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La Energía eléctrica (1918-06-25 00:00:00), página 13

BOLETIN DE LA Unión Eléctrica Española

Año XV. Madrid 25 de Junio de 1918. Num. 12

MINISTERIO DE FOMENTO
Electroculación de un ingeniero

El señor ministro de Fomento ha presentado a las Cortes el siguiente proyecto de ley:
«No necesita de grandes encarecimientos para su justificación el proyecto de ley adjunto. Se trata de la concesión de una pensión a la viuda del ingeniero de Caminos, Canales y Puertos D. Jacinto Martín Prat, muerto instantáneamente a consecuencia de una descarga eléctrica al reconocer, en acto del servicio, una línea de alta tensión establecida recientemente por la Sociedad Fuerzas y Riegos del Ebro. El expediente que se instruyó en la Jefatura de Obras públicas de la provincia comprueba plenamente aquella circunstancia, sin que quiera atribuir el accidente a ninguna imprudencia del ilustre funcionario muerto en el cumplimiento de su deber.

Y como en otros casos, de que son testimonio las leyes de 29 de Junio y 7 de Julio de 1911, que reconocieron sendas pensiones a las viudas de los Sres. Vega y Esteban, ingeniero de Minas este último, sin aludir a las muchas que han reconocido pensión equivalente al sueldo que sus maridos disfrutaban, a las viudas de militares y marinos que dejaban escasos derechos pasivos, el Estado ha acordado siempre estas concesiones como expresión de su justicia y homenaje al funcionario o al hombre de Estado que le dieron su vida o sus talentos, el ministro que suscribe entiende cumplir una sagrada obligación al presentar a la deliberación del Parlamento el siguiente

PROYECTO DE LEY

Artículo único. Se concede a Dª Sofía Palanca y Martínez Fortún, viuda del ingeniero de Caminos Canales y Puertos D. Jacinto Martín Prat, muerto en acto del servicio, como pensión extraordinaria y sin perjuicio de los derechos de montepío que puedan corresponderla, la cantidad de 3.500 pesetas anuales, equivalente al sueldo que aquél tenía asignado por su cargo.

Al fallecimiento de dicha señora o porque cambiara de estado, la pensión pasará íntegra a los hijos habidos en su matrimonio con el Sr. Martín Prat, y con el derecho de acrecer entre sí.

Madrid, 23 de Mayo de 1918.—El ministro de Fomento, Francisco Cambó.»

Aplaudimos tan plausible como justa iniciativa.

Real decreto autorizando al ministro de este departamento para presentar a las Cortes un proyecto de ley para que, a solicitud de las Empresas concesionarias de las redes de tranvías y de los Ayuntamientos interesados, pueda fijar fecha única para la reversión de todas las líneas que constituyan cada red. (Gaceta del 7 de Junio de 1918).

REAL DECRETO

De acuerdo con Mi Consejo de ministros,
Vengo en autorizar al de Fomento para que presente a las Cortes un proyecto de ley para que, a solicitud de las Empresas concesionarias de las redes de tranvías y de los Ayuntamientos interesados, pueda fijar fecha única para la reversión de todas las líneas que constituyan cada red.
Dado en Palacio a seis de Junio de mil novecientos diez y ocho.—ALFONSO.—El ministro de Fomento, Francisco Cambó.

A LAS CORTES

Las concesiones de los tranvías están reguladas por la ley de 23 de Noviembre de 1877, en la que
La Energía eléctrica (1918-06-10 00:00:00), página 1

La Energía Eléctrica.

REVISTA GENERAL DE ELECTRICIDAD Y SUS APLICACIONES

SE PUBLICA LOS DIAS 10 Y 25 DE CADA MES

SUMARIO
Electrodinamómetro compensador para el estudio de materiales dieléctricos, por José A. P. del Pulgar.—Telefonía sin hilos, por Antonio Castilla.—Notas bibliográficas, por Sancho López y López.—Crónica e Información: Aguas.—Nuevas sociedades.—Proyecto español de un túnel a través del Estrecho de Gibraltar.—Convocatoria de radiotelegrafistas.—Contadores de electricidad.—Un transbordador para el parque del Oeste.—Ferrocarril eléctrico en proyecto de Torremontalbo a Nájera.—Electrificación de ferrocarriles: Ventajas e inconvenientes.—El tranvía de Mondariz a Vigo.—Tranvías eléctricos de Vigo.—La naftalina en los motores de explosión.—Subastas.—Ofertas y demandas.

