¿Hay una curva especial para los armónicos?

No lo hay, porque a los magnetotérmicos corrientes no les importa si los hay o no.

El efecto que producen los armónicos en la corriente alterna, es la deformación de la forma de onda que deja de ser sinusoidal, para tomar formas diferentes.

Como su nombre indica el disparo de estos aparatos se produce por la combinación de dos efectos de la corriente eléctrica: El magnético y el térmico.

El magnético responde a la fuerza de atracción sobre un trinquete de hierro de un electroimán recorrido por la corriente, y dicha fuerza es proporcional a la corriente media dentro de un semiciclo**, que no se ve afectado por la forma de onda mientras no se altere la tensión equivalente.

El térmico responde al calor generado en una resistencia por la corriente eficaz (en términos ingleses, RMS) al que tampoco afecta la forma de onda, mientras no se altere dicho valor.

Las diferentes curvas de los magnetotérmicos, aunque se especifiquen en términos de la proporción de sobrecorrientes, en realidad a lo que responden es a tiempo de reacción. Para permitir el paso de una sobrecorriente inicial de un aparato, los preparados para ello, la ignoran hasta pasado un intervalo de tiempo, terminado el cual la sobrecorriente normalmente ya ha cesado.

Los magnetotérmicos se calibran realmente en fábrica con corriente continua, cuyo valor máximo, medio y eficaz coinciden, y la frecuencia es cero y sin armónicos posibles.

** Cito un semiciclo porque la corriente media de una corriente alterna simétrica es cero, pero resultas que al electroimán no le importa, ya hace fuerza sea cual sea el sentido.

Dejo para otra ocasión las causas de la presencia de armónicos.

De manera, que cuando se calibran los interruptores, no se toma en cuenta los armónicos, pero dicho sea de paso, cuando se produce un armónico,¿A qué valor puede dispararse la corriente, solo por curiosidad?

¿Y de que depende de que aparezcan o no los armónicos?

Agradezco sinceramente la respuesta

Los armónicos aparecen cuando un receptor (una carga eléctrica) no absorbe corriente en la misma proporción, que la tensión que se le suministra, durante toda la duración de un semiciclo.

Como resultado de ello, a la tensión sinusoidal (la que entregan los generadores a la red de distribución), que es de una única frecuencia (50 o 60 Hz, según los lugares), no se corresponde con una corriente de forma exactamente igual, si no que está deformada, aunque es de una misma frecuencia fundamental.

Y ¿Qué cargas hacen esto? Le propongo la más sencilla, que está en casi todos los aparatos electrónicos. La rectificación con filtrado por condensador:

Este circuito solo absorbe corriente durante la cúspide de la forma de onda sinusoidal, con lo la corriente tiene la forma de unos picos separados por corriente nula.

Se demuestra que, cuando una forma de onda de una frecuencia determinada no es sinusoidal, porque está deformada, en realidad se trata de una mezcla de frecuencias sinusoidales: La misma original y múltiplos de ella, en proporción variable, según la forma de la deformación.

DE MODO QUE cuando los aptos electrónicos no absorben la corriente en la misma sintonía que la tensión..., se deforma la onda, la onda principal o fundamental (como se llame) se deforma en una cantidad de ondas.

En otras palabras, la onda principal desaparece al convertirse en varias ondas deformadas ¿Es así? La onda principal se transforma en varias ondas senoidales.

Pero eso no pasa de forma automática, necesariamente con esos aparatos, quier decir ..., me refiero a que no es una regla que yo compre una impresora, y que al conectarla vaya a deformarse la onda., no es una regla general, normal., sino que es algo que podría pasar, seria tan solo una probabilidad de que pueda pasar pero no es forzosamente necesario que tenga que ocurrir..., puede ocurrir si..., es una posibilidad..., lo que no sabemos es en que momento va a ocurrir eso ni que necesariamente tenga que ocurrir.

Yo tengo una impresora, y la llave nunca ha saltado por armónicos.

¿Pero si ocurre ¿Qué pasa? ¿Se me dispara la llave?

¿Por qué se dispara?

¿Es por qué la corriente se incrementa y supera la In de la llave?

¿A cuánto se dispara la corriente?

Gracias por responder

No es así, la frecuencia fundamental no desaparece, sigue estando, pero mezclada con otras de frecuencias múltiplos de ella.

Sucede en todos los aparatos electrónicos que, como necesitan corriente continua, tienen que rectificar la corriente alterna, y en otras aplicaciones de la electricidad. También en su impresora, pero al ser un aparato de baja potencia, su alimentador debe llevar un filtro para que los armónicos generados no salgan de él.

