Centrales Eléctricas III

Centrales Eléctricas III
Aparamenta de maniobra e interrupción. Relés de protección
Protección en los sistemas eléctricos de potencia
Coordinación del aislamiento
Puesta a tierra de las instalaciones eléctricas

Ángel Luis Orille Fernández

El libro abarca cuatro temas. En el primero se hace un estudio de las características constructivas y de funcionamiento de la aparamenta de maniobra e interrupción en los sistemas eléctricos de potencia.
A este tema, le sigue otro sobre la protección de los sistemas eléctricos de potencia. En él se describen los diferentes tipos de relés de protección, las protecciones empleadas en generadores, motores, transformadores, líneas y redes eléctricas.
En el tema tercero se trata la protección contra sobretensiones y la coordinación del aislamiento.
Y por último, en el tema cuarto se estudia la puesta a tierra de las instalaciones eléctricas.
Este curso de centrales eléctricas se complementa con otros dos volúmenes dedicados a elementos de centrales. En uno se tratan los temas siguientes: introducción al sector eléctrico y al sistema de energía eléctrica, centrales hidroeléctricas y centrales térmicas. En el otro se abordan los temas de generadores, servicios auxiliares, mando y control de centrales eléctricas, subestaciones y el fenómeno de ruptura.

ÍNDICE 

• TEMA 1 APARAMENTA DE MANIOBRA E INTERRUPCIÓN EN LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS DE POTENCIA.
• Capítulo 1 Aparamenta eléctrica.
• Capítulo 2 Elementos constitutivos de los interruptores y seccionadores.
• Capítulo 4 Relés de maniobra.
• Capítulo 5 Cortacircuitos fusibles de alta y baja tensión.
• TEMA 2 PROTECCIÓN DE LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS DE POTENCIA.
• Capítulo 6 Generalidades sobre los sistemas de protección.
• Capítulo 7 Relés de protección.
• Capítulo 8 Protección de las máquinas síncronas.
• Capítulo 9 Protección de motores y transformadores.
• Capítulo 10 Protección de los juegos de barras, de líneas y redes.
• Capítulo 11 Protección de distancia en líneas de alta y muy alta tensión
• TEMA 3 PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES Y COORDINACION DE AISLAMIENTO.
• Capítulo 12 Sobretensiones.
• Capítulo 13 Dispositivos de protección contra las sobretensiones y coordinación del aislamiento.
• TEMA 4 PUESTA A TIERRA DE LAS INSTALACIONES ELÉCTRICAS.
• Capítulo 14 La puesta a tierra.
• Capítulo 15 La tierra como conductor.
• Capítulo 16 Red de tierras en centrales y subestaciones.

