Electricidad Básica e Instalaciones Eléctricas (3)

EL ECTR ELEC TRIC ICID IDA A D BA B A SI SICA CA E INS INSTA TAL L A CI CION ONES ES ELECTRICAS

INFORMES E INSCRIPCIONES UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA Av. Túpac Amaru Nº 210 Altura Puerta Nº 5 Pabellón Q3 1er Piso SECCIÓN DE PROYECCIÓN PROYECCIÓN SOCIAL Y EXTENSIÓN UNIVERSITARIA UNIVERSITARIA Tef. 3037939

Email.: [email protected]

[email protected]

FACEBOOK: Proyección Social Cursos Libres Fiee Uni

1

Sección de Proyección Social y Extensión Universitaria Lic. Fortunato LAZARO LAZARO MINAYA

PRESENTACIÓN La Universidad Nacional de Ingeniería, mediante la facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Sección Sección de Proyección Proyección Social y Extensión Extensión Universitaria. Interesada en la educación técnica y con el deseo de formar hombres para la vida, la paz y el trabajo productivo. Presenta este curso de ELECTRICIDAD BÁSICA E INSTALACIONES ELÉCTRICAS Contribuyendo así al desarrollo científico, tecnológico y económico de la sociedad. Este manual es un estudio completo y general sobre principios y fundamentos básicos de la electricidad y técnicas de instalaciones eléctricas, eléct ricas, lo cual se ha tratado de abordar de una forma sencilla y amena los fundamentos eléctricos, desde el concepto más básico que conforma el fenómeno eléctrico, hasta las aplicaciones más generalizadas y utilizadas en la actualidad. Al finalizar el curso el participante habrá asimilado los conceptos básicos de electricidad, lo que le permitirá a la vez desempeñarse con destreza en el análisis, diseño, implementación y reparación de sistemas eléctricos elementales, así como instalaciones eléctricas en edificaciones considerando las normas técnicas, de seguridad y cuidado del medio ambiente. Este manual va dirigido en especial a aquellas personas sin experiencia previa en este campo y que desean asimilar conocimientos tanto teóricos y prácticos y en base a una experiencia que los conduzca a acciones concretas de superación y cambio. Al aprobar este curso el participante estará en condiciones de seguir avanzando en el estudio de la electricidad y podrá participar en los siguientes cursos que imparte la facultad.

Atentamente. Lic. FORTUNATO LAZARO MINAYA [email protected]

“La electricidad es la base de todo avance tecnológico y científico”

2


SYLLAB US DE ELECTRICIDAD ELECTRICIDAD BÁSICA BÁ SICA E INSTALACIONE INSTAL ACIONES S ELÉCTRICAS SESIÓN

CONTENIDO  FUNDAMENTOS DE LA ELECTRICIDAD

1

1. Introducción 2. Historia de la Electricidad Electricidad 3. Carga eléctrica eléctrica y definición de la electricidad electricidad 4. Formas para producir la electricidad 5. Campo magnético y electromagnetismo electromagnet ismo 6. Cuerpos Conductores y Cuerpos Aislantes 7. Tipos de Corriente eléctrica: Continua y Alterna Alterna 8. Magnitudes eléctricas fundamentales 9. Ley de Ohm y ley de Watt 10. Circuito Eléctrico: Eléctrico: Serie, paralelo paralelo y mixto 11. Leyes de Kirchhoff 12. Calibre de conductores 13. Empalmes de conductores eléctricos 14. Herramientas básicas del electricista  MEDICIONES ELECTRICAS

2

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Tipos de Medidores Medición de Voltaje Medición de Corriente Corrient e Eléctrica Amperímetro Amperímetr o de Abrazadera Medición de Resistencia Resisten cia Medición de Potencia Medición de la energía Medición de la Iluminación Práctica de mediciones mediciones eléctricas

 INSTALACIONES ELECTRICAS

3

3

1. Sistema eléctrico de potencia 2. Sistema eléctrico interconectado interconectado nacional 3. Instalaciones Instala ciones de baja tensión 4. Instalaciones Instala ciones de media tensión 5. Instalaciones Instala ciones de Alta tensión 6. Instalaciones Instala ciones de muy alta tensión 7. Sistema de distribución secundaria 8. Componentes Component es de una instalación eléctrica industrial 9. Canalizaciones Canalizaciones eléctricas 10. Conductores eléctricos 11. Dispositivos de protección y maniobra 12. Medición y mantenimiento mantenimient o del sistema de pozo a tierra 13. Seguridad industrial 14. Práctica de pruebas básicas de transformadores


