Informe Generador Trifasico

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Informe Generador Trifásico IE
Circuitos electricos (Universidad Nacional de San Antonio Abad del Cusco)
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Proyecto: Generador eléctrico trifásico
Alumno: Yonny Daniel Lloclla Senga

Código: 120630
Marzo 2021.
Universidad Nacional de San Antonio Abad del Cusco.

Facultad de Ingeniería Eléctrica, Electrónica, Informática y Mecánica.
Escuela Profesional de Ingeniería Eléctrica
Análisis de circuitos eléctricos II
Docente: Ing. Pablo Apaza Huanca
Cusco – Perú
2020-II

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Presentación
La evolución científica y las nuevas tecnologías (redes, informática, robótica, ciencias de los
materiales) nos permiten afrontar desde otro ángulo la integración socioeconómica de los
discapacitados físicos y sensoriales en nuestra sociedad y en el mundo del trabajo. La
innovación de las energías a acrecentado la mayor de las ventajas tanto económicamente
como la ayuda del ambiente porque cada una de las energías son factores indispensables en
cada de las regiones se cuenta una subestación en nuestros alrededores para poder desarrollar
la energía nuclear cada una de ellas son indispensables.
Con un cordial saludo me dirijo a usted Ing. PABLO APAZA HUANCA a presentarle el
informe expuesto, con el objetivo de investigar y realizar sobre el generador eléctrico trifásico
y mostrare cual es el principio de su funcionamiento.

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Tabla de Contenidos
Capítulo 1: Introducción.............................................................................................................1
Capítulo 2: Marco Teórico..........................................................................................................2
2.1 Generador Eléctrico.........................................................................................................2
2.2 Ley de Faraday de la inducción (electromagnética)........................................................2
2.3 Ley de Lenz..................................................................................................................3,4
2.4 Definiciones...............................................................................................................5,6,7
Capítulo 3. Objetivos..................................................................................................................8
3.1 Objetivos generales..........................................................................................................8
3.2 Objetivos específicos.......................................................................................................8
Capítulo 4. Hipótesis...................................................................................................................8
Capítulo 5. Justificaciones..........................................................................................................8
Capítulo 6. Metodología.............................................................................................................9
Capítulo 7. Población y muestra.................................................................................................9
Capítulo 8. Instrumentos.............................................................................................................9
8.1 Técnicas de construcción.................................................................................................9
8.2 Materiales:.....................................................................................................................10
Capítulo 9. Construcción del generador eléctrico.....................................................................10
9.1 Matriz de consistencia...................................................................................................11
9.2 Cronograma...................................................................................................................12
9.3 Presupuesto....................................................................................................................13
Capítulo 10. Recomendaciones.................................................................................................13
Capítulo 11. Conclusiones........................................................................................................14
Capítulo 12. Bibliografía...........................................................................................................14
Capítulo 13. Anexos..................................................................................................................15

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Lista de tablas
Tabla 1. Matriz de consistencia......................................................................................................11

Tabla 2. Cronograma......................................................................................................................12
Tabla 3. Presupuesto......................................................................................................................13

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Lista de figuras
Figura 1. Demostración de la Ley de Faraday I...............................................................................3

Figura 2. Demostración de la Ley de Faraday II.............................................................................3
Figura 3. Demostración de la Ley de Lenz......................................................................................4
Figura 4. Ilustración de elementos de onda.....................................................................................5
Figura 7. Anexo.............................................................................................................................15

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Capítulo 1: Introducción
En el mundo de la electricidad existen tres tipos de parámetros fundamentales las
cuales las analizamos profundamente, para realizar este proyecto vamos a utilizar el
parámetro de los inductores a todo detalle y cómo influye en el campo de generación
eléctrica.
Hasta este punto hemos trabajado en corriente continua ahora nos concentraremos
en el análisis de redes donde la fuente varia de una forma definida. De interés
particular es el voltaje variable en el tiempo que se encuentra comercialmente
disponible en grandes cantidades a la que llamaremos voltaje de corriente alterna. Para
ser rigurosos, diremos que la terminología voltaje de C.A no es suficiente el tipo de
señal que vamos a analizar. Cada forma de onda es una forma de onda alterna
disponible en fuentes comerciales. El término alterna solo indica solamente que la
forma varía entre dos niveles que se define dentro de una secuencia de tiempo
establecida.
Uno de los motivos importantes para concentrarse es el voltaje senoidal de C.A es
que se trata del voltaje generado por los servicios públicos en todo el mundo. Otras
razones incluyen su aplicación en sistemas eléctricos, electrónicos, de comunicación e
industriales.

