335828360-EXAMEN-INSTALACIONES-ELECTRICAS.docx

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA UNIVERSIDAD “Nortedelauniversidadperuana”

1º EXAMEN DE INSTALACIONES EN EDIFICACIONES I

PREGUNTA 1. En el salón de clases efectuar el diseño completo del sistema eléctrico.

I.

Dis Di s eño de luminarias: luminarias:

-

Según el Ministerio de Energía y Minas, a las aulas les corresponde la categoría “d” .

1. Determinal Determinal el Nivel de iluminacion Segun Ministerio de Energia y Minas:

AULAS

D

factores de ponderacion

f

Según edad de ocupantes Según velociodad y/o presicion Según grado grado de reflex ion factor total

-1 -1 -1 -3

Ni vel de i l umi naci on

300

l ux

300

l ux

Según RNE no rma EM. 0.10

Ni vel de i l umi naci on

NIVEL DE ILUMINACION-E según RNE E

300

lux

NORMA NORMA EM.010 2º SISTEMA DE ILUMINACION

SISTEMA : CODIGO: DIAMETRO

direc t o PowerBalance gen2 RC463B G2 LED40S/830 PSD W31L125 VPC PIP 1.247 m

FLUJO LUMINOSO:

4000

lm

POTENCIA DE LAMPARA:

32.50

W

LAMPARAS POR LUMINARIA:

1.00

-

Instalaciones en Edificaciones I - Grupo B | E.A.P INGENIERÍA CIVIL

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA UNIVERSIDAD “Nortedelauniversidadperuana”

3º COEFICIENTE DE UTILIZACION-Cu 3.1

3.2

H

3. 3

Factor de Refraccion

techo

blanc o

0. 81

pared

verde-cla claro

0.63 .63

piso

-

0. 2

Dimenciones

3. 59

LARGO

9. 32

mt s

ANCHO ANCHO

6.85

mts

INDICE LOCAL IL(K)

3.4

m

1. 44

0. 00

m

2. 74

m

0. 85

m

unidades -

COEFICIENTE COEF ICIENTE DE UTIZACION UTIZACION (Cu)

Cu(tabla)

0.86

utililisation factor table(según fabricante)


UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA “Nortedelauniversidadperuana”

4º FACTOR DE CONSERVACION-fm fm RAZON:

0.9 factor asignado para aulas 5º FACTOR LUMINOSO-N

N

(E*S)/(Cu*fm)

24744.96

lumenes

6º CANTIDAD DE LAMPARAS-n n=N/flujo lumin

6.19

=

6.00

lamparas

7º CANTIDAD DE LUMINARIAS Cantidad de lamparas por luminaria

1.00

n/cantidad de luminarias

6

Luminarias

8º COMPROBACION

LARGO 0.8*h
03.42 m

limite inferior

02.19 m

limite superior

03.56 m

0.8*h/2
1.71

01.99 m SI CUMPLE

limite inferior

1.096

0.896

SI CUMPLE

03.76 m SI CUMPLE

limite superior

1.781

1.981

SI CUMPLE

ANCHO 0.8*h
2.23

limite inferior

2.19

1.99

limite superior

3.56

3.76

0.8*h/2
01.12 m

SI CUMPLE

limite inferior

01.1 m

0.9 m

SI CUMPLE

SI CUMPLE

limite superior

01.78 m

01.98 m

SI CUMPLE


-

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA “Nortedelauniversidadperuana” Vista en planta de diseño de luminarias del aula.


UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA “Nortedelauniversidadperuana” Potencia Ins talada.

II.

a) Para puntos de luz (CARGA INSTALADA).

