural en virtud de un desnivel, también conocido como salto
geodésico. El agua en su caída entre dos niveles del cauce se hace pasar por una
turbina hidráulica la cual transmite la energía a un generador donde se transforma en
energía eléctrica.
La función de una central hidroeléctrica es utilizar la energía potencial del agua
almacenada y convertirla, primero en energía mecánica y luego en eléctrica.
El esquema general de una central hidroeléctrica puede ser: Esquema Central
Hidroeléctrica

21. Un sistema de captación de agua provoca un desnivel que origina una cierta energía
potencial acumulada. El paso del agua por la turbina desarrolla en la misma un
movimiento giratorio que acciona el alternador y produce la corriente eléctrica.
Las ventajas de las centrales hidroeléctricas son evidentes:
a. No requieren combustible, sino que usan una forma renovable de energía,
constantemente repuesta por la naturaleza de manera gratuita.
b. Es limpia, pues no contamina ni el aire ni el agua.
c. A menudo puede combinarse con otros beneficios, como riego, protección
contra las inundaciones, suministro de agua, caminos, navegación y aún
ornamentación del terreno y turismo.
d. Los costos de mantenimiento y explotación son bajos.
e. Las obras de ingenieria necesarias para aprovechar la energía hidraúlica tienen
una duración considerable.
f. La turbina hidraúlica es una máquina sencilla, eficiente y segura, que puede
ponerse en marcha y detenerse con rapidez y requiere poca vigilancia siendo
sus costes de mantenimiento, por lo general, reducidos.
Contra estas ventajas deben señalarse ciertas desventajas:
a. Los costos de capital por kilovatio instalado son con frecuencia muy altos.
b. El emplazamiento, determinado por características naturales, puede estar lejos
del centro o centros de consumo y exigir la construcción de un sistema de
transmisión de electricidad, lo que significa un aumento de la inversión y en los
costos de mantenimiento y pérdida de energía.
c. La construcción lleva, por lo común, largo tiempo en comparación con la de las
centrales termoeléctricas.
d. La disponibilidad de energía puede fluctuar de estación en estación y de año
en año.
 Tipo de Centrales Hidroeléctricas
Central Hidroeléctrica de Pasada
Una central de pasada es aquella en que no existe una acumulación apreciable
de agua "corriente arriba" de las turbinas.
En una central de este tipo las turbinas deben aceptar el caudal disponible del
río "como viene", con sus variaciones de estación en estación, o si ello es
imposible el agua sobrante se pierde por rebosamiento.

22. En ocasiones un embalse relativamente pequeño bastará para impedir esa
pérdida por rebosamiento.
El esquema de una central de este tipo puede ser el siguiente:
PLANTA
CORTE
En la misma se aprovecha un estrechamiento del río, y la obra del edificio
de la central (casa de máquinas) puede formar parte de la misma presa.
El desnivel entre "aguas arriba" y "aguas abajo", es reducido, y si bien se
forma un remanso de agua a causa del azud, no es demasiado grande.
Este tipo de central, requiere un caudal suficientemente constante para
asegurar a lo largo del año una potencia determinada.

23. Central Hidroeléctrica con Embalse de Reserva
En este tipo de proyecto se embalsa un volumen considerable de líquido
"aguas arriba" de las turbinas mediante la construcción de una o más presas
que forman lagos artificiales.
El embalse permite graduar la cantidad de agua que pasa por las turbinas. Del
volumen embalsado depende la cantidad que puede hacerse pasar por las
turbinas.
Con embalse de reserva puede producirse energía eléctrica durante todo el
año aunque el río se seque por completo durante algunos meses , cosa que
sería imposible en un proyecto de pasada.
Las centrales con almacenamiento de reserva exigen por lo general una
inversión de capital mayor que las de pasada, pero en la mayoría de los casos
permiten usar toda la energía posible y producir kilovatios-hora más baratos.
Pueden existir dos variantes de estas centrales hidroeléctricas:
a. La de casa de máquina al pie de la presa:
En las figuras siguientes observamos en PLANTA y CORTE el
esquema de una central de este tipo:
PLANTA
CORTE

24. La casa de máquinas suele estar al pie de la presa, como ilustra el
dibujo, en estos tipos de central, el desnivel obtenido es de caracter
mediano.
b. Aprovechamiento por derivación del agua:
En las figuras siguientes tenemos un esquema en PLANTA y CORTE
de una central de este tipo:
PLANTA

25. En el lugar apropiado por la topografía
del terreno, se ubica la obra de toma
de agua, y el líquido se lleva por medio
de canales, o tuberias de presión,
hasta las proximidades de la casa de
máquinas.
Allí se instala la chimenea de equilibrio,
a partir de la cual la conducción tiene
un declive más pronunciado, para
ingresar finalmente a la casa de
máquinas.
La chimenea de equilibrio es un simple
conducto vertical que asegura al cerrar
las válvulas de la central, que la
energía cinética que tiene el agua en la
conducción, se libere en ese elemento
como un aumento de nivel y se
transforme en energía potencial.
Los desniveles en este tipo de central suelen ser mayores comparados
con los que se encuentran en los tipos anteriores de centrales.
Centrales Hidroeléctricas de Bombeo
:

26. Esquema central Hidroeléctrica de bombeo
Las centrales de bombeo son un tipo especial de centrales hidroeléctricas que
posibilitan un empleo más racional de los recursos hidraúlicos de un país.
Disponen de dos embalses situados a diferente nivel. Cuando la demanda de
energía eléctrica alcanza su máximo nivel a lo largo del día, las centrales de
bombeo funcionan como una central convencional generando energía.
Al caer el agua, almacenada en el embalse superior, hace girar el rodete de la
turbina asociada a un alternador.
Después el agua queda almacenada en el embalse inferior. Durante las horas
del día en la que la demanda de energía es menor el agua es bombeada al
embalse superior para que pueda hace rel ciclo productivo nuevamente.
Para ello la central dispone de grupos de motores-bomba o, alternativamente,
sus turbinas son reversibles de manera que puedan funcionar como bombas y
los alternadores como motores.
Situada en el curso alto del
Aragón, casi en su cabecera,
la Central de Ip es la más
importante de las obras
realizadas para la regulación
y aprovechamiento
hidroeléctrico de las aguas
de este río, procedentes de
los deshielos de las cumbres
pirenaicas.
Consta, en síntesis, de un
embalse superior —utilizando
el ibón de Ip— capaz de
regular las aportaciones
naturales de la pequeña
cuenca propia, la del vecino
ibón de Iserías y otros de
posible captación, y de
recibir, a la vez, la aportación
por bombeo que se
produzca. Un embalse
inferior sobre el Aragón
permite tanto la recepción del
agua turbinada y su
almacenamiento hasta la
hora aconsejable de bombeo
como la regulación de parte
de las aportaciones naturales
del río

27.  Principales componentes de una Central Hidroeléctrica
La Presa
El primer elemento que encontramos en una central hidroeléctrica es la presa o
azud, que se encarga de atajar el río y remansar las aguas.
Con estas construcciones se logra un determinado nivel del agua antes de la
contención, y otro nivel diferente después de la misma. Ese desnivel se
aprovecha para producir energía.
Las presas pueden clasificarse por el material empleado en su construcción en:
- Presa de
tierra
- Presa de
hormigón
Las presas de hormigón son las más utilizadas y se puede a su vez clasificar
en:

28. De gravedad:
Como se muestra en la figura
tienen un peso adecuado para
contrarrestar el momento de
vuelco que produce el agua
De bóveda:
Necesita menos materiales que
las de gravedad y se suelen
utilizar en gargantas estrechas.
En estas la presión provocada
por el agua se transmite
integramente a las laderas por el
efecto del arco.

