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La Energía eléctrica (1906-09-25 00:00:00), página 1

La Energía Eléctrica

REVISTA GENERAL DE ELECTRICIDAD Y SUS APLICACIONES

PUBLICACIÓN QUINCENAL ILUSTRADA

SUMARIO
Problemas relativos á la tracción eléctrica, por Mariano Rubió y Bellvé.—Costo comparativo de una central con máquinas de vapor alternativas, otra con turbodinamios y otra con motores de gas, por J. G. B.—Las corrientes eléctricas vagabundas ó errantes de Barcelona, por Guillermo J. de Guillén-García.—Notas bibliográficas, por S. L. I. Crónica e información: Sobre las turbinas de vapor.—Aguas.—Nuevas sociedades.—Alumbrado de gas acetileno.—Transporte de energía.—Contadores eléctricos.—Vacantes de verificadores.—Sociedad anónima Riley.—Sociedad Española del acumulador Tudor.—Servicio de automóviles en Correos.—Un nuevo tipo de dinamos de corriente alternativa y trifásica, sistema Heyland.—Telegrafía sin hilos.—Comparación entre el gas y la electricidad para el alumbrado público.—El telégrafo impresor automático Murray en Europa.—Influencia de la electricidad atmosférica en la telegrafía sin hilos.—Longitud total de los ferrocarriles eléctricos.—Empresa eléctrica.—Ofertas y demandas.

Problemas relativos á la tracción eléctrica.

( CONTINUACIÓN )

Variaciones de la fuerza electromotriz en los terminales del motor.—La fórmula (9)

\[
e = \frac{rE}{R} + \frac{(R - r) e'}{R}
\]

permite estudiar el régimen de marcha de un electromotor y reconocer el influjo de las diversas cantidades que entran en dicha fórmula.

Primer caso. El motor está parado al cerrarse el circuito, para que reciba la acción de la corriente eléctrica. En esta hipótesis, el valor de \( e' \), fuerza contraelectromotriz, es cero; por cuanto depende de la velocidad (fórmula 7) y ésta la suponemos nula.

Se tiene, pues, sencillamente:

\[
e = \frac{rE}{R}
\]

Ejemplo.—Sea un electromotor cuya resistencia interior es de 3 ohmios. La resistencia del circuito total, teniendo en cuenta la resistencia de arranque, 4 ohmios, y el voltaje de la corriente 550 voltios. Se tiene, pues:

\[
r = 3 \text{ ohmios}, \\
R = 4 \text{ ohmios}, \\
E = 550 \text{ voltios}.
\]

La diferencia de potencial en los terminales del motor será:

\[
e = \frac{3 \times 550}{4} = 412 \text{ voltios}.
\]

Segundo caso. El motor inicia su movimiento ejercitando un trabajo interior, la fuerza contraelectromotriz \( e' \) empieza á crecer, y, como expresa la fórmula (9), crece también el valor de \( e \).

Ejemplo.—Partiendo de los mismos datos que en el ejemplo anterior, supongamos que, dado el número de revoluciones del motor, el valor de \( e' \) llegará á 400 voltios. La resistencia B del circuito total ha descendido notablemente á causa de que se han suprimido
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cómo la corriente marcada por el galvanómetro la origina el tranvía. Puede substituir el teléfono al galvanómetro.

El segundo procedimiento de investigación puede emplearse dentro de las habitaciones, poniendo en comunicación, por medio de un hilo metálico, dos cañerías de diferente red, principalmente entre cañería de gas Lebon y cañería de gas Catalana, con la condición que haya buena comunicación entre el ramal de la habitación y la cañería de la calle. El galvanómetro que se intercala entre estas dos cañerías nos da á conocer la variabilidad de las corrientes vagabundas que examinamos en las diferentes horas del día y hasta en los diferentes minutos de la hora.

La intensidad de estas corrientes varía según sea el sitio de la experimentación, y tanto es así, que mientras que en casa del doctor Cirera, en la calle de Fontanella, encontramos una corriente máxima de 30 miliamperios, en la calle de Cortes fué menor, tres y medio, y cerca de la Sagrera de casi tres miliamperios.

