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Fundamentos electromagnéticos de la Revolución Tecnológica

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Las fuerzas entre corrientes mediadas por campos magnéticos magnificados miles de veces por la polarización de materiales ferro-magnéticos (motores) y campos eléctricos inducidos por campos magnéticos variables (generadores y transformadores) son los fenómenos físicos fundamentales subyacentes en el funcionamiento de las máquinas eléctricas que sostienen la matriz mundial de energía eléctrica. Dichos desarrollos tecnológicos se basa en el descubrimiento de fenómenos electromagnéticos realizados hacia principios del siglo XIX por los físicos Oersted, Ampere, Faraday y otros. Es sobre esta base que desde mediados del siglo XIX, físicos, ingenieros e inventores, como Jedlik, Pixi, Pacinotti, Gramme (era de la corriente continua) y Ferraris, Tesla, Dolivo-Dovrovolski (era moderna de la corriente alterna) desarrollaron una variedad de dispositivos y sistemas que potenciaron la primera fase de la Revolución Tecnológica. El portentoso desarrollo de las máquinas eléctricas durante ese período se extiende con pocos cambios hasta nuestros días y a las épocas por venir, continuando con la generación, transmisión y empleo de la energía eléctrica esencial a nuestra Civilización Tecnológica. ····· 103612585

Método de protección contra descargas atmosféricas en Domo Geodésico

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El documento se divide en dos capítulos: En el primer capítulo se expone el método de obra civil para la construcción de un domo Geodésico El segundo capítulo expone una metodología general para el apantallamiento de dicha estructura. La metodología de protección contra el impacto directo de la descarga(Rayos) aplicada al domo geódesico como estructura natural, es la de mayor interés en este documento. ····· 103612212

Generación Holográfica de Haces Ópticos Capilares

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El objetivo del presente libro es realizar una descripción de campos ópticos utilizando como parámetros de control las frecuencias espaciales implícitas en el modelo del espectro angular. En particular se describe la generación de campos libres de difracción y su interacción física mediante el proceso de interferencia utilizando haces Bessel de orden cero. Se muestra que es posible generar mediante un proceso de Filtraje espacial nuevos campos ópticos que conserven la propiedad de ser libres de difracción y en particular describimos propiedades de focalizacion que presentan características adiabáticas. Estos campos de luz son llamados haces capilares. ····· 103611729

Operación y optimización multiagentes en grandes sistemas de potencia

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Debido al aumento incesante de la demanda de energía eléctrica, la reducción significativa de los recursos naturales, las necesidades medioambientales, además de las limitaciones en la coordinación y operación distantes de las necesidades de los sistemas energéticos de hoy en día, el mercado de energía eléctrica se enfrenta a un enorme desafío. A pesar de las diferentes propuestas de estrategias centralizadas para el control, no solo de la tensión y de potencia reactiva, sino también para la gestión de intercambios, se siguen presentando inestabilidades en distintas partes del mundo. En esta trabajo se propone una metodología de optimización de la operación y coordinación en sistemas globales de energía, mediante un esquema descentralizado del sistema multiagente y multiobjetivo, que considera la descomposición tanto de la red eléctrica, como del problema de optimización. Los resultados aplicados a dos sistemas de prueba muestran la posibilidad de estimar una operación óptima global, con menores requerimientos de información operativa, simplicidad en los equivalentes de red y mejora en los tiempos de cómputo, semejantes a una estrategia centralizada. ····· 103611707

Teoría Estructural de la Máquina Eléctrica

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Este libro es el resultado de analizar la máquina eléctrica como un conjunto de estructuras dispuestas adecuadamente por el fabricante, dónde el diseño de la máquina eléctrica armoniza las estructuras eléctricas y magnéticas en la geometría espacial de la misma y que ellas pueden expresarse matricialmente. Esta disposición espacial tiene como objetivo lograr que las variables (tensión y frecuencia en el generador y par y velocidad en el motor) de salida cumplan con ciertas pautas de diseño (y normativas) ante la excitación de la estructura eléctrica. Se considera a la falla como una modificación de la disposición espacial o de la estructura que se manifiesta a través de las variables a veces sutilmente y otras abiertamente. En base a dicha idea se desarrolló un método de diagnóstico basado en la manifestación que enlaza dichas estructuras: el flujo magnético de conversión. El análisis dinámico no es realizado en el texto. El diagnóstico a través de autovalores y autovectores de la matriz de flujo es el inicio un camino a recorrer. Como cada texto es una puerta abierta al análisis de un tema es de esperar que éste logre que cada uno avance un paso en su propia investigación. ····· 103611590