Electrodinamómetro compensador para el estudio de materiales dieléctricos

Una serie de ensayos hechos en el laboratorio de medidas eléctricas del I. C. A. I., encaminados a obtener un procedimiento verdaderamente científico y al mismo tiempo, acodado a las exigencias de la técnica industrial para el estudio de los aislamientos de cables y líneas de transporte, sobre todo desde el punto de vista de las pérdidas y del desfase que su capacidad introduce en las corrientes, nos condujo, después de una serie de modificaciones, a la construcción de un aparato fundado, en un principio de compensación distinto del que se suele usar en los galvanómetros y puentes diferenciales, y que quizá pudiera tener algún interés como método de medida (1).

El aparato, tal como se ha construido en los talleres del I. C. A. I., consiste esencialmente en un electrodinamómetro (fig. 1.), cuyo estator está constituido por dos carretes fijos de 1.000 espiras cada uno, seis centímetros de diámetro y 10 centímetros de longitud, sostenidos por soportes de madera y susceptibles de ser desplazados axialmente. Sus extremos van unidos a cuatro bornas independientes, mediante las cuales pueden ponerse en serie o en derivación entre sí y con el equipo móvil. Este está constituido por una bobina plana de hilo de 0,05 milímetros cuadrados de sección y 1.000 espiras también de cinco centímetros de radio medio, el cual está suspendido por dos hilos de plata de 30 centímetros de longitud y 0,8 centímetros de separación de un soporte susceptible de elevar

(1) Se trata de un aparato, fundado en una teoría original de su autor, que salva los errores cometidos en las que han servido de base para los procedimientos de medida aplicados ordinariamente a los dieléctricos, y cuya falta de exactitud era un obstáculo por vencer. El P. Pulgar, ha proyectado y construido en el I. C. A. I. tan notable aparato de medida, que es una muestra más de su vasta cultura en cuestiones de electrotecnia y de su fecundidad provechosa.—(N. de la R.)
La Energía eléctrica (1918-06-10 00:00:00), página 3

En este momento el par del aparato, que es siempre proporcional (1) al producto interno de los vectores \( J_1, J_2 \), ser anula por ser nulo el coseno del ángulo formado por estos vectores. En efecto, siendo

\[
J_1 = I_1 (\cos \varphi_1 - j \sen \varphi_1) \\
J_2 = I_2 (\cos \varphi_2 + j \sen \varphi_2) \\
J_1 J_2 = I_1 I_2 [\cos (\varphi_1 + \varphi_2) + j \sen (\varphi_1 + \varphi_2)]
\]

luego mediante la regulación de \( r \) podremos traer el aparato a cero, y cuando esto se verifique sabremos que \( \varphi_1 \) y \( \varphi_2 \) son complementarios, lo cual nos da una ecuación de equilibrio entre las características de que dependen estos decalajes, ecuación que, como vamos a ver, nos permite determinar \( C \) o \( R \), y mediante un arbitrio que indicaré a continuación, ambas cantidades por separado.

La forma explícita de la ecuación de equilibrio:

\[
S J_1 J_2 = 0,
\]

\[
\tan \varphi_1 = \cotan \varphi_2; \quad \frac{x_1}{r_1} = \frac{A}{B}, \text{ siendo}
\]

\[
Z_1 = r_1 + j x_1; \quad Z_2 = A - j B; \text{ y como}
\]

\[
Z_2 = \frac{1}{R - j C \omega} + z_o + r = \frac{R}{1 - R C \omega} + (r + r_o) - j x.
\]

cuya parte real es

\[
A = R + r + r_o - R C \omega x_o + R C \omega [x_o + R C \omega (r + r_o)]
\]

