EGI Cuba State Exam cheat sheet

Ley de Ohm: V = I·R; potencia P = V·I = I²·R = V²/R. En corriente alterna senoidal, los valores eficaces (RMS) son los que producen el mismo efecto térmico que la continua equivalente: V_pico = √2·V_RMS.

Impedancia compleja: Z = R + j(X_L − X_C), con X_L = 2πfL y X_C = 1/(2πfC). El módulo |Z| = √(R² + X²) y el ángulo φ = arctan(X/R) determinan el desfase entre tensión y corriente.

Factor de potencia: FP = cos φ = P/S, donde P es potencia activa (W), Q reactiva (var) y S aparente (VA); S = √(P² + Q²). Un FP bajo aumenta la corriente para la misma potencia útil.

Circuito serie: misma corriente en todos los elementos, tensiones aditivas, R_eq = ΣR. Circuito paralelo: misma tensión, corrientes aditivas, 1/R_eq = Σ(1/R). Divisor de tensión: V_x = V·R_x/R_eq.

Teoremas de análisis: Thévenin reduce una red lineal a V_th en serie con R_th; Norton a I_N en paralelo con R_N, con R_N = R_th e I_N = V_th/R_th. Máxima transferencia de potencia cuando R_carga = R_th.

Sistemas trifásicos equilibrados en estrella: V_L = √3·V_f e I_L = I_f; en delta: I_L = √3·I_f y V_L = V_f. Potencia total trifásica: P = √3·V_L·I_L·cos φ.

Electrónica básica: el diodo conduce en polarización directa con caída ≈0,7 V (silicio); el transistor bipolar en activa cumple I_C = β·I_B; el amplificador operacional ideal tiene ganancia infinita, impedancia de entrada infinita y de salida nula.

Resistencia de conductores: R = ρ·L/S, donde ρ es la resistividad del material (cobre ≈0,0172 Ω·mm²/m a 20 °C), L la longitud y S la sección. La resistencia aumenta con la temperatura en metales.

Relación de transformación: a = N1/N2 = V1/V2 = I2/I1. En el transformador ideal la potencia aparente se conserva (S1 = S2); en el real hay pérdidas en el cobre (I²R) y en el hierro (histéresis y Foucault).

El ensayo de cortocircuito determina las pérdidas en el cobre y la impedancia de cortocircuito; el ensayo de vacío determina las pérdidas en el hierro y la rama de magnetización. Se realizan a tensión nominal y a corriente nominal respectivamente.

Deslizamiento del motor de inducción: s = (n_s − n)/n_s, con n_s = 120·f/p (rpm). A rotor parado s = 1; en vacío s ≈ 0. La frecuencia del rotor es f_r = s·f.

Par del motor de inducción: T = (P_mecánica)/ω. La característica par-deslizamiento presenta par de arranque, par máximo (pull-out) y par nominal; el arranque directo demanda de 5 a 7 veces la corriente nominal.

Métodos de arranque de motores de inducción: estrella-triángulo (reduce corriente y par a 1/3), arranque con resistencia o autotransformador, arranque suave con tiristores y variador de frecuencia.

Motor de corriente continua: fuerza electromotriz E = k·Φ·n y par T = k·Φ·I_a. El control de velocidad se logra variando la tensión de armadura (bajo par nominal) o el flujo de excitación (sobre velocidad base).

Generador síncrono: la frecuencia de salida cumple f = p·n/120. La regulación de tensión depende de la excitación; el paralelismo exige igual secuencia, tensión, frecuencia y ángulo de fase.

Refrigeración y régimen: la potencia nominal se define para una temperatura ambiente y una altitud de referencia; el aumento de temperatura por encima de la clase de aislamiento (A, B, F, H) reduce la vida útil del devanado.

Estructura del sistema: generación, transmisión, distribución y consumo. La transmisión en alta tensión reduce la corriente y, por tanto, las pérdidas I²R y la caída de tensión para una misma potencia.

