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La Energía eléctrica (1902-03-10 00:00:00), página 8

quinas de corriente trifásica, y llevan cada uno un amperímetro con derivador, un voltímetro, una lámpara para el «Sincronospoco», el mango de un interruptor triple de alta tensión y un reóstato de excitación. Los volantes de los reóstatos están montados sobre una tabla horizontal de mármol. Los reóstatos y sus cuadrantes están por detrás del cuadro de distribución. Transmisiones generales permiten maniobrar simultáneamente cada grupo de ocho reóstatos de las generatrices.

Los interruptores de alta tensión tienen seis paletas de cobre fijas por el intermedio; los aisladores de porcelana, sobre el eje horizontal maniobrado por el mango del cuadro. Estos aparatos de movimiento rotatorio cortan dos veces cada polo. Los interruptores, los cortacircuitos, las barras colectoras están montadas por detrás del cuadro.

Las conexiones del cuadro á las máquinas están formadas por cables aislados de tres conductores, alojados en una canalización hecha en el suelo de la fábrica y cubierta con plancha estriada.

Las dos canalizaciones generales llevan la corriente trifásica á la tensión de 3.500 voltios del cuadro de las máquinas al cuadro de los feeders, instalado á la extremidad de la fábrica sobre una plataforma encima de la puerta de entrada.

El cuadro de los feeders comprende 15 paneles de mármol blanco. El central lleva tres voltí-

metros electrostáticos. Los dos próximos á derecha é izquierda rigen las canalizaciones que vienen del cuadro de las máquinas. Tienen cada uno interruptor triple y tres amperímetros, uno en cada conductor. Los seis siguientes, tres á la derecha y tres á la izquierda, están reservados á los seis feeders instalados primeramente para la utilización de 50.000 caballos. Estos paneles llevan un interruptor triple semejantes á los del cuadro principal, y tres amperímetros, uno sobre cada conductor.

Las barras de distribución, los interruptores, los cortacircuitos y las diversas conexiones están montadas por detrás del cuadro.

Los tres voltímetros electrostáticos forman el indicador de tierra; cada uno de ellos tiene un borne unido á una de las tres barras generales del cuadro; la otra, tres bornes están unidos entre sí y puestos con tierra. Cuando el aislamiento de los tres polos es perfecto, los tres voltímetros indican la tensión eficaz.

Luis F. de Parga
La Energía eléctrica (1902-03-10 00:00:00), página 9

Instrumentos de inducción para corrientes alternas
(CONTINUACIÓN)

Instrumento para medir energía (Vatímetro).

El interior de tal instrumento se ve en la fig. 10, el exterior en la 11. Lleva tres imanes; el de en medio, en la corriente principal y los extremos, en derivación, yendo sobre estos últimos las pantallas metálicas; hay además un imán permanente para hacer de freno. En la derivación se intercala además una bobina de reacción, cuya mejor colocación es detrás del cuadro de conmutadores.

A semejanza de lo que ocurre con los amperímetros, se pueden emplear transformadores de corrientes con los vatímetros de este sistema; sin embargo, para conseguir el fin deseado, esto es, obtener instrumentos que no lleven en sí alta tensión, es preciso transformar también la corriente derivada, la que se corrige por medio del transformador de tensión, el cual se diferencia de los transformadores ordinarios únicamente en tener otra disposición (fig. 12); corresponde, en su consecuencia, a cada vatímetro su transformador de corriente determinado y también su determinado transformador de tensión, así como al vatímetro dinamométrico corresponde determi-

Fig. 10

Fig. 11

Fig. 12

nada resistencia. El transformador de corriente es lo mismo que el de los amperímetros, y también para corrientes muy intensas se emplea un transformador de tensión para evitar secciones de cobre demasiado grandes en el instrumento mismo. Los vatímetros, hasta 30 amperios y 550 voltios de tensión (tensión de fase), tienen estuche de latón y cuatro bornes de tornillo en la parte anterior; lo mismo ocurre con los vatímetros para alta tensión con transformadores de corriente y de tensión, y con los vatímetros de baja tensión de 600 á 4.000 amperios. Los vatímetros de baja tensión, de 30 á 600 amperios, tienen los contactos receptores de corriente en la parte de atrás y en forma de cerrojos de cobre.