4

 INSTALACIONES INSTAL ACIONES ELÉCTRICAS EN EDIFICACIONES

1. Tipos de instalaciones instalaciones eléctricas 2. Tipos de alumbrado 3. Materiales eléctricos 4. Característica de los conductores 5. Accesorios eléctricos 6. Magnitudes luminosas 7. Lámparas electricas 8. Protección de las instalaciones instalaciones eléctricas 9. Interruptores termomagnéticos, termomagnéticos, diferenciales diferenciales y puesta puesta a tierra. tierra. 10. Práctica de instalaciones instalaciones eléctricas

 PROYECTO DE INSTALACIONES ELÉCTRICAS

5

4

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Criterios Criteri os para la elaboración de proyecto de instalaciones eléctricas Símbolos eléctricos Lectura e interpretación interpretación de planos planos eléctricos Dimensionamiento Dimensionam iento de instalaciones eléctricas de alumbrado Medición de aislamiento de instalación eléctrica Introducción Introduc ción al automatismo eléctrico Examen Final, teórico y práctico.


1 FUNDAMENTOS DE ELECTRICIDAD INTRODUCCIÓN: No la podemos ver, no la podemos tocar, no tiene sustancia, no puede ser llevada, pero a pesar que ésta no se puede ver, se observan sus efectos, se le mide, se gobierna y se utiliza como se desea. La electricidad ha llegado a ser indispensable en el mundo de hoy, tiene influencia directa y muy importante sobre el aspecto económico y social de la vida moderna. Sin ella no sería posible la vida en las grandes ciudades ni tampoco en los lugares muy alejados. Sin ella no funcionarían las industrias. Las aplicaciones de la electricidad se han multiplicado de la manera más sorprendente y han dado lugar a una verdadera revolución industrial e económica. Se puede decir que en la actualidad vivimos en el mundo de la electricidad, pues esta constituye la base de la radio, televisión, computadoras etc.; en suma de toda la ciencia actual que conocemos con el nombre de electrónica e informática. HISTORIA DE LA ELECTRICIDAD El nombre de ELECTRICIDAD tiene su origen en la palabra griega ELEKTRON, que quiere decir ámbar (resina fósil), ya que esta materia al frotarla, hizo descubrir al hombre los fenómenos eléctricos. CRONOLOGÍA: 600 antes de Cristo - Electricidad estática La existencia de la electricidad se conocía antes de la era cristiana. Thales de Mileto en el año 600 AC, descubrió el fenómeno del ámbar que al ser frotado contra cuerpos ligeros adquiere el poder de atracción sobre algunos objetos 310 antes de Cristo - Primer tratado de electricidad El filósofo griego Theophrastus (374-287 antes de Cristo) escribe el primer tratado donde se estable que existen varias sustancias, aparte del ámbar, que poseen la propiedad de atraer objetos al ser frotadas. Así deja constancia en lo que sería el primer estudio científico sobre la electricidad. 1600 - Estudios sobre electrostática y magnetismo La Reina Elizabeth I ordena al Físico Real Willian Gilbert (1544-1603) estudiar los imanes para mejorar la exactitud de las brújulas usadas en la navegación, siendo este trabajo la base principal para la definición de los fundamentos de la Electrostática y el Magnetismo. Gilbert fue el primero en aplicar el término Electricidad del Griego "elektron" = ámbar. El Gilbert es la unidad de medida de la fuerza magnetomotriz. 1670 - Teoría ondul atori a de la luz El científico alemán Huygens describe la teoría de ondas de la luz. Demostró que las leyes de la reflexión y de la refracción podían explicarse perfectamente según la teoría ondulatoria. 1672 - Máquina electrostátic a

5

Sección de Proyección Social y Extensión Universitaria Lic. Fortunato LAZARO MINAYA