En la medición de estas corrientes, siendo de muy pequeño voltaje, hay que emplear miliamperímetros de muy poca resistencia, de muy pocos ohmios; pues si se emplean los destinados á medir corrientes de algunos voltios, marcan mucho menos que los otros. Esto nos dice que cuando usemos un galvanómetro para este estudio debe ser de muy poca resistencia y de poca sensibilidad relativa. Para mis experiencias me tuve que valer de uno de nueve ohmios.

Atravesando el subsuelo de una calle, además de las corrientes eléctricas vagabundas, las corrientes telúricas, las desviaciones del galvanómetro se refieren á la acción combinada de todas ellas, y el gráfico que se construye con estos datos es la resultante de todas estas corrientes. Para reconocerlas y comprender su importancia hay que valerse de procedimientos especiales.

En mi habitación de la calle de Cortes, núm. 619 moderno, adopté varios. Con los resultados de uno de ellos se formó un gráfico (cuyo grabado se publica), y del que se ha dibujado en la pizarra un extracto. De éste me ocuparé.

Pusimos en comunicación, por medio de un hilo metálico, la cañería de gas de Lebon y Compañía intercalando en esta línea un galvanómetro de sólo nueve ohmios de resistencia. Se originó una corriente eléctrica de la cañería de la Catalana á la de Lebon y Compañía, comprendiéndose bien esta dirección ó marcha cuando se sabe que la tubería de la Catalana está sin cubrir, recibiendo directamente las corrientes vagabundas ó errantes, mientras que la de Lebon y Compañía tie-
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El trabajo del motor, medido sobre el eje ó árbol, en una revolución completa, será:

\[
F \times 2\pi r,
\]

pero como \( Fr = p \) kilógrámetros, el referido trabajo podrá expresarse por

\[
2\pi p \quad \text{(trabajo en una revolución)}.
\]

La potencia, que es el trabajo en la unidad de tiempo, será el producto de esta cantidad por el número N de revoluciones por segundo.

La potencia, en función del par motor, será, pues:

\[
P_u = 2\pi pN \qquad p = \frac{P_u}{2\pi N}
\]

por otra parte, tenemos:

\[
P_u = e'I = nNMI
\]

de donde se deduce:

\[
2\pi pN = nNMI
\]

y por lo tanto,

\[
p = \frac{nMI}{2\pi}.
\]

Esta fórmula demuestra que el par motor es proporcional á la intensidad de la corriente absorbida y al número de espiras del inducido \( n \) y al flujo magnético M.

Ejemplo 1.º—Supongamos que el motor haya de desarrollar una potencia eléctrica útil de 30 caballos, siendo el número de revoluciones del inducido de 6 por \( 1^{\circ} \). Se tendrá:

\[
p = \frac{P_u}{2\pi N} = \frac{39 \times 75}{2 \times 3,14 \times 6} = \frac{2,250}{37,68} = 59 \text{ kilógrámetros}.
\]

Ejemplo 2.º—Sea:

Número de espiras..., \( n = 220 \).
Flujo magnético..., \( M = 36 \times 10^6 \) unidades C. G. S.
Corriente absorbida... \( I = 45 \) amperios \( = 45 \times 10^{-1} \) unidades C. G. S.

Se tendrá:

\[
p = \frac{nMI}{2\pi} = \frac{220 \times 36 \times 10^6 \times 45 \times 10^{-1}}{2 \times 3,14} = \frac{35,640 \times 10^6}{6,28} = 5,60 \times 10^6 \text{ kgs.} =
\]
\[
= \frac{560 \times 10^5}{9,81 \times 10^5} = 57 \text{ kilógrámetros}.
\]

Esfuerzo en la llanta de las ruedas motrices.—Es la fuerza tangencial debida al motor, medida en la periferia de las ruedas del carroaje. Si el engranaje que reduce la velocidad del motor está construido de modo que la relación del diámetro de la rueda dentada al del pistón sea Q, el par motor \( p' \), en la llanta sería

\[
p' = pQ \text{ kilógrámetros}.
\]

Del par motor puede deducirse sencillamente el esfuerzo en la llanta de las ruedas dividiendo el producto anterior por el radio \( r \) de dichas ruedas. Llamando \( F_m \) á dicho esfuerzo, se tendrá:

\[
F_m = \frac{p'}{r} = \frac{pQ}{r} \text{ kgs.}
\]

