Los Armonicos en la Electricidad

7/23/2019 Los Armonicos en la Electricidad

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Generalidades sobre los armnicos y su influencia en los sistemasdedistribucinde energa

1. Introduccin2. Origen de los armnicos3. Principales disturbancias causadas por armnicos de corriente y voltaje4. Frecuencias de los armnicos5. Armnica cero

6. Diferentes formas de onda de la tensin y la corriente7. ndices de distorsin armnica8. studio de los armnicos en el dominio de la frecuencia9. Diversidad y curvas del contenido de armnicos10. !ontenido normal de armnicos11. Flujo de potencia armnico12. "edise#o de sistemas de distribucin o de la instalacin el$ctrica del usuario13. %$todos para anali&ar los armnicos14. "ecomendaciones para disminuir el efecto de los armnicos15. "eferencias

I'("OD)!!IO'*

En un sistemadepotenciaelctrica, los aparatos y equipos que se conectan a l, tanto por la propia empresacomo por losclientes,estn diseados para operar a 50 60 ciclos, con una tensin y corriente sinusoidal. Por diferentes razones, sepuede presentar un flujo elctrico a otras frecuencias de 50 60 ciclos sore al!unas partes del sistemadepotenciaodentro de la instalacin de un usuario. "a forma de onda e#istente esta compuesta por un n$mero de ondassinusoidales dediferentes frecuencias, incluyendo una referida a la frecuencia fundamental. En la fi!ura % se oser&a la descomposicin deuna onda distorsionada en una onda sinusoidal a la frecuencia fundamental '60 (z) ms una onda de frecuencia distinta. Etrmino componente armnico o simplemente armnico, se refiere a cualquiera de las componentes sinusoidalesmencionadas pre&iamente, la cual es m$ltiplo de la fundamental. "a amplitud de los armnicos es !eneralmente e#presadaen porciento de la fundamental.

*i!ura %+-. escomposicin de una onda distorsionada

"os armnicos se definen /aitualmente con los dos datosms importantes que les caracterizan, que son

su amplitud /ace referencia al &alorde la tensin o intensidad del armnico,

su orden /ace referencia al &alorde su frecuencia referido a la fundamental '60 (z). 1s2, un armnico de orden 3

tiene una frecuencia 3 &eces superior a la fundamental, es decir 3 4 60 (z %0 (z.
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El orden el armnico, tamin referido como el ran!o del armnico, es la razn entre la frecuencia de un armnico fn y lafrecuencia del fundamental '60 (z).

'Por principio, la fundamental f% tiene ran!o %).

7ualquier fenmeno peridicopuede ser representado por una serie de *ourier

onde

Es la componente de corriente directa, la cual es !eneralmente cero en sistemaselctricos dedistriucin+%-.

8alor rms de la componente 'nt/) armnica.

1n!ulo de fase de la componente 'nt/) armnica cuando t 0.

"os armnicos por encima del orden 93 son despreciales +%-.

"a cantidad de armnicos es !eneralmente e#presada en trminos de su &alorrmsdado que el efectocalor2fico depende deste &alor de la onda distorsionada.

Para una onda sinusoidal el &alor eficaz es el m#imo &alor di&idido por ra2z de 9. Para una onda distorsionada, ajocondiciones de estadoestale, la ener!2a disipada por el efecto :oule es la suma de las ener!2as disipadas por cada una dlas componentes armnicas

onde

o tamin 'suponiendo que laresistenciase tome como una constante)

Este clculopermite intuir uno de los principales efectos de los armnicos que es el aumento de la intensidad eficaz queatra&iesa una instalacin deido a las componentes armnicas que lle&a asociada una onda distorsionada.

El porciento de armnico y la distorsin total armnica cuantifican la disturancia armnica que puede e#istir en una reddesuministro elctrico.

"a tasa de armnicos o porciento de armnicos, e#presa la ma!nitud de cada armnico con respecto a la fundamental.

"a distorsin total armnica ';(), cuantifica el efecto trmico de todos los armnicos. "a 7E propone la si!uientee#presin para el clculode esta ma!nitud
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;(

onde

?a!nitud del armnico n.

?a!nitud de la onda de frecuencia fundamental.

O"IG' D +O, A"%O'I!O,*

En !eneral, los armnicos son producidos por car!as no lineales, lo cual si!nifica que su impedancia no es constante 'esten funcinde la tensin). Estas car!as no lineales a pesar de ser alimentadas con una tensin sinusoidal adsoren una

intensidad no sinusoidal, pudiendo estar la corriente desfasada un n!ulo respecto a la tensin. Para simplificar se

considera que las car!as no lineales se comportan como fuentesde intensidad que inyectan armnicos en la red.

"as car!as armnicas no lineales ms comunes son las que se encuentran en los receptores alimentados por electrnicadpotenciatales como &ariadores de &elocidad,rectificadores, con&ertidores, etc. @tro tipo de car!as tales como reactancias

saturales, equipos de soldadura, /ornos de arco, etc., tamin inyectan armnicos. El resto de las car!as tienen uncomportamientolineal y no !eneran armnicos inductancias, resistenciasycondensadores.

E#isten dos cate!or2as !eneradoras de armnicos. "a primera es simplemente las car!as no lineales en las que la corrienteque fluye por ellas no es proporcional a la tensin. 7omo resultado de esto, cuando se aplica una onda sinusoidal de unasola frecuencia, la corriente resultante no es de una sola frecuencia. ;ransformadores, re!uladores y otros equiposconectados al sistemapueden presentar un comportamientode car!a no lineal y ciertos tipos de ancosde transformadoremultifase conectados en estrella-estrellacon car!as desalanceadas o con prolemasen su puesta a tierra. iodos,elementos semiconductoresytransformadoresque se saturan son ejemplos de equipos !eneradores de armnicos, estoselementos se encuentran en muc/os aparatos elctricos modernos.


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ener!izados con una tensin de una sola frecuencia, sin emar!o, si distorsionan la entrada, si e#iste ms de una frecuency pueden alterar el contenido de armnicos. Estos elementos pueden miti!ar o incrementar el prolema del contenido dearmnicos. "as dos cate!or2as de equipos !eneradores de armnicos, pueden ori!inar una interaccin compleja en la cual ener!2a de los armnicos es transformada o multiplicada de una frecuencia a otra.

En la tala % se indican los elementos !eneradores de armnicos ms comunes. En determinadas circunstancias lasorecar!a o dao de equipos pueden ser la causa de !eneracin de armnicos. "a !ran cantidad de los armnicos en lamayor2a de los sistemasde potencia son !enerados por los equipos de los usuarios.

"os usuarios residenciales, comerciales e industriales, tienen una !ran cantidad de equipos como /ornos de microondas,

computadoras, sistemas concontrolrotico, tele&isin, 87>, estreos y otros equipos. ;odos estos equipos contriuyencon la !eneracin de cantidades &arialesde armnicos. 1$n &entiladores elctricos y simplesmotoresdeinduccintraajando sorecar!ados pueden contriuir a la creacin de armnicos. "as salidas de armnicos de estos m$ltiplesaparatos pueden sumarse y ori!inar prolemasen el sistema de potencia.

"os sistemas deiluminacindel tipo lmparas de descar!a o lmparas fluorescentes son !eneradores de armnicos decorriente. Cna tasa del 95 D del tercer armnico es oser&ada en ciertos casos +%-. "a tasa indi&idual del armnico 3 ro puedincluso sorepasar el %00 D para ciertas lmparas fluocompactadas modernas +9-, y por tanto /ay que prestar una atencinespecial en el clculode la seccin y la proteccin del neutro, ya que este conduce la suma de las corrientes de terceraarmnica de las tres fases, por lo que puede ser sometido a peli!rosos sorecalentamientos si no es seleccionadoadecuadamente.

"a impedancia de un reactor saturado est &ariando con la circulacin de corriente a tra&s de ella, resultando en una

considerale distorsin de corriente. Este es el caso por ejemplo de transformadores sin car!a sometidos a un sore&oltajecontinuo.

"as mquinasrotati&as producen armnicos de ranura de ran!o ele&ado y de amplitud normalmente despreciale. "aspequeas mquinassincrnicas son sin emar!o, !eneradoras de tensiones armnicas de 3erorden que pueden tener unaincidencia sore

El calentamiento permanente 'aun sin defecto) de las resistenciasde puesta atierradel neutro de los alternadores

El funcionamiento de los rels amperimtricos de proteccin contra los defectos de aislamiento.