Calidad de Energía Eléctrica

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Este libro es el producto de varios años de docencia e investigación del grupo de investigación sobre adquisición y análisis de señales PAAS-UN y aplicación en el sistema eléctrico colombiano. Se divide en 10 capítulos que van desde la conceptualización del tema, confiabilidad, índices particulares que afectan la calidad como flickers, armónicos, variaciones de tensión y transitorios electromagnéticos hasta metodologías de evaluación de calidad de la potencia y un capítulo novedoso sobre la calidad de la potencia eléctrica aplicado a la generación distribuida. En cada uno de estos temas se analizan las normas nacionales e internacionales vigentes. Este libro fue posible gracias al trabajo académico de recopilación de los temas de las estudiantes del programa de maestría en Ingeniería Eléctrica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Colombia: Leidy Buitrago, Diana Jiménez y Martha Camargo, el estudiante de doctorado Fabio Andrés Pavas y la estudiante de maestría Ana María Blanco quien realizó la recopilación final. A ellos reconocemos explícitamente su trabajo y aportes académicos. ····· 103611446

Prácticas de Laboratorio de Óptica y Física Moderna

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El texto presenta un conjunto de guías para la auto preparación de los estudiantes previa a la realización de los laboratorios de los contenidos de Óptica y Física Moderna, que se imparten en las carreras de ciencias e ingeniería. La necesidad de realizar los laboratorios en ciclos, enfrenta a los estudiantes a la tarea de asistir a prácticas de laboratorio cuyos contenidos no han recibido, esto hace de la preparación anterior la única herramienta de que disponen para tener un conocimiento del contenido que se incluye en la misma. Lo anterior hace de la guía el medio indispensable para llegar al laboratorio con la preparación mínima que les permita un aprovechamiento óptimo del tiempo asignado. La evaluación previa del estudiante, se impone como un requisito para lograr el objetivo anterior, por ello se incluyen preguntas que los orienten en el contenido teórico y del manejo de los equipos. Se han incluido esquemas y fotografías del sistema experimental de cada práctica, para una mejor visualización de lo tratado, asimismo se han sugerido los pasos para la elaboración del informe, que incluyen las tablas y el método de procesamiento estadístico. ····· 103611361

Gestión del Riesgo de Mercado en el Negocio de Generación Eléctrica

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Esta tesis doctoral aborda el problema de la gestión del riesgo de mercado en el medio plazo de una empresa de generación hidrotérmica en un entorno oligopolista mediante técnicas de optimización estocástica. Para ello propone, formula y desarrolla un modelo que permite representar un mercado mayorista de electricidad en el que participan varias empresas de generación cuyo objetivo es maximizar su margen operativo limitando su riesgo de mercado. Esto no sólo supone un importante reto de modelado, sino también algorítmico y práctico. El riesgo de mercado para una empresa de generación en un terreno desregulado se debe a su exposición a distintas fuentes de incertidumbre. Parte de ese riesgo está directamente relacionado con la incertidumbre de operar en varios mercados (variación de los precios de los combustibles o de la electricidad, por las propias decisiones o por las de la competencia), y con la incertidumbre propia de la actividad de generación eléctrica (aportaciones hidráulicas). Para la gestión del riesgo de mercado las empresas establecen una cobertura dinámica consistente en la toma de posiciones en derivados financieros, junto con la explotación de su parque generador. ····· 103611335

Eye Safe Laser

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This study concerns with the lasers which are safe for eye, since many lasers are dangerous for the eye. Their emission can damage the eye, and make the persons completely blind. Here we study particularly about Nd:YAG laser. But the emission from Nd:YAG laser is not safe for human eye. Here the task is to convert this eye damage emission to the safe region. This study deals with Nd:YAG laser, its properties, spectroscopic behaviour i.e., absorption and emission spectrum. Also deals with the pumping scheme for Nd:YAG laser, specially pumping by laser diodes. we also study about the semiconductor materials which are suitable for the pumping of Nd:YAG laser, i.e., whose emission lines matches with the absorption lines of Nd:YAG, also study about the nonlinear optical processes, especially based on the second order nonlinear processes. The second order nonlinear processes are second harmonic generation, optical sum and difference frequency generation, and optical parametric oscillation (OPO). For these processes a nonlinear material is required, which is placed between an optical cavity for amplification. KTP crytalv is used as a nonlinear material. ····· 103611150