            POTENCIA DE PUNTOS DE LUZ NIVEL UNICO AMBIENTE

CODIGO

N°LUMINARIAS N°DE LAMPARAS

AULA

PowerBalance gen2 RC463B G2 LED40S/830 PSD W31L125 VPC PIP

6

6

POTENCIA DE POTENCIA CADA

PARCIAL

32.5

195

POT ENCIA INST ALADA

195

PONTENCIA INSTALADA DE PUNTOS DE LUZ

AULA 1A-104

195

Watt

b) Par puntos de Fuerza – Tomacorrientes. POTENCIA DE TOMACORRIENTES(Puntos de fuerz a) 1ER NIVEL AM BIENT E

OM ACORRIENT E

ORDEN DEL TOMACORRIEN

monofasico doble

1

m onofas ic o s im ple

2

AULA

Hp

CANTIDAD DE PRODUCTOS 1

POTENCIA c/u (Watt) 400

POTENCIA TOTAL 400

Hp

1

24

24

1 1 1

180 180 180

180 180 180 964

PRODUCTO

MARCA

PC-fija PROYECTOR

libre libre libre POTENCIA INSTALADA

PONTENCIA INSTALADA DE PUNTOS DE FUERZA AULA 1A-104 964 Watt

-

Interruptores usados: 2S2


UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA “Nortedelauniversidadperuana” III.

Determinación del calibre de alimentadores

a) Desde Tablero de distribuciones hasta puntos luminosos.

1.POTENCIA INSTALADA PI(Watt) 195

PI puntos de luz

2. DETERMINAR LA DEMANDA MAXIMA     D MAX Puntos luminosos

Factor D max D max

1     

195

watt

3. DETERMINAR LA INTENSIDAD DE CALCULO (Ic)  

  ∅

Donde: D max = K(Factor de suministro)

195. Watt monofasico

       

k= V(voltaje)= cos∅ (Factor de potencia)= Reemplazando: Ic=

0.985

1 220. Voltios 0.9

Amperios

4.DETERMINAR LA INTENSIDAD DE DISEÑO     

Id

1.231

Amperios


UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA “Nortedelauniversidadperuana” 5.DETERMINAR LA SECCION DEL CONDUCTOR

MARCA: INDECO TW-80 Calibre del conductor (AWG/MCM) Seccion (mm2)

14 2.1

6.COMPROBAR EL DISEÑO POR CAIDA DE TENSION  

∅ 

Donde: K(Factor de suministro)

monofasico

       

k= Id (Intensidad de diseño) ρ (Coef de resis tividad) cos∅ (Factor de potencia)

seccion nominal del conducto L(m): Long del conductor Δv <5.5v

2 1.231 0.0175 0.9 2.1 18.5 0.341619318 ok


UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA “Nortedelauniversidadperuana” b) Desde Tablero de distribuciones hasta puntos de fuerza.

1.POTENCIA INSTALADA PI(Watt) PI puntos de luz

964

2. DETERMINAR LA DEMANDA MAXIMA      D MAX Puntos luminosos

Factor D max D max

1    

964

watt

3. DETERMINAR LA INTENSIDAD DE CALCULO (Ic)  

  ∅

Donde: D max = K(Factor de suministro)

964. Watt monofasico

       

k= V(voltaje)= cos ∅ (Factor de potencia)= Reemplazando: Ic= 4.869

1 220. Voltios 0.9

Amperios

4.DETERMINAR LA INTENSIDAD DE DISEÑO     

Id

6.086

Amperios



5.DETERMINAR LA SECCION DEL CONDUCTOR

MARCA: INDECO TW-80 Calibre del conductor (AWG/MCM) Seccion (mm2)

14 2.1

6.COMPROBAR EL DISEÑO POR CAIDA DE TENSION  

∅

Donde: K(Factor de suministro)

monofasico

       

k= Id (Intensidad de diseño)

2 6.086 0.0175 0.9 2.1 18.5

ρ (Coef de resistividad) cos ∅ (Factor de potencia)

seccion nominal del conducto L(m): Long del conductor Δv <5.5v

1.688825758 ok


UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA “Nortedelauniversidadperuana” IV.

Dis eño g eométrico.

a) METODO DE CARTEWIS.


UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA “Nortedelauniversidadperuana” b) DISEÑO GEOMETRICO DE PUNTOS LUMINOSOS.



c) DISEÑO GEOMETRICO DE PUNTOS DE FUERZA.