29. Los Aliviaderos
Los aliviaderos son elementos vitales de la presa que tienen como misión
liberar parte del agua detenida sin que esta pase por la sala de máquinas.
Se encuentran en la pared principal de la presa y pueden ser de fondo o de
superficie.
La misisón de los aliviaderos es la de liberar, si es preciso, grandes cantidades
de agua o atender necesidades de riego.
Para evitar que el agua pueda producir desperfectos al caer desde gran altura,
los aliviaderos se diseñan para que la mayoría del líquido se pierda en una
cuenca que se encuentra a pie de presa, llamada de amortiguación.
Para conseguir que el agua salga por los aliviaderos existen grandes
compuertas, de acero que se pueden abrir o cerrar a voluntad, según la
demanda de la situación.
Tomas de agua
Las tomas de agua son
construcciones adecuadas
que permiten recoger el
líquido para lleverlo hasta
las máquinas por medios
de canales o tuberias.
Las tomas de agua de las
que parten varios
conductos hacia las
tuberias, se hallan en la
pared anterior de la presa
que entra en contacto con
el agua embalsada. Estas
tomas además de unas
compuertas para regular la
cantidad de agua que llega
a las turbinas, poseen
unas rejillas metálicas que
impiden que elementos
extraños como troncos,
ramas, etc. puedan llegar
a los álabes y producir
desperfectos.

30. El canal de derivación se
utiliza para conducir agua
desde la presa hasta las
turbinas de la central.
Generalmente es
necesario hacer la entrada
a las turbinas con
conducción forzada siendo
por ello preciso que exista
una cámara de presión
donde termina el canal y
comienza la turbina.
Es bastante normal evitar
el canal y aplicar
directamente las tuberias
forzadas a las tomas de
agua de las presas.
Debido a las variaciones
de carga del alternador o a
condiciones imprevistas se
utilizan las chimeneas de
equilibrio que evitan las
sobrepresiones en las
tuberias forzadas y álabes
de las turbinas. A estas
sobrepresiones se les
denomina "golpe de
ariete".
Cuando la carga de trabajo
de la turbina disminuye
bruscamente se produce
una sobrepresión positiva,
ya que el regulador
automático de la turbina
cierra la admisión de agua.
La chimenea de equilibrio
consiste en un pozo
vertical situado lo más
cerca posible de las
turbinas. Cuando existe
una sobrepresión de agua
esta encuentra menos
resistencia para penetrar
al pozo que a la cámara de
presión de las turbinas
haciendo que suba el nivel

31. de la chimenea de
equilibrio. En el caso de
depresión ocurrirá lo
contrario y el nivel bajará.
Con esto se consigue
evitar el golpe de ariete.
Actúa de este modo la
chimenea de equilibrio
como un muelle hidraúlico
o un condensador
eléctrico, es decir,
absorbiendo y devolviendo
energía.
Las estructuras forzadas o
de presión, suelen ser de
acero con refuerzos
regulares a lo largo de su
longitud o de cemnto
armado, reforzado con
espiras de hierro que
deben estar ancladas al
terreno mediante solera
adecuadas.
Casa de máquinas
Es la construcción en donde se ubican las máquinas (turbinas,
alternadores, etc.) y los elementos de regulación y comando.
En la figura siguiente tenemos el corte esquemático de una central de caudal
elevado y baja caida. La presa comprende en su misma estructura a la casa de
máquinas.
Se observa en la figura que la disposición es compacta, y que la entrada de
agua a la trubina se hace por medio de una cámara construida en la misma
presa. Las compuertas de entrada y salida se emplean para poder dejar sin
agua la zona de las máquinas en caso de reparación o desmontajes.

32. 1. Embalse
2. Presa de
contención
3. Entrada de
agua a las
máquinas
(toma), con
reja
4. Conducto de
entrada del
agua
5. Compuertas
planas de
entrada, en
posición
"izadas".
6. Turbina
hidraúlica
7. Alternador
8. Directrices
para
regulación de
la entrada de
agua a turbina
9. Puente de
grua de la sal
de máquinas.
10. Salida de agua
(tubo de
aspiración
11. Compuertas
planas de
salida, en
posición
"izadas"
12. Puente grúa
para
maniobrar
compuertas
salida.
13. Puente grúa
para
maniobrar
compuertas de
entrada.
En la figura siguiente mostramos el croquis de una central de baja caida y alto
caudal, como la anterior, pero con grupos generadores denominados "a bulbo",
que están totalmente sumergidos en funcionamiento.

33. 14. Embalse
15. Conducto
de
entrada
de agua
16. Compuert
as de
entrada
"izadas"
17. Conjunto
de bulbo
con la
turbina y
el
alternador
18. Puente
grúa de
las sala
de
máquina
19. Mecanism
o de izaje
de las
compuert
as de
salida
20. Compuert
a de
salida
"izada"
21. Conducto
de salida
En la figura que sigue se muestra el corte esquemático de una central de
caudal mediano y salto también mediano, con la sala de máquinas al pie de la
presa.
El agua ingresa por la toma practicada en el mismo dique, y es llevada hasta
las turbinas por medio de conductos metálicos embutidos en el dique.

34. 22. Embalse
23. Toma de
agua
24. Conducto
metálico
embutido
en la
presa
25. Compuert
as de
entrada en
posición
de izada
26. Válvulas
de entrada
de agua a
turbinas
27. Turbina
28. Alternador
29. Puente
grúa de la
central
30. Compuert
a de
salidas
"izada"
31. Puente
grúa para
izada de
la
compuerta
de salida
32. Conducto
de salida
En la figura siguiente tenemos el esquema de una central de alta presión y bajo
caudal. Este tipo de sala de máquinas se construye alejadas de la presa.
El agua llega por medio de una tuberia a presión desde la toma, por lo regular
alejada de la central, y en el trayecto suele haber una chimenea de equilibrio.
La alta presión del agua que se presenta en estos casos obliga a colocar
válvulas para la regulación y cierre , capaces de soportar el golpe de ariete.

35. 33. Conducto
forzado
desde la
chimenea
de
equilibrio
34. Válvula de
regulación
y cierre
35. Puente
grúa de
sala de
válvulas
36. Turbina
37. Alternador
38. Puente
grúa de la
sala de
máquinas
39. Compuerta
s de salida,
en posición
"izadas"
40. Puente
grúa para
las
compuertas
de salida
41. Conducto
de salida
(tubo de
aspiración)
Turbinas Hidráulicas
Hay tres tipos principales de turbinas hidráulicas:
La rueda Paltón
La turbina Francis
La de hélice o turbina Kaplan
El tipo más conveniente dependerá en cada caso del salto de agua y de la
potencia de la turbina.
En términos generales:
La rueda Paltón conviene para saltos grandes.
La turbina Francis para saltos medianos.

36. La turbina de hélice o turbina Kaplan para saltos pequeños.
Rueda PELTON:
En la figura se muestra un croquis de la turbina en conjunto para poder
apreciar la distribución de los componentes fundamentales.
Un chorro de agua convenientemente dirigido y regulado, incide sobre las
cucharas del rodete que se encuentran uniformemente distribuidas en la
periferia de la rueda. Debido a la forma de la cuchara, el agua se desvia sin
choque, cediendo toda su energía cinética, para caer finalmente en la parte
inferior y salir de la máquina. La regulación se logra por medio de una aguja
colocada dentro de la tubera.
Este tipo de turbina se emplea para saltos grandes y presiones elevadas.
1. Rodete
2. Cuchara
3. Aguja
4. Tobera
5. Conducto de entrada
6. Mecanismo de
regulación
7. Cámara de salida
Turbina Pelotón y alternador
Rodete y cuchara de una turbina Penton

37. Para saltos medianos se emplean las turbinas Francis, que son de
reacción.
En el dibujo podemos apreciar la forma general
de un rodete y el importante hecho de que el
agua entre en una dirección y salga en otra a
90º, situación que no se presenta en las ruedas
Pelton.
Las palas o álabes de la rueda Francis son
alabeadas.
Un hecho también significativo es que estas turbinas en vez de toberas, tienen
una corona distribuidora del agua. Esta corona rodea por completo al rodete.
Para lograr que el agua entre radialmente al rodete desde la corona
distribuidora existe una cámara espiral o caracol que se encarga de la
adecuada dosificación en cada punto de entrada del agua. El rodete tiene los
álabes de forma adecuada como para producir los efectos deseados sin
remolinos ni pérdidas adicionales de carácter hidrodinámico.
Turbina KAPLAN:
En los casos en que el agua sólo circule en dirección axial por los
elementos del rodete, tendremos las turbinas de hélice o Kaplan. Las
turbinas Kaplan tienen álabes móviles para adecuarse al estado de la carga.
Esta turbinas aseguran un buen rendimiento aún con bajas velocidades de
rotación.
La figura muestra un croquis de turbina a hélice o Kaplan.
 Desarrollo de la energía hidroeléctrica