Valores por unidad: Z_pu = Z_real/Z_base, con Z_base = V_base²/S_base. El sistema por unidad simplifica el cálculo de redes con varios niveles de tensión enlazados por transformadores.

Flujo de carga: resuelve tensiones y ángulos de nodo para demandas dadas mediante métodos de Gauss-Seidel, Newton-Raphson o desacoplado rápido; los nodos se clasifican en slack, PV y PQ.

Caída de tensión aproximada en línea corta: ΔV ≈ (P·R + Q·X)/V. Las pérdidas de potencia activa son P_pérdidas = 3·I²·R en trifásico, con I = S/(√3·V_L).

Cortocircuito: la corriente de falla depende de la impedancia equivalente vista desde el punto de falla; I_cc ≈ V/(√3·Z_eq) en trifásico simétrico. Los niveles de cortocircuito dimensionan los equipos de protección.

Compensación reactiva: los capacitores en paralelo elevan el factor de potencia y reducen la corriente de línea; Q_c = P·(tan φ1 − tan φ2). La compensación serie reduce la reactancia de la línea.

Estabilidad: la estabilidad transitoria se evalúa con el criterio de áreas iguales; la estabilidad de tensión se relaciona con el margen de potencia reactiva disponible. El colapso de tensión ocurre por déficit de reactivo.

Calidad de la energía: los armónicos se caracterizan por THD; las cargas no lineales generan corrientes armónicas. La frecuencia nominal en Cuba es 60 Hz.

Clasificación de instalaciones: los circuitos se agrupan por uso (alumbrado, tomacorrientes, fuerza) y cada uno se protege con interruptor automático o fusible cuyo calibre no supera la capacidad del conductor.

Selección de conductores: se verifica por capacidad de corriente (tabla de ampacidad), caída de tensión admisible y resistencia mecánica; la sección mínima para alumbrado suele ser 1,5 mm² y para tomacorrientes 2,5 mm².

Protección diferencial: el interruptor diferencial detecta corrientes de fuga a tierra; la sensibilidad típica es 30 mA para protección de personas y 300 mA para protección contra incendios.

Coordinación de protecciones: la curva del interruptor (B, C, D) define el rango de disparo magnético; la protección debe actuar antes que el conductor alcance su temperatura límite.

Puesta a tierra: el conductor de protección se conecta al electrodo de tierra; la resistencia de puesta a tierra debe ser baja (típicamente ≤ 25 Ω en instalaciones de baja tensión, según normativa aplicable).

Esquemas de conexión a tierra: TT, TN-S, TN-C y TN-C-S. En TN-C el neutro y el conductor de protección son el mismo (PEN); en TN-S van separados desde el origen.

Canalizaciones: los tubos y canaletas se dimensionan para que los conductores ocupen como máximo el 40 % de la sección interior; se prohíbe empalmar conductores dentro de la tubería.

Protección contra sobretensiones: los dispositivos SPD se coordinan por niveles (tipo 1, 2, 3) y se instalan en el origen de la instalación y en los cuadros secundarios.

Función de transferencia: G(s) = Y(s)/U(s) en condiciones iniciales nulas. Un sistema de primer orden tiene constante de tiempo τ; uno de segundo orden se caracteriza por ω_n y ζ (coeficiente de amortiguamiento).

Estabilidad: un sistema lineal es estable si todos los polos de su función de transferencia tienen parte real negativa. El criterio de Routh-Hurwitz determina estabilidad sin calcular las raíces.

Control PID: u(t) = K_p·e + K_i·∫e dt + K_d·de/dt. La acción proporcional reduce el error pero deja error en régimen permanente; la integral lo elimina; la derivativa mejora la respuesta transitoria y amortigua.

Sintonización: Ziegler-Nichols por oscilación sostenida usa la ganancia crítica K_u y el periodo de oscilación T_u; el método de respuesta al escalón usa la curva de reacción (L y T).

Lazo cerrado: la función de transferencia es G/(1 + G·H). El margen de ganancia y el margen de fase, obtenidos del diagrama de Bode, indican la robustez del sistema.