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ÍNDICE GENERAL

• TEMA 1 APARAMENTA DE MANIOBRA E INTERRUPCIÓN EN LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS DE POTENCIA.
• Capítulo 1 Aparamenta eléctrica. Definición de aparamenta. Clasificación de la aparamenta. Valores característicos nominales o asignados de la aparamenta eléctrica. Problemas fundamentales de la aparamenta de maniobra.
• Capítulo 2 Elementos constitutivos de los interruptores y seccionadores. Elementos constitutivos de los interruptores y seccionadores. Calentamiento de los conductores y de los contactos. Aislamiento. Aislantes más empleados. Esfuerzos electrodinámicos. Fatiga en las barras y frecuencia propia de oscilación.
• Capítulo 3 Tipos de seccionadores e interruptores. Tipos principales de seccionadores. Seccionadores de carga. Tipos de interruptores automáticos.
• Capítulo 4 Relés de maniobra. Historia y evolución. Circuitos eléctricos de vigilancia y control. Terminología y símbolos empleados en los relés de maniobra. Tipos de relés. Los relés desde el punto de vista económico.
• Capítulo 5 Cortacircuitos fusibles de alta y baja tensión. Cortacircuitos fusibles de AT y BT. Clasificación de los cortacircuitos fusibles. Características de los cortacircuitos fusibles. Fusibles de alto poder de ruptura. Características de tiempo de fusión.
• TEMA 2 PROTECCIÓN DE LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS DE POTENCIA.
• Capítulo 6 Generalidades sobre los sistemas de protección. Generalidades sobre los sistemas de protección. Constitución de los sistemas de protección. Características de un sistema de protección. Medidas a tomar contra los defectos. Magnitudes utilizadas para detectar defectos. Criterios para relevar un cortocircuito. Conexión de los dispositivos de protección a la red. Alimentación de los circuitos auxiliares. Equipos de comunicación asociados a las protecciones.
• Capítulo 7 Relés de protección. Relés de protección. Clasificación de los relés de protección. Relés electromecánicos: constitución. Relés electromagnéticos. Relés de cuadro móvil. Relés ferrodinámicos. Relés de inducción. Relés térmicos. Relés magnetotérmicos. Órganos antagonistas, de temporización y de amortiguación de los relés electromecánicos. Contactos de los relés. Relés estáticos y electrónicos. Relés amperimétricos directos e indirectos. Relés volumétricos. Relés diferenciales. Relés de potencia. Características "P - Q" de los relés de potencia y direccionales. Relés de distancia. Relés de mínima impedancia. Relés de reactancia. Relés de impedancia de ángulo. Relés de admitancia de ángulo. Relés de frecuencia.
• Capítulo 8 Protección de las máquinas síncronas. Generalidades. Protección contra defectos entre espiras. Protección contra los defectos entre fases. Protección contra defectos a tierra. Protección contra las sobrecargas. Protección contra las sobretensiones. Protección contra los desequilibrios de carga. Protección contra la potencia inversa. Protección contra la falta de excitación. Protección contra los incendios.
• Capítulo 9 Protección de motores y transformadores. Protección de motores. Protección de los transformadores.
• Capítulo 10 Protección de los juegos de barras, de líneas y redes. Protección de los juegos de barras. Protección de las líneas aéreas y subterráneas. Protección selectiva en redes radiales. Protección diferencial en redes subterráneas. Protecciones fasimétricas. Principio de la reconexión automática rápida de los interruptores automáticos. Duración de la reconexión tripolar. Reconexión automática unipolar. Reconexión automática lenta.
• Capítulo 11 Protección de distancia en líneas de alta y muy alta tensión. Principio de la protección de distancia. Características "tiempo - distancia". Comunicaciones asociadas a las protecciones de distancia.
• TEMA 3 PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES Y COORDINACION DE AISLAMIENTO.
• Capítulo 12 Sobretensiones. Definición de sobretensión. Clasificación de las sobretensiones. Propagación de las ondas de sobretensión. Sobretensiones de origen externo. Descargas atmosféricas directas entre nubes y líneas aéreas. Descargas indirectas. Descargas atmosféricas por cargas estáticas inducidas. Carga de los conductores por rozamiento con el aire. Sobretensiones de origen interno.
• Capítulo 13 Dispositivos de protección contra las sobretensiones y coordinación del aislamiento. Dispositivos de protección contra las sobretensiones. Explosores. Pararrayos a expulsión. Descargadores de sobretensión. Líneas de tierra superiores. Coordinación del aislamiento.
• TEMA 4 PUESTA A TIERRA DE LAS INSTALACIONES ELÉCTRICAS.
• Capítulo 14 La puesta a tierra. Definición de la puesta a tierra. Objetivo de la puesta a tierra. Elementos de la puesta a tierra. Tecnología de las tomas de tierra. Corrosión de los elementos de puesta a tierra. Revisión y mantenimiento.
• Capítulo 15 La tierra como conductor. La tierra como conductor. Resistividad del terreno. Medida de la resistencia de tierra. Gradiente de potencial alrededor de la toma de tierra. Efectos fisiológicos del paso de la corriente a través del cuerpo humano. Tensión de paso y de contacto.
• Capítulo 16 Red de tierras en centrales y subestaciones. Red de tierras en centrales y subestaciones. Dimensionamiento del enmallado de tierra.

Centrales Eléctricas II

Centrales Eléctricas II
Introducción al sector eléctrico y al sistema de energía eléctrica
Centrales hidroeléctricas
Centrales térmicas

Ángel Luis Orille Fernández

El libro abarca cuatro temas. En el primero se hace un estudio de la constitución y el funcionamiento, para distintas situaciones, de los generadores empleados en los diferentes tipos de centrales eléctricas, así como los dispositivos de excitación y regulación de los mismos.
A este tema, le sigue el de servicios auxiliares y de mando y control de las centrales eléctricas. En él se describen los cuadros de mando y control, los esquemas de cableado de los aparatos de mando, los sistemas de alarmas y supervisión y el empleo de los ordenadores en las centrales.
En el tema tercero se pasa revista a los distintos tipos de subestaciones y centros de transformación y a sus disposiciones constructivas.
Y por último, en el tema cuarto se estudia la ruptura en los distintos tipos de circuitos que suelen presentarse en las instalaciones eléctricas, así como las diferentes técnicas de ruptura que se emplea en la aparamenta eléctrica de maniobra e interrupción.