38. La primera central hidroeléctrica se construyó en 1880 en Northumberland, Gran
Bretaña. El renacimiento de la energía hidráulica se produjo por el desarrollo del
generador eléctrico, seguido del perfeccionamiento de la turbina hidráulica y debido al
aumento de la demanda de electricidad a principios del siglo XX. En 1920 las centrales
hidroeléctricas generaban ya una parte importante de la producción total de
electricidad.
La tecnología de las principales instalaciones se ha mantenido igual durante el siglo
XX. Las centrales dependen de un gran embalse de agua contenido por una presa. El
caudal de agua se controla y se puede mantener casi constante. El agua se transporta
por unos conductos o tuberías forzadas, controlados con válvulas y turbinas para
adecuar el flujo de agua con respecto a la demanda de electricidad. El agua que entra
en la turbina sale por los canales de descarga. Los generadores están situados justo
encima de las turbinas y conectados con árboles verticales. El diseño de las turbinas
depende del caudal de agua; las turbinas Francis se utilizan para caudales grandes y
saltos medios y bajos, y las turbinas Pelton para grandes saltos y pequeños caudales.
Además de las centrales situadas en presas de contención, que dependen del
embalse de grandes cantidades de agua, existen algunas centrales que se basan en la
caída natural del agua, cuando el caudal es uniforme. Estas instalaciones se llaman de
agua fluente. Una de ellas es la de las Cataratas del Niágara, situada en la frontera
entre Estados Unidos y Canadá.
A principios de la década de los noventa, las primeras potencias productoras de
hidroelectricidad eran Canadá y Estados Unidos. Canadá obtiene un 60% de su
electricidad de centrales hidráulicas. En todo el mundo, la hidroelectricidad representa
aproximadamente la cuarta parte de la producción total de electricidad, y su
importancia sigue en aumento. Los países en los que constituye fuente de electricidad
más importante son Noruega (99%), Zaire (97%) y Brasil (96%). La central de Itaipú,
en el río Paraná, está situada entre Brasil y Paraguay; se inauguró en 1982 y tiene la
mayor capacidad generadora del mundo.
Presa de Itaipú En esta fotografía aérea puede observarse la presa de Itaipú, proyecto
conjunto de Brasil y Paraguay sobre las aguas del río Paraná, y su central
hidroeléctrica, la mayor del mundo, de la que se obtienen importantes recursos
energéticos para ambos países y el conjunto regional. Con una altura de 196 m, y 8
km. de largo, cuenta con 14 vertederos que actúan como cataratas artificiales. Como
referencia, la presa Grand Coulee, en Estados Unidos, genera unos 6.500 Mw y es
una de las más grandes. En algunos países se han instalado centrales pequeñas, con

39. capacidad para generar entre un kilovatio y un megavatio. En muchas regiones de
China, por ejemplo, estas pequeñas presas son la principal fuente de electricidad.
Otras naciones en vías de desarrollo están utilizando este sistema con buenos
resultados.
CENTRAL TERMOELÉCTRICA
Una central termoeléctrica o central térmica es una instalación empleada para la
generación de energía eléctrica a partir de la energía liberada en forma de calor,
normalmente mediante la combustión de combustibles fósiles como petróleo, gas
natural o carbón. Este calor es empleado por un ciclo termodinámico convencional
para mover un alternador y producir energía eléctrica. Es contaminante pues libera
dióxido de carbono.[1]
Por otro lado, también existen centrales termoeléctricas que emplean fisión nuclear del
uranio para producir electricidad. Este tipo de instalación recibe el nombre de central
nuclear y, como no libera dióxido de carbono, no favorece el cambio climático, pero da
lugar a peligrosos residuos radioactivos que han de ser guardados durante miles de
años.
 Se denominan centrales termoeléctricas clásicas o convencionales aquellas
centrales que producen energía eléctrica a partir de la combustión de carbón, fueloil o
gas en una caldera diseñada al efecto. El apelativo de "clásicas" o "convencionales"
sirve para diferenciarlas de otros tipos de centrales termoeléctricas (nucleares y
solares, por ejemplo), las cuales generan electricidad a partir de un ciclo
termodinámico, pero mediante fuentes energéticas distintas de los combustibles fósiles
empleados en la producción de energía eléctrica desde hace décadas y, sobre todo,
con tecnologías diferentes y mucho mas recientes que las de las centrales
termoeléctricas clásicas.
Independientemente de cuál sea el combustible fósil que utilicen (fuel-oil, carbón o
gas), el esquema de funcionamiento de todas las centrales termoeléctricas clásicas es
prácticamente el mismo. Las únicas diferencias consisten en el distinto tratamiento
previo que sufre el combustible antes de ser inyectado en la caldera y en el diseño de
los quemadores de la misma, que varían según sea el tipo de combustible empleado.
Una central termoeléctrica clásica posee, dentro del propio recinto de la planta,
sistemas de almacenamiento del combustible que utiliza (parque de carbón, depósitos
de fuel-oil) para asegurar que se dispone permenentemente de una adecuada
cantidad de éste. Si se trata de una central termoeléctrica de carbón (hulla, antracita,
lignito,...) es previamente triturado en molinos pulverizadores hasta quedar convertido
en un polvo muy fino para facilitar su combustión. De los molinos es enviado a la
caldera de la central mediante chorro de aire precalentado.
Si es una central termoeléctrica de fuel-oil, éste es precalentado para que fluidifique,
siendo inyectado posteriormente en quemadores adecuados a este tipo de
combustible.
Si es una central termoeléctrica de gas los quemadores están asimismo concebidos
especialmente para quemar dicho combustible.
Hay, por último, centrales termoeléctricas clásicas cuyo diseño les permite quemar

40. indistintamente combustibles fósiles diferentes (carbón o gas, carbón o fuel-oil, etc.).
Reciben el nombre de centrales termoeléctricas mixtas.
Una vez en la caldera, los quemadores provocan la combustión del carbón, fuel-oil o
gas, generando energía calorífica. Esta convierte a su vez, en vapor a alta temperatura
el agua que circula por una extensa red formada por miles de tubos que tapizan las
paredes de la caldera. Este vapor entre a gran presión en la turbina de la central, la
cual consta de tres cuerpos -de alta, media y baja presión, respectivamente- unidos
por un mismo eje.
En el primer cuerpo (alta presión) hay centenares de álabes o paletas de pequeño
tamaño. El cuerpo a media presión posee asimismo centenares de álabes pero de
mayor tamaño que los anteriores. El de baja presión, por último, tiene álabes aún más
grandes que los precedentes. El objetivo de esta triple disposición es aprovechar al
máximo la fuerza del vapor, ya que este va perdiendo presión progresivamente, por lo
cual los álabes de la turbina se hacen de mayor tamaño cuando se pasa de un cuerpo
a otro de la misma., Hay que advertir, por otro lado, que este vapor, antes de entrar en
la turbina, ha de ser cuidadosamente deshumidificado. En caso contrario, las
pequeñísimas gotas de agua en suspensión que transportaría serían lanzadas a
granvelocidad contra los álabes, actuando como si fueran proyectiles y erosionando
las paletas hasta dejarlas inservibles.
El vapor de agua a presión, por lo tanto, hace girar los álabes de la turbina generando
energía mecánica. A su vez, el eje que une a los tres cuerpos de la turbina (de alta,
media y baja presión) hace girar al mismo tiempo a un alternador unido a ella,
produciendo así energía eléctrica. Esta es vertida a la red de transporte a alta tensión
mediante la acción de un transformador.
Por su parte, el vapor -debilitada ya su presión- es enviado a unos condensadores. Allí
es enfriado y convertido de nuevo en agua. Esta es conducida otra vez a los tubos que
tapizan las paredes de la caldera, con lo cual el ciclo productivo puede volver a
iniciarse.
 Esquema de Funcionamiento
de una Central Termoeléctrica Clásica