y la imaginaria

\[
B = \frac{R C \omega (R + r + r_o - R C \omega) - x_o - R C \omega (r + r_o)}{1 - R^2 C^2 \omega^2};
\]

de donde, después de una pequeña transformación,

\[
\tan \varphi_1 = \frac{x_1}{r_1} = \frac{A}{B} = \frac{R + r + r_o + C^2 \omega^2 (r + r_o)}{C \omega - C^2 \omega^2 x_o - \frac{x_o}{R^2}};
\]

tratándose aquí, como hemos dicho, de capacidades muy pequeñas y de resistencias muy grandes, podemos poner con errores de menos que millonésimas

\[
\tan \varphi_1 = \frac{1}{R} + \frac{C^2 \omega^2 (r + r_o)}{C \omega}
\]

(1) J. A. Pérez del Pulgar: Electrocinámica, tomo II, pág. 101.
La Energía eléctrica (1918-06-10 00:00:00), página 4

ecuación en \( C R \) fundamental que es la que se verifica en el momento de equilibrio, donde tangente \( q_c, r, r_o \) son conocidas.

En realidad, este sistema de compensación no nos da otra ecuación, siendo preciso conocer o \( R \), o \( C \), para deducir la otra. Sin embargo, ya aquí podemos observar varias ventajas en este método sobre todos los demás usados.

a) La ecuación [2] no supone de manera alguna que la corriente a través del dieléctrico sea senoidal, a pesar de fundirse en la [1], donde expresamente se ha supuesto esta circunstancia, y la razón es la propiedad bien conocida en los productos internos entre un vector senoidal y otro no senoidal de reducirse al producto interno de solos los armónicos del mismo índice (1). Luego, a condición de que el circuito del estator no contenga hierro y de que la fuerza electromotriz utilizada sea senoidal, las ecuaciones [1] y [2] se verifican entre \( J_1 \) y el primer armónico sólo de \( J_2 \), único que producirá pérdidas wattadas en los aislamientos. De otro modo: el aparato es un verdadero wattímetro, cuyo hilo grueso es el voltímetro para crear un campo intenso con objeto de poder medir muy pequeñas energías. Con esto quedan eliminados los errores sistemáticos de los métodos del puente (2) y los que se fundan en el equilibrio de una capacidad patrón con la que se estudia.

b) El significado verdadero de las cantidades que hemos llamado aquí \( C \) y \( R \) prescinde de toda teoría sobre el modo de funcionar de los dieléctricos. Para hacernos cargo de su significado podemos referirnos a las ecuaciones fundamentales del transporte eléctrico en líneas con aislamiento incompleto y capacidades en derivación (3); tenemos

\[
\begin{align*}
-\frac{dv}{dx} &= L \frac{di}{dt} + Ri \\
-\frac{di}{dx} &= C \frac{dv}{dt} + Av
\end{align*}
\]

ecuaciones conocidísimas, en cuya explicación no me detendré (4). Steinmetz y todos los electricistas de su escuela han tratado de dar a la segunda ecuación la misma solución que a la primera, solución que constituyó un verdadero progreso en el estudio de los circuitos provistos de histéresis magnética. El procedimiento no puede, sin embargo, aplicarse rigurosamente a la segunda ecuación. En efecto, multiplicando por \( v dt \) e integrando en el tiempo de un período, tenemos

\[
-\int_0^T v \frac{di}{dx} dt = W_T = \int_0^T Av^2 dt + \int_0^T Cv dv.
\]

La solución de Steinmetz y de Jordán, Arno, etc., consiste en dar una definición teórica de \( A \) fundada en consideraciones teóricas más o menos plausibles sobre la constitución de los dieléctricos y suponer que, conforme a la teoría clásica,

\[
Cv = q = S \beta = \frac{S \beta}{4 \pi}
\]

y que

\[
v = Ht
\]