El Físico Alemán Otto von Guericke (1602-1686) desarrolló la primera máquina electrostática para producir cargas eléctricas. Máquina que consiste de una esfera de azufre torneada, con una manija a través de la cual, la carga es inducida al posar la mano sobre la esfera. 1673 - Polaridad de las cargas eléct ricas El francés Francois de Cisternay Du Fay fue el primero en identificar la existencia de dos cargas eléctricas: Negativa (-) y Positiva (+) 1716 – Benjamín Franklin. EE.UU. Descubre que el rayo tiene todas las propiedades de la electricidad. 1745 - Condensador eléctrico E. G. Von Kleist y Pieter Van Musschenbroeck. Alemania (1692-1761) en la Universidad de Leyden, se almacenó por primera vez electricidad estática. La botella de Leyden es un condensador eléctrico de capacidad fija constituido por una botella de vidrio en la que dicho material desempeña el papel de dieléctrico y los electrodos, de papel de estaño, están colocados dentro y fuera de la botella. 1770 – Cargas eléctricas Carlos Agustín de Coulomb. Francia. Inventó la balanza para pesar cargas eléctricas. Estableció la ley de atracción y repulsión de los cuerpos eléctricos. 1800 - Pila eléctric a de Volta Alessandro Volta inventa la primera pila gracias a los estudios realizados sobre la diferencia de potencial existente en la superficie de contacto de dos metales distintos. Este fenómeno (efecto Volta) se aprovecha para producir corriente eléctrica por medio de una pila construida de placas de cinc y cobre intercaladas con tela empapada en salmuera. Al abrir unas ranas muertas durante una clase de anatomía, un alumno vió como se movían. Volta demostró que el bisturí de acero y la bancada de zinc donde estaban apoyadas las ranas, formaban una pila rudimentaria cuya corriente causaba la contracción de los músculos de las ranas. 1808 – Teoría atómi ca Jhon Dalton. Inglaterra. Estableció la teoría atómica. 1810 – Cantidad de Corriente eléctrica André Ampere. Francia. Midió la cantidad de corriente eléctrica en los circuitos haciendo uso del amperímetro. 1819 – Campos Magnéticos Hans Christian Oersted. Dinamarca. Observó oscilaciones de una aguja imantada al acercarse a un conductor con corriente. Estudios sobre campos magnéticos. 1821 - Motor eléctrico rudimentario de Faraday (1745 - 1827) Michael Faraday, científico inglés, ideó un ingenio en el cual un alambre con corriente giraba alrededor de un imán; transformaba pues la electricidad en movimiento mecánico. 1827 – La Ley de Ohm George Simons Ohm. Alemania. Estableció la relación que existe entre la fuerza electromotriz, la resistencia eléctrica y la corriente en un circuito eléctrico. 1831 - Motor eléctrico funcion al

6


El científico norteamericano, Joshep Henry fabricó el primer motor eléctrico funcional que utilizaba la corriente de una pila. 1831 - Dinamo de Faraday En este año, el científico inglés Michael Faraday llevo a cabo experimentos que demostraron que un imán en movimiento inducía una corriente en un alambre. Había demostrado que se podía producir electricidad sin sustancias químicas. Anteriormente a esta fecha, la única fuente de donde se podía obtener energía eléctrica era de una pila. Los principios esbozados por Faraday, llevaron a la invención de la dinamo. 1831 - Transfor mador de Faraday Siguiendo en sus experimentos con electricidad, Michael Faraday enrolló dos bobinas de alambre en un anillo de hierro. Cuando conectaba una bobina a una pila, pasaba una corriente por la otra (no conectada). Al desconectarla, se generaba otro impulso en la segunda bobina. Había inventado el transformador. 1873 - Velocidad de las ondas electromagnétic as En esta fecha, el físico escocés James Clark Maxwell (1831-1879) demuestra que un circuito eléctrico oscilante irradia ondas electromagnéticas cuya velocidad es muy próxima a la velocidad de la luz; con lo cual vuelve a tomar fuerza la teoría de la forma ondulatoria de la misma. Este resultado indujo a creer que la luz consistía en una radiación de ondas electromagnéticas. Sin embargo, la teoría ondulatoria no puede explicar la emisión de fotones que, en cambio, era explicable mediante la teoría corpuscular. La unidad del flujo magnético en el sistema CGS (Maxwell) lleva ese nombre en honor a este científico. 1832 – Telégrafo Samuel F. B. Morse EE.UU. Inventó el telégrafo eléctrico alámbrico e instituyó el código de telecomunicaciones 1835 – Ley de Lenz Enrique Lenz. Alemania. Dió forma eléctrica a la acción y reacción de los cuerpos. 1843 – Ley de Kirchhoff Gustavo A. Kirchhoff . Alemania. Relacionó la corriente y la tensión en un circuito. 1849 – Turbina hidráulica James B. Francis. EE.UU. Inventó la turbina hidráulica usado en las centrales eléctricas. 1876 - Teléfono de Bell Alexander Graham Bell inventó el teléfono mientras buscaba la manera de enviar diversos mensajes telegráficos simultáneos a través de un mismo cable. 1878 - Micr ófono El norteamericano David Hughes fue el primero en acuñar la palabra micrófono, aunque El teléfono de Bell empleara un dispositivo similar. Hughes descubrió que los contactos eléctricos sueltos eran sensibles a vibraciones como las del sonido. Construyó un rudimentario micrófono para demostrar cómo era posible transformar el sonido en corriente eléctrica. 1879 - Lámpara eléctrica incandescent e Tomás Alva Edison. EE.UU. Inventó la lámpara incandescente de alumbrado eléctrico