"os armnicos son atenuados de una manera normal a medida que la potencia elctrica es adsorida. En raros casospueden contriuir a la potencia real que toma un motorpero es muy raro y no presentan nin!$n efecto positi&o, en !eneral

los armnicos producen calora medida que circulan por los conductores y aparatos elctricos. Por otro lado cuando losarmnicos se cominan con armnicos !enerados por diferentes fuentes,pueden propa!arse a diferentes distancias.

;ala %.

*uentes de frecuencia armnicas

7on&ertidores de 177 Elementos ma!nticos saturales

(ornos de arco 177 7apacitores en paralelo

Falastros de lmparas fluorescentes 8ariadores de&elocidadde motores

?otores de induccinsorecar!ados @scilaciones de aja frecuencia

7on&ertidores multifase Prolemas de neutro
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7apacitores serie

7orriente de


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"os &oltajes no sinusoidales son causantes de numerosos efectos que perjudican los equipos conectados al sistema. Entreestos efectos se pueden mencionar la reduccin de la &ida $til del equipamiento de potencia as2 como la de!radacin de sueficienciay funcionamiento en !eneral.

"os efectos perjudiciales de estos armnicos dependen del tipo de car!a encontrada, e incluye

Efectos instantneos.

Efectos a lar!o plazo deido al calentamiento.

fectos instant1neos21rmnicos de &oltajes pueden distorsionar los controles usados en los sistemas electrnicos. Ellospueden por ejemplo afectar las condiciones de conmutacin de los tiristores por el desplazamiento del cruce por cero de laonda de &oltaje.

"os armnicos pueden causar errores adicionales en los discos de induccin de los metros contadores. Por ejemplo, el errode un metro clase 9 ser incrementado un 0.3 D, en presencia de una onda de tensin y corriente con una tasa del 5 D pael 5oarmnico +%-.

"as fuerzas electrodinmicas producidas por las corrientes instantneas asociadas con las corrientes armnicas causan&iraciones yruido, especialmente en equipos electroma!nticos 'transformadores, reactores, entre otros).

;orques mecnicos pulsantes, deido a campos de armnicos rotatorios pueden producir &iraciones en mquinasrotatorias.

isturancias son oser&adas cuando l2neas de comunicaciny controlson distriuidas a lo lar!o de de l2neas dedistriucin elctricas que conducen corrientes distorsionadas. Parmetros que deen tenerse en cuenta incluyen lalon!itud que se encuentran dic/as l2neas en paralelo, las distancias entre los dos circuitosy las frecuencias armnicas 'elacoplamiento aumenta con la frecuencia).

"os armnicos son causantes de numerosos prolemas de operacin en los sistemas de proteccin. Entre ellos esta laoperacin incorrecta de fusiles, de interruptores 'reaGers) y equipos yHo sistemas di!italesde proteccin +I-.

Para el caso de equipos prote!idos contra sore&oltajes cuyos sistemas de proteccin tamin estn diseados para operacon &oltajes sinusoidales, estos pueden operar incorrectamente ante la aparicin de formas de onda no sinusoidales. Estaoperacin incorrecta puede ir desde la soreproteccin del equipo /asta la desproteccin del mismo por la no operacin anuna forma de onda que podr2a daarlo de forma se&era. El caso t2pico se presenta ante formas de onda que presentan picoa!udos. Ji el dispositi&o de medicinesta diseado para responder ante &aloresrmsde la forma de onda, entonces estoscamios aruptos pudieran pasar sin ser detectados y conlle&ar2an a la desproteccin del equipo ante aquellos picos a!udodainos, que no pro&oquen un aumento notale de la ma!nitud medio cuadrtica sensada. ;amin pudiera ocurrir el casocontrario, el disparo ante &aloresno dainos para el equipo prote!ido +I-. En estos casos el ajuste de la proteccin deerdepender de las caracter2sticas de la forma de onda &oltajes pico y rms, tiempo de crecimiento de la onda, entre otros. "asprotecciones con&encionales no tienen en cuenta todos estos parmetros y lo que toman como ase del procesodeproteccin, lo /acen sore la suposicin de que la forma de onda es puramente sinusoidal lo cual puede ser aceptado paraal!unas formas de onda pero incorrecto para otras que pueden ser dainas +I-.

fectos a largo pla&o2El principal efecto a lar!o plazo de los armnicos es el calentamiento.

7alentamiento decapacitores

"as prdidas causadas por calentamiento son deidas a dos fenmenos conduccin e /istresis en el dielctrico. 7omo unprimera apro#imacin, ellas son proporcionales al cuadrado del &oltaje aplicado para conduccin y a la frecuencia para/istresis. "os capacitoresson por consi!uiente sensiles a sorecar!as, tanto deido a un e#cesi&o &oltaje a la frecuenciafundamental o a la presencia de tensiones armnicas.

Estas prdidas son definidas por el n!ulo de prdida del capacitor cuya tan!ente es la razn entre las prdidas y laener!2a reacti&a producida, esto se representa en la fi!ura 9.

Para &er el !rfico seleccione la opcin Bescar!ar traajoB del men$ superior

*i!ura 9. ;rin!ulo relacionado con la potencia del capacitor, 'potencia acti&a 'P), reacti&a 'K), aparente '>)).
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8alores de alrededor de %0 de la fundamental pueden ser citados para tan +%,9-. El calorproducido puede conducir a un

rompimiento dielctrico.

7alentamiento deido a prdidas adicionales en mquinas y transformadores

Prdidas adicionales en el estator 'corey /ierro) y principalmente en el rotor 'de&anado de amorti!uamiento, y circuitoma!ntico) de mquinas causadas por la diferencia considerale en &elocidad entre el campo rotatorio inducido por losarmnicos y el rotor.

En los transformadores e#istirn prdidas suplementarias deido al efecto pelicular, el cual pro&oca un incremento de laresistenciadel conductor con la frecuencia, tamin /ar un incremento de las prdidas por /istresis y las corrientes deeddy o *oucault'en el circuito ma!ntico).

7alentamiento de cales y equipos

"as prdidas son incrementadas en cales que conducen corrientes armnicas, lo que incrementa la temperaturaen losmismos. "as causas de las prdidas adicionales incluyen

Cn incremento en laresistenciaaparente del conductor con la frecuencia, deido al efecto pelicular.

Cn aumento del &alor eficaz de la corriente para una misma potencia acti&a consumida.

Cn incremento de las prdidas dielctricas en el aislamiento con la frecuencia, si el cale es sometido a distorsione

de tensin no despreciales.

El fenmeno relacionado con la pro#imidad, de en&ol&entes, de pantallas 'conductores re&estidos) puestas a tierra

en amos e#tremos, entre otros.

e una forma !eneral todos los equipos 'cuadros elctricos) sometidos a tensiones o atra&esados por corrientes armnicassufren ms prdidas y deern ser ojeto de una e&entual disminucin de clase. Por ejemplo, una celda de alimentacindeun condensador se dimensiona para una intensidad i!ual a %.3 &eces la corriente reacti&a de compensacin. Estesoredimensionamiento no tiene en cuenta sin emar!o el aumento del calentamiento deido al efecto pelicular en losconductores.

?uc/as de las anomal2as que ocasiona la circulacin de corrientes de frecuencias que no son propiamente del sistema, atra&s de l y de los equipos conectados, causando en ocasiones prolemas de operacin, tanto a la empresasuministradora como al usuario, se deen a las si!uientes razones

%. "as frecuencias del flujo de potencia de tensiones y corrientes sorepuestas a las ondasde flujo de 50 60 ciclos,ori!inan altas tensiones, esfuerzos en los aislamientos, esfuerzos trmicos e incrementan las prdidas elctricas.

9. ?uc/os aparatos elctricos son diseados para aceptar y operar correctamente en potencia de 50 60 ciclos, perono responden ien a cantidades si!nificantes de potencia a diferentes frecuencias. Esto puede causar ruidoen elequipo elctrico, prolemas mecnicos y en el peor de los casos falla del equipo.

3. "os armnicos !enerados en un sistema elctrico pueden crear ni&eles altos de ruidoelctrico que interfieran conlas l2neas telefnicas cercanas.