(1) J. A. Pérez del Pulgar: Electroindinámica, tomo II, pág. 175.
(2) H. Jordán: Messung dielektrischer Verluste an faserigen Isolierstoffen. B. T. Z. 1911, 127, 160.
(3) R. W. Wagner: Die Fortpflanzung von Strömen in kabeln mit unvollkommenem Dielsktricum: B. T. Z., 1911, 258.
(4) Electroindinámica: tomo II, pág. 131.
La Energía eléctrica (1918-06-10 00:00:00), página 5

siendo \( \delta \) la desidad superficial, \( \beta \) la inducción, \( S \) la superficie, \( H \) la intensidad de campo, Luego substituyendo en la última integral

\[
\int_{\text{c}} q d\sigma = \frac{SI}{4\pi} \int_{\text{c}} \beta dH.
\]

\( SI \) es el volumen de dieléctrico empleado y la última integral es el área de una curva de histéresis, construida con \( \beta \) y \( H \) por coordenadas, y que ha tratado inútilmente de determinarse por procedimientos estáticos paralelos a los de Ewing y Epstein para el hierro.

Esta falta de éxito depende de que las ecuaciones [4] en los dieléctricos reales son falsas, por lo que aquí el área de la curva de histéresis no tiene significado alguno físico. No queda, pues, otro recurso sino admitir que la cantidad \( A \) (ableitung) no es constante, lo cual equivale a decir que la segunda de las ecuaciones [3] no es prácticamente verdadera. Partiendo de este hecho, hoy innegable, y de cuya negación ha derivado, si no me engano, la falta de éxito de los procedimientos de medida aplicados ordinariamente a los dieléctricos reales, llamaremos, sencillamente, conductancia total del dieléctrico al factor por quien hay que multiplicar el cuadrado de la tensión eficaz para obtener la energía total \( W_1 \) perdida por período en el dieléctrico. Entonces la energía o potencia imaginaria es:

\[
Y V^2 = A V^2 - j C \omega V^2.
\]

Donde por definición

\[
A = \frac{1}{R},
\]

es la conductancia, que dependerá, en general, tanto de \( V \) como de la frecuencia, siendo \( R \) lo que llamaremos resistencia aparente del condensador, que, como se ve, nada tiene que ver con el cociente de la tensión constante a la intensidad.

Fig. 2.a

Para poder despejar \( R \) y \( C \) en la ecuación [2], necesitamos otra relación entre estas cantidades. Para conseguirla podríamos poner los dos circuitos en serie y admitir que \( Z_1 \) es despreciable con respecto a \( Z_2 \), midiendo entonces la corriente eficaz que atraviesa el dieléctrico en el mismo aparato, lo que nos daría una relación entre \( C, R, r \) fácil de deducir en la figura 3.a. Esto tiene el inconveniente de que la desviación así obtenida sería proporcional a la intensidad eficaz total

\[
\sqrt{\frac{1}{2} \sum n I^2_n}.
\]
La Energía eléctrica (1918-06-10 00:00:00), página 6

de todos los armónicos, en el supuesto de que los hubiera, cantidad que pudiera ser distinta de la intensidad eficaz del primer armónico, que es la que debiéramos medir.

Fig. 3

Puede eludirse esta dificultad tomando dos medidas, una con tangente \( \varphi \) y otra con tangente \( \varphi' \), cambiando antes, al efecto, la autoinducción \( A \) (fig. 2.). Entonces, de la ecuación [2] se obtiene fácilmente:

\[
C = \frac{L_1 - L'_1}{r_1}
\]

\[
E = \frac{A}{\cos^2 \left[ \frac{L_1}{r_1} - C (r + r') \right]}
\]

El numerador de la primera ecuación se determina de una vez para siempre. En nuestro caso, las autoinducciones determinadas por el método del puente resultaron ser:

\[
L_1 = 0,325 \text{ henrios}, \\
L'_1 = 0,198 \\
r_1 = 552,89 \text{ ohmios}, \\
r'_1 = 360,74
\]

De suerte que

\[
\frac{L_1}{r_1} - \frac{L'_1}{r'_1} = 0,000207.
\]

Para ello se utilizó un puente de bobinas de Carpanier y un galvanómetro balístico de la misma casa, cuya constante balística, determinada previamente, resultó ser de

\[
Cb = 292,10^{-2} \text{ colomios},
\]

siendo el decremento logarítmico

\[
\frac{2}{e} = 0,0861,
\]

y la resistencia

\[
G = 557,5 \text{ ohmios}.
\]
La Energía eléctrica (1918-06-10 00:00:00), página 7

La intensidad suministrada al puente se midió por un miliamperímetro de precisión SH.