7


1886 - Electri cidad en el Perú Por concesión municipal, el 15 de mayo de 1886 se inauguró el alumbrado público eléctrico que iluminó la Plaza de Armas, los jirones Unión y Carabaya, el puente, la bajada del puente y la Plaza de la Recoleta. La corriente procedía de una planta a vapor de 500 HP instalada frente al Parque Neptuno, hoy Paseo de la República. Fue una señal de desarrollo la construcción de la central santa rosa que fue terminada en 1902. El servicio público se inauguró el primero de enero de ese mismo año. En 1903 se inaugura la central de Chosica. Por la creciente demanda de energía se construyeron varias centrales como Callahuanca (1938), Moyopampa (1955), etc. Cabe mensionar al sabio peruano Santiago Antunez de Mayolo, más conocido como el Titan de las Hidroeléctricas. Quien despues de graduarse como Ingeniero Electricista en la Universidad de Grenoble retornó al perú en 1913. Se le deben los estudios fundamentales para la construcción de la Central hidroeléctrica Cañón del Pato, así como el diseño de la central hidroeléctrica de Machu Picchu y del gran complejo hidroeléctrico del Mantaro, que hoy lleva su nombre. 1892 – Motor eléctric o Nicola Tesla. EE.UU. Inventó el motor eléctrico de corriente alterna. 1905 - Naturaleza de la luz Albert Einstein postula que la energía de un haz luminoso está concentrada en pequeños paquetes o fotones (en lugar de estar distribuida por el espacio en los campos eléctricos y magnéticos de una onda electromagnética). Con este postulado se logra explicar el efecto fotoeléctrico. 1921 – Lámpara de vapor de mercurio Peter Cooper Hewitt. EE.UU. se hizo célebre por la introducción de la lámpara de vapor de mercurio. Posteriormente a la fecha de Nicola Tesla, los físicos y matemáticos se preocuparon en perfeccionar los generadores de corriente continua y alterna y los diferentes dispositivos relacionados con la electricidad, dando inicio a una creciente industria de artefactos eléctricos. Con el perfeccionamiento de la electricidad se inició la era de la industrialización que demandó la construcción de cada vez mayores y mejores centrales de generación de electricidad. Así mismo se obligó al mejoramiento de técnicas de distribución de la energía eléctrica perfeccionando los transformadores para regular el consumo de electricidad de las ciudades y las industrias. Para terminar con la historia de la electricidad, mientras esta se perfeccionaba, a partir de fines de siglo pasado se dio comienzo a lo que en la actualidad se conoce como la ciencia de la electrónica e informática.

