CIRCUITOS DOMÉSTICOS 1. Definición de circuito eléctrico. Un circuito eléctrico es un conjunto de elementos que permitirían la existencia de un recorrido por el que la corriente llegará al punto en que sea requerida. Un circuito eléctrico consta de: -
Una fuente generadora de electrones (pila, batería, etc.) Un lugar donde circulen los electrones o conductor. Un receptor, que será el encargado de aprovechar tal energía para generar luz, movimiento, etc.
2. Generalidades de la instalación eléctrica doméstica. En una instalación convencional, la compañía suministradora proporciona energía eléctrica a casas individuales por medio de un par de cables; cada casa está conectada en paralelo a estos cables. Un cable es llamado cable vivo, llamado así porque el potencial de este cable es mayor o menor al potencial de la tierra; y otro llamado cable neutral, que está conectado a la tierra y por lo tanto su potencial es tomado como cero. La diferencia de potencial entre el cable vivo y el cable neutral es generalmente, para una instalación doméstica, de 120 ó 127V. Un medidor es conectado en serie con el cable vivo, que entra a la casa, para registrar el consumo de energía doméstica.
3. Elementos de la instalación eléctrica.
3.1. Servicio de alimentación ó de entrada. Proporciona la electricidad a una casa o a un edificio. El servicio proporcionado por la Comisión Federal de Electricidad (CFE) puede ser monofásico, bifásico ó trifásico; aéreo o subterráneo. Este servicio de alimentación va directamente al medidor y al tablero de servicio, por lo que el interruptor principal debe quedar tan cerca de la acometida como sea posible. Para casa habitación, el servicio estándar es monofásico a 127V.
Para determinar el tamaño del servicio de entrada, se toma como referencia la cantidad de potencia que se debe suministrar, y está debe considerar todos los circuitos, aparatos, contactos, calefacción, etc. 3.1.1. Tablero de servicio. Esta caja de distribución es el tablero principal que recibe el servicio de la electricidad y la distribuye a través de circuitos derivados a los lugares donde se requiera. Dentro del tablero está un switch desconectador, el cual sirve para interrumpir la energía de la casa en su totalidad a través de los interruptores que controlan la potencia a los circuitos que alimentan la casa. Los interruptores (breakers) son dispositivos de protección que cortan automáticamente la potencia de cualquier circuito que está sobrecargado o en corto circuito. Los interruptores son generalmente termomagnéticos y se pueden restablecer después de un disparo. Si la falla o condición anormal persiste, el interruptor se vuelve a disparar. El tablero de servicio debe ser dimensionado para satisfacer los servicios requeridos, de acuerdo al número de circuitos en una casa o un edificio de manera que es común un interruptor principal con capacidad de 100, 150 o 200A. El tablero se especifica por su capacidad de corriente y el número de polos. Los polos indican cuántos circuitos se pueden manejar. Todos los de 120 o 127V son para alumbrado, contactos y aparatos. El tablero que se seleccione debe tener polos extras de manera que se pueda disponer de un número adicional de circuitos.
3.1.2. Circuitos alimentadores. Es un conjunto de conductores que alimentan a un grupo de circuitos derivados. En instalaciones pequeñas como las de las casas habitación, por lo general no hay alimentadores, ya que los circuitos derivados se alimentan directamente desde el suministro. 3.1.3. Circuitos derivados. El circuito derivado conecta el panel o tablero de servicio al dispositivo eléctrico que suministra. Puede suministrar energía a un dispositivo único, tal como un calentador de agua, una lavadora; a un grupo o serie de elementos o dispositivos, como contactos, salidas para cargar y alumbrado. Pueden presentar una variedad de capacidades como 15, 20, 30, 40 ó 50ª, dependiendo de los requerimientos de los dispositivos eléctricos por alimentar. 3.2. Conductores. Los alambres usados para suministrar electricidad al sistema se les denomina conductores. La mayoría de los conductores usados en la actualidad para instalaciones eléctricas comerciales, industriales o residenciales son de cobre o aluminio.
La designación del tamaño de los conductores es a través del American Wire Gauge (AWG), en donde la unidad de referencia es el mil o el circular mil, que es un círculo con 1/1000 de pulgada de diámetro. Bajo el sistema AWG, los conductores se designan por un número de calibre. Para elegir el conductor de calibre adecuado se debe considerar: -
Que la selección del conductor pueda transportar la corriente necesaria. Que la máxima caída de tensión no exceda los valores indicados por las normas. Que la temperatura del conductor no dañe al aislamiento.
El tipo de material aislante usado en los cinductores está determinado por las condiciones o ambiente en que el conductor se usará. Por tipo de material usado como aislamiento hay diferentes clasificaciones. Cada tipo tiene una letra de clasificación que indica el material aislante, aplicación o ambas. Hay cinco letras por tipo de clasificación: R
para el hule.
T
para el termoplástico.
N
para el Nylon.
H
para resistente al calor.
W
para resistencia a los ambientes agresivos.
3.3. Canalizaciones eléctricas. Sirven para proporcionar protección mecánica a los conductores, ya que aísla físicamente y confina cualquier problema de calor o chispas producidas por fallas en el aislamiento. Existe una gran variedad de medios para contener los conductores conocidos como canalizaciones eléctricas, algunos son de uso común y otros sólo se usan en aplicaciones específicas. Algunos de estos medios son tubos conduit (con sus variedades de material), ductos, charolas y electroductos. Los medios más usados en aplicaciones domésticas son los tubos conduit. -
Tubos conduit de acero galvanizado. Es el medio de canalización más adaptable.Toma alrededor de 30 años para que se deteriore. Se fabrican en tubos de 3m. Tubo conduit rígido de aluminio. Es muy utilizado por ser más ligero y manipulable que el conduit de acero, aunque es más caro. Tubo conduit flexible. También llamado “greenfield”, se usa en aplicaciones específicas en tramos cortos. Tubo rígido de PVC. Usado ampliamente por su bajo costo, fácil manejo y resistencia química.
