Descripción

Tienes en tus manos un texto de pregrado sobre fundamentos de la ingeniería eléctrica. Este texto refleja la experiencia del primer autor en la enseñanza de cursos de ingeniería eléctrica en el Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Universidad de Maryland College Park durante los últimos treinta y cuatro años. Estos cursos han constituido el núcleo educativo del programa de ingeniería de energía eléctrica. Este programa se estableció originalmente (a principios de la década de 1980) con el apoyo financiero y el patrocinio de Baltimore Gas and Electric (BGE) Company, Potomac Electric Power Company (PEPCO), Virginia Electric Power Company (VEPCO), Bechtel Corporation y General Electric (GE ) Base. Este programa ha sido diseñado como una secuencia de cursos electivos superiores en el área de ingeniería de energía eléctrica.

Este diseño tiene dos ventajas principales. En primer lugar, los estudiantes de estos cursos electivos suelen tener un gran interés en la energía eléctrica y están realmente motivados para aprender el material relacionado. En segundo lugar, los estudiantes de último año ya han sido expuestos a los fundamentos de los circuitos eléctricos y electrónicos, el electromagnetismo y la teoría de control. Esto abre la oportunidad de cubrir el material en cursos de energía a un nivel suficientemente alto y con el mismo rigor matemático y físico que ahora se practica en cursos de comunicación, control y electromagnético. Este texto sobre los fundamentos de la ingeniería de energía eléctrica refleja este enfoque para enseñar cursos de energía.

La ingeniería de energía eléctrica siempre ha sido una parte integral de la educación en ingeniería eléctrica. Esto es especialmente cierto hoy en día en vista del renovado énfasis en el área de la energía en general y la ingeniería de energía eléctrica en particular. Este libro de texto puede proporcionar una alternativa viable a los libros de texto existentes en el mercado al cubrir en un solo volumen de manera concisa y rigurosa temas tales como sistemas de energía, máquinas eléctricas y electrónica de potencia. Por esta razón, este libro se puede utilizar para impartir tres cursos diferentes, como Sistemas de potencia, Máquinas eléctricas y Electrónica de potencia. Estos cursos de energía forman la corriente principal del plan de estudios de ingeniería de energía eléctrica en la mayoría de las universidades de todo el mundo. El libro consta de tres partes.

La primera parte del libro trata de la revisión de los circuitos eléctricos y magnéticos. Esta revisión enfatiza los temas que hoy en día generalmente se dejan de enfatizar (o se ignoran) en los cursos obligatorios de circuitos y electromagnetismo. A saber, se destacan los diagramas fasoriales para circuitos ca y el análisis de circuitos eléctricos con fuentes periódicas no sinusoidales. Los diagramas fasoriales prácticamente han desaparecido de los cursos de circuitos y libros de texto, mientras que estos diagramas siguen siendo muy útiles en la ingeniería de energía eléctrica. El análisis de circuitos eléctricos con fuentes periódicas no sinusoidales es muy importante en el estudio de la operación en estado estacionario de convertidores de electrónica de potencia. En el libro se presentan las técnicas de dominio de frecuencia y dominio de tiempo para tal análisis. En la revisión de circuitos magnéticos se hace especial hincapié en el análisis de circuitos magnéticos con imanes permanentes.

Esto se justifica, por un lado, por la proliferación de imanes permanentes en los dispositivos de potencia y, por otro lado, por la insuficiente discusión de este tema en los libros de texto de pregrado existentes. Además, se presenta el análisis de circuitos magnéticos no lineales y pérdidas por corrientes de Foucault para campos magnéticos polarizados circularmente (o elípticamente). Lo primero es importante porque la saturación magnética de los núcleos ferromagnéticos ocurre a menudo en los dispositivos de potencia. Este último es de interés porque los núcleos ferromagnéticos de las máquinas eléctricas ca están sujetos a campos magnéticos giratorios (no polarizados linealmente). La segunda parte del libro se puede utilizar para impartir cursos sobre sistemas de potencia y máquinas eléctricas. Esta parte comienza con una breve revisión de la estructura de los sistemas de potencia, el análisis de los circuitos trifásicos y la discusión de la potencia de CA y el factor de potencia. A continuación, se presenta el análisis de fallas en los sistemas de potencia. Este análisis se realiza primero utilizando el teorema de Thevenin. Luego, se introduce el concepto de componentes simétricos y se derivan las redes de secuencias.