PREGUNTA 2. Una casa vivienda de seis habitaciones requiere durante un mes el siguiente funcionamiento del equipo eléctrico: -

2 lámparas de 25 vatios durante 115 horas. 4 lámparas de 100 vatios durante 120 horas. 1 motor de refrigerador de 350 vatios durante 20 horas. 1 motor de máquina de lavar de 380 vatios durante 20 horas.

Determinar a) La energía total consumida en un mes; b) El gasto total por mes, si el precio del Kilovatio-hora es de 4.5 céntimos de sol. Supóngase que todos los aparatos trabajan con un factor de potencia igual a 1. 2 lamparas de 25 vatios durante 115 horas 4 lamparas de 100 vatios durante 120 horas 1 motor de refrigerador de 350 vatios durante 20 horas 1 motor de maquina de lavas de 380 vatios durante 20 horas Energia total consumida en un mes Gasto total por mes

= = = =

=

(25/1000) KW*115 horas (100/1000) KW*120 horas (350/1000) KW*20 horas (380/1000) KW* 20 horas

= = = =

2.875 12 7 7.6

kwh kwh kwh kwh

29.475 kwh*.45

= =

29.475 13

kwh soles

PREGUNTA 4. Según el edificio 1A: -

Tipo de Local: Escuela

-

Área de Salones: 275 m2

-

Área de pasadizos: 100 m2

A) POTENCIA INSTALADA

1° Determinamos la carga unitaria según el tipo de local: (Tabla. 3-V. Pag. 41. Instalaciones Electricas) -

C.U. (Escuela) = 25 Watt/m 2

-

C.U. (Corredores) = 5 Watt/m2

2° Cálculo de la Potencia Instalada: Usando la fómula siguiente. Instalaciones en Edificaciones I - Grupo B | E.A.P INGENIERÍA CIVIL

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA “Nortedelauniversidadperuana”    Á   

-

    



-

    



 

 

 

3° Calculamos la Potencia Instalada Total:    

B) DEMANDA MÁXIMA

1° Determinamos los factores de demanda según el tipo de local y la potencia: (Tabla. 3-V. Pag. 44. Instalaciones Eléctricas) -

F.D. (Escuela) Para 15000 Watt o menos= 100%

-

F.D. (Corredores) = 100%

2° Cálculo de la Demanda Máxima: Usando la fómula siguiente.         

-

        

-

        

3° Calculamos la Demanda Máxima Total:    



PREGUNTA 5. Suponga ud. Una carga total de 15 kilowatios, operando con un factor de potencia de 0.70, se tenga que alimentar a 115 o a 230 voltios por una línea bifilar. Determinar la intensidad de la corriente si está suministrada a: a) 115 voltios ; b) 230 voltios ; ¿Cuál será la relación entre los pesos de cobre de los conductores en ambos casos? Tanto las lámparas como los motores tienen el factor de Potencia 0.70

1. Datos: -

Carga Total: 15 Kw

-

Factor Potencia: 0.70

-

E: 115V o 250V

-

Bifásico

2. De fórmula:

W= 2E * T *F.P.

a) Primer caso con 115 v: 15000 = 2 x 115 x 0.70 x I1

;

Luego:

I1 = 93.1667

Luego:

I2 = 93.1667

b) Primer caso con 250 v: 15000 = 2 x 250 x 0.70 x I2

;



PREGUNTA 6. 120 voltios Ventajas

Es la más común para la mayoría de los aparatos Económica en la instalación ya que solo se utilizan dos cables. Cuando se tiene aparatos de fuerte consumo puede aumentar la cantidad a pagar en el recibo de luz.

 

Desventajas



220 voltios 



 

Más apropiada para aparatos de mayor consumo energético. Más barata en cuanto al consumo. Es más cara la instalación ya que utiliza más cableado. Es más propensa a accidentes sino se tiene una buena instalación.

