MAQUINAS CORRIENTE ALTERNA LIWSCHITZ GARIK

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MAQUINAS CORRIENTE ALTERNA LIWSCHITZ GARIK

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  • EdwardRealesMiguelangelLorenzo

    Firmado digitalmente por Edward Reales Miguelangel LorenzoNombre de reconocimiento (DN): CN = Edward Reales Miguelangel Lorenzo, C = VE, OU = UCMotivo: Este Libro fue Digitalizado por nosotros.Ubicacin: Valencia - Edo. CaraboboFecha: 2004.08.11 01:12:35 -04'00'

    Michael Liwschitz-Garik Clyde C. Whipple

    de corriente

    alterna

    1 c. E. c. s. A. I

    .... _

  • Mquinas de Corriente Alterna

  • MAQUINAS DE CORRIENTE ALTERNA

    Por

    MICHAEL LIWSCHITZ-GARIK, Dr.-Ing. (finado)

    Profesor en el Polytechnic Institute af Brooklyn

    y

    CL DE C. WHIPPLE, E. E. Profesor E rito en el Polytechnic Institute of Brooklyn

    ' J' I

    COMPA~JA EDITORIAL CONTINENTAL, S. A., MEXICO

    DISTRIBUIDORES:

    ESPA~A--ARGENTINA-CHILE-VENEZUELA-rCOLOMBIA-PERU

    Bolivia - . Brasil - Costa Rica - Dominicana - Ecuador - El Salvador Estados U.nidos - Guatemala - Honduras - Nicaragua - Panam

    Paraguay - Portugal - Puerto Rico - Urupay

  • Ttulo original en ingls: ALTERNATING-CURRENT MACHINES

    Traducido por: lng. Amor Parera Babi Ingeniero en la Seccin de Estudios Especiales en la Comisin Federal de Electricidad. Jefe de Ctedra de Ingeniera Elctrica en el Instituto Politcnico Nacional, Mxico

    Edicin autorizada por: D. VAN NOSTRAND COMPANY, INC.

    , by D. Van Nostrand Company, Inc.

    Dcima impresin: / enero de 1981

    Derechos Reservados en Lengua Espaola-1970, Primera Publicaci6n

    COMPARIA EDITORIAL CONTINENTAL, S. A. CALZ. DE TLALPAN NM. 4620, MXICO 22, D. F.

    MIEMBRO DE LA CAMARA NACIONAL DE LA INDUSTRIA EDITORIAL Recistro Nm. 43

    DISTRIBUIDORES PRINCIP Al.ES EN :

    CAVANILLES NM. 52, MADRID 7, ESPAA Av. CANNING NMs. 96, 98 Y 100, EsQ. PADILLA,

    1414 BUENOS AIRES, ARGENTINA AMUNTEGUI NM. 458, SANTIAGO DE CHILE, CHILE

    VEN-LEE, C. A., Av. FUERZAS ARMADAS, EsQ. SAN MIGUEL EDIFICIO RODRIMER, PI~O 6, CARACAS, VENEZUELA CALLE DEL CHORRO DE EGIPTO (ONCE) NM. 2-56,

    BOGOT, COLOMBIA Av. REP. DE PANAM NM. 2199, LA VICTORIA- LIMA 13, PER

    IMPRESO EN MEXICO PRINTED IN MEXICO

  • A la finada OLGA LIWSCHITZ-GARIK

  • PREFACIO

    Esta nueva edicin de Mquinas de Corriente Alterna est de-signada principalmente como un texto universitario, para ser utili-zado por los estudiantes de los ltimos aos en ingeniera elctrica. La segunda parte del texto est escrita para proporcionar al estu-diante ms avanzado, lo mismo que al ingeniero prctico y diseador, cierta informacin til de valor especfico no disponible ordinaria-mente. Est basada en una amplia experiencia del Dr. Liwschitz-Garik en la teora y diseo de maquinaria elctrica.

    La finalidad principal del texto es proporcionar una comprensin entre las leyes bsicas de la electrodinmica y las caractersticas de funcionamiento del transformador y las mquinas elctricas girato-rias. Las leyes bsicas en las que est de~arrollado el material son: 1 ) Ley de la Induccin de Farad ay, 2) Ley de las Mallas de Kirchhoff de los Circuitos Elctricos, 3) Ley del Circuito del Campo Magntico (Ley de Ampere), 4) Fuerzas en Conductores en un Campo Mag-ntico (Ley de Biot-Savart).

    La aplicacin conveniente de estas leyes conduce, en opinin de los autores, a una comprensin bsica de las mquinas discutidas. Al final de la Parte 2 se encontrar una discusin del flujo de po-tencia en mquinas elctricas.

    En comparacin con la Primera Edicin ( 1946) del libro, se ha vuelto a escribir completamente mucho del 1naterial, descartando el que no pareca, a la luz de la experiencia, ser til. El texto ha sido subdividido en muchos captulos ms, como parece dictarlo la ex-periencia. Se ha aadido material nuevo, junto con ejemplos traba-jados y un grupo ms completo de problemas apropiados.

    Algo del trabajo ms avanzado y detallado que apareci original-mente en la parte principal, as como en el apndice de la primera edicin, ha sido cuidadosamente seleccionado y revisado y se ha incluido en la Parte 2. \

    Los autores son de la opinin que la Parte 1, que consta de 49 captulos, proporciona la base para un curso de dos semestres uni-versitarios en Mquinas de Corriente Alterna. Por una seleccin ade-cuada de captulos, el material servir para un curso de un semestre.