Para fines especiales, en particular para cambio de vatímetros en cuadros ya existentes de conmutadores de alta tensión, se preparan estos vatímetros en estuches de estabilidad de la misma forma que los demás, con los contactos en la parte posterior. Tan sólo estos vatímetros tienen la posibilidad de ser de alta tensión, sin que precise dar entrada á la corriente de alta tensión en el instrumento mismo; por el contrario, en los vatímetros dinamométricos es imposible el empleo de transformadores de corriente y de tensión, porque estos aparatos ocasionarían un retraso de fase esencialmente distinto del de la corriente que trata de medirse. En los vatímetros de inducción de que nos venimos ocupando, es posible igualar los retrasos de fase ocasionados por los transformadores de corriente y de tensión, y, por lo tanto, preparar instrumentos cuyos datos son independientes de cos, ventaja que sólo ellos tienen entre todos los vatímetros conocidos hasta el día.

Al hacer un pedido debe expresarse siempre si los vatímetros se destinan para corriente mo-
La Energía eléctrica (1902-04-10 00:00:00), página 1

La Energía Eléctrica

REVISTA GENERAL DE ELECTRICIDAD Y SUS APLICACIONES

PUBLICACIÓN QUINCENAL ILUSTRADA

SUMARIO
Sobre la afinidad química (continuación), por José Echegaray.—Pluviómetro registrador del Profesor F. Lancetta, por Sancho López López.—El éxito de Marconi (continuación), por Carlos Espinosa.—Las grandes velocidades, por Eduardo Marquerie—Cálculo detallado de una dinamo Compound de corriente continua (continuación), por David Blumenthal.—Bibliografía.—Crónica científica: Lámpara Nernst americana.—Nueva disposición de toma de corriente por contacto superficial.—Ratona electrica.—Enchufe con interruptor, de la casa Bergmann-Elektrizitätswerke Aktien-Gesellschaft, en Berlín.—Interruptor automático de corrientes eléctricas para alumbrado.—Acción de la electricidad en la vegetación.—Información.—España Automóvil: Pruebas de consumo para carruajes automóviles.—Crónica científica e información.

SOBRE LA AFINIDAD QUÍMICA

(CONTINUACIÓN)

Pudiéramos decir, en tesis general, que la combinación química que ha de realizarse, será la que consuma mayor trabajo potencial.

El sentido de esta fórmula, un tanto vaga, ya lo hemos desarrollado en muchas ocasiones, y en el fondo palpita en todas las teorías de Gibbs, como demostraremos si tenemos ocasión para ello.

Hemos dicho que para dar forma matemática á estas ideas vamos á presentar un ejemplo:
Supongamos tres masas: M, M', M'' de tres cuerpos simples.
Los suponemos contenidos en una capacidad, y admitimos que gocen de la movilidad necesaria para obedecer á las atracciones y repulsiones recíprocas.
Supongamos además que á la ley atómica se substituye la ley de la continuidad; es decir, que admitimos por el pronto que los cuerpos simples pueden combinarse, no en proporciones definidas, sino en proporciones continuas.
Dentro del espacio en que suponemos encerradas las tres masas, podrán combinarse los cuerpos dos á dos, ó los tres, y aun quedar exceso de todos ellos sin combinación.
Fijemos las ideas:
Supongamos que se combinan una masa m del cuerpo M, con una masa m' del cuerpo M', y representemos por f la función de estas dos masas que representa el trabajo potencial consumido para efectuar su combinación, por ejemplo: el calórico y la electricidad, que se engendran y que se disipan.
Tendremos que la combinación m m' producirá y disipará un trabajo representado por
\[
f(m, m')
\]
Admitamos asimismo que se combina una masa m_1 del cuerpo M, con una masa m_1'' y el trabajo consumido y disipado, lo representaremos por
\[
f_1(m_1, m_1'')
\]
La Energía eléctrica (1902-04-10 00:00:00), página 11