. "a presencia de frecuencias diferentes a la nominal en la tensin y en la corriente, re!ularmente no son detectalespor un monitoreo normal, por mediciones o por el equipo de controlLpor lo que su presencia no se nota. Por ejempllos medidores residenciales monofsicos no detectan frecuencias muc/o ms arria de 6 ciclos. *recuentemente laprimera indicacin de la presencia si!nificati&a de armnicos es cuando causan prolemas de operacin o fallas deequipo.

"a tala 3, e#tra2da de +-muestratamin al!unos efectos dainos que ocasionan los armnicos sore los elementoselctricos.
http://www.monografias.com/trabajos15/transf-calor/transf-calor.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/tramat/tramat.shtml#COBREhttp://www.monografias.com/trabajos13/tramat/tramat.shtml#COBREhttp://www.monografias.com/trabajos/metalprehis/metalprehis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/restat/restat.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/restat/restat.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/foucuno/foucuno.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/foucuno/foucuno.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/termodinamica/termodinamica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/restat/restat.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/restat/restat.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/restat/restat.shtmlhttp://www.monografias.com/Salud/Nutricion/http://www.monografias.com/trabajos11/empre/empre.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/elso/elso.shtml#ondashttp://www.monografias.com/trabajos/contamacus/contamacus.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/contamacus/contamacus.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/control/control.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/control/control.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/tebas/tebas.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/tebas/tebas.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/transf-calor/transf-calor.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/tramat/tramat.shtml#COBREhttp://www.monografias.com/trabajos/metalprehis/metalprehis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/restat/restat.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/foucuno/foucuno.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/termodinamica/termodinamica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/restat/restat.shtmlhttp://www.monografias.com/Salud/Nutricion/http://www.monografias.com/trabajos11/empre/empre.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/elso/elso.shtml#ondashttp://www.monografias.com/trabajos/contamacus/contamacus.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/contamacus/contamacus.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/control/control.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/tebas/tebas.shtml


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;ala 3. Efectos de los armnicos en dispositi&os elctricos.

En +3- se mencionan al!unos efectos perjudiciales que ocasionan los armnicos en los aparatos y sistemas de pocacorriente

El mal funcionamiento de ciertos aparatos que utilizan la tensin como referencia para el control de los

semiconductoreso como ase de tiempos para la sincronizacin de ciertos equipos.

Perturaciones porque se crean campos electroma!nticos. 1s2, cuando los conductores de aja intensidad o de

transmisin de datosestn muy pr#imos a cales de !ran potencia por los que circulan corrientes armnicas, pueden, porinduccin, ser receptores de corrientes que pueden pro&ocar fallos en el funcionamiento de los elementos conectados aellos,

Por $ltimo, la circulacin de corrientes armnicas por el neutro pro&oca una ca2da de tensin en el conductor, as2, s

el sistema de puesta a tierra del neutro es el ;M7, las masas de los di&ersos equipos no quedan a la misma tensin, lo quepor su propianaturalezapro&oca perturaciones en los intercamios de informacinentre receptores inteli!entes. 1dems,/ay circulacin de corrientes por lasestructurasmetlicas de los edificios y, por tanto, creacin de camposelectroma!nticos perturadores.

fectos en los filtros pasivos*

En los filtros pasi&os tamin pueden aparecer prolemas de soreesfuerzo del aislamiento por soretensin osorecorriente en sus elementos componentes. 7omo estos filtros son los ms empleados en la descontaminacin armnicde los sistemas elctricos deido a su ajo costoeconmico y facilidad de operacinL tamin se /ace necesario tener encuenta en eldiseode los mismos la presencia de armnicos.

fectos en los e3uipos electrnicos sensibles*

E#isten numerosos equipos modernos que son muy sensiles a los camios producidos en el &oltaje de alimentacinde losmismos. Entre ellos estn las computadoras,los modems, las tarjetasdeelectrnicacompleja 'de captacin de datos,decomunicaciones, etc.), las car!as re!istradoras y muc/os otros equipos domsticos y de oficina.Estos equipos al estar

constituidos por complejas y delicadas confi!uraciones de elementos de aja potencia, necesitan de una fuente dealimentacin muy estale que les pro&ea de un &oltaje dc de rizado casi nulo. Para ello necesitan de una fuente primaria deac y de un loque rectificador con fuente de &oltaje estailizada. En al!unos casos este loque de alimentacin no posee e!rado de in&ulnerailidad necesario para soportar ciertos !rados de distorsin de la onda de &oltaje. Por esta razn losdelicadoscircuitosson sometidos a &ariaciones notales en el lado dc de sus fuentes, afectando el funcionamiento de losmismos. Esta es la causa del rearranque decomputadorasy de la prdida de control de las cajas re!istradoras sometidas&oltajes altamente contaminados. 1dems, los equipos con alto ni&el de inte!racinen sus elementos componentes queestn sometidos a &oltajes distorsionados por armnicos durante prolon!ados per2odos de tiempo,pueden presentar daosirreparales. En su !ran parte estos daos pro&ocan la inutilidad total del componente inte!rado del equipo en cuestin.

En el caso de los equipos que necesitan de un potencial de tierra nulo, si estn conectados a conductores de neutro por losque circulan corrientes de armnicos, entonces se &ern sometidos a &oltajes de neutro a tierra ciertamente peli!rosos quepueden causarles daos.
http://www.monografias.com/trabajos11/semi/semi.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/basda/basda.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/filo/filo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/filo/filo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/filo/filo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/sisinf/sisinf.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/todorov/todorov.shtml#INTROhttp://www.monografias.com/trabajos15/todorov/todorov.shtml#INTROhttp://www.monografias.com/trabajos7/coad/coad.shtml#costohttp://www.monografias.com/trabajos13/diseprod/diseprod.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/diseprod/diseprod.shtmlhttp://www.monografias.com/Salud/Nutricion/http://www.monografias.com/Salud/Nutricion/http://www.monografias.com/trabajos15/computadoras/computadoras.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/computadoras/computadoras.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/tarin/tarin.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/electro/electro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/electro/electro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/basda/basda.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/basda/basda.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/lacomunica/lacomunica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/mapro/mapro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/mapro/mapro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/infoba/infoba.shtml#circuitohttp://www.monografias.com/trabajos10/infoba/infoba.shtml#circuitohttp://www.monografias.com/trabajos15/computadoras/computadoras.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/computadoras/computadoras.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/funpro/funpro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/funpro/funpro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos6/meti/meti.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos6/meti/meti.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/semi/semi.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/basda/basda.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/filo/filo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/sisinf/sisinf.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/todorov/todorov.shtml#INTROhttp://www.monografias.com/trabajos7/coad/coad.shtml#costohttp://www.monografias.com/trabajos13/diseprod/diseprod.shtmlhttp://www.monografias.com/Salud/Nutricion/http://www.monografias.com/trabajos15/computadoras/computadoras.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/tarin/tarin.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/electro/electro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/basda/basda.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/lacomunica/lacomunica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/mapro/mapro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/infoba/infoba.shtml#circuitohttp://www.monografias.com/trabajos15/computadoras/computadoras.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/funpro/funpro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos6/meti/meti.shtml


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E#isten adems equipos electrnicos que necesitan sensar las ma!nitudes de fase para tener una nocin de tiempoconrespecto a los comienzos de los per2odos de las corrientes y &oltajes de alimentacin. Mormalmente asan sufuncionamiento en la deteccin del cruce por cero de las ma!nitudes que c/equean. 7uando estas estn sometidas a losefectos de distorsin de las car!as no lineales, puede darse el caso de que aparezcan cruces por cero de las formas deonda en momentos que no coinciden con elcamiode si!no del lulo 'positi&o o ne!ati&o) de la onda que se tome dereferencia. Estas detecciones incorrectas pueden dar lu!ar a operacioneserrneas y en al!unos casos al no funcionamientde los equipos que controlan.

fectos en los transformadores*

1unque los transformadores son dimensionados para la operacin con car!as de 60 (z, cuando estos alimentan car!as nolineales e&idencian un incremento notale en sus prdidasL tanto en las de n$cleo como las de core.