ÍNDICE

• TEMA 1 GENERADORES TRIFÁSICOS, EXCITACIÓN Y REGULACIÓN DE LOS GENERADORES EN LAS CENTRALES ELÉCTRICAS.
• Capítulo 1 Generadores.
• Capítulo 2 Dispositivos de excitación de los alternadores
• Capítulo 3 Regulación y reguladores.
• TEMA 2 SERVICIOS AUXILIARES EN LAS CENTRALES ELECTRICAS.
• Capítulo 4 Instalaciones de servicios auxiliares en las centrales eléctricas
• Capítulo 5 Mando y control de las centrales eléctricas
• TEMA 3 ESTACIONES TRANSFORMADORAS.
• Capítulo 6 Subestaciones
• Capítulo 7 Subestaciones de distribución secundarias.
• TEMA 4 EL FENÓMENO DE RUPTURA.
• Capítulo 8 Conducción eléctrica en los gases y metales.
• Capítulo 9 Ruptura en un circuito de corriente alterna.
• Capítulo 10 Técnicas de ruptura.

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ÍNDICE GENERAL

• TEMA 1 GENERADORES TRIFÁSICOS, EXCITACIÓN Y REGULACIÓN DE LOS GENERADORES EN LAS CENTRALES ELÉCTRICAS.
• Capítulo 1 Generadores. Generalidades sobre los generadores. Diagramas vectoriales de corrientes y potencias de los alternadores . Cortocircuito en bornes de un generador. Solicitaciones sobre la base del alternador en caso de cortocircuito .
• Capítulo 2 Dispositivos de excitación de los alternadores. Introducción. Parámetros básicos de un sistema de excitación. Excitación con excitatrices de corriente continua . Excitación con diodos rectificadores. Excitación mediante diodos giratorios.
• Capítulo 3 Regulación y reguladores. Regulación de tensión. Reguladores de tensión.
• TEMA 2 SERVICIOS AUXILIARES EN LAS CENTRALES ELÉCTRICAS.
• Capítulo 4 Instalaciones de servicios auxiliares en las centrales eléctricas. Cometido de los servicios auxiliares. Constitución de las redes de servicios auxiliares. Continuidad de los servicios auxiliares de las centrales térmicas. Caída de tensión con la conexión de motores. Conmutación de los servicios auxiliares. Corriente de cortocircuito.
• Capítulo 5 Mando y control de las centrales eléctricas. Generalidades. Cuadros de mando y control . Sistemas de control centralizado. Sistemas de alarmas y supervisión de los aparatos. Utilización de los ordenadores en las centrales.
• TEMA 3 ESTACIONES TRANSFORMADORAS.
• Capítulo 6 Subestaciones. Generalidades . Subestaciones transformadoras elevadoras en las centrales eléctricas . Disposiciones constructivas de las subestaciones transformadoras . Subestaciones de maniobra o seccionamiento. Subestaciones blindadas de alta tensión. Subestaciones a la intemperie . Ideas generales sobre el proyecto de estaciones transformadoras.
• Capítulo 7 Subestaciones de distribución secundarias. Generalidades. Centros de transformación. Disposiciones constructivas de los centros de transformación. Cabinas prefabricadas.
• TEMA 4 EL FENÓMENO DE RUPTURA.
• Capítulo 8 Conducción eléctrica en los gases y metales. Introducción. Interrupción de la corriente: El fenómeno del arco eléctrico. Características esenciales del arco. Ruptura de un circuito de corriente continua.
• Capítulo 9 Ruptura en un circuito de corriente alterna. Introducción. Ruptura de un circuito de corriente alterna resistivo . Ruptura de un circuito de corriente alterna inductivo . Ruptura de un circuito de corriente alterna capacitivo. Ruptura de pequeñas corrientes inductivas. Ruptura de las faltas consecutivas. Ruptura de la falta kilométrica. Interrupciones de corta duración. Ruptura en discordancia de fases.
• Capítulo 10 Técnicas de ruptura. Generalidades. Ruptura en el aire. Ruptura en aceite. Ruptura por aire comprimido. Ruptura en el exafluoruro de azufre. Ruptura en el vacío. Ruptura estática. Elección de la técnica de ruptura.