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Capítulo 2: Marco Teórico
2.1 Generador Eléctrico
En ingeniería eléctrica la generación de fuerza electromotriz inducida en tensión
en el orden de los megavatios por el principio de inducción electromagnética
planteada por Michael Faraday y Lenz que consiste en; que se mueven los bobinados
en un campo magnético o el campo magnético es la que se mueve dentro de las
bobinas del inducido, para realizar este proyecto utilizaremos el caso en el que el
campo magnético se mueve dentro de las bobinas del inducido.
2.2 Ley de Faraday de la inducción (electromagnética)
Si un conductor se mueve a través de un campo magnético de manera que corte
líneas magnéticas de flujo, se inducirá un voltaje en el conductor. Entre mayor es el
número de líneas de flujo cortadas por unidad de tiempo (mediante el incremento de la
velocidad con que el conductor pasa por el campo), o más intenso es el campo
magnético (por la misma velocidad de recorrido), mayor será el voltaje inducido en el
conductor.
Si el conductor se mantiene fijo y el campo magnético se mueve de manera
que sus líneas de flujo corten al conductor, se producirá el mismo efecto.
−N d
e ind =
dA

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Figura 1. Demostración de la Ley de Faraday I
Figura 2. Demostración de la Ley de Faraday II
2.3 Ley de Lenz.
Si la corriente aumenta en magnitud, el flujo que atraviesa la bobina también
aumenta. Por tanto, para esta bobina, se induce un voltaje en la bobina debido al
cambio de corriente por la bobina. La polaridad de este voltaje inducido tiende a
establecer una corriente en la bobina que produce un flujo que se opondrá a cualquier

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cambio en el flujo original. En otras palabras, el efecto inducido (Ven) es un resultado
de la corriente creciente por la bobina. Sin embargo, el voltaje inducido resultante
tendera a establecer una corriente que se opondrá el cambio creciente en corriente a
través de la bobina.
Figura 3. Demostración de la Ley de Lenz
LEY DE LENZ v =eind
El flujo magnético  que atraviesa la ventana cuando los vectores S y B forman
un ángulo , teniendo en cuenta que el campo magnético es constante en ese instante
tendremos:
s1
Si: B= ❑ = ❑  ¿∫ B dS=B S=BS∗cos

A S s0
En la expresión:
N d −N∗d ( BS∗cos )
e ind = = =BSN Sen
dt dt
En forma general:
e ( t )=E m∗Sen * La tensión indicada en una función senoidal.

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2.4 Definiciones
Figura 4. Ilustración de elementos de onda
Valor instantáneo: Magnitud de una forma de onda en algún instante en
El tiempo; denotada por letras minúsculas (e1, e2).
Amplitud pico: Valor máximo de una forma de onda medido a partir de su valor
promedio o medio, denotado por letras mayúsculas (como Em para fuentes de voltaje
y Vm para la caída de voltaje en la carga). Para la forma de onda de la figura 4, el
valor promedio es cero volts, y Em es como lo define la figura.
Valor pico: Valor máximo instantáneo de una función medido a partir del nivel de
cero volts y el valor pico son iguales, dado que el valor promedio de la función es cero
Volts.

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Valor pico a pico: Denotado por Ep-p o Vp-p, es el voltaje completo entre los picos
negativos y positivos de la forma de onda, es decir, la suma de la magnitud de los
picos positivos y negativos.
Forma de onda periódica: Forma de onda que se repite continuamente después del
mismo intervalo de tiempo. La forma de onda es una forma de onda periódica.
Periodo (T): Intervalo de tiempo entre repeticiones sucesivas de una forma de onda
periódica, siempre qué puntos similares sucesivos de la forma de onda periódica se
utilicen para determinar T.
Ciclo: Parte de una forma de onda contenida en un periodo.
Frecuencia (f): Numero de ciclos que suceden en un segundo.
La espira. Es la parte más simple y pequeña del bobinado, está compuesta por una
vuelta completa de hilo de cobre o aluminio (pueden ser barras o perfiles). En la
mayoría de los casos tiene una fina película de esmalte aislante.
La bobina. Está constituido por un hilo conductor, provisto de un aislamiento
superficial (película de esmalte, que es arrollado sobre sí mismo un numero previsto
de veces (espiras).
Es características de una bobina que el conductor que la forma es continuo, esto es,
solamente tiene un principio€ y un final(S), sin ningún añadido o conexión intermedia.
En una bobina se distingue lo siguiente.
Lados de la bobina. Existen, pues, dos lados en cada bobina. Ambos lados tienen el
mismo número de conductores, número que coincide con el de las vueltas arrolladas.