El filtrar los armónicos es importante cuando la potencia es grande y los filtros difíciles y caros.

Ya le he dicho que los magnetotérmicos no discriminan a los armónicos.

Mire, con todo el cariño del mundo. Por segunda vez, he intentado decirle como funcionan realmente las cosas, y no solo describirle la práctica que utilizan los electricistas, pero no soy capaz de hacerme entender...

Así que lo vamos a dejar... pues no deseo entrar en polémica, ni añadir nada más a lo que le he descrito. Ojalá pasado el tiempo, y aumentados sus conocimientos, recuerde mis respuestas y acabe valorándolas.

Primero, le agradezco por intentar explicarme el fenómeno y las dudas normales que derivan de un tema difícil de entender, segundo., yo no hago preguntas para crear polémicas, esa eno es mi intención. La intención es tan solo de preguntar e indagar para llegar a comprender el fenómeno de la mejor manera.

Yo creí que al deformarse la onda senoidal se fraccionaba en ondas más pequeñas., ahora ud me explica que la onda se deforma fraccionándose en una cierta cantidad más de ondas pero no desaparece sino que sigue existiendo., perfecto no hay controversia sobre el punto., ha quedado claro.

Debemos estar de acuerdo que este es un tema que no se logra aprender de un día para el otro., y es imposible entenderlo sin hacer preguntas orientadas a despejar las dudas e interrogantes que emergen sobre el tema.

Yo he oído de llaves diferenciales que se disparan sin causa aparente, tal vez la razón de ese problema radica en este fenómeno.

Por consiguiente, las preguntas son concretas:

¿En qué momentos se generan esos armónicos?

Ud me da a entender que se pueden generar en cualquier momento, no habría manera de prever eso y por esa razón, ud me explica es que los aparatos electrónicos ya vienen preparados con un filtro para evitar que se generen esos armónicos .

Pues ahora entonces, queda claro, porque en mi instalación o en las oficinas que cuentan con gran nº de estos aptos no se generan esos armónicos.

Ahora el panorama parece aclararse un poco más.., pero insisto..., preguntar no es sinónimo de generar controversia., sino de intentar entender más sobre la cuestión.

No se enoje, estoy de acuerdo que hacer entender un tema complejo como este no es sencillo.

Cualquier comentario que quiera agregar para aclarar algún punto sera agradecido.

Luis Emilio

He valorado su respuesta, gracias

Pero no se trataba de esta valoración, si no que en un futuro comprendiera lo que trataba de explicarle. Lo intentaré de nuevo.

Los armónicos se producen cuando una corriente alterna circula por un medio que no es lineal, es decir es alineal.

¿Qué es un medio lineal en electricidad? Es aquel que presenta una resistencia eléctrica constante, que a cada tensión se corresponde una corriente proporcional. En otras palabras, que cumple exactamente la ley de Ohm R = V/I, y su representación gráfica en un eje de coordenadas, es una recta. De aquí le viene el nombre de lineal.

Pero hay resistencias que no cumplen la ley de Ohm con exactitud, que por ejemplo a una tensión del doble, no se corresponde un doble de la corriente. Su representación gráfica no es una recta, es una curva a veces muy complicada, es alineal, no una línea recta.

Una tensión alterna sinusoidal es una tensión que sube y baja y cambia de sentido que y está formada por una sola frecuencia pues se corresponde a un movimiento vibratorio armónico (este término aquí viene de armonía, porque traducido a sonido es placentero). Si una tensión así circula por una resistencia alineal, la corriente ya no será sinuoidal, tendrá otra forma.

Vea esta figura:

Es la forma de la corriente en el circuito que le mandé antes.

Como resultado de que la corriente no tiene forma sinusoidal, al circular por la resistencia del transformador, deforma la tensión original y toma ésta forma, en lugar de la sinusoidal. La cresta de la tensión baja porque la corriente sube en en el mismo punto.

Hay un análisis matemático llamado serie de Fourier, mediante el cual se determina que una forma de onda deformada, está compuesta por la mezcla de dos o más frecuencias. En este caso, está compuesta de la fundamental y el triple de su frecuencia, que han sido separadas (mediante un filtro) para obtener esta otra foto (las 3 son fotos reales tomadas de un osciloscopio).

Me estoy tomando un trabajo, que excede la contestación de una pregunta. La labor de un profesor particular... Seguiré si me da señales de haberlo entendido.