41. 1. Cinta
transportadora
2. Tolva
3. Molino
4. Caldera
5. Cenizas
6. Sobrecalenmtador
7. Recalentador
8. Economizador
9. Calentador de aire
10. Precipitador
11. Chimenea
12. Turbina de alta
presión
13. Turbina de media
presión
14. Turbina de baja
presión
15. Condensador
16. Calentadores
17. Torre de
refrigeración
18. Transformadores
19. Generador
20. Línea de
transporte de
energía eléctrica

42. El funcionamiento de una central termoeléctrica de carbón, como la representada en la
figura, es la siguiente: el combustible está almacenado en los parques adyacentes de
la central, desde donde, mediante cintas transportadoras (1), es conducido al molino
(3) para ser triturado. Una vez pulverizado, se inyecta, mezclado con aire caliente a
presión, en la caldero< (4) para su combustión.
Dentro de la caldera se produce el vapor que acciona los álabes de los cuerpos de las
turbinas de alta presión (12), media presión (13) y baja presión (14), haciendo girar el
rotor de la turbina que se mueve solidariamente con el rotor del generador (19), donde
se produce energía eléctrica, la cual es transportada mediante líneas de transporta a
alta tensión (20) a los centros de consumo.
Después de accionar las turbinas, el vapor pasa a la fase líquida en el condensador
(15). El agua obtenida por la condensación del vapor se somete a diversas etapas de
calentamiento (16) y se inyecta de nuevo en la caldera en las condiciones de presión y
temperatura más adecuadas para obtener el máximo rendimiento del ciclo.
El sistema de agua de circulación que refrigera el condensador puede operarse en
circuito cerrado, trasladando el calor extraído del condensador a la atmósfera
mediante torres de refrigeración (17), o descargando dicho calor directamente al mar o
al río.

43. Para minimizar los efector de la combustión de carbón sobre el medio ambiente, la
central posee una chimenea (11) de gran altura -las hay de más de 300 metros-, que
dispersa los contaminantes en las capas altas de la atmósfera, y precipitadores (10)
que retienen buena parte de los mismos en el interior de la propia central.
 Nuevas Tecnologías
Se es´tan llevando a cabo investigaciones para obtener un mejor
aprovechamiento del carbón, como son la gasificación del carbón "in situ" o la
aplicación de máquinas hidraúlicas de arranque de mineral y de avance contínuo, que
permiten la explotación de yacimientos de poco espesor o de yacimientos en los que el
mineral se encuentra demasiado disperso o mezclado.
El primero de los sistemas mencionados consiste en inyectar oxígeno en el
yacimiento, de modo que se provoca la combustión del carbón y se produce un gas
aprovechable para la producción de energía eléctrica mediantes centrales instaladas
en bocamina.
El segundo, en lanzar potentes chorros de agua contra las vetas del mineral, lo que da
lugar a barros de carbón, los cuales son evacuados fuera de la mina por medios de
tuberías.
Otras nuevas tecnologías que están siendo objeto de investigación pretenden mejorar
el rendimiento de las centrales termoeléctricas de carbón, actualmente situado entre el
30 y el 40%. Destaca entre ellas la combustión del carbón en lecho fluidificado, que -
según determinadas estimaciones- permitiría obtener rendimientos de hasta el 50%,
disminuyendo al mism otiempo la emisión de anhidrido sulfuroso. Consiste en quemar
carbón en un lecho de partículas inertes (de caliza, por ejemplo), a través del cual se
hace pasar una corriente de aire. Esta soporta el peso de las partículas y las mantiene
en suspensión, de modo que da la impresión de que se trata de un líquido en
ebullición.
Otras investigaciones, por último, intentan facilitar la sustitución del fuel-oil en las
centrales termoeléctricas para contribuir a reducir la dependencia respecto del
petróleo. Cabe citar en este sentido proyectos que pretenden conseguir una adecuada
combustión de mezclas de carbón y fuel (coal-oil mixture: COM) o de carbón y agua
(CAM) en las centrales termoeléctricas equipadas para consumir fuel-oil.
 Centrales Termoeléctricas y Medio Ambiente
Para evitar que el funcionamiento de las centrales termoeléctricas clásicas pueda
dañar el entorno natural, estas plantas llevan incorporados una serie de sistemas
y elementos que afectan a la estructura de las instalaciones, como es el caso de las
torres de refrigeración.
La incidencia de este tipo de centrales sobre el medio ambiente se produce por la
emisión de residuos a la atmósfera (procedentes de la combustión del combustible) y
por vía térmica, (calentamiento de las aguas de los ríos por utilización de estas aguas
para la refrigeración en circuito abierto).
Por lo que se refiere al primero de los aspectos citados, esa clase de contaminación
ambiental es prácticamente despreciable en el caso de las centrales termoeléctricas
de gas y escasa en el caso de las de fuel-oil, pero exige, sin embargo, la adopción de
importantes medidas en las de carbón.
La combustión del carbón, en efecto, provoca la emisión al medio ambiente de
partículas y ácidos de azufre. Para impedir que estas emisiones puedan perjudicar al
entorno de la planta, dichas centrales poseen chimeneas de gran altura -se están

44. construyendo chimeneas de más de 300 metros- que dispersan dichas partículas en la
atmósfera, minimizando su influencia. Además, poseen filtros electrostáticos o
precipitadores que retienen buena parte de las partículas volátiles en el interior de la
central. Por lo que se refiere a las centrales de fuel-oil, su emisión de partículas sólidas
es muy inferior, y puede ser considerada insignificante. Sólo cabe tener en cuente la
emisión de hollines ácidos -neutralizados mediante la adición de neutralizantes de la
acidez- y la de óxidos de azufre -minimizada por medio de diversos sistemas de
purificación-.
En cuanto a la contaminación térmica, ésta es
combatida especialmente a través de la
instalación de torres de refrigeración. Como
se señalaba anteriormente, el agua que utiliza
la central, tras ser convertida en vapor y
empleada para hacer girar la turbina, es
enfriada en unos condensadores para volver
posteriormente a los conductos de la caldera.
Para efectuar la operación de refrigeración, se
emplean las aguas de algún río próximo o del
mar, a las cuales se transmite el calor
incorporado por el agua de la central que
pasa por los condensadores. Si el caudal del
río es pequeño, y a fin de vitar la
contaminación térmica, las centrales
termoeléctricas utilizan sistemas de
refrigeración en circuito cerrado mediante
torres de refrigeración.
En este sistema, el agua caliente que
proviene de los condensadores entra en la
torre de refrigeración a una altura Central termoeléctrica de carbón de
determinada. Se produce en la torre un tiro Puentes de García Rodríguez
natural ascendente de aire frío de manera
continúa. El agua, al entrar en la torre, cae
por su propio peso y se encuentra en su caída
con una serie de rejillas dispuestas de modo
que la pulverizan y la convierten
en una lluvia muy fina. Las gotas de agua, al encontrar en su caída la corriente de aire
frío que asciende por la torre, pierden su calor. Por último, el agua así enfriada vuelve
a los condensadores por medio de un circuito cerrado y se continua el proceso
productivo sin daño alguno para el ambiente.
Cabe mencionar, por último, que diversos países -entre ellos España- están
desarrollando proyectos de investigación que permiten aprovechar las partículas
retenidas en los precipitadores y los efluentes térmicos de estas centrales de manera
positiva. Así, se estudia la posibilidad de emplear cenizas volantes, producidas por la
combustión del carbón, como material de construcción o para la recuperación del
aluminio en forma de alúmina. Y se utilizan los efluentes térmicos de estas plantas
para convertir en zonas cultivables extensiones de terrenos que antes no lo eran, o
para la cría de determinadas especies marinas, cuya reproducción se ve favorecida
gracias al aumento de la temperatura de las aguas en las que se desarrollan
ENERGIA BIOTERMICA

45. La energía geotérmica es aquella energía que puede ser obtenida por el hombre
mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra. El calor del interior de
la Tierra se debe a varios factores, entre los que caben destacar el gradiente
geotérmico, el calor radiogénico, etc. Geotérmico viene del griego geo, "Tierra", y
thermos, "calor"; literalmente "calor de la Tierra".
Se obtiene energía geotérmica por extracción del calor interno de la Tierra. En áreas
de aguas termales muy calientes a poca profundidad, se perfora por fracturas
naturales de las rocas basales o dentro de rocas sedimentarios. El agua caliente o el
vapor pueden fluir naturalmente, por bombeo o por impulsos de flujos de agua y de
vapor (flashing).
REGULACION DE TIPOS DE CONDUCTORES
Cables de coneccion
El cable de conección representa el componente indispensable para el transporte de la
Energía eléctrica entre los diferentes bloques que integran un sistema FV. Resulta