Ejemplo: Sea

\[
p = 30 \text{ kilógrámetros}, \\
Q = 4 : 1 = 4, \\
r = 0,40 \text{ m.}
\]

Se tendrá:

\[
F_m = \frac{30 \times 4}{0,4} = 300 \text{ kgs.}
\]

Velocidad de los motores.—Al tratar de la fuerza contraelectromotriz dijimos que el valor de ésta podía expresarse:

\[
e' = nNM
\]
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La Energía Eléctrica
REVISTA GENERAL DE ELECTRICIDAD Y SUS APLICACIONES
PUBLICACIÓN QUINCENAL ILUSTRADA

SUMARIO
Problemas relativos á la tracción eléctrica, por Mariano Rubio y Bellvé.—Los ferrocarriles eléctricos del Mont-Blanc, por Eduardo Gallego.—Instalación Cromo-Nembo, por Sancho López.—Crónica e Información: Pruebas del telekino. Tranvías eléctricos.—Ferrocarril eléctrico Palma Soller.—La telegrafía sin hilos.—Juntas de Sociedades.—Nuevas Sociedades.—El paso en curva de los tranvías.—Nuevas centrales.—Instalación hidroeléctrica á 63,000 voltios de Winnipeg, Manioba (Estados Unidos).—Método cálculo de las derivaciones de alumbrado.—Los detectores electrofíticos y su empleo en las medidas eléctricas.—Fusión de Sociedades.—Imitación de controlleurs Thomson-Houston.—Duración de las lámparas de incandescencia.—Ofertas y demandas.

Problemas relativos á la tracción eléctrica.

(CONCLUSIÓN)

Influencia de las variaciones de voltaje e intensidad en la velocidad y par motor.—Los motores arrollados en serie, que se emplean en los tranvías, sufren en menor escala que los arrollados en derivación la disminución de potencia consiguiente á una pérdida de voltaje en la línea. Esta cualidad es del mayor interés, pues las líneas de tranvía pueden estar accidentalmente muy cargadas y en este caso la pérdida de potencial debida á la resistencia del conductor aéreo y á la de la línea de retorno, por los carriles, puede resultar muy considerable.

El examen de la fórmula que da la velocidad

\[
N = \frac{e - rI}{nM}
\]

prueba que toda reducción del voltaje e debe producir una disminución en el valor del numerador; pero como el flujo magnético M y la intensidad I disminuyen también con el descenso del potencial, resulta que la variación del valor de la fracción, y por lo tanto de N, no es tan grande, dentro de ciertos límites, como pudiera creerse. En los motores arrollados en derivación, al disminuir el voltaje y disminuir por lo tanto la velocidad, decrece la fuerza contraelectromotriz, aumenta la intensidad de la corriente absorbida, crece la reacción del inducido y decrece el flujo magnético de tal modo que, á pesar del aumento de I, la reducción de M puede ser tan considerable, que el valor p del par motor

\[
p = \frac{nMI}{2\pi}
\]

llegue á ser menos que el necesario para vencer el trabajo exterior y pararse el motor. En cambio los motores en derivación son autorreguladores de velocidad, si el voltaje es constante; pues si el trabajo exterior decrece, la velocidad tiende á aumentar, lo cual produce un rápido aumento de la fuerza contraelectromotriz, y por lo tanto descenso de la intensidad absorbida, en el par motor y la velocidad que se ajuste pronto al tipo normal. Si
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eléctrico de los interruptores de alta tensión, las lámparas de fase y los interruptores para éstas, están montados sobre la mesa; la palanca para el desenganche mecánico de los interruptores está montada en el volante de maniobra. El cuadro para la excitación comprende dos volantes para la regulación del shunt de las generatrices y dos palancas dobles para los interruptores bipolares.

El voltímetro general está montado sobre una consola, en la parte superior y en el centro de los cuadros de distribución.

Los reóstatos de regulación para los campos de las generatrices están en el sótano, directamente debajo de los cuadros de distribución, y pueden comprobarse y vigilarse sin peligro alguno durante la marcha. (Véase la fig. 7.)

En el tercer piso del edificio de aparatos se encuentran los pararrayos, estando separada cada fase de la otra por un muro. Los pararrayos son del tipo Wurtz y están perfectamente aislados de tierra por medio de aisladores de porcelana. (Véase la fig. 17.)