8


ESTRUCTURA ELÉCTRICA DE LA MATERIA Todo lo que existe en la tierra y en el universo está compuesto de pequeñísimos elementos con carga eléctrica entre los que destacan los PROTONES con carga positiva y los ELECTRONES con carga negativa. Estos elementos con carga eléctrica se encuentran formando un elemento más grande, pero a su vez todavía microscópico a la vista de los seres humanos; este elemento recibe el nombre de ATOMO. El átomo es el elemento básico que existe en la tierra y en el universo, hasta donde se ha llegado estudiar. Se conoce 118 elementos básicos o átomos conocidos. La unión de elementos o átomos constituye todas las cosas que hay en la tierra. Por medio de procesos químicos se unen los elementos básicos y se transforman en otros elementos como, por ejemplo: Si tomamos un átomo de oxígeno y lo unimos con dos átomos de hidrógeno, lo que obtenemos es una molécula de agua, cuyos elementos originarios son gaseosas, pero al unirlos hemos obtenido un líquido. Así todos los elementos que existen en la tierra, como la sal, el azúcar, el aceite, la madera, etc., son elementos constituidos por uniones de diferentes átomos. La unión de varias moléculas forma un cuerpo más grande, que por su cantidad puede llegar a hacerse visible (pequeñísimo) y se le conoce con el nombre de PARTÍCULA. Si se une una cantidad de partículas se forma, de acuerdo a su cantidad, una masa pequeña, mediana o grande que recibe el nombre de MATERIA.

¿Qué son los átomos ? Son los elementos básicos que constituyen la materia. Son partículas pequeñas e indivisibles que constan de núcleos muy pequeños y a su rededor giran los electrones. El NÚCLEO está formado por protones y neutrones. Los protones son cargas positivas y los neutrones no tienen carga alguna. Los ELECTRONES giran alrededor del núcleo a grandes velocidades y describen distintas órbitas y son negativos.

9


TIPOS DE CARGAS: Existen dos tipos de cargas positiva y negativa. Cuando el átomo gana un electrón se le denomina IÓN NEGATIVO Cuando el átomo pierde un electrón se le denomina IÓN POSITIVO ¿Cómo saber la carga total de un cuerpo?

Interacciones eléctric as:

CARGA ELÉCTRICA: Se le conoce como carga eléctrica de un cuerpo al exceso o defecto de electrones que éste posee. Carga negativa significa exceso de electrones. Carga positiva significa defecto de electrones. La unidad de carga eléctrica es el CULOMBIO y se representa con la letra C.

10


¿Qué es la electricidad? 

Es la forma de energía producto de la acción específica de electrones.



Circulación de electrones en cadena



Es un agente natural muy poderoso que se manifiesta mediante atracciones y repulsiones, por fenómenos mecánicos, luminosos, térmicos, magnéticos, por la conmoción que ocasiona en el organismo animal y por las descomposiciones químicas que produce.

ELECTRICIDAD ESTÁTICA Y DINÁMICA. 

Electricidad Estática/Carga Eléctrica

Cuando los electrones viajan por un cuerpo y llegan al borde del mismo, se genera electricidad. Esta electricidad se manifestó sólo por acción de presencia, por lo tanto es llamada electricidad estática o carga eléctrica.



Electricidad Dinámica/Corriente Eléctrica

Cuando los electrones fluyen por un cuerpo desde un extremo hacia el otro, se genera la electricidad dinámica o corriente eléctrica.

11


Con la electricidad estática podemos tener descargas, pero con la electricidad dinámica obtenemos efectos diferentes, como por ejemplo: luz, calor, fuerza motriz, etc. El movimiento disperso de los electrones libres de un átomo a otro es normalmente igual en todas direcciones, de manera que ninguna parte del material en particular gana ni pierde electrones. Cuando la mayor parte del movimiento de los electrones se produce en la misma dirección, de manera que parte del material pierde electrones mientras que la otra parte los gana, el movimiento neto o flujo se denomina flujo de corriente. FORMAS DE PRODUCIR ELECTRICIDAD Para producir electricidad se debe utilizar alguna forma de energía que ponga en movimiento a los electrones. Se pueden emplear seis formas de energía:

1. Generación de corri ente eléctrica por frotamiento: Se produce al frotar 2 materiales. Uno de los objetos gana electrones y el otro los pierde. El sistema completo no gana ni pierde electrones. Si los objetos que se friccionan son muy conductores, esas cargas se neutralizan rápidamente. Si por el contrario son poco conductores, ambos objetos quedan con carga eléctrica. Aprovechando las cargas eléctricas estáticas se pueden construir dispositivos: Impresoras láser y fotocopiadoras. Las máquinas de pintura por rociado. La recogida del polvo mediante precipitadores estáticos.   