  • 8 MAQUINAS DE CORRIENTE ALTERNA

    El material del texto en la forma de manuscrito se complet an-tes de la muerte del Dr. Liwschitz-Garik, el 9 de febrero de 1959. Fueron hechas subsecuentemente alguna revisin y adiciones por el Profr. Wbipple, quien proporcion tambin los captulos sobre Trans-formadores y sobre la Aplicacin y Control de Motores, lo mismo que muchos de los problemas. El Profr. Whipple complet la revisin de las galeras y las pruebas de pginas.

  • RECONOCIMIENTOS

    Este volumen es esencialmente el trabajo del Dr. Liwschitz-Garik, que fue asistido por su colega el Profr. Clyde C. Whipple. El manus-crito fue preparado y completado prcticamente antes de la muerte del Dr. Liwschitz-Garik, el 9 de febrero de 1959.

    Deseamos reconocer la ayuda proporcionada por nuestros colegas en el Politcnico--especialmente al Dr. E. Levi y R. Honigsbaum, que hicieron contribuciones tiles, leyeron y revisaron cuidadosamente mucho del material, y proporcionaron muchos de los ejemplos y pro-blemas en la Parte 2. El Profr. R. T. Weil, Jr., del Manhattan College, nos ayud con sugestiones y problemas, lo mismo que para el uso de algn material del texto D..C and A..C Machines por Liwschitz-Garik y Weil.

    Estamos en deuda con el Dr. E. Weber, Presidente del Instituto 'i Politcnico de Brooklin, y con el Profr. Truxal, Jefe del Departamen~ to de Ingeniera Elctrica, por su generosa ayuda al ofrecer las ins-talaciones del Instituto necesarias para la produccin de este traba-jo. Estamos especialmente agradecidos a nuestra secretaria la Srita. Josephine McCoy, que ha trabajado paciente y eficazmente durante tanto tiempo en la mecanografa de todo este trabajo.

    Estamos agradecidos a las siguientes compaas por su contribu-cin de grabados, datos y fotografas: General Electric Company, National Electric Coil Company, Westinghouse Electri.c Corporation, Allis Chalmers Corporation, Century Electric Company, Robbins and Meyers, lnc., WagnerElectric Corporation y Cutler-Hammer Company.

    c. c. w.

  • C O N T E N I D O

    PAG.

    Prefacio ....................................................................... 7Reconocimientos ................ .............................. 9

    CAPITULO 1 MAQUINAS ELCTRICAS. CONVERTI-DORES DE POTENCIA. LEYES FUNDAMENTALES ALAS QUE SE SUJETA EL FUNCIONAMIENTO DE LASMAQUINAS ELCTRICAS. MTODO DE APROXIMA-CIN

    1-1 Las Mquinas Elctricas como Convertidores de Potencia 271-2 Las Leyes Fundamentales................................................ 27

    (a) Ley de la Induccin de Faraday ............................. 27(b) Ley de las Mallas de Kirchhoff ........................... 36(c) Ley del Circuito del Campo Magntico (Ley de Am-

    pere) .................................................................... 39(d) Fuerzas sobre Conductores en un Campo Magnti

    co (Ley de Biot-Savart) ......................................... 411-3 Mtodo de Aproximacin................................................ 46

    Problemas ........................... ...................................... 46

    CAPITULO 2 CONSTRUCCIN DEL TRANSFORMADOR2-1 Tipos de Transformadores ........................................... 512-2 Arrollamientos................................................................ 542-3 Enfriamiento.................................................................. 55

    CAPITULO 3 EL TRANSFORMADOR EN VACIO3-1 El Primario del Transformador ................................. 593-2 El Secundario del Transformador................................... 64

    Problemas....................................................................... 64

    CAPITULO 4 EL TRANSFORMADOR EN CARGA4-1 El Comportamiento del Primario del Transformador en

    Carga ............................................................................ 674-2 Reduccin de la Tensin, Corriente y Parmetros Secun

    darios al Primario .......................................................... 68

  • PA.G.4-3 Ley de las Mallas de Kirchhoff para el Secundario.... 704-4 La FEM Ex - ES Inducida por el Flujo Principal en Carga 704-5 La Inductancia Mutua del Transformador ...................... 714-6 Aplicacin de las Ecuaciones Fundamentales ................... 74

    CAPITULO 5 DIAGRAMA VECTORIAL Y CIRCUITOEQUIVALENTE DEL TRANSFORMADOR EN CARGA

    5-1 Diagrama Vectorial del Transformador en Carga............. 755-2 Circuito Equivalente del Transformador ......................... 77

    Ejemplo ___ .................................................................... 80Problemas ......................................................................... 81

    CAPITULO 6 EL TRANSFORMADOR TRIFSICO6-1 entajas, Desventajas, Construccin .............................. 836-2 Circuito Magntico ........................................................... 85

    CAPITULO 7 REGULACIN DE TENSIN: EL DIA-GRAMA DE KAPP

    7-1 Regulacin de Tensin: El Diagrama de Kapp ................ 87CAPITULO 8 DETERMINACIN DE PARMETROSA PARTIR DE UNA PRUEBA EN VACIO Y UNA EN

    CORTOCIRCUITO8-1 La Prueba en Vaco ...................................................... 938-2 La Prueba en Cortocircuito ................................................ 948-3 Rendimiento del Transformador........................................ 968-4 Clculo en Por Unidad ............................