Aplicando las fórmulas de M. Barbier relativas al esfuerzo de tracción, obtenemos para dicho esfuerzo, en el caso que consideramos y en tramo horizontal, 4.000 kilogramos á la velocidad de 200 kilómetros por hora. Pero sabido es que hay locomotoras que dan 2.500 á 3.000 kilogramos normalmente, de modo que se ve que en la velocidad mencionada no hay exageración y que con tal organización del servicio casi es posible obtenerla actualmente, cuanto más con los motores eléctricos, y teniendo en cuenta el rendimiento de estos últimos, se comprende que aun con grandes rampas no resultaría la tracción más dispendiosa que lo es en el día.

Pero el procedimiento á que nos referimos llevaría consigo tal pérdida de tiempo en la ma-

Fig. 1

niobra de las estaciones, que la velocidad media, en vez de aumentar, disminuiría considerablemente. Esto es lo que podrá evitarse con la tracción eléctrica, porque dando á la vía en las estaciones la forma indicada en la fig. 1.a, el tren pasaría por ellas sin detenerse y un automóvil, que haría el servicio entre varias, saldría al mismo tiempo que el tren pasara por la primera, y uniéndose á él dejaría los viajeros y mercancías de todas y tomaría los á ellas destinados.

Como notorio es que una gran parte del tiempo de recorrido de un tren se invierte en las paradas, se comprende el gran aumento que en la velocidad media habrá de producir su supresión.

Por ejemplo: en una línea de 200 kilómetros hay 20 estaciones por término medio, y suponiendo cuatro minutos de pérdida entre parada, estacionamiento y arranque (lo cual no es mucho á 200 kilómetros), daría ochenta minutos en total de pérdida, mientras que á la velocidad supuesta y sin paradas tardaría el tren sesenta minutos en hacer el recorrido.

La dificultad del sistema está precisamente en la unión del automóvil con el tren; pero aun suponiendo que el primero choca con el segundo, con un exceso de velocidad de cinco kilómetros por hora (que nunca sucedería, como luego veremos), la fuerza viva, con los pesos que hemos supuesto, sería de unos 6.000 kilogramómetros, fácil de absorber con frenos de choque adecuados, sin gran aumento de la velocidad de uno ni disminución rápida de la del otro.

La mayor ó menor facilidad de la maniobra depende, como es natural, del motor empleado y de los medios de que disponga el conductor para regular la velocidad.

Bueno será hacer constar antes de ocuparnos de los motores aplicables á los ferrocarriles eléctricos á gran velocidad, que los acumuladores creemos que no se emplearán en ellos, pues

Fig. 2

por muy perfeccionados que se les suponga siempre tendrán los inconvenientes de aumentar el peso muerto y necesitar paradas de más ó menos duración, que disminuyen su velocidad media, con objeto de verificar su carga ó renovación.

El transporte de la energía se hará, pues, por cables aéreos en toda la longitud de la línea; la cuestión es, por tanto, determinar la naturaleza de las corrientes que por ellos circulen.
La Energía eléctrica (1902-04-10 00:00:00), página 14

Recordemos que el número de amperios vueltas necesarios para entrehierro, dientes y núcleo, fué:

\[
X_{eda} = 18.429.
\]

Ateniéndonos á los resultados anteriores, obtendremos:

\[
X_{eda} - X_t = 13.120, \quad X_{eda} + X_t = 23.720.
\]

El diagrama, fig. 34, en que estos valores están marcados, nos exime de más palabras aclaratorias.

Supuesto que hubiera proporcionalidad exacta entre amperios vueltas y líneas de fuerza, esta alteración del flujo de fuerza no tendría la menor influencia sobre la f. e. m., por ser el rectángulo \(a b c d\) igual á la nueva superficie \(a' b' e' f'\). Pero ya se ha dicho antes que, trabajando con altas inducciones magnéticas, esta proporcionalidad no existe; los amperios vueltas crecen algo más rápidamente que los flujos de fuerza correspondientes (fig. 15).