46. inevitable que parte de esta energía se pierda en forma de calor, ya que la resistencia
eléctrica de un conductor nunca es nula. El material más indicado para la fabricación
de un cable conductor representa un compromiso entre un bajo valor de resistividad y
el costo del mismo. El cobre ofrece hoy día la mejor solución. La información contenida
en este capítulo está dada para este tipo de material.
La resistencia eléctrica de un material conductor está dada por la expresión:
R = (. L ) / A (1)
donde (rho) representa el valor de resistividad lineal (.m), L es el largo del
conductor
(m), y A es el área de la sección del mismo (m2). El valor de depende de dos
variables: el material conductor y la temperatura de trabajo que éste alcanza. La
expresión (1) indica que para un dado material conductor y temperatura (constante),
si el valor del área A permanece constante, el valor de la resistencia aumenta con su
longitud. De igual manera puede deducirse que si y L permanecen fijos, la
resistencia
del conductor se reduce si el área de su sección aumenta. La mayoría de los cables
utilizados en instalaciones eléctricas tienen una sección circular. Cuando el área del
conductor aumenta, también lo hace su diámetro. Por lo tanto, para una dada longitud,
un aumento en el diámetro significa una menor caída de voltaje en el cable (menores
pérdidas de energía), pero un mayor costo (más volumen por unidad de longitud).
La dependencia entre el diámetro y el área del conductor permite establecer un
método
de clasificación para los cables. A determinados diámetros se les asigna un número en
una escala arbitraria, al que se conoce como el calibre del conductor. Esta escala se la
conoce como el AWG (American Wire Gauge, calibre americano para conductores),
y es utilizada dentro y fuera de los EEUU.
El rango de calibres para nuestra aplicación comienza con el calibre 4/0 (4 ceros), al
que corresponde el mayor diámetro. El número de ceros disminuye hasta alcanzar el
valor 1/0. A partir de este valor el calibre del cable está asociado a un valor numérico
creciente (2, 4, 6, etc). Es importante recordar que para estos calibres el diámetro del
conductor se reduce cuando el valor numérico asignado aumenta. Para nuestra
aplicación el máximo valor numérico que se utiliza es el 16, ya que la resistencia
MATERIAL
CONDUCTOR
OPTIMO
NORMA AWG
RESISTENCIA
DE UN
CONDUCTOR
LOS CABLES DE CONECCION
eléctrica por unidad de longitud resulta excesiva para calibres superiores a este valor.
Los calibres 4/0 y 3/0 son raramente usados, pues son difíciles de instalar, tienen un
elevado peso por unidad de longitud y un costo muy elevado.
La Figura 8.1 muestra, en forma comparativa, los diámetros de varios de los calibres
AWG. Las características eléctricas y mecánicas de los mismos están resumidas en la
Tabla 8.7, al final de este capítulo. El diámetro en mm especificado para cada calibre
corresponde al del conductor sin aislación alguna. Los valores resistivos, ohms por
cada 100m, corresponden al valor de ese calibre a una temperatura de 25°C.
DIAMETROS
RELATIVOS
La norma define, para cada calibre, el valor de la corriente máxima, en amperes, que
es permitido por el código eléctrico de los EEUU (ampacity, en inglés). Este valor no
debe ser sobrepasado, por razones de seguridad (excesiva disipación de calor).
Los cables usados en instalaciones eléctricas tienen, salvo raras excepciones, una
cubertura exterior que provee aislación eléctrica y resistencia mecánica al conductor.

47. El material usado en la cubertura exterior es muy importante, pues determina el uso
del mismo. Distintos tipos de cuberturas permiten enterrar el cable bajo tierra, usarlo
en lugares con alta humedad y/o temperatura, o volverlos resistentes a ciertas
substancias químicas o a la radiación ultravioleta. Para identificar las distintas
aplicaciones se usan letras, las que representan la abreviación de palabras en inglés.
Estas letras se imprimen a intervalos especificados por las normas, a lo largo de la
cubierta exterior.
AMPERAJE
MAXIMO
CONDUCTOR
SOLIDO Y
MULTIALAMBRE
Existen dos tipos de conductores: el de un solo alambre (wire, en inglés) y el
multialambre (cable, en inglés). Los calibres de mayor diámetro no pueden tener un
solo conductor pues su rigidez los haría poco prácticos. Es por ello que los cables con
calibres entre el 8 y el 4/0 son fabricados usando varios alambres de menor diámetro,
los que son retorcidos suavemente para que conserven una estructura unificada. La
Figura 8.2 muestra estos dos tipos. Dos cables de un calibre, conectados en paralelo,
es otro recurso práctico para incrementar el área efectiva de conducción.
Conductor Sólido y Multialambre
LOS CABLES DE CONECCION
Para uso interno, como es el caso dentro de las casas, se usa el tipo NM (Non-Metalic,
cubertura no metálica). Este tipo de cable tiene una cubertura de plástico que envuelve
a dos o tres conductores. Cuando hay tres cables bajo la misma cubertura, dos de
ellos
tienen aislación, mientras que el tercero es un alambre desnudo.
En los EEUU el cable de tres conductores tipo NM se lo conoce, popularmente,
como cable ROMEX. Como estos cables son comúnmente usados en circuitos de
CA, uno de los cables tiene aislación de color nego, el otro blanca. Estos dos colores
conforman con la norma estadounidense para el cable vivo y el neutral,
respectivamente
(Apéndice I). El cable desnudo se lo usa como conección de tierra. Una variación de
este cable es el tipo NMC, el que es diseñado con una cubertura que resiste la
humedad.
El tipo NM necesita de un ambiente de baja humedad. La Figura 8.3 muestra la
estructura física de un cable NM con tres conductores.
TIPOS
NM Y NMC
Cable Tipo NM o NMC
El cable muestra marcas adicionales impresas en la cubertura plástica.
En particular, el número 14 corresponde al calibre AWG de cada uno de los
conductores,
y la marca 2 G significa que dos de los conductores tienen aislación, mientras que el
tercero es un alambre desnudo para conección a tierra (Ground, en inglés). Otra
leyenda
que suele ser impresa en la cubierta es el valor del voltaje máximo de trabajo.
Para uso exterior se ofrecen dos tipos: el USE (Underground Service Entrance,
servicio
de entrada bajo tierra) y el UF (Underground Feeder, alimentador bajo tierra). El
código eléctrico americano exige que un cable UF, de ser enterrado, tenga fusibles de
protección en el lugar donde se injecta la potencia eléctrica. Ambos tipos de cable
pueden ser enterrados, evitándose el uso de postes de sujeción. Estos cables pueden
adquirirse como cable de un solo conductor o en una estructura similar a la usada por
el tipo NM, donde se agrupan dos o más conductores dentro de la cubierta exterior,