A la misma altura que los pararrayos parte la línea de alta tensión. Cada hilo sale de la central por una ventana a través de un orificio practicado en las vidrieras. En este sitio el hilo pasa por un tubo de cristal de paredes gruesas, mantenido en su posición normal por pequeños embudos de cobre soldados al hilo. La distancia mínima entre cada hilo de partida, y todo cuerpo no aislado, es de 250 milímetros.

LÍNEA.—La línea (figs. 11 y 12) que tiene una longitud aproximada de 32 kilómetros, sigue casi el curso del Serio en el Val Seriana y partiendo de Cromo llega á Nembro á las fábricas de la casa Crespi y Compañía, de Milán.

Ha sido calculada para transportar la energía total de 4.000 caballos, con una pérdida máxima del 5 por 100. La constituyen tres hilos de cobre de 6,5 milímetros de diámetro, montados sobre aisladores Delta de la fábrica de porcelana Hermsdorf (fig. 13); modelo nuevo estudiado para esta instalación, con

Fig. 16.—Interruptor de socorro y entrada de línea en la estación transformadora.

Fig. 17.—Pararrayos y barras colectoras de 40.000 voltios.
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todas las ventajas de los aisladores ordinarios tipo Delta. Antes de la entrega de los aisladores, y además de otras experiencias, se sometió cada aislador á la tensión de 80.000 voltios; prueba que da una seguridad completa y satisfactoria para el aislamiento de la línea.

Los postes, ordinariamente, tienen una altura de 8 metros (9 para los cruzamientos) y y los aisladores más bajos están 7,5 metros del suelo y 8,5 en los cruces. En los grandes tramos y ángulos vivos se han colocado dos postes y los aisladores se han fijado los tres á la misma altura, sobre una sola traviesa á la distancia uno de otro de 1.000 milímetros. El mayor tramo es de 120 metros y el ángulo más agudo de 145°. (Véase la fig 12.) En San Carlo, la línea cruza una línea de corriente monofásica á 2.000 voltios y en Albino otra línea y un canal. La distancia media de los postes es de 40 metros.

ESTACIÓN TRANSFORMADORA DE NEMBRO.—La estación de transformación para el establecimiento Crespi se encuentra en Nembro, regulándose desde la central el voltaje, de modo que en Nembro tenga un valor constante de 3.800 voltios.

Los tres transformadores de la estación (fig. 14) son trifásicos, del mismo tipo que los de la central de Cromo, pero más pequeños.

Su potencia es de 500 K. V. A., de 50 períodos, con una relación de transformación de \( \frac{38.000}{500} \) voltios.

Su rendimiento para cos \( \varphi = 1 \) y á plena carga, llega al 97,6 por 100; el rendimiento garantizado era de 96,8 por 100; la caída de tensión para cos \( \varphi = 1 \) á plena carga, es de 0,8 por 100, y para cos \( \varphi = 0,7 \) y á plena carga, de 2,9 por 100.

El aislamiento entre los arrollamientos primario y secundario se ensayó á una tensión de 57.000 voltios.

Las dimensiones del espacio que ocupan los transformadores, son las siguientes:

    Longitud
    1.600 metros.

    Anchura
    1.155 »

    Altura
    2.005 »

Para la refrigeración de cada transformador se necesitan 13 litros de agua por minuto.

El esquema de esta estación es el de la figura 15, que en líneas generales para el circuito de alta tensión es el mismo que el de la estación de Cromo.

Sobre un poste de madera, y en la parte exterior del edificio, hay colocado un inte-

Fig. 18.—Barras colectoras secundarias con transformadores de corriente y piezas de conexión amovibles.
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ruptor de socorro (fig. 16), mediante el cual puede ponerse toda la estación secundaria fuera de circuito.

Como este interruptor tripolar está montado al aire libre, podrá suceder que, estando la estación secundaria fuera de circuito, se produzcan descargas entre la canalización bajo tensión y la canalización que entra en la estación; sea porque un cuerpo extraño se encuentre entre las antenas del interruptor, ó que en tiempo húmedo provoque estas descargas. Para evitar un peligro de esta naturaleza, se han montado con el interruptor tres contactos, de tal modo, que cuando el interruptor está abierto, ponen á las tres líneas que penetran en estación secundaria en corte circuito entre sí y en comunicación con tierra.