Sin entrar más en esas consideraciones simples, vemos que los amperios vueltas transversales producirían en nuestro caso un pequeño descenso de la f. e. m.; si no se aumentara el flujo de fuerza y los amperios vueltas del campo.

Con auxilio de las curvas de imantación de Kapp, hallamos finalmente que, en vez de

\[
N = 10,
\]

hemos de tomar:

\[
N = 10,5 \text{ unidades, } CGS \times 10^6.
\]

(1)

Con este nuevo valor todos los otros, naturalmente, aumentarán. Tendremos:

\[
\begin{array}{ll}
B_a = 12.500 & X_a = 170 (4,5) \\
B_d = 21.000 & X_d = 2.250 (380) \\
B_e = 10.900 & X_e = 17.450 \\
\hline
X_{eda} = 19.870
\end{array}
\]

Siguiendo iguales procedimientos que antes, el cálculo nos suministra:

\[
\begin{array}{ll}
N_s = 1,32 & N_p = N + N_s = 11,82 \\
B_p = 15.400 & X_p = 1.120 (25) \\
B_m = 11.000 & X_m = 240 (3,8) \\
X' = X_a + X_d + X_e + X_p + X_m = 21.230
\end{array}
\]

Pasemos á los amperios vueltas antagónicos, calculando su influencia sobre el campo. Debe suponerse que un decalaje de las escobillas hasta la margen del polo próximo, como, por ejemplo, indica la fig. 29, basta para hacer desaparecer el chispazo. Entre cada dos polos se encuentran cerca de 13 barras, d modo que el número de los amperios vueltas antagónicos \(X_g\), es

\[
X_g = 13 \times \frac{295}{2} = 1.920.
\]

Estos amperios vueltas se han de neutralizar por el campo inductor; de otra suerte tendríamos un gran descenso del voltaje al cargar la dinamo.

Obtendremos finalmente:

(1) Véase núm. 10, año III, tomo IV, pág. 238, y números siguientes.
La Energía eléctrica (1902-04-10 00:00:00), página 15

\( X'' = X' + X_g = 21.230 + 1.920 = 23.150 \),

suministrándonos esta cantidad el número total de los amperios vueltas del campo.

Tenemos que repartir ahora los amperios vueltas entre el devanado en serie y en derivación ó shunt. Con este fin calculamos los amperios vueltas que corresponden al circuito exterior abierto, en el caso de que la excitación en derivación sola suministre el flujo de fuerza. La f. e. m. es de 600 voltios, porque no tenemos pérdidas por efecto Joule en el inducido. Como es sabido, el número de giros de una máquina de vapor que marcha en vacío, se eleva un tanto por ciento; supongamos una elevación de 2 por 100 de los giros, sobre los que tiene á plena carga.

Empleando nuestra fórmula fundamental, se obtiene:

\[
600 = 5 \times \frac{153}{60} \times N_e \times 492 \times 10^{-2},
\]

de modo que el flujo total dentro del tambor:

\[
N_e = 9.55.
\]

La característica estática (fig. 15) nos da los amperios vueltas correspondientes á \( X_e \):

\[
X_e = 17.300.
\]

Siguiendo, pues, el mismo procedimiento que anteriormente, tendremos:

\[
\begin{align*}
N_{se} &= 1.15 \\
B_{pe} &= 13.900 \\
B_{me} &= 9.900 \\
X'_{e} &\cong 17.940
\end{align*}
\]

\[
\begin{align*}
N_{pe} &= N_e + N_{se} = 10.7 \\
X_{pe} &= 450 \\
X_{me} &= 194
\end{align*}
\]

Esta última cifra representa los amperios vueltas del campo derivado.