7orrientes armnicas de frecuencias ms altas pro&ocan prdidas de n$cleo incrementadas en proporcin al cuadrado de lcorriente de car!a rmsy en proporcin al cuadrado de frecuencia deido al efecto pelicular. El incremento en las prdidas dcorese dee a la circulacin de corrientes armnicas de secuencia positi&a y ne!ati&a transportadas en los conductores dfase pro&enientes de car!as !eneradoras de armnicos monofsicas y trifsicas, y a la circulacin de las corrientesarmnicas triples de secuencia cero que son transportadas en los conductores neutros desde las car!as monolineales!eneradoras de armnicos.

"os armnicos triples de secuencia cero se suman al!eraicamente en el neutro y pasan a tra&s del sistema de distriuci/asta que alcanzan un transformador conectado en deltaestrella. 7uando las corrientes de neutro de armnicos triplesalcanzan un transformador deltaestrella la misma es reflejada dentro del de&anado primario en delta donde circula y causa

sorecalentamiento y fallas en el transformador.

fecto en el conductor neutro*

El diseode circuitosramales en el pasado /a2a permitido un conductor neutro com$n para tres circuitos monofsicos. "al!icadentro de este diseofue que el conductor neutro car!ar2a solamente con la corriente de desalance de las trescar!as monofsicas. Cn conductor neutro com$n parec2a adecuado para las car!as y era econmicamente eficiente puestoque un in!eniero de diseo alancear2a las car!as durante el diseo, y un electricista alancear2a las car!as durante suconstruccin.En muc/os ejemplos el conductor neutro se disminu2a en tamao con respecto a los conductores de fase porlas mismas razones.

Fajo condiciones alanceadas de operacin en car!as monofsicas no lineales, el neutro com$n de los tres circuitosmonofsicos es portador de armnicos triples de secuencia cero, los cuales son aditi&os en el conductor neutro. Fajocondiciones de desalance, el neutro com$n lle&a corrientes comprendidas por las corrientes de secuencia positi&aprocedentes el desalance del sistema, las corrientes de secuencia ne!ati&a procedentes del desalance del sistema, y lascorrientes aditi&as de secuencia cero procedentes de los armnicos triples. Cn conductor neutro com$n para tres circuitosramales monofsicos, puede fcilmente sorecar!arse cuando alimenta, car!as no lineales alanceadas o desalanceadas

"as corrientes e#cesi&as en el conductor neutro pro&ocan ca2das de &oltajes mayores que los normales entre el conductorneutro y tierra en las tomas de %90 &olts. Esto puede desestailizar la operacin del equipamiento electrnico sensile, talecomo computadoras, que pueden requerir de un receptculo de tierra aislado.

"as arras de neutro de la pizarra de control representan el primer punto com$n de cone#in de las car!as monofsicas

conectadas en delta. >ecurdese que las corrientes armnicas de secuencia positi&a y ne!ati&a, asumiendo car!asalanceadas, se cancelan en cualquier punto com$n de cone#in. "a arra del conductor neutro tamin puedesorecar!arse deido a los efectos de cancelacin de las corrientes armnicas de secuencia positi&a y ne!ati&a entre losconductores que sir&en a diferentes car!as.

1dems, las corrientes armnicas triples de secuencia cero fluyen en los conductores neutros, a pesar del alance de lascar!as. "as corrientes armnicas triples solamente, pueden sorecar!ar las arras de neutro. En la prctica, los conductoreneutros de circuitos ramales indi&iduales portan corrientes armnicas de secuencia positi&a y ne!ati&a pro&enientes de losdesalances de fase junto a las corrientes de armnicos triples de secuencia !enerados por la car!a. "as arras de neutroque son dimensionadas para lle&ar el &alor completo de la corriente de la corriente nominal de fase pueden fcilmentesorecar!arse cuando el sistema de distriucin de potencia alimenta car!as no lineales.

+os armnicos y el efecto pelicular*
http://www.monografias.com/trabajos6/meti/meti.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos6/meti/meti.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos2/mercambiario/mercambiario.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos2/mercambiario/mercambiario.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos6/diop/diop.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/tramat/tramat.shtml#COBREhttp://www.monografias.com/trabajos13/tramat/tramat.shtml#COBREhttp://www.monografias.com/trabajos13/tramat/tramat.shtml#COBREhttp://www.monografias.com/trabajos13/diseprod/diseprod.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/diseprod/diseprod.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/infoba/infoba.shtml#circuitohttp://www.monografias.com/trabajos15/logica-metodologia/logica-metodologia.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/logica-metodologia/logica-metodologia.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/diseprod/diseprod.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/diseprod/diseprod.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/kaizen-construccion/kaizen-construccion.shtml#CARATERhttp://www.monografias.com/trabajos16/kaizen-construccion/kaizen-construccion.shtml#CARATERhttp://www.monografias.com/http://www.monografias.com/trabajos6/meti/meti.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos2/mercambiario/mercambiario.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos6/diop/diop.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/tramat/tramat.shtml#COBREhttp://www.monografias.com/trabajos13/tramat/tramat.shtml#COBREhttp://www.monografias.com/trabajos13/diseprod/diseprod.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/infoba/infoba.shtml#circuitohttp://www.monografias.com/trabajos15/logica-metodologia/logica-metodologia.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/diseprod/diseprod.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/kaizen-construccion/kaizen-construccion.shtml#CARATER


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El efecto pelicular es el fenmeno donde las corrientes alternas de alta frecuencia tienden a fluir cerca de la superficie mse#terna de un conductor que fluir cerca de su centro. Esto se dee al /ec/o de que las concatenaciones de flujo no son dedensidadconstante a tra&s del conductor, sino que tienden a decrecer cerca de la superficie ms e#terior, disminuyendo lainductancia e incrementando el flujo de corriente. El resultado neto del efecto pelicular es que el rea trans&ersal efecti&a dconductor es reducida a medida que la frecuencia es incrementada. ?ientras mayor es la frecuencia, menor es el reatrans&ersal y mayor es la resistencia ac. 7uando una corriente de car!a armnica esta fluyendo en un conductor, laresistencia ante corriente alternaequi&alente, >ac, para el conductor es ele&ada, aumentando las prdidas de core ac

Este es el efecto que pro&oca que numerosos equipos, a diferentes ni&eles en los sistemas de distriucin de potencia, se&ean sometidos a sorecalentamientos e#cesi&os. 1 ello contriuye tamin el incremento de las corrientes deido a la

circulacin de los armnicos de las diferentes secuencias. Este sorecalentamiento es el que causa fallas por la prdida deni&el de aislamiento en motores, transformadores, inductores y alimentadores en !eneral.

fectos en los condensadores*

"a impedancia de loscondensadoresdisminuye al aumentar la frecuencia. Por tanto, si la tensin est deformada, por loscondensadores que se usan para la correccin del factor de potencia circulan corrientes armnicas relati&amenteimportantes. Por otra parte, la e#istencia de inductancias en al!$n punto de la instalacin tiene el ries!ode que seproduzcan resonancias con los condensadores, lo que puede /acer aumentar muc/o la amplitud de los armnicos en losmismos. Este fenmeno de resonancia puede ocasionar que sea perforado el aislamiento de los capacitores, pro&ocandodaos se&eros. Esta perforacin puede ocurrir tanto por picos de &oltaje como de corriente a tra&s de los mismos a$ncuando el diseo sico 'a la frecuencia de operacin) pre&ea pocas posiilidades de falla ante los picos de car!asoperados y a los ni&eles de &oltaje y de corrientes esperados.

En la prctica, no se recomienda conectar condensadores en instalaciones que ten!an una tasa de distorsin armnicasuperior al D +3-.

s3uema e3uivalente de una instalacin tipo*

Para proceder al anlisisarmnico de una instalacin, se realiza una modelizacin de la redconsiderando las car!as nolineales como fuentes de intensidad armnicas.

En la fi!ura 5 se /a representado una instalacin tipo en la que se /an a!rupado todas las car!as de la instalacin en trestipos

7ar!as !eneradoras de armnicos.7ar!as no !eneradoras 'lineales).

7ondensadores para compensacin de la ener!2a reacti&a.


*i!ura 5 +-. ?odelizacin de una instalacin tipo

"a fi!ura 6muestrael esquema equi&alente de la instalacin modelizada anteriormente &isto desde el arraje !eneral deaja tensin. ;odos los elementos elctricos situados a!uas arria del arraje de aja tensin 'el transformador y laimpedancia de la red) son &istos como una impedancia inducti&a +-.