Fig. 19.—Plano y perfiles de la estación receptora de Nembo.
I y III.—Local para los aparatos de baja tensión, á 500 voltios.
II.—Local de los cuadros de maniobra.
IV.—Local de los transformadores.
V.—Idem de los interruptores.
VI.—Idem de las barras colectoras.
VII.—Local de los pararrayos.

Después de su entrada en la estación, con la misma disposición que á la partida en Cromo, atraviesa la línea los pararrayos y va á las barras colectivas primarias de 38.000 voltios. De aquí parten las canalizaciones, que van á los transformadores. En cada uno de éstos, van unidos: tres piezas de conexión amovibles unipolares y tres interruptores en aceite de alta tensión unipolares. En el circuito secundario de cada uno de los transformadores hay piezas amovibles de conexión tripolares y dos transformadores de corriente, de los cuales uno alimenta el relais de máxima y el amperímetro, y el otro el relais sólo. (Véase la fig. 18.) Los transformadores trabajan sobre barras colectoras á 500 voltios, de donde parten feeders con interruptor y cortacircuitos fusibles. Los motores trabajan á la tensión de 500 voltios. En las barras colectoras de 500 voltios está conectado un gran voltmetro de estación.

La estación de transformación tiene un parterre y dos pisos (fig. 19): el parterre y el primer piso están divididos en dos partes. En la parte trasera del parterre están los trans-
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formadores, y en la delantera las barras colectoras secundarias, las piezas de conexión y los transformadores de corriente (fig. 18).

En el primer piso, encima del espacio ocupado por los transformadores, están los interruptores automáticos de alta tensión, igualmente dispuestos y construidos que los de la estación de Cromo. En la parte delantera se encuentran los cuadros de maniobra para el servicio de dos interruptores en aceite de alta tensión, dos interruptores de 500 voltios y los fusibles de los feeders de 500 voltios.

Los cuadros de maniobra recuerdan, por su aspecto exterior, los de Cromo; pero en las de Nembro no hay más que un volante de maniobra para los interruptores de alta tensión, y debajo los relais bipolares de máxima (fig. 20).

Sobre el tablero inclinado de mármol hay un amperímetro que, por medio de un transformador de corriente, se une al circuito secundario de los transformadores.

El voltímetro de estación está montado separadamente en una pequeña placa de mármol (fig. 20). En el segundo piso se encuentran las barras colectoras de 38.000 voltios, dispuestas igualmente que en entrada de la línea de alta tensión.

Fig. 20.—Cuadro de maniobra para los primarios y secundarios de los transformadores y para los feeders de 500 voltios.

SANCHO LÓPEZ.

CRÓNICA E INFORMACIÓN

Pruebas del telekino.—Con la concisión obligada de una noticia informativa, vamos á tratar, á reserva de ser más extensos en otra ocasión, de las pruebas oficiales del notable invento del Sr. Torres Quevedo.

El 25 del pasado Septiembre y ante representaciones de S. M. el Rey, Gobierno, corporaciones oficiales y científicas, se verificaron las interesantes pruebas del telekino, comenzando á las cuatro y quince minutos de la tarde, haciendo maniobrar con maravillosa precisión el bote Vizcaya que llevaba instalados los aparatos receptores, desde la te-

rraza del Club marítimo del Abra donde estaba la estación de transmisión.

El eminente ingeniero de caminos D. Eduardo Torres Quevedo, con la cooperación del oficial del Cuerpo de Telégrafos D. Lorenzo Rodrigo, ayudante del inventor y peritísimo electricista que honra al Cuerpo á que pertenece, hicieron funcionar el aparato transmisor y el bote que, sin más tripulación á su bordo que el sorprendente invento de Torres Quevedo, comenzó su marcha evolucionando con gran precisión, haciendo difíciles maniobras y sorteando multitud de embarcaciones obedeciendo
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Impuestos municipales.

Haciéndose cada vez más imposible la vida industrial de las empresas eléctricas, por los siempre crecientes y nuevos arbitrios que los Ayuntamientos imponen sobre la conducción, canalización y distribución de las corrientes eléctricas, La Unión Eléctrica, con fecha 20 de Septiembre, ha reproducido al ministro de la Gobernación, al propio tiempo que solicita resolución definitiva, la exposición que se le presentó con fecha 7 de Diciembre de 1904.