Estudiado por este procedimiento un patrón de capacidad SH de 0,5 de microfarad en descarga balística ordinaria, se encontró constantemente \( R = 1,73 \) megaohms a frecuencia constante de 50 períodos entre 50 y 150 voltios, creciendo, por consiguiente, la energía perdida proporcionalmente a los cuadrados de la tensión de 0,00215 vatios a 0,0114 vatios, con arreglo a lo encontrado por Steinmetz y Arno (1). Por el contrario, se encontró que la capacidad reactiva era inferior a 0,5 microfarads creciendo ligeramente con el voltaje de 0,408 a 0,486 microfarads de un modo sensiblemente proporcional al voltaje entre 50 y 150 voltios.

Por el contrario, al variar la frecuencia a voltaje constante de 100 voltios, desde 30 a 60 períodos, la resistencia \( R \) aumentó considerablemente de 1,12 a 2,68 megaohms, mientras la capacidad crecía también, aunque muy poco, de 0,475 a 0,490 microfarads.

Uno de los factores que más hacen variar \( C \) y \( R \) es la temperatura; de aquí la necesidad de procurar mantenerla constante, por disposiciones especiales, y el gran interés que habrá en el estudio de esta influencia.

No he de disimular que la segunda de las fórmulas [5] da fácilmente errores enormes, por ser muy pequeña siempre en la práctica la diferencia encerrada en el paréntesis del denominador. Por ello busco actualmente su substitución por un procedimiento más exacto. No así en la fórmula primera, en donde la diferencia del denominador resultó siempre ser del orden de los 400 ohmios, siendo perfectamente perceptible en el equilibrio del aparato una variación de un ohmio, lo que da un error aproximado del 0,6 por 100.

Por lo demás, el aparato se presta perfectamente a ensayos de alta tensión, pudiendo intercalarse un transformador-elevador en el circuito secundario, que nos daría una tensión invertida y mayor, pero sincrónica con la del primario.

JOSÉ A. P. DEL PULGAR.

Madrid, 1.º Abril 1918.

TELEFONÍA SIN HILOS
(CONTINUACIÓN)
Detalles de construcción de las estaciones C. J. T.

Conforme puede verse en las fotografías adjuntas, todos los organismos, excepto el grupo generador, se hallan instalados en un mueble; la parte transmisora ocupa el cuerpo superior, y el receptor la inferior. Sobre la mesa se ve el manipulador Morse, de modelo ordinario, y el conmutador o llave que permite pasar de onda continua a interrumpida, o viceversa. En el cuerpo bajo de la derecha hay otro cuadro, del cual emergen los mangos de los reóstatos de arranque, de campo de motor y de campo de dinamo; todo queda así al alcance del operador, que sin moverse de su asiento puede realizar cualquier operación que requiera el manejo. Todas las piezas o partes de alta tensión quedan inaccesibles, no habiendo así el menor peligro de accidente para el operador. Por la parte de atrás hay tapas o puertas que normalmente cierran el mueble; únicamente, en caso de avería, necesita quitar los cierres, puesto que todos los ajustes, como cambios de onda, pasar

(1) C. P. Steinmetz: Theorie und Berechnung der Wechselstromerscheinungen, pág. 161.
La Energía eléctrica (1918-06-10 00:00:00), página 8

de telégrafo a teléfono o de transmisión a recepción, etc., pueden realizarse maniobrando en los cuadros de delante. Al cerrarse la parte de atrás sólo quedan al exterior las bornas de conexión, que son nueve, y se hallan divididas en dos grupos separados; el de la derecha, con cuatro bornas, recibe los hilos de alta tensión, que proceden de la dinamo de 1.500 voltios; el de la izquierda contiene dos bornas para la entrada de la corriente de alimentación a 100 o 110 voltios, y tres para los hilos del motor que mueve a la dinamo de alta tensión.