12


2. Generación de corri ente eléctrica por presión: Los cristales de ciertos materiales, producen corriente eléctrica si a estos se les aplica presión. El cuarzo, la turmalina y las sales de rochelle, son materiales que son ejemplos del principio de generación de corriente eléctrica por presión. Si se coloca un cristal de estos materiales citados entre dos placas de metal y sobre ellas se le aplica una presión, entonces en una placa se producirá una carga electrica positiva y en la otra negativa. La cantidad de electrones que tengan las cargas dependerá de la presión que se ejerza sobre ellas. Los mecheros o encendedores de cocina aprovechan el efecto piezoeléctrico para su funcionamiento. 

3. Generación de corri ente eléctrica por calor: La calor es otro medio para obtener corriente eléctrica. Al calentar la unión de dos metales distintos, se producirá cargas electrostáticas en cada metal, quedando de esta manera una placa cargada negativamente y la otra positivamente. Cuanto mayor sea la diferencia de temperatura, mayor será la carga eléctrica. A este medio de obtener corriente eléctrica se le conoce con el nombre de termocupla. Estas fuentes no suministran grandes cantidades de corriente eléctrica, simplemente se utilizan en instrumentos indicadores de temperatura.

13


Fabricación de termómetros de gran sensibilidad destinados a medir temperaturas muy elevadas en hornos.

4. Generación de corri ente eléctrica por luz: Otro de las formas de generar corriente eléctrica, es la luz, la cual se transforma en energía eléctrica . Cuando la luz incide sobre ciertos nateriales sensibles a la luz, estos materiales emiten electrones libres sobre la supercficie del material. De esta manera los electrones libres forman la carga negativa y los átomos que han perdido a esos electrones quedan cargados positivamente. Actualmente existen tres tipos de dispositivos foto eléctricos, clasificados como: foto emisivos, foto voltaicos y foto conductivos. Entre ellos están los que Utilizan en aplicaciones de control: Un dispositivo foto eléctrico puede operar un relevador siempre que un haz luminoso caiga sobre él, dicho relevador puede abrir las puertas de un garaje automáticamente con las luces delanteras del automóvil; operar un registrador mecánico y contar los objetos que se interponen entre una fuente luminosa y la celda foto eléctrica; conectar una alarma; abrir una puerta; etc., y muchas más aplicaciones son controladas por la energía liberada por la luz.

14


5. Generación de corri ente eléctrica por acción química: Todo artefacto eléctrico portátil utiliza, para su abastecimiento de corriente eléctrica, las llamadas pilas o acumuladores eléctricos. Si en una vasija de vidrio que contiene soluciones de ácido o salinas se introduce dos electrodos de metales diferentes, sucederá que la reacción entre el electrolito y los electrodos hará que los electrones de un electrodo pasen al otro electrodo de material diferente. De esta manera, se producirá la transferencia de carga eléctrica: Un electrodo quedará cargado positivamente(el que pierde electrón) y el otro quedará cargado negativamente (el que gana electrones). Las aplicaciones prácticas de las pilas o acumuladores: Alimentación de aparatos portátiles, vehículos eléctricos, almacenamiento de energía eléctrica de emergencia,instalaciones fotovoltaicas de energía solar, etc.

6. Generación de corri ente eléctrica por la acción del magnetismo: El medio más común para generar corriente eléctrica, es la inducción magnética. Los medios de generación tratados anteriormente, no permiten satisfacer la capacidad necesaria de corriente eléctrica en los hogares y en las industrias, que absorben grandes cantidades de corrientes.

Todo electricista debe tener un amplio concepto del magnetismo y sus fenómenos, dado que en la práctica, casi todos los instrumentos, motores y generadores funcionan bajo el principio electromagnético.