Automatización industrial: el PLC ejecuta un ciclo de lectura de entradas, ejecución del programa y actualización de salidas (scan). Se programa en ladder, bloques de función o texto estructurado.

Sensores y actuadores: el transmisor 4-20 mA representa el rango de medida; la señal de 4 mA corresponde al valor mínimo y 20 mA al máximo. La detección de rotura de hilo se logra con el nivel de 0 mA.

Variadores de frecuencia: controlan la velocidad de motores de inducción variando V/f constante hasta la velocidad base; por encima de ella se aplica debilitamiento de campo.

Efecto de la corriente en el cuerpo: la fibrilación ventricular depende de la magnitud y duración de la corriente; 30 mA durante 0,5 s es el umbral de referencia para protección de personas con dispositivos diferenciales.

Tensiones de seguridad: la tensión de contacto límite convencional en locales secos es 50 V en corriente alterna; en locales húmedos o mojados la exigencia aumenta y se emplean tensiones reducidas de seguridad (por ejemplo 24 V o 12 V).

Cinco reglas de oro para trabajos sin tensión: 1) desconectar, 2) bloquear y señalizar, 3) verificar ausencia de tensión, 4) poner a tierra y en cortocircuito, 5) proteger la zona de trabajo.

Normativa cubana: la Ley 128/2019 (Ley Eléctrica) regula la actividad eléctrica nacional; las normas NC (Normas Cubanas) y las resoluciones del MINEM establecen requisitos técnicos y de seguridad de obligado cumplimiento.

Clasificación de locales: según el riesgo eléctrico se distinguen locales sin riesgo, con riesgo y de alto riesgo (húmedos, con polvo conductor, con partes metálicas puestas a tierra). El tipo de local condiciona las medidas de protección.

Equipos de protección personal: guantes dieléctricos, botas aislantes, casco, pantalla facial y ropa ignífuga; las herramientas deben ser aisladas y verificadas antes de su uso. Se exige permiso de trabajo y formación certificada.

Primeros auxilios: ante electrocución, cortar la fuente de energía antes de tocar a la víctima; si no respira, iniciar reanimación cardiopulmonar y avisar a emergencias. No aplicar agua ni remedios caseros a las quemaduras.

Señalización y distancias: se delimita la zona de trabajo con vallas y señalización; se respetan las distancias mínimas de seguridad a partes energizadas según el nivel de tensión, sin invadir la zona de riesgo.

Ciclo de vida del proyecto: iniciación, planificación, ejecución, seguimiento y control, y cierre. El alcance, el tiempo y el costo forman la triple restricción; los cambios se gestionan con control integrado de cambios.

Mantenimiento preventivo: se ejecuta según calendario o condición (termografía, análisis de aceite, vibraciones, aislamiento). El predictivo se basa en la medición de parámetros para anticipar la falla.

Mantenimiento correctivo: se realiza tras la falla; su costo suele ser mayor por paradas no planificadas. Los indicadores MTBF (tiempo medio entre fallas) y MTTR (tiempo medio de reparación) miden la confiabilidad y la mantenibilidad.

Disponibilidad: A = MTBF/(MTBF + MTTR). La gestión de repuestos y la criticidad de equipos priorizan las intervenciones según impacto en el servicio.

Planificación de paradas: se coordinan permisos de trabajo, bloqueos y etiquetado (LOTO), recursos humanos, herramientas y repuestos; se documenta en órdenes de trabajo con cierre y verificación.

Presupuesto y costos: se estiman costos directos e indirectos; el análisis de valor y la curva S permiten comparar el avance real con el planificado (valor ganado: SPI y CPI).

Gestión de riesgos: identificar, analizar (probabilidad e impacto), planificar respuesta y monitorear. En proyectos eléctricos los riesgos típicos son retrasos de suministro, fallas de equipos y accidentes laborales.

Documentación técnica: planos unifilares, esquemas de protección, memorias de cálculo, protocolos de prueba y actas de puesta en marcha forman el expediente técnico que respalda la operación y el mantenimiento.