La borna de antena se ve a la izquierda —mirando por detrás— sobre el tablero horizontal superior, y tiene un montaje especial de alto aislamiento; junto a ella se ve otra columnita cónica que soporta una palanca en comunicación con tierra; esta palanca permite poner a tierra la antena en caso de fuerte tormenta. Una doble borna situada en la parte de atrás permite la conexión general a tierra.

La disposición adoptada es muy ventajosa, pues la instalación es factible realizarla en muy poco tiempo, no exigiendo del montador conocimientos especiales. A la realización de un conjunto tan compacto y manejable se presta ciertamente el sistema, porque una de sus características es que en ningún organismo se producen las elevadas tensiones originadas en los transmisores de chispa.

En el cuadro superior de la derecha se ven cuatro lámparas utilizadas como resistencia para cargar la batería de cuatro elementos, que sirven para el encendido de los filamentos del modulador o del Audión receptor; también hay un voltímetro para medir el voltaje de la corriente de alimentación, los fusibles de los diferentes circuitos de baja tensión y un conmutador especial que, en posición «dinamo buque», permite tomar la corriente del generador exterior. En caso de faltar ésta por algún accidente que sucediere a las calderas del barco o al generador, la estación puede, sin embargo, trabajar con toda su potencia; para este fin se dispone de un motor de gasolina, que, en un momento dado, puede acoplarse al grupo motor-dinamo de la estación; entonces el motor de dicho grupo transformase en dinamo para surtir la corriente de baja tensión. El conmutador especial del cuadro de baja se pone en este caso en la posición «emergencia»; esta sencilla operación produce automáticamente las modificaciones necesarias en los circuitos de baja, que permiten trabajen a éstos con menos de 90 voltios, pues, natu-

Fig. 6.ª.—Estación de 10 Kw. de la C. J. T. para la marina mercante (Vista anterior).
La Energía eléctrica (1918-06-10 00:00:00), página 9

ralmente, la máquina, que era antes motor a 110, funcionando ahora como dinamo dará menos tensión en las bornas. El motor referido es de dos caballos, con excitación compuesta para tener una velocidad casi constante, aunque la carga varíe entre grandes límites; está acoplado directamente por su eje con la dinamo de 1.500 voltios y 0,6 amperios, también de excitación compuesta para que su voltaje sea constante; en el eje común, y bien aislado del mismo, se halla montado el interruptor rotario de la corriente de antena.

El conmutador general de transmisión a recepción, o viceversa, es una pieza especial que se maneja desde delante del cuadro por medio de un mango atornillado a un vástago que atraviesa al mismo; tirando hacia fuera, un pequeño juego de biela y cigüeñal, del que el vástago viene a ser el pistón, hace girar el eje del conmutador unos 40°, poniéndose así en transmisión, con lo que la antena queda conectada al transmisor, y al mismo tiempo hácese el contacto con los dos polos de alta tensión; ciérrase el circuito de los filamentos de los tubos, pónense en marcha dos ventiladores para la refrigeración de éstos y la batería de acumuladores se conecta con el filamento del modulador. Al empujar el mango hacia adentro se deshace el giro de 40° anterior, pasando la antena al receptor, y se interrumpen totalmente los circuitos de alta y de baja, deja la batería de alimentar el modulador y pasa a encender el filamento del Audión receptor.

El número de espiras de la inductancia de antena —transmisor— puede variarse por medio de un conmutador circular de 10 contactos, colocado en la cara anterior del cuadro; por el eje puede correr una delgada varilla, que permite mover longitudinalmente a la bobina de reacción en el interior de la de antena, variándose así el acoplamiento entre ambas; esta varilla está graduada en centímetros, y la longitud de ella que emerja del mango del conmutador puede ser así una referencia de la posición de la bobina R en el interior; cuando se ha efectuado el ajuste, se inmoviliza el conjunto de la posición escogida por medio de un dispositivo apropiado, montado también en el mango del conmutador.

Otra función puede ejecutar además dicha varilla, pues hállese prolongada en su extremo interior por un cilindro aislante que la hace solidaria del eje de un conmutador de cuatro contactos, situado en la cara posterior de