15


MAGNETISMO Se da este nombre a los efectos magnéticos que resultan del empleo de los imanes. ¿Qué es el magnetismo? Se explica el fenómeno por el que los materiales ejercen fuerzas de atracción o repulsión a otros materiales. En tiempos antiguos los griegos descubrieron cierta clase de piedra, cerca de la ciudad de Magnesia en Asia Menor, que tenía la propiedad de atraer y recoger trozos de hierro. La piedra que descubrieron era en realidad un tipo de material llamado “magnetita”, cuya propiedad de atracción se denominó “magnetismo”. Las rocas que contienen este poder de atracción se denominan imanes naturales. Los imanes naturales tuvieron poco uso hasta que se descubrió que, si se los dejaba girar libremente, se orientaban siempre hacia el Norte. Los chinos los sujetaban de un cordel y los llamaron “piedras guías” y los marinos los hacían flotar en un cubo con agua. Al acercar un imán natural a un trozo de hierro, se descubrió que éste adquiría magnetismo luego de estar en contacto. Los imanes artificiales también pueden hacerse mediante electricidad.

Líneas del campo magnético Generación de Electricidad Los principios de generación de electricidad, son los mismos que se aplican en gran escala para alimentar a las ciudades y grandes industrias.

16


1. Moviendo un imán junto a un conduc tor: Uno de los métodos por los cuales el magnetismo produce electricidad, es mediante el movimiento de un imán frente a un conductor estacionario. Si se conecta un instrumento de medición muy sensible en los extremos de un conductor fijo y se hace pasar entonces un imán cerca del conductor, la aguja del instrumento se desviará. Esta desviación indica que se ha producido electricidad en el conductor. Repitiendo el movimiento y observando atentamente el instrumento, verá que la aguja sólo se desplaza cuando el imán pasa cerca del conductor. Colocando el imán cerca del conductor y dejándolo en reposo, no observará ninguna desviación en el instrumento. Sin embargo, si se cambia de posición del imán, la aguja indicadora se desvía. Esto muestra que el imán y el conductor no son capaces de producir electricidad por sí solos. Para que la aguja se desvíe es necesario que el imán se mueva junto al conductor. El movimiento es necesario porque el campo magnético que rodea al imán solo produce corriente eléctrica en el conductor cuando el campo magnético se desplaza transversalmente al conductor. Cuando el imán y su campo están estacionarios, el campo no se desplaza a través del conductor y no producirá movimiento de electrones. 2. Moviendo un conductor hacia adelante y hacia atrás junto a un imán Hemos visto que al mover un imán cerca de un conductor, la electricidad sólo se producía mientras el imán y su campo se movía junto al conductor. Si se mueve el conductor junto a un imán en reposo, también se observará una desviación en la aguja del instrumento. Esta desviación sólo se producirá mientras el conductor se esté moviendo a través del campo magnético. Para emplear el magnetismo con el fin de producir electricidad, usted puede mover un campo magnético a través de un conductor o mover éste a través de un campo magnético. Sin embargo, para obtener una fuente continua de electricidad tendrá que mantener un movimiento permanente en el conductor o en el campo magnético. Para que el movimiento sea permanente habrá que desplazar continuamente hacia delante y hacia atrás al conductor o al campo magnético. Una manera más práctica es hacer que el conductor viaje en forma circular a través del campo magnético. Este método de producir electricidad, donde el conductor viaja circularmente junto a los imanes constituye el principio de la dínamo eléctrica y es la fuente de la mayor parte de la electricidad que se usa como corriente eléctrica.

17


ELECTROMAGNETISMO: Desde hace mucho tiempo se suponía que había cierta relación entre la electricidad y magnetismo, pero fue recién en 1819, que le sabio OERSTED descubrió que esa relación existía y era definible. Así como el magnetismo produce electricidad, con electricidad se puede producir un campo magnético .

El campo electromagnético es un campo magnético producido por el paso de corriente en un conductor. Siempre que hay flujo de corriente, existe un campo magnético en torno al conductor, y la dirección de este campo depende del sentido de la corriente eléctrica. El sentido del campo magnético es contrario al de las agujas del reloj. Si se desea aumentar la potencia del campo magnético de la espira, puede arrollar el alambre varias veces, formando una bobina. Entonces los campos individuales de cada vuelta estarán en serie, formando un fuerte campo magnético dentro y fuera de la bobina. En los espacios comprendidos entre las espiras, las líneas de fuerza están en oposición y se anulan las unas a las otras. La bobina actúa como una barra imantada poderosa, cuyo polo norte es el extremo desde el cual salen las líneas de fuerza.