3.4. Conectores y accesorios. Son elementos que están relacionados principalmente con la parte “mecánica” de las instalaciones eléctricas. Se listan los siguientes: -
Condulets. Son elementos de conexión de tubos conduit. Están fabricados, por lo general, de metal rígido y permiten interconectar tramos de tubos, cambios de dirección en las canalizaciones, derivaciones, etc. De acuerdo con el tipo de función, se les da una designación como tipo C, tipo LB, tipo LR y tipo T.
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Cajas de salida. Se usan por lo general para conectar equipo o accesorios pequeños (contactos, apagadores, lámparas) y se encuentran de distintos tamaños. Una caja de salida puede servir también para seccionar conductores o interconectarlos.
En la imagen, a la izquierda, caja rectangular; al medio, caja cuadrada y a la derecha, caja octagonal.
3.5. Tomas de corriente. A estos dispositivos también se le conocen como contactos y se usan para conectar las clavijas de los aparatos que se emplean en distintas partes de una casa. Los contactos, para una instalación de 127V, no deben ser menor a una capacidad nominal de 15A.
En las figuras siguientes se muestran el comportamiento de la corriente a través de los contactos. En la figura de la izquierda se muestra el flujo normal de corriente. La corriente entra por la caja metálica a lo largo del cable vivo (negro) y regresa al panel de servicio a lo largo del cable neutral (blanco). Cualquier exceso de corriente pasa a la tierra por medio de la tierra física que pueden ser unas varillas o una tubería de metal. En la figura de la derecha se muestra un corto circuito. La corriente se desvía por un cable vivo flojo y entra en contacto con la caja metálica. La tierra física la retoma y la canaliza al panel de servicio. Desde allí retornará a su fuente a través del cable neutral de servicio o entrará a la tierra por medio de la tierra física.
3.6. Apagadores (switches) Es un interruptor pequeño de acción rápida, operación manual y baja capacidad que se usa por lo general para el control de aparatos domésticos y comerciales, así como unidades de alumbrado pequeñas. Un interruptor promedio tiene un brazo de metal movible que abre y cierra el circuito eléctrico. Cuando está encendido, el brazo completa el circuito y la corriente fluye entre las terminales de tornillos a través del cable vivo hasta la toma de luz. Cuando el interruptor está apagado, el brazo se levanta para interrumpir el circuito y la corriente deja de fluir.
3.7. Portalámparas. Es una forma roscada en un elemento aislante de baquelita o porcelana. La más común de las portalámparas es el “socket”, construido de casquillo de lámina delgada de bronce en forma roscada para alojar el casquillo de los focos o lámparas.
4. Consejos generales - Es recomendable contratar a un especialista que revise periódicamente la instalación eléctrica de la casa para evitar accidentes o fugas de energía.
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Procurar no sobrecargar los circuitos eléctricos con contactos múltiples, ni con el uso de aparatos conectados a una misma toma de corriente.
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Evitar utilizar aparatos eléctricos en lugares húmedos o en la regadera o tina, porque el agua potable es un buen conductor de electricidad (el agua de la llave contiene muchos iones disueltos que son conductores de electricidad).
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Si se desea aumentar la carga instalada, consulta a un ingeniero calificado para que indique cuales cambios deben hacer al sistema eléctrico.
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Comprobar con frecuencia que en la instalación no existan cortocircuitos o fugas eléctricas. Para ello, se desconectan todos los aparatos eléctricos, incluyendo relojes y timbres, se apagan todas las luces y se verifica que el disco del medidor no gire; si el disco gira, se debe mandar a revisar la instalación.
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Procurar no ubicar cables eléctricos debajo de las alfombras.
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Al adquirir artefactos eléctricos, no eliminar el tercer conductor o conexión a tierra (cables y enchufes con tres patitas), ya que ello garantiza la vida de los artefactos al disminuir la posibilidad de recibir descargas eléctricas.
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Asegurarse de que los contactos sean polarizados, es decir que una de las ranuras sea mayor que la otra.
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Revisar cuidadosamente aquellos aparatos que, al conectarse, producen chispas o calientan el cable. Remplazar los cordones eléctricos desgastados o dañados y no utilizar los aparatos hasta resolver el problema.
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Si hay bebés o niños pequeños en casa, no regalarles juguetes eléctricos que se enchufen a la red si no se les va a vigilar cuando jueguen con ellos. Procurar tapar los enchufes y mantener los cables fuera de su alcance.
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En el baño, utilizar los aparatos eléctricos (secadora, máquina de afeitar, etcétera) con calzado y con las manos secas. Comprobar que los aparatos también están secos antes de utilizarlos. Al desenchufarlos, no tirar nunca del cable sino de la clavija
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En la cocina, antes de conectar un electrodoméstico, leer las instrucciones, comprobar que el voltaje es el adecuado y que la potencia de la instalación es suficiente para la potencia del aparato. Los electrodomésticos permanentes deben situarse a una distancia prudencial de la pared, para evitar que se calienten en exceso. Si desprenden olores o humo, se deben desconectar y llamar a un técnico.
Bibliografía -
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Otras páginas web.
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Libros.
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