El Reglamento de servicio en las fábricas de electricidad.

Circular.—Habiéndose pasado á las Centrales de electricidad por algunos Gobiernos civiles de las provincias en que aquéllas están emplazadas, oficios ó circulares solicitando la remisión de los Reglamentos de servicio, rogamos á las Empresas que tengan redactados tales Reglamentos, remitan un ejemplar á la Secretaría de la U. E. E., con el fin de redactar unas instrucciones generales, de las que las Centrales todas puedan sacar los datos necesarios para la formación de dichos Reglamentos.

Los oficios á que se hace referencia en esta circular, dicen, con ligeras variantes, lo que sigue:

«En la Real orden dictada por el Ministerio de Fomento con motivo de las dos instancias de la Unión Eléctrica Española y de los fabricantes de electricidad de Teruel, sobre las visitas de inspección á las instalaciones eléctricas, se han dictado, entre otras, las disposiciones siguientes:

1.a Para las Empresas que tengan aprobados por la Administración un Reglamento de servicio, las visitas de carácter periódico de la Inspección facultativa se reducirán á una por año, que podrá realizarse por el ingeniero jefe ó por el ingeniero en quien aquél delegue para las inspecciones por la Jefatura de Obras públicas. Las Empresas cuya concesión se hubiese otorgado con anterioridad al Reglamento de 7 de Octubre de 1904, presentarán asimismo el Reglamento de servicio á que se refiere el artículo del de instalaciones eléctricas.

Y careciendo esa instalación de la aprobación del Reglamento que se halla prevenido en el de 7 de Octubre de 1904, se lo comunico á usted para que, dentro de la brevedad posible, remita á este Gobierno un duplicado del mismo, á los efectos que quedan expresados.

Señor director gerente de la Sociedad....»

AGRUPACIÓN DE CASTILLA LA NUEVA Y EXTREMADURA

Centrales que han abonado su cuota.

    Centrales
    Cuota

    Eléctricas Reunidas (semestre)
    155,00

    Hidroeléctrica de Huesca
    50,00

    Electra Alcañiz
    10,00

    Idem Vozmediano
    40,00

    Cavero y Mola
    10,00

    Electra Concordia (Pinseque)
    10,00

    Idem de Torres
    10,00

    Idem de Luceni
    10,00

    Rivera, Bernard y Compañía
    30,00

    Catalana de Electricidad
    260,00

    TOTAL
    585,00

Madrid 30 de Agosto 1906.—El Secretario, Eduardo Gallego.
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Rendimiento industrial de los motores.—El rendimiento práctico ó industrial de los motores es menor que el rendimiento eléctrico, pues hay otras varias causas de pérdida de energía, además de la debida á la ley de Joule, única que hasta ahora hemos tenido en cuenta. Tales son la disipación debida á la histeresis y la degradación causada por las corrientes de Foucault. Ambas causas son difíciles de calcular teóricamente; de modo que, para obtener el rendimiento industrial, no hay más remedio que medir por medio del freno la potencia mecánica útil que puede recogerse cuando el motor absorbe la corriente con intensidades variables, que pueden crecer de 10 en 10 amperios, por ejemplo, siempre manteniendo una diferencia de potencial constante en los terminales del motor. De esta manera se pueden anotar las cifras de la potencia mecánica útil que corresponde á las sucesivas potencias eléctricas empleadas, y, por lo tanto, el rendimiento industrial

\[
\frac{P_i}{P}
\]

que es la relación entre la potencia industrial del motor y la potencia eléctrica total absorbida por el mismo.

Inútil es indicar que, además de estas pérdidas de indole eléctrica, existen las de orden puramente mecánico, debidas á los rozamientos, que aminoran el esfuerzo total, útil, en la llanta de las ruedas motrices.

Curvas características de los motores—Los resultados de los ensayos de los

motores suelen consignarse en un cuadro gráfico, en el que, por medio de curvas, se señalan los diferentes elementos característicos del modo de funcionar de aquéllos.

El grabado adjunto representa las curvas características de los motores del tranvía de