La diferencia en cuestión es el voltaje, como mejor es la 220v, ya que para una potencia determinada, la intensidad necesaria es menor, determinada por la siguiente fórmula: P=V x I, P (potencia) V (voltaje) I (intensidad)

PREGUNTA 8. Diseño de Instalación de conductores AMBIENTE: Oficina LARGO: 9 m ANCHO: 12 m Altura de piso a techo: 2.4 m Altura de plano de trabajo: 0.85 m Color de techo: Blanco(0.81) Color de pared: Crema (0.74) 1. Nivel de iluminación: De 200 a 700. Categoria (500,750,1000) Factor de ponderación: Edad de los trabajadores: FP1= -1 Velocidad o precisión del trabajo: importante FP2=0 Grados de refleccion:



Pared(blanco)=0.74 Techo(crema)=0.81 =1.55  promedio=1.55/2=0.775=77.5%>70%

FP3=-1 FPtotal= -1+0-1=-2 El

valor de E = 500 lux

2. Sistema de alumbrado Sistema: Semidirecto Tipo de luminaria: F-21 Numero de lámparas por luminaria: 2 3. Coeficiente de Utilizacion(Cu): Hallando la relación de local: RL=9*12/(1.55*(9+12))=2.143 Cu=71.3% 4. Lúmenes necesarios: N=500*12*9/(0.713*1.5)=50490.88 5. Determinamos el número de lámparas necesarias (n): Denominación para pedido: L40/30S Potencia: 40Watts Tono de Luz: Blanco Cálido Flujo Luminoso: 2800 lúmenes. Diámetro: 38 mm*1200 mm n= N/(N por lámpara) n=50490.88/2800=18.03 = 18 lámparas.



Precio de mano de obra = 7 soles * 18= 126 soles. Sistema monofásico: PI= 18*40= 720 Watts. I corriente= 720/(3^1/2*220*0.9)=2.1 amperios I diseño= 1.25* 2.1 = 2.62 amperios Se elige el cable Nro 14 = 2.5 mm^2 Longitud de cableado= 7.5*6+5*3= 60 m.

PREGUNTA 9. Usaremos las siguientes fórmulas: a) Formula N°1.    −   

Dónde:

ε’: Fuerza contraelectromotriz debido al giro del motor (Voltios)

V: Voltaje o tensión de entrada al motor (Voltios) R: Resistencia del devanado de excitación (inducido) (Ohmios) I: Corriente de excitación (Amperios) b) Formula N°2. 

′ 


UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA “Nortedelauniversidadperuana” ε’: Fuerza contraelectromotriz debido al giro del motor (Voltios) Dónde:

K: Constante de fuerza contraelectromotriz del motor (Voltios/RPM) Nd: Velocidad de giro del motor (RPM)

A) 1° Según el problema, los datos son:

ε’= 115 V

R=0.25 ʊ

V=120 V

I=??

2° Aplicando la fórmula N° 1:     −   ʊ    

B) 1° Según el problema, los datos son:

′2=

115 V

V=120 V 1    2   

R=0.25 2°

Aplicando

la

3° Como los demás términos fórmula

encontramos la segunda FCEM: 

  



′2  

N°2

son

aplicando

7 6



la

entonces

fórmula

encontramos la corriente 2. 7 6

′2 

constantes,

   −   ʊ     


N°1




PREGUNTA 13. Definición:

a) Lumen El lumen (símbolo: lm) es la unidad del Sistema Internacional de Medidas para medir el flujo luminoso, una medida de la potencia luminosa emitida por la fuente. El flujo luminoso se diferencia del flujo radiante en que el primero contempla la sensibilidad variable del ojo humano a las diferentes longitudes de onda de la luz y el último involucra toda la radiación electromagnética emitida por la fuente según las leyes de Wien y de StefanBoltzmann sin considerar si tal radiación es visible o no.

b) Lux El lux (símbolo lx) es la unidad derivada del Sistema Internacional de Unidades para la iluminancia o nivel de iluminación. Equivale a un lumen /m². Se usa en la fotometría como medida de la iluminancia, tomando en cuenta las diferentes longitudes de onda según la función de luminosidad, un modelo estándar de la sensibilidad del ojo humano a la luz. 1 lx =1 lm/m2=1 cd · sr/m2

c) Intensidad En fotometría, la intensidad luminosa se define como la cantidad de flujo luminoso que emite una fuente por unidad de ángulo sólido. Su unidad de medida en el Sistema Internacional de Unidades es la candela (Cd).