*i!ura 6 +-. Esquema equi&alente de la instalacin.

+a resonancia paralelo*

7omo se muestra en la fi!ura 6, aparece una impedancia inducti&a 'transformador, conductor) en paralelo con la ater2a decondensadores.

Esta asociacin inductancia y condensador en paralelo pro&oca el fenmeno de la resonancia paralelo del sistema, por locual, a una frecuencia determinada, el &alor de la impedancia inducti&a del sistema se /ace muy ele&ado. "a representacide la impedancia en funcin la frecuencia para un sistema que representa resonancia paralelo se representa en la fi!ura I,donde tamin se representa la impedancia del sistema sin ater2a de condensadores.
http://www.monografias.com/trabajos5/estat/estat.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/riel/riel.shtml#corrhttp://www.monografias.com/trabajos10/riel/riel.shtml#corrhttp://www.monografias.com/trabajos/compelectropas/compelectropas.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/compelectropas/compelectropas.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/compelectropas/compelectropas.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/ripa/ripa.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/ripa/ripa.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/factorpotencia/factorpotencia.shtml#comohttp://www.monografias.com/trabajos11/metods/metods.shtml#ANALIThttp://www.monografias.com/trabajos11/metods/metods.shtml#ANALIThttp://www.monografias.com/Computacion/Redes/http://www.monografias.com/Computacion/Redes/http://www.monografias.com/trabajos11/tebas/tebas.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/tebas/tebas.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/tebas/tebas.shtmlhttp://www.monografias.com/Computacion/Redes/http://www.monografias.com/trabajos5/estat/estat.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/riel/riel.shtml#corrhttp://www.monografias.com/trabajos/compelectropas/compelectropas.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/compelectropas/compelectropas.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/ripa/ripa.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/factorpotencia/factorpotencia.shtml#comohttp://www.monografias.com/trabajos11/metods/metods.shtml#ANALIThttp://www.monografias.com/Computacion/Redes/http://www.monografias.com/trabajos11/tebas/tebas.shtmlhttp://www.monografias.com/Computacion/Redes/


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*i!ura I +-. >esonancia paralelo y factor de amplificacin

En esta fi!ura I, se oser&a la diferencia de impedancias

N% impedancia de la instalacin sin ater2a de condensadores,

N9 impedancia de la instalacin con ater2a de condensadores.

"a diferencia entre estos dos&aloresde impedancia es el factor de amplificacin. "a presencia de una ater2a decondensadores en una instalacin, inclusi&e la propia capacitancia a tierra de un sistema de distriucin no !eneraarmnicos, sin emar!o, pueden amplificar los armnicos e#istentes a!ra&ando el prolema.

Por otro lado, el condensador es uno de los elementos ms sensiles a los armnicos ya que presenta una aja impedancia frecuencias ele&adas y adsore las intensidades armnicas ms fcilmente que otras car!as reduciendoconsideralemente la &ida de los condensadores.

Para comproar de una forma rpida si en una redpuede e#istir un ries!oimportante de que se presente el fenmeno de laamplificacin, se dee analizar lo si!uiente

Kue /aya armnicos que puedan ser amplificados, es decir, que la frecuencia de resonancia paralelo del sistema

coincida con un ran!o pr#imo al de los armnicos presentes en la instalacin.

"a frecuencia de resonancia se puede calcular estimati&amente con la si!uiente e#presin +9,6-

onde

frp *recuencia de resonacia paralelo.

Jcc Potencia de cortocircuito en el punto de cone#in de la ater2a.

K Potencia de la ater2a de condensadores.

=eneralmente, J se e#presa en ?81 y K en ?81r.

Kue el factor de amplificacin ten!a un &alor importante +-

onde

*1 *actor de amplificacin.

Pcc Potencia de cortocircuito en el punto de cone#in de la ater2a de condensadores.

K Potencia de la ater2a de condensadores 'G81r)

P Potencia acti&a de la instalacin 'GO).

7onsecuencias prcticas
http://www.monografias.com/trabajos14/nuevmicro/nuevmicro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/nuevmicro/nuevmicro.shtmlhttp://www.monografias.com/Computacion/Redes/http://www.monografias.com/trabajos13/ripa/ripa.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/ripa/ripa.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/nuevmicro/nuevmicro.shtmlhttp://www.monografias.com/Computacion/Redes/http://www.monografias.com/trabajos13/ripa/ripa.shtml


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Ji el orden de una corriente armnica inyectada por la fuente perturadora corresponde al orden de la resonancia

paralelo, e#iste el ries!ode soretensiones armnicas, particularmente cuando la red est poco car!ada. "as corrientesarmnicas son entonces intensas en los componentes de la red, y representan un cierto peli!ro para los condensadores.

Ji el orden de la resonancia paralelo corresponde al orden de la frecuencia de los equipos de telemando del

distriuidor 'de la compa2a distriuidora), e#iste ries!o de perturaciones en estos equipos.

"esonancia serie

"a resonancia serie aparece con la cone#in serie de reactancia inducti&a y una capaciti&a. E#istir una determinadafrecuencia que /ar cero la impedancia del conjunto "7 serie.

Fajo condiciones de resonancia en serie, el sistema ofrece una impedancia muy aja a &oltajes armnicos de frecuenciai!ual a la de resonancia. Por lo tanto, &oltajes pequeos armnicos en el sistema pueden ori!inar corrientes ele&adas dearmnicos en los equipos.

Este fenmeno es utilizado para filtrar los armnicos en una instalacin +-.

,ntomas de distorsin armnica en e3uipo de distribucin*

"os componentes de los sistemas de distriucin de potencia conducen corrientes y por consi!uiente, son sensiles a ladistorsin de corriente. Esta distorsin nos lle&a a e&aluar nue&amente muc/os de los conceptos normales que se refieren aelectricidad, especialmente con respecto al sistema de potencia.

Primero y principalmente, la distorsin de corriente y &oltaje deen medirse con un equipo >?J real. Ji no se especificacomo >?J real, proalemente es un medidor de tipo promedio que pro&ee datos seriamente imprecisos.

Je!undo, deemos camiar nuestro conceptode car!a de transformador. 7uando un transformador conduce corrientedistorsionada, !enera ms calor por 1mpere que si la corriente fuera sinusoidal. Esto si!nifica que los transformadores sesorecalentarn a$n si no estn totalmente car!ados elctricamente. ee considerarse en la disminucin de la potencia dtransformador y el uso de transformadores tipo .

;ercero, la saidur2a com$n dice que si un sistema de tres fases tipo estrella est alanceado, no /ar corrientes en elneutro. 7uando e#isten armnicas de corriente, al!unas de las armnicas no se cancelan en el neutro, ori!inando lecturasde alta corriente a$n cuando el sistema est alanceado. Pueden ser posiles corrientes tan altas como del 900 D de losconductores de fase +-.

"as corrientes armnicas pueden causar que los desconecti&os 'drop outs) y fusiles operen incorrectamente. 1$n pensandque las corrientes no e#ceden sus l2mites, los drop outs se dispararn. *recuentemente esto es deido al ni&el de corrienteque es medida con un medidor tipo promedio. El medidor puede indicar %5 1, mientras que realmente e#isten ms de 9I 1.El desconecti&o portafusile 'drop out) est funcionando correctamente, el medidor no.

;amin /ay ocasiones en que las altas corrientes de car!as electrnicas dispararn los desconecti&os. Ji los desconecti&ose disparan determinan si /ay una car!a no lineal encendida al mismo tiempo.

F"!)'!IA, D +O, A"%O'I!O,*

"as frecuencias de los armnicos que ms prolemas !eneran en el flujo de potencia, son aquellas que son m$ltiplos

enteros de la fundamental como son %90, %0, 90, 300 y 360 ciclosHse!undos y las que si!uen. @sr&ese que lafrecuencia del sistema es la primer armnica.

En contraste las frecuencias no armnicas, por ejemplo 9%I ciclosHse!undo, !eneralmente son !eneradas e inyectadas alsistema de transmisin y distriucin con al!$n ojeti&oespecial. Estos casos son producidos delieradamente o en al!unocasos inad&ertidamente.