Centrales Eléctricas I

Centrales Eléctricas I
Introducción al sector eléctrico y al sistema de energía eléctrica
Centrales hidroeléctricas
Centrales térmicas

Ángel Luis Orille Fernández

El libro abarca tres temas. En el primero se hace un somero estudio histórico del sector eléctrico español, pasando a continuación a introducir el concepto de sistema de energía eléctrica, los conceptos de carga y demanda así como sus parámetros respectivos. A este tema, le sigue el de las centrales hidroeléctricas, incluyéndose un capítulo de centrales de acumulación por bombeo. En el tema tercero se pasa revista a las centrales térmicas convencionales y nucleares.

ÍNDICE.

• TEMA 1 INTRODUCCIÓN.
• Capítulo 1 La energía eléctrica.
• Capítulo 2 El sistema de energía eléctrica.
• TEMA 2 CENTRALES HIDROELÉCTRICAS.
• Capítulo 3 Elementos hidrológicos e hidrodinámicos de un aprovechamiento hidráulico.
• Capítulo 4 Centrales hidroeléctricas
• Capítulo 5 Centrales hidroeléctricas de acumulación por bombeo.
• TEMA 3 CENTRALES TÉRMICAS (CONVENCIONALES Y NUCLEARES).
• Capítulo 6 Centrales térmicas
• Capítulo 7 Centrales térmicas de turbinas de vapor.
• Capítulo 8 Centrales térmicas de turbinas de gas.
• Capítulo 9 Centrales nucleares.

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ÍNDICE GENERAL

• TEMA 1 INTRODUCCIÓN.
• Capítulo 1 La energía eléctrica. Introducción. Situación del sector. Evolución histórica del sector en España. Intervención de la administración. Potencia instalada y energía producida. Red eléctrica peninsular. Estructura del sector eléctrico. Ordenación en el sector en cuanto a seguridad. Principales empresas del sector eléctrico. Centrales y empresas extrapeninsulares.
• Capítulo 2 El sistema de energía eléctrica. El sistema de energía eléctrica. Centrales eléctricas: Terminología y símbolos (MIE-RAT y UNE 20-004-7). Clasificación de las centrales eléctricas. Carga. Demanda. Curvas de carga. Parámetros de la demanda. Parámetros relativos a la producción. Aspectos económicos y técnicos de los medios de producción de electricidad. Aspectos técnicos de los medios de producción de electricidad. La cobertura de la curva de carga.
• TEMA 2 CENTRALES HIDROELÉCTRICAS.
• Capítulo 3 Elementos hidrológicos e hidrodinámicos de un aprovechamiento hidráulico. Utilización de la energía hidráulica. Métodos de reducción de las pérdidas. Elementos hidrológicos e hidrodinámicos de un aprovechamiento hidráulico. Obras en un aprovechamiento hidráulico.
• Capítulo 4 Centrales hidroeléctricas. Elementos constitutivos de una central hidroeléctrica. Turbinas hidráulicas. Leyes de semejanza de las turbinas hidráulicas.
• Capítulo 5 Centrales hidroeléctricas de acumulación por bombeo. Introducción. Principio del funcionamiento. Aspectos económicos de las centrales de bombeo. Balance económico. Equipo electromecánico. Métodos de arranque de los grupos de bombeo binario.
• TEMA 3 CENTRALES TÉRMICAS (CONVENCIONALES Y NUCLEARES).
• Capítulo 6 Centrales térmicas. Introducción. El ciclo de Rankine. Modificación y mejoras del ciclo de Rankine.
• Capítulo 7 Centrales térmicas de turbinas de vapor. Centrales térmicas de turbinas de vapor. Esquema de instalación. El circuito agua-vapor.
• Capítulo 8 Centrales térmicas de turbinas de gas. Centrales térmicas de turbinas de gas. Centrales térmicas con ciclo combinado.
• Capítulo 9 Centrales nucleares. La fisión nuclear. Tipos de reactores nucleares.

Campos Electromagnéticos. Problemas Resueltos

Campos Electromagnéticos Problemas Resueltos
Federico Dios - David Artigas - Ferran Canal - Jaume Recolons

INDICE

• Presentación
• Problemas. Ecuaciones de Maxwell en condiciones estáticas. Ecuaciones de Maxwell en condiciones dinámicas. Ondas planas. Incidencia de ondas planas. Guías de onda. Radiación de antenas elementales
• Indicaciones y sugerencias. Ecuaciones de Maxwell en condiciones estáticas. Ecuaciones de Maxwell en condiciones dinámicas. Ondas planas. Incidencia de ondas planas. Guías de onda. Radiación de antenas elementales
• Soluciones. Ecuaciones de Maxwell en condiciones estáticas. Ecuaciones de Maxwell en condiciones dinámicas. Ondas planas. Incidencia de ondas planas. Guías de onda. Radiación de antenas elementales

