Electricidad - Circuitos Monofásicos y Polifásicos. Proyecto Básico de Electrificación: Circuitos en Serie con Resistencia y Bobina

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LogoFLC.PNG Nota: Este artículo ha sido creado gracias a la Fundación Laboral de la Construcción en el marco del Programa de Afiliados de la Construpedia. El contenido pertenece a la publicación Electricidad nivel básico III. Circuitos monofásicos y polifásicos. Proyecto básico de electrificación disponible en el sitio web Fundación Laboral de la Construcción

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Circuitos en serie con resistencia y bobina

Como decíamos en la introducción es difícil encontrar en la práctica circuitos con receptores eléctricos cuya naturaleza sea pura.

Cuando por ejemplo, instalamos un motor eléctrico, o un electroimán, nos enfrentamos a un circuito que dispone a su vez de dos tipos de resistencia: por un lado óhmica pura, debido a sus propios conductores, ya sabéis que un conductor presenta siempre resistencia por efecto Joule. Y por otro lado, también disponemos de resistencia inductiva que es la provocada por el hecho de ser un bobinado, y que hemos llamado reactancia inductiva.

El esquema eléctrico desglosado o equivalente que forman ambas resistencias queda reflejado a continuación.

Circuito serie, resistencia ohmica pura y reactancia inductiva (bobina)

Como podéis observar, en la figura anterior hemos conectado en serie dos resistencias de diferente naturaleza, una puramente óhmica que, como explicábamos, es la ofrecida por los conductores del bobinado, y la otra puramente inductiva, que es la provocada por el hecho de ser bobina, ambas resistencias conectadas en serie, esquematizan la resistencia real ofrecida por cualquier circuito provisto de bobinas.

Al circuito se le ha instalado un voltímetro general de línea, que nos indica el valor de tensión eficaz suministrado, un amperímetro que mida la intensidad total eficaz y única en el circuito, y dos voltímetros parciales: uno conectado a la resistencia y otro a la bobina, cada uno nos dirá el valor de tensión eficaz parcial (VR) y (VXL).

A primera vista, se podría pensar que, como se trata de un circuito en serie, los valores parciales de tensión (VR) y (VXL), sumados aritméticamente, nos darían el valor de la tensión eficaz total (VT); pero observamos que no es así, la suma aritmética de los valores tomados en los voltímetros parciales no se corresponde con el valor de la tensión total, ¿a qué es debido? VR + Vxl ≠ VT

Conocemos que si a una resistencia pura le aplicamos una tensión alterna, los valores de la tensión e intensidad se manifiestan al instante . En el diagrama vectorial sus vectores se representaban en línea o montados.

También debemos recordar que estos vectores circulan aumentando y disminuyendo el tamaño según fluctúe la tensión senoidal del alternador suministrador.

Diagrama vectorial en resistencia pura (vectores montados)


En la bobina ocurrirá otro fenómeno: primero aparecerá la tensión, y más tarde, transcurridos 900 de giro en el alternador suministrador, aparecerá la intensidad, este desfase en el tiempo lo reflejaríamos en el diagrama vectorial de la siguiente forma.

Diagrama vectorial en bobina (vectores desfasados)


El desfase provocado por la bobina, hace que las tensiones de la resistencia y la bobina como se muestra en el circuito de la figura 1, no se manifiesten al instante, por tanto, no las podemos sumar aritméticamente: los valores instantáneos diferentes en el tiempo, solo se pueden sumar de forma vectorial, esta descoordinación en el tiempo, entre la resistencia y la bobina, es el motivo por el que el voltímetro total no coincide con la suma aritmética de los valores de tensión parciales.

La tensión total (VT) se deduce combinando los vectores de las figuras 2 y 3, así se cumple que VT = VR + VXL; fórmula que expresa que el valor de tensión total aplicada al circuito es igual a la suma vectorial de las tensiones parciales en la resistencia y la bobina.

Los circuitos más utilizados en la práctica se componen de resistencias combinadas. Y en la resolución de un circuito combinado interviene el análisis de desfases en función de la naturaleza de los receptores.

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