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En los lados de las bobinas es donde se generan las tensiones eléctricas. Es muy
importante observar que, si la corriente L entra en la bobina en el principio “E” todos
los conductores del lado “E”, son atravesados por una corriente L cuyo sentido es
opuesto al de la corriente L que atraviesa del lado “S”.
El grupo de bobinas. Un grupo de bobinas consta de dos o más bobinas que no están
conectadas entre sí, sino que desde el principio “E” hasta su final “S” el hilo conductor
es continuo. En el taller de bobinado, un grupo de bobinas se obtiene; como sigue: Al
concluir de arrollar sobre el número de vueltas al conductor que forma la primera
bobina, del grupo. Se pasa el hilo al molde contiguo y sin interrupción, comienza a
arrollarse la segunda bobina del grupo; y después de tercera, cuarta, etc., si las hay.
Generalmente, todas las bobinas de un grupo tienen el mismo número de vueltas
(conductores); sin embargo, en algunos casos no es así.
La fase. Como hemos venido diciendo repetidamente, un arrollamiento trifásico está
constituido por tres devanados monofásicos, idénticos e independientes entre Sí, hasta
el momento de su conexión, pero situados en las ranuras de la maquina eléctrica de tal
modo que, que cada uno, se encuentra desplazado respecto al anterior y al que, que le
sigue, 120 grados eléctricos.
Prescindiendo de este desfase, cada devanado monofásico es (eléctricamente) una
repetición exacta de cualquiera de los otros dos que componen el arrollamiento
trifásico.

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Capítulo 3. Objetivos
3.1 Objetivos generales
Armar un generador eléctrico trifásico para poder demostrar el principio de
inducción electromagnética y flujo magnético de la ley de Faraday y de Lenz
respectivamente.
3.2 Objetivos específicos
 Explicar el comportamiento electromagnético del generador.
 Diseñar bobinas y el rotor para realizar el experimento.
Capítulo 4. Hipótesis
Mediante la construcción del generador eléctrico se pretende crear un dispositivo
que pueda transformar la energía mecánica en energía eléctrica gracias al principio de
inducción magnética.
Capítulo 5. Justificaciones
Al realizar el generador eléctrico no solo se busca aprender cómo se construye,
sino también conocer a fondo su funcionamiento y entender mejor algunos conceptos

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de electricidad de magnetismo a además que es un tema totalmente concentrado en
ingeniería eléctrica y se puede ver su aplicación en nuestra sociedad.
Capítulo 6. Metodología
Tipo de investigación:
 Científica tecnológica
Nivel de investigación:
 Experimental
Capítulo 7. Población y muestra
La idea principal fue mostrar un prototipo académico que despierte un interés de
los estudiantes en la energía eléctrica, que los estudiante muestren gran interés por el
proyecto, cause curiosidad y deseo de obtener más información acerca de este y de la
carrera, lo cual conlleva al mejor aprendizaje de los estudiantes en el estudio de la
electricidad por medio de este proyecto se demostrara que la construcción que el
generador eléctrico es relativamente sencilla si se conoce conocimiento básicos de la
ley de Faraday y Lenz.
Capítulo 8. Instrumentos
8.1 Técnicas de construcción
Considera el tamaño de las bobinas y el rotor y el lugar donde los vas a colocar
antes de construirla, puedes construir un generador eléctrico tan grande como tu

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presupuesto lo permita sin embargo para realizar de una forma didáctica el principal
material a tener en cuenta es los imanes en lo posible de neodimio.
8.2 Materiales:
- Un motor de licuadora
- Imanes de parlante de 2 * 2 cm.
- Un rotor metalico de 4 cm de diámetro.
- Estoboles de ¼ de pulgada * ½.
- Eje de alternador
- Aislante.
- Volandas, Tuercas, Coginetes, Pernos
- Una extensión de 1.5 cm.
- 3 Carretes de plástico.
- Alambre de cobre
Capítulo 9. Construcción del generador eléctrico
Bobinaremos en los carretes el alambre de cobre realizando 700 vuelas en los 3
carretes, una vez terminado fijaremos con tornillos y volandas al estator, después
fijaremos el rotor con los imanes usando tuercas y volandas hasta que estén bien fijas,

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luego aseguraremos y fijaremos el motor de la licuadora a la tabla de madera que
sujeta todo el generador, siguiendo con el procedimiento solo queda poner una correa
de distribución del motor de la licuadora al rotor del generador.
Tratamiento Estadístico
9.1 Matriz de consistencia
Tabla 1. Matriz de consistencia
PROBLEMA. Variables. Independientes Dependientes

Imanes X
Bobinas X
Motor eléctrico X
Frecuencia x
Estructura metálica X
Generador de
corriente Tensión inducida x
alterna Corriente inducida x
trifásica a Potencia x
partir de 3 Carga X
bobinas y 4 Inductancia
imanes X
síncrona
Factor de potencia x
Tipo de conexión X
Velocidad X
Numero de polos X

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9.2 Cronograma
Tabla 2. Cronograma
Días 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Actividades
Recolocación de
X X
información
Implementación de
X X X
instrumentos.
Ejecución del
X X X X X X
proyecto.
Toma de datos o
X
análisis.
Elaboración de
X
informe final
Entrega y
sustentabilidad del X
proyecto.