48. dependiendo del calibre. La Figura 8.4 muestra un cable del tipo USE con un solo
conductor.
MARCAS
ADICIONALES
Cable Tipo USE
Cables del tipo THW (Temperature-Humidity-Weather, temperatura, humedad, clima)
sirven para uso a alta temperatura (expuestos al sol) o en lugares con alto nivel de
humedad ambiente. El tipo TH es similar, pero no es aconsejable en lugares con alta
humedad ambiente. Algunas versiones tienen el recubrimiento aislante resistente a la
radiación ultravioleta, retardando el deterioro de la cubertura aislante. Pueden
utilizarse
en aplicaciones exteriores, pero no pueden ser enterrados directamente en el suelo
como los tipos USE o UF.
LOS CABLES DE CONECCION
RESISTENCIA
Y
TEMPERATURA
PERDIDAS DE
POTENCIA
Hemos visto que el valor de la resistividad () depende de la temperatura de trabajo
del conductor. El valor de la resistencia eléctrica de un cable conductor a una
temperatura superior a los 25°C está dada por la expresión:
Rt = R25 x (1 + .T)
donde Rt es la resistencia a la temperatura t,es un coeficiente de proporcionalidad
cuyo valor, para el cobre, es 0,00043 1/°C, y T es la cantidad de grados que la
temperatura de trabajo del conductor supera los 25°C. Esta fórmula nos dice que por
cada 10°C que sube la temperatura sobre la ambiente, el valor de la resistencia se
incrementa en un 4,3 %. El amperaje máximo especificado para un determinado
calibre
disminuye con la temperatura, como lo muestra la Tabla 8.5. El nuevo valor se
obtiene multiplicando el valor para 25°C por el coeficiente dado en la Tabla 8.5.
Coeficiente de Reducción del Amperaje Máximo
TEMPER. TIPO DE CABLE TEMPER. TIPO DE CABLE
Grados C UF USE,THW Grados C UF USE,THW
TW TW
26 - 30 0,93 0,93 41 - 45 0,66 0,76
31 - 35 0,84 0,87 46 - 50 0,54 0,69
36 - 40 0,76 0,81 51 - 55 0,38 0,62
Un circuito activo (corriente circulando) sufre una pérdida de potencia en los cables
que interconectan el sistema. Para un determinado valor de la corriente de carga, esta
pérdida es proporcional a la caída de voltaje en los mismos (Apéndice I). Como se
verá más adelante, durante el proceso de diseño del sistema se estima la pérdida
porcentual de potencia que éste sufrirá. Esto equivale a estimar el mismo valor
porcentual para la caída de voltaje. Usando este concepto, los Srs. John Davey y
Windy Dankoff dedujeron una fórmula que permite calcular un llamado “Indice de
Caída de Voltaje” (ICV) que puede ser utilizado para determinar el calibre adecuado
del cable a usarse. El artículo original fué publicado en la revista Home Power (#14,
págs 32 y 33). Con la autorización de sus autores, daremos la descripción del método
de cálculo. El valor del ICV está dado por la expresión:
AxD
ICV = —————————— x 3,281
%CV x Vnom.
Donde A es el número de amperes en el circuito, D es la distancia (en una sola
dirección)
entre los dos puntos a conectarse, %CV es el porcentaje de caída de voltaje y Vnom

49. es el valor nominal del voltaje del sistema.
El factor 3,281 debe ser usado si la distancia se mide en metros. Si la distancia es en
pies (ft) no debe ser considerado.
La tabla 8.6 relaciona los valores del ICV con los calibres de los cables.
Tabla 8.6- Relación entre el ICV y el AWG
Calibre AWG ICV Calibre AWG ICV
4/0 99 6 12
3/0 78 8 8
2/0 62 10 5
1/0 49 12 3
2 31 14 2
4 20 16 1
Veamos un ejemplo, donde los valores son los siguientes: A = 5A; D = 12 m, %CV =
2% y Vnom = 12V. El valor del coeficiente ICV resultará ser:
ICV = (5 x 12 x 3,281) / (2 x 12) =196,86 / 24 = 8,20
Vemos que el valor más cercano en la tabla es 8, el que corresponde a un calibre
AWG8. La Tabla 8.7 muestra que el valor numérico del calibre se incrementa (cable
de menor diámetro) cuando el ICV disminuye. Si en lugar de 12V el sistema fuere de
24V, el ICV se reduciría a la mitad, pudiéndose usar un AWG10 con holgura. Cuando
el valor del ICV tiene un valor intermedio entre dos dados en la Tabla, siempre elija
el calibre de mayor diámetro.
El coeficiente ICV no contempla ninguna corrección por aumento de temperatura en
el conductor. Sus valores corresponden a una temperatura de trabajo de 25°C. En
general, esto no constituye un problema, pues la elección del calibre es lo
suficientemente amplia como para compensar por esta omisión.
Si desea verificar la selección, puede calcular la potencia disipada en el cable a mayor
temperatura, siguiendo los pasos dados en el Apéndice I.
EJEMPLO
VERIFICACION
TABLA 8.7- Cables de Cobre a 25 C
Calibre Resistencia Amperaje Máximo (A)* Dimensiones
AWG W/100 m TIPO DE CABLE Diám. Area
UF USE,THW NM mm cm2
No TW,THWN
4/0 0,01669 211 248 13,412 1,4129
3/0 0,02106 178 216 11,921 1,1161
2/0 0,02660 157 189 10,608 0,8839
1/0 0,03346 135 162 9,462 0,7032
2 0,05314 103 124 7,419 0,4322
4 0,08497 76 92 5,874 0,2710
6 0,1345 59 70 4,710 0,1742
8 0,2101 43 54 3,268 0,0839
10 0,3339 32 32 30 2,580 0,0523
12 0,5314 22 22 20 2,047 0,0329
14 0,8432 16 16 15 1,621 0,0206
La potencia eléctrica 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 (p = dW / dt). La unidad en el Sistema Internacional de Unidades
es el vatio o watt, que es lo mismo.
Cuando una corriente eléctrica fluye en un circuito, puede transferir energía al hacer
un trabajo mecánico o termodinámico. Los dispositivos convierten la energía eléctrica

50. de muchas maneras útiles, como calor, luz (lámpara incandescente), movimiento
(motor eléctrico), sonido (altavoz) o procesos químicos. La electricidad se puede
producir mecánicamente o químicamente por la generación de energía eléctrica, o
también por la transformación de la luz en las células fotoeléctricas. Por último, se
puede almacenar químicamente en baterías.
TRANSFORMADORES
Se denomina transformador o trafo (abreviatura), a un dispositivo eléctrico que permite
aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna,
manteniendo la frecuencia. La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un
transformador ideal (esto es, sin pérdidas), es igual a la que se obtiene a la salida. Las
máquinas reales presentan un pequeño porcentaje de pérdidas, dependiendo de su
diseño, tamaño, etc.
El transformador es un dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna de un
cierto nivel de tensión, en energía alterna de otro nivel de tensión, por medio de la
acción de un campo magnético. Está constituido por dos o más bobinas de material
conductor, aisladas entre sí eléctricamente por lo general enrolladas alrededor de un
mismo núcleo de material ferromagnético. La única conexión entre las bobinas la
constituye el flujo magnético común que se establece en el núcleo.
Los transformadores son dispositivos basados en el fenómeno de la inducción
electromagnética y están constituidos, en su forma más simple, por dos bobinas
devanadas sobre un núcleo cerrado de hierro dulce o hierro silicio. Las bobinas o
devanados se denominan primario y secundario según correspondan a la entrada o
salida del sistema en cuestión, respectivamente. También existen transformadores con
más devanados; en este caso, puede existir un devanado "terciario", de menor tensión
que el secundario.
La relación de transformación nos indica el aumento ó decremento que sufre el valor
de la tensión de salida con respecto a la tensión de entrada, esto quiere decir, por
cada volt de entrada cuántos volts hay en la salida del transformador.
La relación entre la fuerza electromotriz inductora (Ep), la aplicada al devanado
primario y la fuerza electromotriz inducida (Es), la obtenida en el secundario, es
directamente proporcional al número de espiras de los devanados primario (Np) y
secundario (Ns) .
La razón de la transformación (m) de la tensión entre el bobinado primario y el
bobinado secundario depende de los números de vueltas que tenga cada uno. Si el
número de vueltas del secundario es el triple del primario, en el secundario habrá el
triple de tensión.