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Sistemas Audiovisuales I. Televisión Analógica Y Digital

Sistemas Audiovisuales I. Televisión Analógica Y Digital
Tarrés Ruiz, Francesc

El libro presenta una descripción detallada de los diferentes sistemas de televisión analógica y digital e incluye un análisis exhaustivo de numerosos aspectos tecnológicos e históricos, siempre desde una perspectiva sistemática y generalista dirigida tanto a estudiantes universitarios como a técnicos de grado superior. Tras una introducción a los sistemas de comunicación visual, en la que se analizan las distintas etapas de la conversión de una escena tridimensional real en una señal de televisión, se tratan conceptos tan variados como la percepción de imágenes en movimiento, la descomposición de la luz y los principios de colorimetría, los sistemas de representación de imágenes en tres dimensiones, las relaciones de aspecto y los formatos panorámicos en cine y televisión, el muestreo temporal de la escena o el ancho de banda de las señales de televisión, y se introducen los formatos de televisión analógicos y digitales. Los temas dedicados específicamente a la televisión analógica (sistemas de blanco y negro, generalidades de los dispositivos de representación de imágenes mediante tubos de rayos catódicos y sistemas de color compatibles NTSC y PAL) y a la televisión digital (principios de codificación para imágenes estacionarias, JPEG, e imágenes en movimiento, MPEG-1 y MPEG-2, definición de la naturaleza de la información en las tramas de bits que se transmiten en los sistemas de radiodifusión de señales de televisión en formato digital, DVB) pueden abordarse de forma independiente y son autocontenidos. La parte final del libro se dedica al análisis de los sistemas de formación de imágenes, sensores CCD, unidades y parámetros de iluminación y tipos de cámaras.

ÍNDICE 

• Elementos básicos de los sistemas de comunicación visual. 
• La señal de televisión en blanco y negro. 
• La señal de televisión en color: sistemas compatibles. 
• Televisión digital. 
• Cámaras

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ÍNDICE GENERAL

• Elementos básicos de los sistemas de comunicación visual. Introducción. Cadena básica de un sistema de comunicación visual. De la escena a la señal de televisión. Componentes de color RGB. La luz y el color. Percepción del color en el sistema visual humano. El ojo humano. Células sensibles: conos y bastones. Estímulos de los fotorreceptores: sensación de color. Tríadas RGB en displays de TV. Sistemas de coordenadas para la representación del color: principios de colorimetría. Normalización de las coordenadas de color: coeficientes triestímulo. Cambio de sistemas de coordenadas. Sistema de coordenadas con primarios monocromáticos. Sistema de coordenadas basado en los fósforos del receptor NTSC. Triángulo de Maxwell y diagrama cromático. Representación gráfica de la mezcla de colores. Situación de los colores en el triángulo de Maxwell y en el diagrama de cromaticidad. Algunos comentarios sobre la representación gráfica de los colores. 
• La señal de televisión en blanco y negro. Introducción. Principios de funcionamiento del tubo de rayos catódicos. Cátodo, filamento y rejilla. Rejillas de aceleración y enfoque. Deflexión del haz. Pantalla. Forma del raster. Modulación del haz mediante la señal de luminancia. Principio de funcionamiento de los tubos de color. Corrección gamma. Señales de deflexión del haz. Caso ideal. Señales de deflexión del haz: aproximación al caso real. Sincronismo de línea. Sincronismo de campo. Sincronización de los generadores de barrido vertical. Espectro de la señal de televisión en blanco y negro.
• La señal de televisión en color: sistemas compatibles. Introducción. Las señales de color en los sistemas NTSC y PAL. Señales diferencia de color en el NTSC y PAL. Modulación de las señales diferencia de color en los sistemas. NTSC y PAL. El sistema NTSC. Selección de la frecuencia portadora de la señal de croma. Patrones de interferencia en el sistema NTSC. Modificación de la frecuencia de imagen. Demodulación de las componentes I y Q: caso ideal. Demodulación con errores de fase. Inserción de la salva de la portadora de color. Demodulación de las componentes de color: banda lateral superior vestigial. 
• Televisión digital. Introducción. Compresión de imágenes: necesidad y conceptos básicos. Medida de la información de una fuente. Entropía de una fuente de mensajes. Códigos de longitud variable. Códigos de Huffman. Modificaciones del código de Huffman. Otros tipos de códigos. Codificación por longitud de series (Run Length Encoding-RLE). Codificación LZW. Codificación aritmética. Codificación y predictores. La transformada coseno discreta. Definición de la transformada coseno unidimensional. Extensión de la transformada coseno a dos dimensiones. Codificación por zonas. Codificación por umbral. Codificación de imágenes estacionarias: el estándar JPEG. JPEG: modo secuencial base (baseline). 
• Cámaras. Introducción. Diagrama de bloques de una cámara. Principios de óptica geométrica y formación de imágenes. Lentes, grupo óptico y lente ideal. Formación de imágenes con lentes ideales. Angulo de visión. Regulación de la cantidad de luz: diafragma y obturador. Profundidad de campo. Fotometría. Intensidad luminosa: la candela. El flujo luminoso: lumen. La iluminancia: lux. Sensores de imagen de estado sólido. Sensores CCD matriciales. Sensores CCD de transferencia de cuadro (Frame Transfer CCD). Sensores CCD de transferencia de cuadro divididos. (Split Frame Transfer CCD). Sensores CCD de transferencia interlínea (Interline Transfer). Dispositivos de inyección de carga (Charge Injection Devices CID). 