Se cuentan los amperios vueltas del campo en serie \( X_s \), como diferencia de \( X'' \) y \( X'_e \):

\[
X_s = X'' - X'_e = 5.210.
\]

Es usual admitir, para la energía consumida en la envuelta de derivación, los 2 por 100 de la energía total de la máquina. Consta, pues, que la corriente derivada es, aproximadamente, de 6 amperios. Decidiéndonos por este valor, hallaremos el número de espiras \( n_d \) del campo derivado, mediante

\[
n_d = \frac{17.940}{6} \cong 3.000.
\]

En cada ciclo magnético cerrado, toman parte dos polos vecinos; hemos de arrollar, por lo tanto, en cada polo, 1.500 espiras del campo derivado.

La corriente á plena carga es de 295 amperios, por lo que se han de montar:

\[
n_s = \frac{5.210}{295} \cong 18 \text{ espiras del campo en serie},
\]

ó en cada polo 9 espiras.

(Continuará.)

David Blumenthal,
Ingeniero de la Sociedad anónima de electricidad, antes Schucker y Compañía, Colonia (Alemania).

BIBLIOGRAFIA

Un folleto de M. Picard.

No sabemos si es descendiente del sabio físico francés cuyas medidas precisas de la tierra condujeron al célebre Newton á comprobar en la luna su admirable ley de gravitación. El que citamos es también eminente físico y mecánico, miembro del Instituto que, obligado á dar cuenta, desde el punto de vista filosófico, de la parte científica de la Exposición de 1900, ha dedicado en su trabajo un capítulo á la Mecánica y Energética. De ese capítulo, del cual ha hecho tirada aparte, vamos á dar una idea muy ligera; para darla completa habría precisión de reproducirle casi entero.

Dos partes bien marcadas se distinguen en él: la primera contiene reflexiones sobre la Mecánica en
La Energía eléctrica (1902-04-10 00:00:00), página 19

El cortacircuitos debe reunir las condiciones siguientes:

Debe ser á prueba de calor, no debe fundirse al contacto, y la parte movible no debe producir ruido con corrientes alternativas. Estas condiciones, aunque difíciles, se han satisfecho embebiendo el carrete en cemento, haciendo el contacto de plata y suspendiendo la parte movible de un solo punto.

El cortacircuitos está representado en la fig. 1.ª: 1, es el carrete; 2, el núcleo; 3, la armadura ó par- te móvil, que es de sección circular; 4, es una cinta de plata que hace contacto con dos alambres de plata que no se ven, en forma de V; 5, es un trozo de acero que va sujeto á la armadura por un perno; 6, es una varilla de acero que sirve de soporte á la armadura; y 7, es un orificio en el trozo de acero 5, algo mayor que la varilla 6; de modo que cuando la armadura es atraída por el electroimán, solamente hay un punto de contacto entre 5 y 6. Esta disposición evita el ruido persistente en los tipos corrientes de aparatos de corrientes alternativas.

Las lámparas más en uso son las siguientes:

    Bujías.
    Voltaje.
    Número de filamentos.
    Usos.

    50
    110
    1
    Interior.

    50
    110
    1
    Exterior.

    50
    220
    1
    Interior.

    50
    220
    1
    Exterior.

    100
    220
    2
    Interior.

    170
    220
    3
    Interior.

    400
    220
    6
    Interior.

    400
    220
    6
    Exterior.

    2.000
    220
    36
    Interior.

La disposición general es igual en todas. Las lámparas para el interior llevan adornos de bronce, mientras que las empleadas en el exterior son todas de hierro. Las lámparas de un filamento llevan cortacircuitos unipolares y las demás bipolares. La razón es que en las lámparas de muchos filamentos la gran temperatura hace que tienda á haber derivaciones entre los filamentos y calentadores, á no ser que éstos estén completamente fuera del circuito.

Describiremos la lámpara de seis filamentos. Va suspendida por un anillo que sirve de cerrojo y que

al ser quitado permite ver todo el interior del aparato. Los lastres van colocados en círculo alrededor del cortacircuito, estando todo arreglado de modo que pueda llegarse fácilmente á todas las partes. Las conexiones se hacen con pequeños enchufes de aluminio; todo esto va montado en porcelana, no habiendo en toda la lámpara nada que sea combustible.