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9.3 Presupuesto
Tabla 3. Presupuesto
GASTOS. MONTOS.
Alambre de cobre S/. 15.00
Cables n° 20 S/0.50
Silicona S/. 3.00
Protobard S/. 0.00
Imanes de parlantes S/. 7.00
Extensión eléctrica S/. 1.50
Estoboles (x 3) S/. 0.90
Cinta aislante S/. 1.00
Capítulo 10. Recomendaciones
Para poder realizar este proyecto necesitamos colocar las piezas bien fijas para
evitar cualquier tipo de accidentes.
Por seguridad en lo posible utilizar los elementos de protección personal (EPP).
La parte del rotor o la parte móvil deben tener su guarda de protección que evitara
cualquier tipo de accidentes.

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Capítulo 11. Conclusiones
El tipo de imanes son muy importantes porque su campo magnético es un factor
muy importante a la hora de generar la tensión inducida.
Cuantas más bobina y polos poseamos el nivel de revoluciones del rotor impulsor
será menor.
Capítulo 12. Bibliografía
 Robert L. Boylestad Louis Nashelsky.Teoria de circuitos y dispositivos
electrónicos. (Décima edición). Editorial Pearson.
 Robert L. Boylestad Louis Nashelsky. Introducción al análisis de circuitos.
(Decima edición).Editorial Pearson Prentice Hall.
 Jorge. R. García Villareal – especialista en electrónica. Dispositivos y
componentes electrónicos. (Lima-Perú) .Impreso en Perú – PRINTED IN
PERU- 1995 .

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Capítulo 13. Anexos

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Figura 5. Anexo

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Tabla 1. Matriz de consistencia......................................................................................................11

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Figura 1. Demostración de la Ley de Faraday I...............................................................................3

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parámetro de los inductores a todo detalle y cómo influye en el campo de generación

en el análisis de redes donde la fuente varia de una forma definida. De interés

particular es el voltaje variable en el tiempo que se encuentra comercialmente

disponible en grandes cantidades a la que llamaremos voltaje de corriente alterna. Para

ser rigurosos, diremos que la terminología voltaje de C.A no es suficiente el tipo de

disponible en fuentes comerciales. El término alterna solo indica solamente que la

Uno de los motivos importantes para concentrarse es el voltaje senoidal de C.A es

razones incluyen su aplicación en sistemas eléctricos, electrónicos, de comunicación e

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Capítulo 2: Marco Teórico

2.1 Generador Eléctrico

En ingeniería eléctrica la generación de fuerza electromotriz inducida en tensión

en el orden de los megavatios por el principio de inducción electromagnética

en un campo magnético o el campo magnético es la que se mueve dentro de las

campo magnético se mueve dentro de las bobinas del inducido.

2.2 Ley de Faraday de la inducción (electromagnética)

Si un conductor se mueve a través de un campo magnético de manera que corte

líneas magnéticas de flujo, se inducirá un voltaje en el conductor. Entre mayor es el

número de líneas de flujo cortadas por unidad de tiempo (mediante el incremento de la

magnético (por la misma velocidad de recorrido), mayor será el voltaje inducido en el

Si el conductor se mantiene fijo y el campo magnético se mueve de manera

que sus líneas de flujo corten al conductor, se producirá el mismo efecto.

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Figura 1. Demostración de la Ley de Faraday I

Figura 2. Demostración de la Ley de Faraday II

2.3 Ley de Lenz.

Si la corriente aumenta en magnitud, el flujo que atraviesa la bobina también

cambio de corriente por la bobina. La polaridad de este voltaje inducido tiende a

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cambio en el flujo original. En otras palabras, el efecto inducido (Ven) es un resultado

de la corriente creciente por la bobina. Sin embargo, el voltaje inducido resultante

tendera a establecer una corriente que se opondrá el cambio creciente en corriente a

Figura 3. Demostración de la Ley de Lenz

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El flujo magnético  que atraviesa la ventana cuando los vectores S y B forman

un ángulo , teniendo en cuenta que el campo magnético es constante en ese instante

Si: B= ❑ = ❑  ¿∫ B dS=B S=BS∗cos

e ( t )=E m∗Sen * La tensión indicada en una función senoidal.

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