51. Donde: (Vp) es la tensión en el devanado primario ó tensión de entrada, (Vs) es la
tensión en el devanado secundario ó tensión de salida, (Ip) es la corriente en el
devanado primario ó corriente de entrada, e (Is) es la corriente en el devanado
secundario ó corriente de salida.
Esta particularidad se utiliza en la red de transporte de energía eléctrica: al poder
efectuar el transporte a altas tensiones y pequeñas intensidades, se disminuyen las
pérdidas por el efecto Joule y se minimiza el costo de los conductores.
Así, si el número de espiras (vueltas) del secundario es 100 veces mayor que el del
primario, al aplicar una tensión alterna de 230 voltios en el primario, se obtienen
23.000 voltios en el secundario (una relación 100 veces superior, como lo es la
relación de espiras). A la relación entre el número de vueltas o espiras del primario y
las del secundario se le llama relación de vueltas del transformador o relación de
transformación.
Ahora bien, como la potencia eléctrica aplicada en el primario, en caso de un
transformador ideal, debe ser igual a la obtenida en el secundario, el producto de la
fuerza electromotriz por la intensidad (potencia) debe ser constante, con lo que en el
caso del ejemplo, si la intensidad circulante por el primario es de 10 amperios, la del

52. secundario será de solo 0,1 amperios (una centésima parte).
Transformador de núcleo laminado mostrando el borde de las laminaciones en la parte
superior de la unidad.
Primeros pasos: los experimentos con bobinas de inducción
El fenómeno de inducción electromagnética en el que se basa el funcionamiento del
transformador fue descubierto por Michael Faraday en 1831, se basa
fundamentalmente en que cualquier variación de flujo magnético que atraviesa un
circuito cerrado genera una corriente inducida, y en que la corriente inducida sólo
permanece mientras se produce el cambio de flujo magnético.
La primera "bobina de inducción" para ver el uso de ancho fueron inventadas por el
Rev. Nicholas Callan College de Maynooth, Irlanda en 1836, uno de los primeros
investigadores en darse cuenta de que cuantas más espiras hay en el secundario, en
relación con el bobinado primario, más grande es el aumento de la FEM.
Los científicos e investigadores basaron sus esfuerzos en evolucionar las bobinas de
inducción para obtener mayores tensiones en las baterías. En lugar de corriente
alterna (CA), su acción se basó en un vibrante "do&break" mecanismo que
regularmente interrumpido el flujo de la corriente directa (DC) de las pilas.
Entre la década de 1830 y la década de 1870, los esfuerzos para construir mejores
bobinas de inducción, en su mayoría por ensayo y error, reveló lentamente los
principios básicos de los transformadores. Un diseño práctico y eficaz no apareció
hasta la década de 1880, pero dentro de un decenio, el transformador sería un papel
decisivo en la “Guerra de Corrientes”, y en que los sistemas de distribución de
corriente alterna triunfo sobre sus homólogos de corriente continua, una posición
dominante que mantienen desde entonces.

53. En 1876, el ingeniero ruso Pavel Yablochkov inventó un sistema de iluminación
basado en un conjunto de bobinas de inducción en el que el bobinado primario se
conectaba a una fuente de corriente alterna y los devanados secundarios podían
conectarse a varias “velas eléctricas” (lámparas de arco), de su propio diseño. Las
bobinas utilizadas en el sistema se comportaban como transformadores primitivos. La
patente alegó que el sistema podría, “proporcionar suministro por separado a varios
puntos de iluminación con diferentes intensidades luminosas procedentes de una sola
fuente de energía eléctrica”.
En 1878, los ingenieros de la empresa Ganz en Hungría asignaron parte de sus
recursos de ingeniería para la fabricación de aparatos de iluminación eléctrica para
Austria y Hungría.
En 1883, realizaron más de cincuenta instalaciones para dicho fin. Ofrecián un sistema
que constaba de dos lámparas incandescentes y de arco, generadores y otros
accesorios.
En 1882, Lucien Gaulard y John Dixon Gibbs expusieron por primera vez un
dispositivo con un núcleo de hierro llamado "generador secundario" en Londres, luego
vendió la idea de la compañía Westinghouse de Estados Unidos.
También fue expuesto en Turín, Italia en 1884, donde fue adaptado para el sistema de
alumbrado eléctrico.
El nacimiento del primer transformador
Entre 1884 y 1885, los ingenieros húngaros Zipernowsky, Bláthy y Deri de la compañía
Ganz crearon en Budapest el modelo “ZBD” de transformador de corriente alterna,
basado en un diseño de Gaulard y Gibbs (Gaulard y Gibbs sólo diseñaron un modelo
de núcleo abierto). Descubrieron la fórmula matemática de los transformadores:
Donde: (Vs) es la tensión en el secundario y (Ns) es el número de espiras en el
secundario, (Vp) y (Np) se corresponden al primario.
Su solicitud de patente hizo el primer uso de la palabra "transformador", una palabra
que había sido acuñada por Bláthy Ottó.
En 1885, George Westinghouse compro las patentes del ZBD y las de Gaulard y
Gibbs. Él le encomendó a William Stanley la construcción de un transformador de tipo
ZBD para uso comercial.
Este diseño se utilizó por primera vez comercialmente en 1886.

54. Otra información de interés
Transformador de tres fases.
El primer sistema comercial de corriente alterna con fines de distribución de la energía
eléctrica que usaba transformadores se puso en operación en 1886 en Great
Barington, Massachussets, en los Estados Unidos de América. En ese mismo año, la
electricidad se transmitió a 2.000 voltios en corriente alterna a una distancia de 30
kilómetros, en una línea construida en Cerchi, Italia. A partir de esta pequeña
aplicación inicial, la industria eléctrica en el mundo, ha recorrido en tal forma, que en la
actualidad es factor de desarrollo de los pueblos, formando parte importante en esta
industria el transformador. El aparato que aquí se describe es una aplicación, entre
tantas, derivada de la inicial bobina de Ruhmkorff o carrete de Ruhmkorff, que
consistía en dos bobinas concéntricas. A una bobina, llamada primario, se le aplicaba
una corriente continua proveniente de una batería, conmutada por medio de un ruptor
movido por el magnetismo generado en un núcleo de hierro central por la propia
energía de la batería. El campo magnético así creado variaba al compás de las
interrupciones, y en el otro bobinado, llamado secundario y con muchas más espiras,
se inducía una corriente de escaso valor pero con una fuerza eléctrica capaz de saltar
entre las puntas de un chispómetro conectado a sus extremos.
También da origen a las antiguas bobinas de ignición del automóvil Ford T, que poseía
una por cada bujía, comandadas por un distribuidor que mandaba la corriente a través
de cada una de las bobinas en la secuencia correcta.
TIPOS DE TRANSFORMADORES
Según sus aplicaciones

55. Transformador elevador/reductor de tensión
Un transformador con PCB, como refrigerante en plena calle.
Son empleados por empresas transportadoras eléctricas en las subestaciones de la
red de transporte de energía eléctrica, con el fin de disminuir las pérdidas por efecto
Joule. Debido a la resistencia de los conductores, conviene transportar la energía
eléctrica a tensiones elevadas, lo que origina la necesidad de reducir nuevamente
dichas tensiones para adaptarlas a las de utilización.
Transformadores elevadores
Este tipo de transformadores nos permiten, como su nombre lo dice elevar la tensión
de salida con respecto a la tensión de entrada. Esto quiere decir que la relación de
transformación de estos transformadores es menor a uno.
Transformadores variables
También llamados "Variacs", toman una línea de tensión fija (en la entrada) y proveen
de tensión de salida variable ajustable, dentro de dos valores.
Transformador de aislamiento
Proporciona aislamiento galvánico entre el primario y el secundario, de manera que
consigue una alimentación o señal "flotante". Suele tener una relación 1:1. Se utiliza
principalmente como medida de protección, en equipos que trabajan directamente con
la tensión de red. También para acoplar señales procedentes de sensores lejanos, en
resistencias inesianas, en equipos de electromedicina y allí donde se necesitan
tensiones flotantes entre sí.
Transformador de alimentación
Pueden tener una o varias bobinas secundarias y proporcionan las tensiones
necesarias para el funcionamiento del equipo. A veces incorpora un fusible que corta
su circuito primario cuando el transformador alcanza una temperatura excesiva,
evitando que éste se queme, con la emisión de humos y gases que conlleva el riesgo
de incendio. Estos fusibles no suelen ser reemplazables, de modo que hay que
sustituir todo el transformador.

56. Transformador trifásico. Conexión estrella-triángulo.
Transformador Flyback moderno.
Transformador diferencial de variación lineal (LVDT).