Los calentadores y filamentos van unidos á una pieza ó soporte separable, de modo que los primeros están encima de los segundos; esto produce concentración del calor tanto del calentador como del filamento y ausencia de sombras.

La disposición de una de estas lámparas está indicada en la fig. 2.ª: 1 y 2, extremos de la línea; 3 bobina; 4, cortacircuito; 5, calentador; 6, filamentos; 7, lastres ó compensadores, habiendo uno por filamento.

La calidad de la luz de las lámparas Nerast es notable por su belleza y por su semejanza con la luz del día.—A. FERNÁNDEZ.

Nueva disposición de toma de corriente por contacto superficial.

La realiza la idea da por A. Webster, mediante el mecanismo indicado en la figura.

A poca distancia de uno de los carriles R va el
La Energía eléctrica (1902-04-10 00:00:00), página 2

Admitamos aún que se combinan una masa \( m_2' \) del cuerpo M', con una masa \( m_2'' \) del cuerpo M'', y que el trabajo desarrollado y consumido se representa por

\[
f_3 (m_2', m_2'').
\]

Por último, admitamos una combinación de los tres cuerpos M, M', M'' en que entren las cantidades de ellos, representadas por \( m_3, m_3', m_3'' \), y designemos el trabajo potencial desarrollado y consumido por

\[
f_4 (m_3, m_3', m_3'').
\]

Estas combinaciones hipotéticas habrán desarrollado y consumido un trabajo potencial que designaremos por V, y que vendrá expresado de este modo:

\[
V = f(m, m') + f_1 (m_1, m_1'') + f_2 (m_2', m_2'') + f_3 (m_3, m_3', m_3'').
\]

Pero podrá suceder que queden sin entrar en las combinaciones: del cuerpo M, una masa \( m_4 \); del cuerpo M', una masa \( m_4' \), y del cuerpo M'', una masa \( m_4'' \).

Es evidente que las variables (\( m \)) no son arbitrarias. La suma de todas las de la primera clase, debe ser igual á M; la suma de las segundas, á M'; la suma de las terceras, á M''.

Tendremos, por lo tanto, las tres ecuaciones de condición siguiente:

\[
\begin{align*}
m + m_1 + m_2 + m_4 &= M, \\
m' + m_1' + m_2' + m_4' &= M', \\
m'' + m_2'' + m_3'' + m_4'' &= M''.
\end{align*}
\]

Tenemos 12 variables y tres ecuaciones de condición, luego quedarán nueve variables independientes.

Y el problema de la combinación química queda reducido al siguiente problema de máximos y mínimos:

El problema queda reducido, como acabamos de ver, á buscar valores para las 12 variables, de suerte que V sea un máximo.

Pero las 12 variables no son independientes, sino que, por el contrario, entre ellas existen tres ecuaciones de condición, que son las tres últimas del grupo precedente.

De todas maneras, el problema es un problema sencillo y ya resuelto, dado que se conocieran las funciones \( f \).

Observemos, sin embargo, que este no es el verdadero problema de la Química actual; porque los cuerpos simples, y también los cuerpos compuestos, no se combinan en proporciones indefinidas, sino en proporciones perfectamente determinadas. De suerte que en las funciones \( f \) los valores de \( m \) no pueden ser arbitrarios; mejor dicho, una cantidad \( m \) del cuerpo M no se puede combinar con una cantidad arbitraria \( m' \) del cuerpo M'.

Por ejemplo: si \( p \) y \( p' \) son los pesos atómicos de M y M' es preciso que se tenga la relación

\[
\frac{m}{m'} = \frac{p}{p'}
\]

Y lo mismo para todos los demás términos de la primera ecuación.

Más aún: dos cuerpos M y M' pueden dar varios compuestos; así puede suceder que existan como posibles las combinaciones de \( p \) con \( p' \); \( p \) con \( 2\ p' \); \( p \) con \( 3\ p' \); y en algunos cuerpos otras combinaciones más.

(Continuará.)