Si, lo estoy entendiendo, no sabe como le agradezco esta explicación que me eta dando, porque me viene genial para llegar a comprenderlo cabalmente. Gracias realmente, lo que me costaba entender en un principio era como algo se puede deformar sin perder su integridad, por eso a mi me gusta más decir que la onda se multiplica ., en lugar de que se deforma., porque cuando algo se deforma., uno piensa enseguida que pierde su forma original para tomar otra forma., ya sea regular o irregular., pero tratare de asimilarlo como una religión porque de acuerdo a la realidad, la onda se deforma aun manteniéndose intacta. PODES SEGUIR que estoy prestando atención

Una pregunta:

La cargas lineales seria las resistivas puras en las cuales tensión y corriente estarían en fase,.

Las no lineales ¿cuáles serian? ¿Serian las cargas inductivas, es decir., motores, maquinas ., trafos..., donde corriente y tensión están desfasadas?

No se trata de tener fe y creer una cosa, se trata de ver lo que es realidad. Le pongo un ejemplo bastante chusco.

Si va a un bar y le sirven un café con leche, lo que hay y ve (lo real) es un café con leche, aunque sepa que está compuesto por café y leche, no se ve ni el café ni la leche. Por cierto que volver a separar el café de la leche, para comprobarlo, sería bastante difícil...

Lo que hay (y se puede ver en un osciloscopio, fotos 1ª y 2ª ) es una onda deformada, no sus componentes, pues para verlos hay que separarlos con un filtro (la 3ª fotografía).

Efectivamente las resistencias puras no deforman la onda y por lo tanto no generan armónicos, pero tampoco lo hacen las inductancias ni los condensadores, ya que el desfase que producen no es una deformación, es desplazamiento en el tiempo.

En electricidad solamente se deforma la onda, y por lo tanto se producen armónicos, cuando hay núcleos magnéticos como en los transformadores y los motores. Cuando hay un núcleo magnético como en un transformador, la transferencia entre primario y secundario, la electricidad utiliza un "puente": El magnetismo.

Resulta que dicho "puente" no es lineal, pues no responde a una transferencia en línea recta, si no a una curva cerrada bastante rara: El ciclo de histéresis.

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c9/Hysteresiskurve.svg 

En estos aparatos se procura utilizar solo una parte del ciclo, de forma que la deformación sea mínima.

Cuando la deformación de la onda se vuelve grave, es cuando interviene la electrónica. Por ejemplo, cuando interviene un diodo, cuya función de transferencia es rara y no tan solo no es una recta, si no que ni siquiera es simétrica según la polaridad, como lo es la de histéresis.

Dejo para otra sesión, el explicarle como la deformación no afecta a los parámetros eléctricos. "Qui va piano va lontano" dicen los italianos.

He intentado incrustar las figuras sacadas de "Wikipedia", pero no lo he conseguido. Soy bastante malo en informática.

Agradezco la intención de aclarar los conceptos para un tema tan difícil como este.

De manera que si los armónicos se generan también a partir de aptos electrónicos como fotocopiadoras, computadoras o impresoras, estas cargas estarían dentro de las no lineales ¿es correcto?

Ya se lo dije. Su impresora también.

Veamos las corrientes media y eficaz.

La media aritmética de de una tensión sinusoidal, es la altura de un rectángulo (en rojo), que tiene la misma área (la comprendida en el rectángulo amarillo) que la semisinusoide (que sigue en blanco). Fíjese solo en la onda mayor.

Esta tensión provoca corrientes en la misma proporción, en las aplicaciones con inductores y condensadores, elementos que en realidad no consumen potencia, porque su corriente está desfasada 90º).

Cuando se trata de resistencias, existe otra media más elevada, porque se disipa potencia, y ésta es proporcional al cuadrado de la corriente W = V x I^2. Se le denomina eficaz o RMS.

Cuando una onda está deformada, tanto la corriente media como la eficaz, permanecen constantes.

Y en la figura 1ª con la onda descompuesta, las corrientes media y eficaz serían la suma de la onda mayor (la fundamental) más las pequeña (el 3º armónico).

Por esta razón tanto la parte magnética (sensible al valor medio), como la térmica (sensible al valor eficaz), de los interruptores magnetotérmicos, no distinguen entre corrientes con presencia de armónicos, como sin ellos.

¿Por qué entonces los armónicos son malos? Y encima no los detectan los magnetotérmicos... Le expongo un caso, que no es el único.

Imagínese un motor de corriente alterna síncrono, que gira a la velocidad que le fija la frecuencia de la red. Si se le alimenta con una onda deformada, la frecuencia original lo hace girar a su régimen, pero el armónico (que siempre es mas pequeño, pero de frecuencia múltiplo), intenta hacerlo girar al doble, o al triple de su velocidad, pero no lo consigue. Esto produce produce pérdidas, que se manifiestan en perdida de potencia mecánica útil, y en forma de calor que recalienta el motor, pero la suma de ambas (la potencia mecánica útil más las pérdidas por calor) sigue siendo constante. Un mal negocio...