Es ms dif2cil detectar una armnica que no es m$ltiplo de la frecuencia fundamental, porque no altera la lon!itud de ondade la misma manera, esto si!nifica que no se &e un camioestale en elosciloscopiocuando se estudia la onda, sinemar!o, una &ez que se detecta es muc/o ms fcil identificar su ori!en.

A"%O'I!A !"O*
http://www.monografias.com/trabajos13/ripa/ripa.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/nofu/nofu.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/teca/teca.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos6/lide/lide.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos6/meti/meti.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos6/meti/meti.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/objetivos-educacion/objetivos-educacion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos2/mercambiario/mercambiario.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos2/mercambiario/mercambiario.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/osciloscopio/osciloscopio.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/osciloscopio/osciloscopio.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/ripa/ripa.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/nofu/nofu.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/teca/teca.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos6/lide/lide.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos6/meti/meti.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/objetivos-educacion/objetivos-educacion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos2/mercambiario/mercambiario.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/osciloscopio/osciloscopio.shtml


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El flujo de corriente directa es la armnica de frecuencia cero, la contaminacincon corriente directa de un sistema opotencia es parte de un estudio terico completo de todas las armnicas, ya sea en el dominiodel tiempo o de la frecuencia=eneralmente la presencia de tensin o corriente directa es una seal de una pore puesta a tierra, se&ero desalance decar!a o dao de al!$n equipo. 1$n con la presencia de una pequea seal, e#iste el prolema de puesta a tierra, flujo en econductor neutro o desalance interno.

7omo las frecuencias son m$ltiplos enteros de la frecuencia fundamental, las armnicas en sus diferentes frecuenciassiempre estarn en fase con la fundamental y su impacto es sicamente el mismo. Esto si!nifica que la distorsin armnicque se presenta en la onda de 50 60 ciclos es la misma.

DIF"'(, FO"%A, D O'DA D +A (',IO' . +A !O""I'(*

El resultado de la presencia de car!as no lineales es que la forma de onda de la corriente y la tensin en el flujo de potencipueden ser muy &ariales.

e /ec/o como la presencia de armnicas si!nifica que la car!a es no lineal, la forma de onda de la tensin y corriente sondiferentes, mejor dic/o si!nificati&amente diferentes. Es importante oser&ar como la distorsin armnica para un sistemade potencia es medido y reportado en ase a la tensin, ya que un sistema de potencia es diseado y se espera que operecomo una fuente de tensin constante. Jin emar!o, los sistemas de potencia son casi una fuente de tensin constante, lascar!as no lineales usualmente ori!inan ms distorsin en la corriente que en la tensin.

I'DI!, D DI,(O",IO' A"%O'I!A*

El mtodoms usado para medir la distorsin armnica en un sistema de potencia es la distorsin total armnica ';(),este puede ser calculado por la corriente o para la tensin, dependiendo de donde se quiera medir la distorsin. (ay almenos otros dos 2ndices usados en el anlisisarmnico, !eneralmente aplicales a circunstancias especiales. Esto incluyeel factor de influencia telefnica, que compara el contenido armnico en relacin al sistema telefnico, el otro 2ndice es elfactor que es $til para estimar el impacto de las armnicas en las prdidas elctricas. Jin emar!o, en la mayor2a de loscasos donde las armnicas son estudiadas en un sistema de potencia para identificar su fuente o disear como des/acersede ellas, el 2ndice de distorsin ms apropiada es el ;(, medido por separado para la tensin y para la corriente.

"a adquisicin de datos de una forma peridica 'cada 30 min) durante un inter&alo de tiempo amplio y el anlisisposterior destos re!istros,de forma diaria y semanal, para cada orden de armnico y para ;(, puede utilizarse como metodolo!2apara este tipo de estudios +6-.

En al!unos circuitos, una semana de medicinpuede tomarse como representati&a, siempre y cuando la cur&a de car!a seapro#imadamente constante durante el mes +6-.

eido a la influencia que pueden presentar los transformadores de medida en cuanto a saturacin, es necesario estalecela frecuencia l2mite de estudio. En +6- se /ace referencia a que los transformadores de corriente son confiales enmediciones en el ran!o de 60 a %500 (z, es decir, los primeros 95 armnicos. "a amplitud de la respuesta de frecuencia esconstante dentro de este ran!o, y el n!ulo de fase entre la onda de entrada y de salida es despreciale.

,()DIO D +O, A"%O'I!O, ' + DO%I'IOD +A F"!)'!IA*

1nlisis de armnicos en el dominiode la frecuencia es en al!unos casos $til, amas cosas, analizar el contenido y larespuesta de diferentes equipos cuando circulan los armnicos, y tamin para e&aluar la posiilidad de aplicar equiposdiferentes en el diseo de filtros para disminuir la propa!acin de armnicos.

DI/",IDAD . !)"/A, D+ !O'('IDO D A"%O'I!O,*

7omo la propia car!a, la !eneracin de armnicos por los usuarios &ar2a en funcin del tiempo, siendo posile !raficarcur&as de armnicos en forma similar a las cur&as de car!a. Esta &ariacin en la !eneracin de armnicos es causada porlos mismos aparatos elctricos que se conectan a la fuente de potencia elctrica, siendo &arialescon la /ora del d2a, el d2ade la semana, la estacin del ao, es decir, en la misma forma en que &ar2a su cur&a de car!a. Sin embargo, los armnicosno son proporcionales a la carga o necesariamente una funcin del uso de los aparatos elctricos, frecuentementedependen de otros factores que originan cambios en las impedancias del sistema +Q-.

"os armnicos sumados en un sistema de potencia en una determinada rea o sore un alimentador, est sometido a uncomportamientosimilar al del factor de coincidencia. 7omo la demandapico, el pico de armnicos creado por un !rupode
http://www.monografias.com/trabajos10/contam/contam.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/doin/doin.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/guiainf/guiainf.shtml#HIPOTEShttp://www.monografias.com/trabajos11/metods/metods.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/metods/metods.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/metods/metods.shtml#ANALIThttp://www.monografias.com/trabajos11/metods/metods.shtml#ANALIThttp://www.monografias.com/trabajos11/metods/metods.shtml#ANALIThttp://www.monografias.com/trabajos7/regi/regi.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/regi/regi.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/metods/metods.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/metods/metods.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/la-estadistica/la-estadistica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/doin/doin.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/doin/doin.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/guiainf/guiainf.shtml#HIPOTEShttp://www.monografias.com/trabajos16/comportamiento-humano/comportamiento-humano.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/ofertaydemanda/ofertaydemanda.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/ofertaydemanda/ofertaydemanda.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/dinamica-grupos/dinamica-grupos.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/dinamica-grupos/dinamica-grupos.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/contam/contam.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/doin/doin.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/guiainf/guiainf.shtml#HIPOTEShttp://www.monografias.com/trabajos11/metods/metods.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/metods/metods.shtml#ANALIThttp://www.monografias.com/trabajos11/metods/metods.shtml#ANALIThttp://www.monografias.com/trabajos7/regi/regi.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/metods/metods.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/la-estadistica/la-estadistica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/doin/doin.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/doin/doin.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/guiainf/guiainf.shtml#HIPOTEShttp://www.monografias.com/trabajos16/comportamiento-humano/comportamiento-humano.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/ofertaydemanda/ofertaydemanda.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/dinamica-grupos/dinamica-grupos.shtml


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usuarios no es i!ual a la suma de los picos indi&iduales de los ni&eles de armnicos que pueden ori!inar, esto se dee a losi!uientes 3 factores

I. Diversidad temporal. Es idntico en el conceptoy en la aplicacin a la coincidencia o di&ersidad aplicada a la

demandam#ima diferentes usuarios producen su pico de armnicos que salen de sus instalaciones a diferentes/oras. 7omo la car!a, los picos de armnicos tienen per2odos de unos cuantos minutos a una determinada /orasi!uiendo el ciclo de encendido y apa!ado de los diferentes aparatos elctricos. El ni&el m#imo de armnicos paraun !rupode usuarios ocurre cuando la suma de sus demandas es un m#imo, y como ellos no tienen su demandam#ima al mismo tiempo, esto puede ser muc/o menor que la suma de los picos de armnicos de los usuariosindi&iduales.

