diagramas de fasores eléctricos

Un vector es una línea que, por su longitud y dirección, representa la magnitud y el ángulo de aplicación de una fuerza o la velocidad u otra cantidad vectorial. "Phaser" es un término utilizado para describir los vectores de rotación que se muestran en los cálculos eléctricos. Los pasantes de voltaje y corriente son los mismos. Valor efectivo de voltaje o corriente según su longitud y ángulo de desfase entre el fasor y el plano de referencia.

diagramas de fasores

Las corrientes y voltajes alternos, y sus relaciones de fase, se pueden representar mediante ondas extendidas, como en, Figuras 1(a), 2(a) y 3(a), pero este método no es práctico. Un método más simple es usar fasores en un diagrama fasorial, como en las Figuras 1(b), 2(b) y 3(b). Debido a que los valores RMS de CA son tan importantes, los diagramas fasoriales casi siempre se escalan para representar los valores RMS y, a menos que se especifique lo contrario.

Figura 1 Phasers eléctricos en fase

Figura 2 Phaser eléctrico tardío

imagen 3 Phaser eléctrico a cargo

En referencia a Figura A, el fasor de referencia siempre se dibuja horizontalmente ya la derecha, y todos los ángulos de fase deben medirse desde el fasor de referencia. Al elegir el fasor de referencia, es común elegir una cantidad que tenga el mismo valor en todas las partes del circuito.

Figura A Diagrama fasorial eléctrico

Durante circuito en seriela corriente se usa como un fasor de referencia, porque la corriente es común a todas las partes del circuito.

Durante circuito paraleloel voltaje se usa como fasor de referencia, ya que el voltaje es común en todas las partes del circuito.

Más tarde verás que un flujo magnético es común a la entrada y salida del transformador, por lo que el flujo se convierte en el fasor de referencia.

Las corrientes alternas ocurren cuando se aplica un voltaje alterno a través de una carga. Cuando las curvas de corriente y voltaje pasan por la posición cero al mismo tiempo y suben a sus valores máximos en la misma dirección, las formas de onda están en fase entre sí, como se muestra en Gráficos 1(a). El diagrama de fase se muestra para la condición en fase i Figura 1(b).

En este libro se ha adoptado una convención para distinguir entre transitorios de tensión y de corriente. El fasor de voltaje se dibuja en rojo y el fasor de corriente se dibuja en azul.

En algunos circuitos, las curvas de corriente y voltaje no alcanzan sus valores máximos y máximos al mismo tiempo y se dice que están "fuera de fase" y el ángulo inicial o de retraso se llama "ángulo de fase" (símbolo φ) .

Cabe señalar que este símbolo se usa por convención para representar un ángulo entre dos fasores y no es intercambiable con el símbolo 'theta' (θ) que se usa para representar un ángulo de rotación. La segunda convención es que se supone que cada pasador gira en el sentido de las agujas del reloj, comenzando con el eje x positivo.

Figura 2(a) muestra la corriente retrasada 60° en el voltaje y Figura 2(b) muestra la misma condición usando phasers.

Figura 3(a) muestra la corriente por delante del voltaje en 60 ° y Figura 3(b) muestra la misma condición usando phasers.

Agregar los pasajes por medios gráficos

Los valores de corriente alterna o voltaje solo se pueden sumar aritméticamente si están en fase. Si se conectan dos voltajes de CA en serie, es posible que no estén en fase entre sí. Un método para sumar vectores es dibujar los vectores para la escala y el ángulo, usando los valores RMS, y luego sumarlos usando el método del paralelogramo, como se muestra en Ejemplo 1 y Figura 4.

Figura 4 método paralelo

Ejemplo 1

Dos voltajes A y B están conectados en serie. El voltaje A es de 150 V y se adelanta a la corriente 45°. El voltaje B es de 100 V y debilita la corriente en 30°. Encuentre la FEM total y el ángulo de fase.

Como los dos voltajes están en serie, la corriente se usa como fasor de referencia. Para construir el diagrama fasorial, haga lo siguiente: (Figura 4)

Paso 1. Dibuje el fasor actual horizontalmente a la derecha como un fasor de referencia.

2do grado Dibuje los fasores para VA y VB a escala midiendo los ángulos de fase del fasor de referencia usando un transportador.

Paso 3. Tome el grado paralelo.

Paso 4. Dibuje la resultante y encuentre la FEM total para escalar y medir el ángulo de fase.

Voltaje total = 201 V (A-años)

Ángulo de paso Φ = 17° hacia adelante (años B)

Añadir los transeúntes por un método matemático

El método gráfico es útil para estimar el valor total y, a menudo, todos los electricistas lo necesitan. Pero las calculadoras modernas hacen que la tarea sea más fácil y mucho más precisa al usar trigonometría y muchas incluyen una función de conversión polar-rectangular que pronto encontrará útil (¡incluso el iPhone tiene una aplicación para esto!).

El cálculo se puede realizar utilizando diferentes métodos, pero el método más común utiliza la trigonometría en un proceso que convierte los fasores de forma polar en componentes horizontales y verticales conocidos como forma rectangular. Los espaciadores en el paso se pueden agregar directamente, por lo que las secciones horizontales se agregan al igual que las secciones verticales. La forma rectangular resultante se vuelve a convertir en fase polar usando el teorema de Pitágoras y el arco-tan (tan^-1) función. Este proceso se utiliza en Ejemplo 2(a).

Algunas calculadoras científicas incluso tienen una función para convertir polar a rectangular y rectangular a polar, e incluso se puede agregar la forma rectangular, lo que hace que todo el proceso sea rápido y simple, como se muestra en Ejemplo 2(b).

Ejemplo 2

Dos voltajes A y B están conectados en serie. El voltaje A es de 150 V y se adelanta a la corriente 45°. El voltaje B es de 100 V y debilita la corriente en 30°.

Figura 5 muestra el diagrama de fase con las matemáticas utilizadas para determinar cada uno. Esto da como resultado una gran cantidad de recorte, por lo que generalmente el boceto del fasor se dibuja encima del cálculo y los cálculos se realizan debajo del diagrama, como en Ejemplo 2.

Figura 5 método trigonométrico