57. Transformador trifásico
Tienen tres bobinados en su primario y tres en su secundario. Pueden adoptar forma
de estrella (Y) (con hilo de neutro o no) o delta -triángulo- (Δ) y las combinaciones
entre ellas: Δ-Δ, Δ-Y, Y-Δ y Y-Y. Hay que tener en cuenta que aún con relaciones 1:1,
al pasar de Δ a Y o viceversa, las tensiones de fase varían.
Transformador de pulsos
Es un tipo especial de transformador con respuesta muy rápida (baja autoinducción)
destinado a funcionar en régimen de pulsos y además de muy versátil utilidad en
cuanto al control de tensión 220 V.
Transformador de línea o Flyback
Artículo principal: Transformador Flyback
Es un caso particular de transformador de pulsos. Se emplea en los televisores con
TRC (CRT) para generar la alta tensión y la corriente para las bobinas de deflexión
horizontal. Suelen ser pequeños y económicos. Además suele proporcionar otras
tensiones para el tubo (foco, filamento, etc.). Además de poseer una respuesta en
frecuencia más alta que muchos transformadores, tiene la característica de mantener
diferentes niveles de potencia de salida debido a sus diferentes arreglos entre sus
bobinados secundarios.
Transformador diferencial de variación lineal
Artículo principal: Transformador diferencial de variación lineal
El transformador diferencial de variación lineal (LVDT según sus siglas en inglés)
es un tipo de transformador eléctrico utilizado para medir desplazamientos lineales. El
transformador posee tres bobinas dispuestas extremo con extremo alrededor de un
tubo. La bobina central es el devanado primario y las externas son los secundarios. Un
centro ferromagnético de forma cilíndrica, sujeto al objeto cuya posición desea ser
medida, se desliza con respecto al eje del tubo.
Los LVDT son usados para la realimentación de posición en servomecanismos y para
la medición automática en herramientas y muchos otros usos industriales y científicos.
Transformador con diodo dividido
Es un tipo de transformador de línea que incorpora el diodo rectificador para
proporcionar la tensión continua de MAT directamente al tubo. Se llama diodo dividido
porque está formado por varios diodos más pequeños repartidos por el bobinado y
conectados en serie, de modo que cada diodo sólo tiene que soportar una tensión
inversa relativamente baja. La salida del transformador va directamente al ánodo del
tubo, sin diodo ni triplicador.
Transformador de impedancia
Este tipo de transformador se emplea para adaptar antenas y líneas de transmisión
(tarjetas de red, teléfonos, etc.) y era imprescindible en los amplificadores de válvulas
para adaptar la alta impedancia de los tubos a la baja de los altavoces.

58. Si se coloca en el secundario una impedancia de valor Z, y llamamos n a Ns/Np, como
Is=-Ip/n y Es=Ep.n, la impedancia vista desde el primario será Ep/Ip = -Es/n²Is = Z/n².
Así, hemos conseguido transformar una impedancia de valor Z en otra de Z/n².
Colocando el transformador al revés, lo que hacemos es elevar la impedancia en un
factor n².
Estabilizador de tensión
Es un tipo especial de transformador en el que el núcleo se satura cuando la tensión
en el primario excede su valor nominal. Entonces, las variaciones de tensión en el
secundario quedan limitadas. Tenía una labor de protección de los equipos frente a
fluctuaciones de la red. Este tipo de transformador ha caído en desuso con el
desarrollo de los reguladores de tensión electrónicos, debido a su volumen, peso,
precio y baja eficiencia energética.
Transformador híbrido o bobina híbrida
Es un transformador que funciona como una híbrida. De aplicación en los teléfonos,
tarjetas de red, etc.
Balun
Es muy utilizado como balun para transformar líneas equilibradas en no equilibradas y
viceversa. La línea se equilibra conectando a masa la toma intermedia del secundario
del transformador.
Transformador electrónico
Está compuesto por un circuito electrónico que eleva la frecuencia de la corriente
eléctrica que alimenta al transformador, de esta manera es posible reducir
drásticamente su tamaño. También pueden formar parte de circuitos más complejos
que mantienen la tensión de salida en un valor prefijado sin importar la variación en la
entrada, llamados fuente conmutada.
Transformador de frecuencia variable
Son pequeños transformadores de núcleo de hierro, que funcionan en la banda de
audiofrecuencias. Se utilizan a menudo como dispositivos de acoplamiento en circuitos
electrónicos para comunicaciones, medidas y control.
Transformadores de medida
Entre los transformadores con fines especiales, los más importantes son los
transformadores de medida para instalar instrumentos, contadores y relés protectores
en circuitos de alta tensión o de elevada corriente. Los transformadores de medida
aíslan los circuitos de medida o de relés, permitiendo una mayor normalización en la
construcción de contadores, instrumentos y relés.
POTENCIA EN CORRIENTE CONTINUA
Cuando se trata de corriente continua (CC) la potencia eléctrica desarrollada en un
cierto instante por un dispositivo de dos terminales, es el producto de la diferencia de

59. potencial entre dichos terminales y la intensidad de corriente que pasa a través del
dispositivo. Por esta razón la potencia es proporcional a la corriente y a la tensión.
Esto es,
(1)
donde I es el valor instantáneo de la corriente y V es el valor instantáneo del voltaje. Si
I se expresa en amperios y V en voltios, P estará expresada en watts (vatios). Igual
definición se aplica cuando se consideran valores promedio para I, V y P.
Cuando el dispositivo es una resistencia de valor R o se puede calcular la resistencia
equivalente del dispositivo, la potencia también puede calcularse como
, recordando que a mayor luz, menor voltaje.
POTENCIA EN CORRIENTE ALTERNA
Cuando se trata de corriente alterna (AC) sinusoidal, el promedio de potencia eléctrica
desarrollada por un dispositivo de dos terminales es una función de los valores
eficaces o valores cuadráticos medios, de la diferencia de potencial entre los
terminales y de la intensidad de corriente que pasa a través del dispositivo.
En el caso de un circuito de carácter inductivo (caso más común) al que se aplica una
tensión sinusoidal con velocidad angular y valor de pico resulta:
Esto provocará una corriente retrasada un ángulo respecto de la tensión
aplicada:
La potencia instantánea vendrá dada como el producto de las expresiones anteriores:
Mediante trigonometría, la anterior expresión puede transformarse en la siguiente:
Y sustituyendo los valores del pico por los eficaces:

60. Se obtiene así para la potencia un valor constante, y otro variable con el
tiempo, . Al primer valor se le denomina potencia activa y al
segundo potencia fluctuante.
RED ELÉCTRICA
Se denomina red eléctrica al conjunto de medios formado por generadores eléctricos,
transformadores, líneas de transmisión y líneas de distribución utilizados para llevar la
energía eléctrica a los elementos de consumo de los usuarios.
Con este fin se usan diferentes tensiones para limitar la caída de tensión en las líneas.
Usualmente las más altas tensiones se usan en distancias más largas y mayores
potencias. Para utilizar la energía eléctrica las tensiones se reducen a medida que se
acerca a las instalaciones del usuario. Para ello se usan los transformadores
eléctricos.
Figura 1: Diagrama esquematizado del Sistema de suministro eléctrico
Red de transporte de energía eléctrica

61. Sistema de suministro eléctrico.
Torre para el transporte de energía eléctrica.
Placa de características.
La red de transporte de energía eléctrica es la parte del sistema de suministro
eléctrico constituida por los elementos necesarios para llevar hasta los puntos de
consumo y a través de grandes distancias la energía eléctrica generada en las
centrales eléctricas.
Para ello, los niveles de energía eléctrica producidos deben ser transformados,
elevándose su nivel de tensión. Esto se hace considerando que para un determinado
nivel de potencia a transmitir, al elevar la tensión se reduce la corriente que circulará,
reduciéndose las pérdidas por Efecto Joule. Con este fin se emplazan subestaciones
elevadoras en las cuales dicha transformación se efectúa empleando transformadores,
o bien autotransformadores. De esta manera, una red de transmisión emplea
usualmente voltajes del orden de 220 kV y superiores, denominados alta tensión, de
400 o de 500 kV.
Parte de la red de transporte de energía eléctrica son las líneas de transporte.
Una línea de transporte de energía eléctrica o línea de alta tensión es básicamente el
medio físico mediante el cual se realiza la transmisión de la energía eléctrica a
grandes distancias. Está constituida tanto por el elemento conductor, usualmente
cables de acero, cobre o aluminio, como por sus elementos de soporte, las torres de
alta tensión. Generalmente se dice que los conductores "tienen vida propia" debido a