Campos Electromagnéticos

Campos Electromagnéticos
Dios Otín, Federico
Artigas García, David
Recolons Martos, Jaume
Comerón Tejero, Adolfo
Canal Bienzobal, Ferran

Reseña La presente obra pretende proporcionar al estudiante una base sólida de conocimientos y conceptos de teoría electromagnética, que le permita acceder posteriormente a la comprensión de otros temas más avanzados, como los que se estudian en cursos superiores en las escuelas de ingeniería, particularmente en Ingeniería de Telecomunicación. Los temas que componen el libro sirven de introducción a otras tantas áreas de aplicación en las tecnologías actuales de telecomunicación, teledetección e inspección. Se ha pretendido confeccionar un texto de referencia, en el cual se ha prestado igual atención a los conceptos físicos implicados que a su correcta formulación matemática.

ÍNDICE

• Capítulo 1 Campos eléctricos y magnéticos en condiciones estáticas.
• Capítulo 2 Ecuaciones de Maxwell
• Capítulo 3 Ondas planas uniformes.
• Capítulo 4 Incidencia de ondas planas sobre medios materiales.
• Capítulo 5 Guías de onda
• Capítulo 6 Radiación de antenas elementales.
• Anexos.
• Soluciones a los problemas.

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ÍNDICE GENERAL

• Capítulo 1 Campos eléctricos y magnéticos en condiciones estáticas. El campo eléctrico en el vacío. Ley de CoulombDefinición de campo eléctrico. Cargas puntuales y distribuciones de carga. Ley de Gauss. Potencial eléctricoCarácter conservativo del campo electrostático. Representación espacial del campo y del potencial: líneas de campo y superficies equipotenciales. Relación entre el potencial eléctrico y la densidad de carga. El campo eléctrico y el potencial en conductores. El campo eléctrico en la superficie de un conductor. Problemas de potencialEcuaciones de Laplace y Poisson. 10 Condiciones que determinan el campo en una región. 11 Energía electrostática. 12 Energía electrostática asociada al campo eléctrico. 13 Aproximación del potencial a grandes distanciasDesarrollo multipolar del potencial. 14 Dipolo real y dipolo ideal. 15 El dipolo ideal en presencia de campos eléctricos externos. El campo electrostático en presencia de medios dieléctricos. Vector polarización. Relación entre el vector polarización y el campo eléctricoTipos de dieléctricos. Ley de Gauss en medios dieléctricosVector desplazamiento eléctrico. Ecuación de Poisson generalizada. Energía electrostática en presencia de medios dieléctricos. Sistemas de conductoresCondensadores. El campo magnetostático en el vacío. Introducción. Densidad e intensidad de corrienteLey de Ohm. Ecuación de continuidadCorrientes estacionarias.. Ley de Biot y Savart. Carácter solenoidal del campo magnético. Ley de Ampère. Cálculo de B mediante la ley de Ampère en forma integral. Aproximación de B a grandes distanciasMomento dipolar magnético. Campos magnéticos en medios materiales. Fuerzas sobre un dipolo magnético. Vector magnetización. Densidades de corriente de magnetización. Ley de Ampère en medios magnéticosIntensidad de campo magnético. Relación entre el campo magnético y el vector magnetización. Tipos de medios magnéticos.. Flujo magnético, inductancia y energía magnética. Problemas..