El que hizo la pregunta en su exposición, no sabía en realidad lo que preguntaba...

Voy a tratar de estudiar toda la explicación que me ha brindado, debo decir que en la 1º imagen, los dos rectángulos aparecieron en amarillo, por lo que me dificulto saber cual era el rojo y cual el blanco.

Pero quisiera recapitular un poco, en definitiva, en resumen..., si sabemos que los armónicos se producen o se generan en trafos, motores, y aptos electrónicos como impresoras y fotocopiadoras faxes y no se que otra cosa más...

Si yo voy a instalar una oficina con estos últimos aptos que acabo de mencionar, ¿Tengo qué tomar alguna precaución para evitar los armónicos?

¿O por el contrario estos aptos vienen ya diseñados con un dispositivo o filtro (como me menciono más arriba) para prevenirlos? (No se en que consiste el filtro si es un condensador o que...)

¿Todos los aptos electrónicos vienen con ese filtro que me comento?

Porque sabemos que pueden aparecer..., pero lo que no se sabe es que momento aparecen, de manera que no hay forma de prevenirlos improvisadamente sino que se deberían tomar medidas anticipadas ¿O me equivoco?

Si no fuera una oficina pero tengo un taller con algún motor o un trafo, ¿Qué prevención debo tomar contra los armónicos que pueden aparecer?

Agradezco

Lo que esta en amarillo es el área equivalente a toda la semi-sinuoide.

Los armónicos en la red, a quienes preocupa es a las compañías eléctricas y a las industrias (recuerde el ejemplo del motor), no a los usuarios monofásicos. Las compañías han visto como durante los últimos años, las redes monofásicas, de ser resistivas y casi sin armónicos, se han vuelto mayoritariamente generadoras de armónicos, por la proliferación de aparatos electrónicos: TV, ordenadores y sus periféricos, lámparas ahorradoras y de LEDs, alimentadores, etc. Además las bombillas incandescentes de potencia superior a 100W han sido prohibidas en Europa.

Los armónicos además de los efectos que hemos hablado en esta pregunta, perturban las comunicaciones, y al parecer molestan a personas ultra sensibles a ellas ¿...? Haga una prueba, acerque un radio de transistores de AM, fuera de la sintonía de ninguna emisora a cualquier aparato electrónico y escuche lo que se oye.

Para evitar generar armónicos se deben adquirir aparatos de buena calidad, que llevan filtros adecuados (los filtros que son a base de condensadores e inductancias, no eliminan los armónicos, los reducen).

Para finalizar si lee inglés, envíeme una dirección de E-mail, y le contesto mandándole el escaneado de unos artículos sobre los armónicos en la redes monofásicas. Para esto y solo para esto... ¿Entendido?

De manera que lo que interpreto entonces es que la mayoría de los aptos electrónicos que menciona ya vienen diseñados con un filtro para los armónicos, (me explica que los filtros a base de condensador y bobina solo los reducen., supongo debe ser un circuito rlc serie ¿puede ser?)

¿El filtro que menciona consiste en un tipo de condensador en particular?

Una cosa que ignoraba es que las lámparas incandescentes de más de 100 w pueden producir armónicos.

Si entiendo algo de ingles, la dirección es : [email protected]

Gracias por responder.

Emilio... lo que te esta tratando de explicar el Ingº es que la onda de corriente consumida por el receptor casi nunca es sinusiodal pura... mas bien es deformada siempre por la presencia de la fundamental + los armonicos de frecuencias multiplo de la fundamental. La fundamental no puede desaparecer...

La forma de onda de la corriente consumida por el receptor esta impuesta por el receptor. Como cada vez hay mas receptores de caracteristicas alineales ( lee bien sobre este termino) ... no es posible trazar todas las curvas de respuesta para cada una de los tipos de deformaciones de corriente posibles. Desde luego que la mayor cantidad de armonicos en la corriente variaran el tiempo de reaccion de la parte termica del inmterruptor.. precisamente porque su efecto calorico crece exponencialmente con la cantidad y magnitud de las corrientes armonicas de la fundamental.

Pero las curvas caracteristicas del interruptor representan su comportamiento frente al valor TRUE RMS de las corrientes que controla, sin importarle la composicion armonica de la onda de corriente pasante.

Cuando dices valor true rms, te estas refiriendo al valor eficaz de la corriente ¿cierto?

Al valor eficaz de la corriente deformada... Que también se denomina poliarmonica...