II. Diversidad de fase. Jupon!amos que dos aparatos elctricos idnticos se conectan al mismo tiempo a la fuente depotencia elctrica y que amos producen i!ual cantidad de armnicos de tercer orden, pero deido a la diferencia esus circuitos la polaridad de uno con respecto al otro es in&ersa '%0 !rados de diferencia de fase), su salida dearmnicos se cancelar completamente.

7onociendo las principales fuentes de armnicos en un sistema de potencia, e#iste un anc/o ran!o de n!ulos defase en los armnicos !enerados y cierta cantidad de cancelaciones ocurren. Jin emar!o, a todos los aparatoselctricos se les aplica la misma forma de onda, lo cual tiende a sincronizar su comportamiento. Jimultneamentemuc/as otras fuentes estn un poco sincronizadas, con di&ersidad en fase que se presenta, deido a las diferenciaen especificaciones de equipo, etc.

III. Atenuacin. Jin un n$mero suficiente de aparatos similares !eneradores de armnicos son instalados, pueden lle!

a ser si!nificati&os con respecto a la impedancia del sistema &isto desde su localizacin, ellos distorsionan la tensique &en 'la tensin que se les aplica para que produzcan armnicos) y en muc/os casos esto reduce su contriuciarmnica indi&idual. Por ejemplo un aparato elctrico de %90 Ratts 'Cna P7) t2picamente puede crear 0.Q amperesde inyeccin de corriente de tercer armnico. 7uando &arios cientos de estos equipos son instalados en un lu!ar, lacorriente en estos elementos puede e#ceder %% D del ni&el de corriente de corto circuito en ese lu!ar, la corriente dtercera armnica inyectada ser en promedio de 0. amperes por equipo, presentando un %% D de reduccin. "osaparatos distorsionan la forma de onda de la tensin de tal manera que esto produce ms armnicos. 1rmnicos demayor orden presentan una mayor atenuacin, en condiciones similares a las descritas para el tercer armnico, elquinto armnico es reducido por un factor cercano al 0D y el no&eno armnico en un 66 D.

7omo resultado de estos tres fenmenos, la contriucin armnica por aparato disminuye a medida que ms aparatos sonincluidos. En !eneral, el factor de di&ersidad y la di&ersidad de fase, son las razones ms importantes de porque losarmnicos de menor orden disminuyen cuando se incrementa el tamao del !rupo,y la atenuacin es el mayor fenmeno

que reduce la ma!nitud de las armnicas de mayor ni&el.

El factor de coincidencia armnico se define de la si!uiente manera.

(7

En !eneral en la presencia de muc/as fuentes similares de armnicos, el ni&el de armnicos en el sistema tiende a adquirirun ni&el de saturacin, en donde el factor de coincidencia reduce su contriucin a &aloresdel I0 D.

!O'('IDO 'O"%A+ D A"%O'I!O,*

"os armnicos crean prolemas slo cuando interfieren con la operacin propia del equipo, incrementando los ni&eles decorriente a un &alor de saturacin o sorecalentamiento del equipo o cuando causan otros prolemas similares. ;aminincrementan las prdidas elctricas y los esfuerzos trmicos y elctricos sore los equipos.

"os armnicos lo que !eneralmente ori!inan son daos al equipo por sorecalentamiento de de&anados y en los circuitoselctricos, esta es una accin que destruye los equipos por una prdida de &ida acelerada, los daos se pueden presentarpero no son reconocidos que fueron ori!inados por armnicos. El ni&el de armnicos presente puede estar justamente aajdel ni&el que pueden causar prolemas, incrementar este &alor l2mite puede presentarse en cualquier momento y pasar a u&alor donde no se pueden tolerar.


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al sistema por los usuarios, la tala especifica estosl2mitescomo una funcin de la razn de la corriente de corto circuito la corriente de car!a normal en porciento.

;ala . "imites de istorsin de 7orriente 1rmnica para Jistemas de istriucin

'%90 8 /asta 6Q000 8)

?#ima distorsin de corriente en porciento de la car!a '


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7omo puede &erse en la tala anterior la estndar de


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mejor para identificar los armnicos que pueden causar prolemas en circuitos y diferentes sistemas y donde pueden e#istiprolemas de resonancia.

1nlisis linealizados. Csualmente se aplican las tcnicasde inyeccin de corriente, se utilizan para estudiar fuentesarmnicas compuestas de &arias ondas cuadradas, los equipos y circuitos deen ser representados como conjuntosdeelementos lineales conectados en serie y en paralelo, o al menos lineales con cada ran!o de frecuencia.

"as &entajas de este mtodo son su relati&a simplicidad, su uena representacin de porque y como las armnicas soncreadas y como se propa!an. ?odelosde este tipo son frecuentemente construidos, despus de que la naturaleza!eneralde los armnicos en un sitio en particular son conocidas, como un modelopara estudio del comportamiento y propa!acin

de los armnicos de una manera ms detallada.

1nlisis no lineal en el dominio del tiempo. irectamente se aplica a car!as no lineales simulando modelosen el dominio detiempo. En pro!ramastales como el E?;P o como mejor se conoce actualmente 1;P, as2 como lo que se /a llamadosimulacinarmnica en el tiempo conmodelospara el flujo de potencia, los cuales calculan el aspecto de flujos de potenciausando modelos de car!as no lineales y modelos en l2neas de equipos elctricos representando sus impedancia a tra&s daspecto de frecuencias.

El 1;P es la mejor /erramienta para /acer anlisis de prolemas se&eros, su apro#imacin es muy uena y presenta unauena /ailidad para realizar interacciones complejas de ener!2a y equipo. Es el mtodo preferido para e&aluar lostransitorios ori!inados por armnicos como los causados por las corrientes de inrus/ ori!inados por los transformadores.

?todo Oa&elet. Ctiliza tcnicasanal2ticas asadas en lateor2aRa&elet como anlisis en el dominio de la frecuencia. Estateor2autiliza anlisis tanto en el dominio de la frecuencia como en el tiempo.

Je recomienda aplicar dos o los 3 mtodos discutidos anteriormente para e&aluar los prolemas de armnicos, tal &ez losresultados sern diferentes, pero esto identifica los l2mites del conocimientoacerca del prolema que se analiza y que setiene un ran!o amplio de posiles solucionesque deen ser e#ploradas.

"!O%'DA!IO', PA"A DI,%I')I" + F!(O D +O, A"%O'I!O,*

Csualmente la solucin al prolema de armnicos es eliminar los s2ntomas y no el ori!en, los aparatos que crean losarmnicos !eneralmente constituyen una pequea parte de la car!a, eliminar su uso no es posile, modificar esos equipospara que no causen armnicos tampoco es factile. "o que nos queda es reducir los s2ntomas ya sea incrementando latoleranciadel equipo y del sistema a los armnicos o modificar los circuitos y los sistemas para reducir su impacto, atrapar,

loquear los armnicos con filtros. Por supuesto /ay e#cepciones. En casos de sorecar!a, dao de equipo o diseoinapropiado, estas causas que !eneran armnicos pueden ser corre!idas, similarmente un aparato o equipo particular queproduce un alto ni&el de armnicos dee ser modificado o reemplazado.

Cn aspecto que con frecuencia es mal e&aluado, es que los armnicos /an sido un prolema reciente deido al efecto deadicin y multiplicacin de los mismos, la presencia de estos efectos es lo que causa prolemas, indi&idualmente nin!uno eprolemtico por s2 mismo. Por ejemplo, la distorsin armnica causada por un motorde induccin, que se usa para /acercircularairepara uso a!r2cola, puede /aer sido tolerado por muc/os aos, pero inesperadamente causa prolemas deflicGer porque el conductor neutro se ari. Es com$n en el caso de se&eros prolemas de armnicas, que se li!uen dos oms factores que contriuyan a a!ra&ar el prolema, particularmente cuando se adiciona equipo nue&o o que e#istencamios de equipo, siendo la sospec/a del prolema los nue&os equipos. 7uando se presentan causas simultneas que!eneran altos ni&eles de armnicas, usualmente slo una es la mayor causa del prolema, contriuyendo las otras causas crear resonancia o a ayudar en su propa!acin.