• Capítulo 2 Ecuaciones de Maxwell. Ecuaciones de Maxwell en forma integral en el vacío. Ley de Gauss para el campo eléctrico. Ley de Gauss para el campo magnético. Ley de Faraday. Ley de Ampère-Maxwell. Principio de conservación de la carga. Ecuaciones fundamentales del electromagnetismo. Ecuaciones de Maxwell en forma diferencial. Significado del rotacional y de la divergencia. Forma diferencial de las ecuaciones de Maxwell. Ecuaciones de Maxwell en medios materiales. Campos en presencia de medios conductores. Materiales dieléctricos. Materiales magnéticos. Ecuaciones fundamentales del electromagnetismo en medios materiales. Condiciones de contorno. Continuidad de los campos eléctricos. Continuidad de los campos magnéticos. Energía de los campos electromagnéticos. Potencia aplicada sobre portadores de carga. Principio de conservación de la energíaTeorema de Poynting. Aproximación estática de las ecuaciones de Maxwell. Electrostática. Magnetostática. Ecuaciones de Maxwell en régimen senoidal permanente. Fasores y campos instantáneos. Ecuaciones de Maxwell en R.S.P.. Fasores y transformada de Fourier. Problemas.
• Capítulo 3 Ondas planas uniformes. Ecuación de onda. Ondas planas uniformes con dependencia espacio-temporal arbitraria. Ondas planas uniformes en régimen senoidal permanente. Ecuación de onda en régimen senoidal permanente. Solución correspondiente a la onda plana uniforme. Características de la onda plana uniforme. Densidad de flujo de potencia asociada a la onda. Polarización de ondas planas uniformes en R.S.P.. Descripción matemática de la polarización. Características de la elipse de polarización. Casos especiales: polarización lineal y polarización circular. Propagación de ondas planas uniformes en medios con pérdidas. Permitividad y permeabilidad complejas. Ondas planas uniformes en un medio con pérdidas. Casos límite: buen dieléctrico y buen conductor. Problemas.
• Capítulo 4 Incidencia de ondas planas sobre medios materiales. IntroducciónCondiciones de contorno de las ecuaciones de Maxwell. Incidencia normal sobre conductores perfectos. Reflexión en la superficie de un conductor perfecto. Ondas estacionarias. Incidencia normal sobre medios dieléctricos.. Reflexión y transmisión en la superficie de un medio dieléctrico. Ondas parcialmente estacionarias. Incidencia oblicua sobre conductores perfectos. Planteamiento del problema. Ondas estacionarias mixtas. Incidencia oblicua sobre dieléctricos. Leyes de Snell para la reflexión y la refracción de ondas planas. Ecuaciones de Fresnel. Ángulo de Brewster. Ángulo críticoReflexión total en un dieléctrico. Incidencia sobre un buen conductor. Incidencia normal en multicapas. Impedancia de onda generalizada. Coeficiente de reflexión generalizado. Problemas.
• Capítulo 5 Guías de onda. Guías de onda y líneas de transmisión.. Guías conductoras de sección rectangular.. Modos de tipo transversal eléctrico (TE). Modos de tipo transversal magnético (TM). Modos guiados y modos en corteCurvas de dispersión. Modo dominante TE1. Potencia transmitida.. Atenuación.. Guías conductoras de sección circular.. Modos TM.. Modos TE.. El cable coaxialModos TEM.. Cavidades resonantes de paredes conductoras.. Modos TE.. Modos TM.. Factor Q de la cavidad y energía almacenada.. Guías de onda dieléctricas. Guías dieléctricas planas.. Modos TE y modos TMCurvas de dispersión... Modos guiados y modos radiados.. Fibras ópticas.. Problemas..
• Capítulo 6 Radiación de antenas elementales. Fundamentos de la radiación electromagnética. Fuentes de radiación. Potenciales dinámicos. Ecuaciones de los potenciales en régimen senoidal permanente. Dipolo eléctrico oscilante. Densidad de carga y corriente en el dipolo eléctrico oscilante. Potencial vector generado por el dipolo eléctrico. Cálculo de los campos E y H. Campos radiados. Características de radiación del dipolo eléctrico. Campos inducidos. Radiación simultánea de dos dipolos. Campo radiado. Resistencia de radiación y ganancia directiva. Radiación de una antena larga de tipo dipolo. Emisión en campo lejano: generalización. Problemas.
• Anexos. Sistemas de coordenadas. Fórmulas de análisis vectorial. Funciones de Bessel. La distribución delta de Dirac.
• Soluciones a los problemas.