Modeling of Corona Discharge in Wire-duct Electrostatic Precipitators

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This book is aimed at investigating how the performance of wire-duct precipitators is influenced by the number of discharge wires, the wires` radius and the spacing between wires and the collecting plates. The precipitator performance is expressed in terms of the onset voltage of corona on discharge wires and the corona current voltage characteristic of the precipitators. The initiation of the corona discharge on the wire surface is located around the periphery of each wire. The onset voltage is measured for a laboratory model of a precipitator and calculated based on the criterion of self-recurrence of electron avalanches growing in the vicinity of the discharge wires. This calls for calculating the electric field in the vicinity of the discharge wires using the charge simulation method. The calculated onset voltage values agreed reasonably with those measured experimentally. A finite element method (FEM) has been adopted to model the corona characteristics in duct-type electrostatic precipitators (ESPs) with multi-discharge wires. In this way, Deutsch`s assumption is waived from the solution of the describing equations of the ionized field in the precipitator volume. ····· 103611113

Serious challenges to the current concepts of Electricity & Magnetism

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We both proceed to current mistakes and present new theories in E&M. Potential difference between two conductors of a capacitor is two times more than potential difference between two poles of the battery which has charged it we see influence of this in the experiments performed for determination of charge and mass of electron. Existence of conduction current isn`t because of existence of any electric field in conductor and the linear relation J = gE cannot be valid. Relaxation time and drift velocity are independent of charge and mass. Action mechanism of transistor is explained and a hydrodynamical analogue for it is introduced. In a gradient of magnetic field magnetic dipoles of air are attracted toward the region of intense field and create an air pressed pad there causing levitation in diamagnetism. Electrons get freed from hot core of Earth accompany it in revolving around stationary liquid core and so create a big magnet in it. Probably electron doesn t have a size so small compared with the dimensions of a molecule. We must take into account role of air pressure difference created at two sides of each of two parallel current-carrying wires in their repulsion or attraction. ····· 10361660

GaN/GaInN Light Emitting Diodes Embedded with Wire-Grid Polarizers

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A detailed derivation of rigorous coupled-wave analysis is given starting from Maxwell s equations and finishing by matching the boundary conditions in the grating and other regions of interest. This analysis is implemented in a MATLAB simulation which calculates transmitted power intensities of transverse electric (TE) and transverse magnetic (TM) mode light based on the wavelength of incident light, its angle of incidence, as well as the grating structure. Simulated results are shown for various grating parameters, including different metals used for the grating and the metal-line dimensions. Next, a light-emitting diode (LED) fabrication process is developed in detail including mesa etch conditions and metal stacks used for the contacts. Subsequently the procedure for fabricating a nanometer-scale wire-grid polarizer on the back of this LED is described. Experimental results on the wire-grid-polarizer LEDs are described, including a clear polarization preference of the light coming out of the wire-grid polarizer. A design is proposed that would allow for an LED embedded with a wire-grid polarizer to become a commercially viable option for generating polarized light. ····· 10361383

Application of Multiple Tabu Search Algorithm

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This dissertation presents a multiple tabu search (MTS) algorithm to solve the load frequency control (LFC) and the economic dispatch (ED) problems in power system operation. The proposed MTS algorithm is the sequential execution of the individual tabu search (TS) algorithm by only one personal computer. MTS algorithm introduces additional techniques for improvement of search process, such as initialization, adaptive searches, multiple searches, replacing and restarting process. For LFC application, the proposed MTS algorithm has been applied to design a fuzzy logic controller using a proportional-integral (FLPI) and a proportional-integral-derivative (FLPID) for load frequency control. Conventionally, the membership functions and control rules of fuzzy logic control are obtained by trial and error method or experiences of designers. To overcome this problem, the MTS algorithm is proposed to simultaneously tune PI or PID gains, the membership functions and control rules of the FLPI or FLPID of fuzzy controller. The objective of the designed controller is to minimize the frequency deviations of the interconnected power system against load disturbances. ····· 10361310

Power System Protection and Coordination

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In this book, adaptive protection schemes for power systems with DG units are proposed by integrating fault diagnosis with protection relay coordination strategies. An automated fault diagnosis method is developed using three staged radial basis function neural network (RBFNN) in which the first RBFNN determines the fault distance from each source, the second RBFNN identifies the exact faulty line and the third RBFNN determines the circuit breakers that must be open or close for isolating the faulty zone. After identifying the exact faulty line, then protection relay coordination is implemented. A new protection coordination strategy using the backtracking algorithm is proposed in which it considers the main protection algorithm to coordinate the open/close states of relays so as to isolate the faulty line. Then a backup protection algorithm is considered to complete the protection coordination scheme for isolating the malfunction relays of the main protection system. The fault diagnosis based on RBFNN and protection coordination using the backtracking algorithm were developed in MATLAB and the fault simulations on the test systems were carried out using the DIgSILENT software. ····· 1036175

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