d) Deslumbramiento El deslumbramiento es un fenómeno de la visión que produce molestia o disminución en la capacidad de diferenciar objetos, o ambas cosas a la vez, debido a una inadecuada distribución o escalonamiento de luminancias, o como consecuencia de contrastes excesivos en el espacio o en el tiempo. Este fenómeno actúa sobre la retina del ojo en la que se produce una Instalaciones en Edificaciones I - Grupo B | E.A.P INGENIERÍA CIVIL


reacción fotoquímica, insensibilizándola durando un tiempo, transcurrido el cual vuelve a recuperarse.

e) Calidad La calidad de la luz es esencial para la Calidad de vida. La iluminación consume el 20% de toda la energía eléctrica en los Estados Unidos. El ahorro de energía es vital pero los efectos positivos de una iluminación adecuada en la calidad de vida son igualmente importantes. Mientras que la luz es un medio básico que damos por hecho para poder ver, la iluminación es una herramienta utilizada para crear entornos visuales necesarios para que la gente viva, trabajen juegue aprenda, compre, se comunique y haga negocios. La luz es un elemento especialmente imprescindible en ése, el más personal de los espacios: nuestro hogar.

f) Difusión La difusión de la luz es la dispersión de la luz directa. Se logra haciéndola pasar a través de un material no transparente o rebotándola en una superficie semi-reflectante. La difusión de la luz es comúnmente utilizada por los fotógrafos para crear una luz más "suave". Esto es favorecedor para los sujetos que están siendo fotografiados, ya que hace que las sobras sean menos marcadas.

g) Aparato Luminoso Son aparatos que sirven de soporte, protección, conexión de la red eléctrica y control de la distribución de la luz emitida a través de las lámparas, excluyendo a las mismas dentro de definición. Para el alumbrado público o interior se seleccionan de acuerdo con el tipo de distribución fotométrica requerida, las características de la superficie que se va a iluminar y al efecto que se desee proporcionar.

h) Aparato de iluminación semidirecta Es una iluminación directa pero con un difusor o vidrio traslucido entre la lamparita y la zona a iluminar, que hace que entre un 10 a 40 % de la luz llegue a la superficie u objetos procedentes de un reflejo previo en las paredes. Las sombras que se crean no son tan duras y la posibilidad de deslumbramiento es menor.



PREGUNTA 14. ¿En qué aspectos las lámparas fluorescentes superan a las lámparas de incandescencia? ¿Y en que aspectos superan las lámparas modernas Leds?  Lámparas

fluorescentes vs lámparas incandescencia:

- Su vida útil es de 2500 a 7000 horas, y de las incandescentes es de 750 a 1000 horas, es mucho mayor. - Tienen mayor rendimiento que las incandescentes. - Pueden producir luz blanca a diferencia de las otras. - La iluminación no varías de acuerdo a la tensión normal, es decir el voltaje, subiendo y bajando la iluminación.  Lámparas

fluorescentes vs lámparas LED:

- Con los focos LED se disminuye un consumo eléctrico de entre un 60% en comparación con los focos incandescentes y un 40 % con los focos fluorescentes. - Con estos focos se puede tener una visión más limpia y clara ya que su poder lumínico dirige directamente al punto que se desee ver. - Los focos led tienen un periodo de vida que oscila entre 10 a 15 años y en horas diríamos entre 50.000 a 100.000 horas anuales. - Para encender un led se necesita apenas 60 nanosegundos a diferencias de otros sistemas como los fluorescentes que necesitan 1 segundo o más para iluminar las habitaciones. - Los focos de tecnología led son cada vez más utilizados para decoraciones en escenarios pues ofrece amplias gamas de colores que plenamente se los pueden utilizar en sitios interiores o exteriores - Ahora inclusive ya se están desarrollando luces en los coches como: de policía, ambulancia y en general para evitar el destello de otros conductores al manejar.




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