Automatismos Eléctricos Programables

Automatismos Eléctricos Programables
Boix Aragonès, Oriol. Saigí Grau, Miguel. Zabaleta Alañà, Ferran

El presente texto ha sido pensado como una introducción a los automatismos eléctricos que tienen como base al autómata programable industrial (API). Empieza estudiando los sistemes automatizados a nivel general, continua con la descripción de las diferentes tecnologías y termina con el estudio del autómata programable. Se han incluido temas como mantenimiento, redes de comunicación, redundancias, seguridad, averías, etc. a nivel descriptivo. Además, se ha incluido un capítulo sobre metodología de trabajo con autómatas que incorpora ejemplos para empezar a sentar las bases de una aplicación práctica.


ÍNDICE

• Presentación.
• Elementos de un proceso a automatizar. 
• Algebra de Boole
• Sistemas de numeración y representación. 
• Evolución de los automatismos industriales. 
• Definición y arquitectura del autómata programable industrial. 
• Configuración y programación. 
• Estudio del autómata programable industrial. 
• Mantenimiento, averías y diagnósticos. 
• Principales órdenes de mando. 
• Metodología de trabajo con autómatas programables. 
• Red local. 

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ÍNDICE GENERAL.

• Presentación.
• Elementos de un proceso a automatizar. Elementos de entrada de órdenes. Elementos de entrada de información. Elementos de salida de información. Preaccionadores y accionadores. Sistema de tratamiento de la información.
• Algebra de Boole. Elementos básicos de una maniobra eléctrica. Elementos complementarios de una maniobra eléctrica. Elementos básicos del álgebra de Boole. Funciones base del álgebra de Boole. Función AND. Función OR. Propiedades distributivas.
• Sistemas de numeración y representación. Sistemas binario, octal y hexadecimal. Código BCD. Bits, bytes, nibbles, etc.. Código ASCII.
• Evolución de los automatismos industriales. La lógica cableada (o electromecánica). La lógica neumática. La lógica estática discreta. La lógica estática integrada. La lógica estática programada. El ordenador de proceso. El autómata programable industrial.
• Definición y arquitectura del autómata programable industrial. Definición histórica. Arquitectura. Unidad de memoria. Unidad de control. Elementos de entrada y salida. Buses de comunicación. Sistema operativo.
• Configuración y programación. Configuración del mapa de memoria. Lenguajes y sistemas de programación. Diagrama de contactos. Puertas lógicas. Diagrama funcional. Diagrama de flujo. GRAFCET. Lenguaje booleano. Lista de instrucciones. Lenguajes de alto nivel.
• Estudio del autómata programable industrial. Clasificación. Criterios de aplicación. Velocidad de respuesta. Entorno de trabajo. Selección de un autómata. Tendencias.
• Mantenimiento, averías y diagnósticos. Tipos de mantenimiento. Principales averías. Ayudas al diagnóstico y al mantenimiento integradas en los autómatas. Criterios de seguimiento para determinar la causa de una avería. Seguridad de la instalación en caso de defectos y averías. Control de funcionamiento y diagnósticos integrados dentro del programa. Centralización de diagnósticos, alarmas y seguimiento del proceso. Equipos para ayuda al diagnóstico. Redundancias.
• Principales órdenes de mando. Modos de funcionamiento de los terminales de programación. Modificación de un programa. Búsqueda de elementos. Monitorización de elementos. Forzado de entradas y salidas.
• Metodología de trabajo con autómatas programables. Definir el proceso a automatizar. Dibujar el esquema eléctrico de potencia de la parte operativa de la instalación. Elección del autómata. Asignación de las entradas y salidas de información y control. Dibujar el esquema eléctrico de conexión del autómata a la red eléctrica. Diseñar los ciclos de funcionamiento previstos. Diseñar y gestionar los defectos previstos y las seguridades necesarias para un correcto funcionamiento de la instalación. Realizar la puesta en marcha. Implementar el programa con el software adecuado para mejorar el mantenimiento y control de productividad de la instalación (programa SCADA). Ejemplo de aplicación a la automatización de una máquina. Definición del proceso a automatizar. Definición de los ciclos de trabajo y de los actuadores. Modos de funcionamiento e interfaces con el operador. Alimentaciones y protecciones. Asignación de las entradas y salidas. Seguridad.
• Red local. Estructura, niveles y protocolos. Campo de aplicación. Gestión de la red. Formas de comunicación. Elementos conectables a la red. Bibliografía.
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