El primer paso que se recomienda en cualquier in&esti!acinsore el prolema de armnicas es inspeccionar el equipo y ecircuito elctrico. Estos prolemas son causados o empeorados por car!as desalanceadas, mala cone#in a tierra,prolemas con el conductor neutro, por prolemas con equipo o por uso inapropiado. Esto puede ser identificado con unainspeccin cuidadosa con equipo apropiado.

esde el punto de &ista de soretensiones transitorias y armnicas, disminuyendo la impedancia a tierra e incrementando lampacidad del neutro con frecuencia se resuel&en prolemas de calidadde la potencia 'incluyendo armnicas). "osprolemas de puesta a tierra contriuyen de un 33 a un 0D de los prolemas relacionados con la calidadde ener!2a +Q-.

En +Q- se /ace referencias a al!unos aspectos importantes relacionados con la utilizacin de los filtros. "os filtros se utilizanpara loquear o atrapar la ener!2a de los armnicos de tal manera que no fluya por los equipos o que no entre al sistema,son las dos solucionesms usadas para el prolema de las armnicos.
http://www.monografias.com/trabajos6/juti/juti.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/historix/historix.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/adolmodin/adolmodin.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/filo/filo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/adolmodin/adolmodin.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/adolmodin/adolmodin.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/adolmodin/adolmodin.shtmlhttp://www.monografias.com/Computacion/Programacion/http://www.monografias.com/trabajos6/sipro/sipro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/adolmodin/adolmodin.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/adolmodin/adolmodin.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/adolmodin/adolmodin.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos6/juti/juti.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos4/epistemologia/epistemologia.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos4/epistemologia/epistemologia.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos4/epistemologia/epistemologia.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/epistemologia2/epistemologia2.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/epistemologia2/epistemologia2.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/soluciones/soluciones.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/tole/tole.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/motore/motore.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/motore/motore.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/aire/aire.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/aire/aire.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/norma/norma.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/norma/norma.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/conge/conge.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/conge/conge.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/soluciones/soluciones.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos6/juti/juti.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/historix/historix.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/adolmodin/adolmodin.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/filo/filo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/adolmodin/adolmodin.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/adolmodin/adolmodin.shtmlhttp://www.monografias.com/Computacion/Programacion/http://www.monografias.com/trabajos6/sipro/sipro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/adolmodin/adolmodin.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos6/juti/juti.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos4/epistemologia/epistemologia.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos4/epistemologia/epistemologia.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/epistemologia2/epistemologia2.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/soluciones/soluciones.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/tole/tole.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/motore/motore.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/aire/aire.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/norma/norma.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/conge/conge.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/conge/conge.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/soluciones/soluciones.shtml


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"os filtros son elementos cuya impedancia &ar2a con la frecuencia. ;amin tienen el potencial de crear y amplificar elprolema de las armnicas, a menos que cuidadosamente sean localizados y diseados, en al!unos casos un dia!nsticodiseo pores, ori!ina que el remedio sea peor que la enfermedad.

"os filtros pasi&os son los ms simples, ms econmicos, pero menos fle#iles y efecti&os para filtrar armnicas. Jonelementos puramente pasi&os, usados por las empresascomo circuitos en paralelo en la entrada de los ser&iciosconprolemas de !eneracin de armnicas, e&itando de esta manera que entren al sistema de distriucin. ;amin los filtrospueden instalarse directamente en un equipo particular donde e#iste un !ra&e prolema de !eneracin de armnicas,e&itando de esta manera que circulen en la propia instalacin elctrica del usuario.

El comportamiento de los filtros pasi&os es ser sensiti&os a la impedancia del sistema para los cuales ellos fueron ajustados"a impedancia del sistema puede camiar a lo lar!o del tiempo, como el equipo altera su comportamiento de &oltsH&ar,siendo dif2cil estimar su e#actitud si no se tienen mediciones. "os filtros pasi&os con frecuencia no proporcionan uncomportamiento satisfactorio, ajo ciertas circunstancias pueden causar prolemas de resonancia sore el sistema dondeestn conectados.

*iltrosacti&os. Jon elementos de potencia, los cuales traajan usando un con&ertidor de potencia conectado en paralelopara producir corrientes armnicas i!uales a las que se encuentran en la corriente de car!a, ase!urando que su trayectoriasea la de sacar las corrientes armnicas fuera de la trayectoria del sistema de distriucin 'fi!ura ). "a reduccin de lasarmnicas depende slo de lamedicinarmnica correcta que se est !enerando en la car!a y no es funcin de laimpedancia del sistema. Estos filtros /an tenido una mayor aplicacin, teniendo la des&entaja de ser ms caros y de queconsumen potencia en cantidades si!nificati&as, creando adems ni&eles altos de interferencia electroma!ntica.

*i!ura +Q- "os filtros son usualmente aplicados como un camino en paralelo con el usuario o con el equipo que creaarmnicas, como se indica en la fi!ura. 1mos filtros el acti&o y el pasi&o des&2an las corrientes armnicas


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Especificar los transformadores de factor G requiere de un mtodo para calcular el &alor nominal G de la corriente de car!a, mismo desde un anlisis armnico de car!a real, o desde estimaciones del contenido de corrientes de armnicos. "aecuacin de clculo del factor G recomendada en +I- es

onde Ih(pu)es la corriente armnica esperada en por unidad, y / es el n$mero del armnico.

eido a la caracter2stica in/erente de que las corrientes armnicas de secuencia positi&a y ne!ati&a alanceadas secancelan en cualquier punto com$n de cone#in, estos clculos necesitan solamente considerar las corrientes armnicastriples de secuencia cero con la ma!nitud de la corriente fundamental como el peor caso de factor de calentamiento nosinusoidal dentro del transformador. 7ualquier ma!nitud de secuencia positi&a y ne!ati&a resultante de los de&anados defase ser recortada por la impedancia del transformador, y &iajar a tra&s del transformador sore los conductores de fase/acia la fuente. Esta estimacin apro#imada del factor G asada en el entendimiento de la relacin entre las componentessimtricas y las corrientes armnicas resultan en un &alor nominal G del transformador ms real2stico.

"a determinacin de un &alor G real2stico es importante porque la especificacin de un factor G ms !rande que el que esnecesario introduce prolemas de armnicos similares a la prctica del soredimensionamiento de transformadores.Jimilarmente a los transformadores soredimensionados, transformadores de factor G mayores que lo necesario para lacar!a tienen menores impedancias, incrementando esto la corriente de neutro a tierra e incrementando la ca2da de &oltaje dneutro a tierra en la car!a. 1dems, una menor impedancia del transformador resulta en una mayor permisiilidad de paso

de corriente de falla a medida que una mayor corriente de la fuente de cortocircuito est en capacidad de &iajar a tra&s detransformador /acia el equipamiento de utilizacin. Para prote!er el equipamiento corriente aajo, deen ser realizadorclculos de cortocircuito para las corrientes de falla disponiles de transformadores de &alor nominal G, y los &aloresnominales de interrupcin de las protecciones deen ser dimensionados acordemente.

@tras consideraciones de los transformadores de factor G incluyen la especificacin de la clase de aislamiento de 990 X7 cola restriccin de rampas de temperaturade 0 X7 a %%5 X7. "a menor rampa de temperaturapro&ee de numerososeneficios incluyendo capacidad adicional para emer!encia o sorecar!as de corrientes armnicas, consumode ener!2areducido con menores costosde operacin y una e#pectacin de &ida del transformador mayor, independientemente de lacar!a.

"a tala 5 que se muestra posteriormente representa el *actor , el cual se aplica para reclasificar transformadores concar!as nolineales.

En +9- se recomienda utilizar inductancias antiarmnicas para prote!er ater2as de condensadores contra las sorecar!asarmnicas. 1dems, entre los filtros que se recomienda en esta ilio!raf2ase encuentran

El s/unt resonante.

"os filtros amorti!uadores.

"os filtros acti&os 'se utilizan frecuentemente como complemento de los pasi&os, formando as2 un filtro

/2rido).
http://www.monografias.com/trabajos10/carso/carso.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/nuevmicro/nuevmicro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/nuevmicro/nuevmicro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/termodinamica/termodinamica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/termodinamica/termodinamica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/consumoahorro/consumoahorro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos4/costos/costos.shtmlhttp://www.monografias.com/apa.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/carso/carso.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/nuevmicro/nuevmicro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/termodinamica/termodinamica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/termodinamica/termodinamica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/consumoahorro/consumoahorro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos4/costos/costos.shtmlhttp://www.monografias.com/apa.shtml

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Los Armonicos en la Electricidad