Agregando más vueltas a una bobina transportadora de corriente se aumenta el número de líneas de fuerza, haciendo que actúe como imán más fuerte. El aumento de la corriente también refuerza el campo magnético, de manera que los electroimanes potentes tienen bobinas de muchas vueltas y transportan toda la corriente que permite el alambre. Para comparar bobinas que tengan el mismo núcleo o núcleos similares se utiliza una unidad que se denomina Amper-vuelta. Esta unidad es el producto dela intensidad de corriente en amperes por el número de vueltas de alambre. Para aumentar todavía más la densidad de flujo, se inserta en la bobina un núcleo de hierro. La densidad de flujo aumenta considerablemente porque el núcleo de hierro ofrece mucha menos reluctancia (oposición) a las líneas de fuerza que el aire.

18


Ley de Oersted-Ampere Establece la relación entre la corriente eléctrica y la generación de un campo magnético. La ley de Oersted-Ampere establece que un conductor que lleva una corriente eléctrica produce un campo magnético alrededor de él, como se muestra en la figura. De esta forma se relaciona una cualidad eléctrica (corriente) con una magnética (campo magnético).

La intensidad o fuerza del campo magnético (Ф) varía en forma directamente proporcional con la magnitud de la corriente. Esto es, a mayor corriente eléctrica (I), mayor intensidad del campo magnético (Ф).

Además, la intensidad del campo magnético varía inversamente con la distancia (D), como indica la figura debajo. Esto significa que a mayor distancia del conductor al campo magnético, la intensidad del campo es menor.

El sentido del campo magnético depende del sentido de la corriente (I). Si se invierte el sentido de la corriente se invierte la polaridad del campo, como muestra la figura.

19


Sentido del Campo Magnético La “Regla de la Mano Derecha” permite determinar el sentido del campo magnético. Ésta establece que al colocar el dedo pulgar en la dirección de la corriente eléctrica, el sentido en que se enrollan los demás dedos indicará el sentido del campo magnético.

Campo Magnético en una Espira y en una Bobina Los conductores forman bobinas al agruparlos en forma de espiras. Así, un caso de particular interés es el campo magnético que se produce al circular corriente a través de una espira. Primeramente, partamos de una espira como la que se muestra en la figura de la izquierda. Si se le aplica una corriente que circule del extremo inferior al superior, se producirá un campo magnético cuyo sentido estará definido por la regla de la mano derecha. Así, en la espira se producirá un campo magnético con un polo norte (N) y uno sur (S)

Una bobina está formada por el agrupamiento de varias espiras. Así, el campo magnético de una bobina será igual a la suma de los campos magnéticos que produce cada una de las espiras. Al estar todas las espiras conectadas en serie, a través de cada una de ellas estará fluyendo la misma corriente, por lo tanto, la intensidad del campo que produce la bobina será la suma del campo magnético producido por cada espira.

20


Reluctancia Magnética La oposición al flujo magnético que presenta un material, se denomina reluctancia. Mientras menor sea la reluctancia que presente el material, mayor será el flujo magnético que se genere. En la figura siguiente se muestra la comparación del campo magnético producido por una bobina con núcleo de aire y el campo magnético producido por una bobina de núcleo de hierro (considere que ambas tienen el mismo número de espiras y circula la misma cantidad de corriente). En el caso del núcleo de hierro se tiene una mayor intensidad de campo magnético debido a que el hierro presenta una menor oposición a las líneas de flujo magnético que el aire.

21


Ley de Inducción de Faraday Principios físicos muy utilizados que permiten entender los fenómenos relacionados con la electricidad y la operación de las máquinas eléctricas. La ley de la inducción electromagnética de Faraday dice que si se tiene un conductor en un campo magnético variable, éste produce un voltaje. El voltaje provocado, no dependerá de la magnitud del campo magnético, sino de la razón con que cambia. Así, una rápida variación de flujo magnético producirá un voltaje inducido alto.

MATERIALES CONDUCTORES, SEMICONDUCTORES Y AISLANTES Teniendo en cuenta ciertas propiedades eléctricas, los cuerpos se pueden clasificar en conductores, aislantes y semiconductores. semiconductores. a). Conductores: En los metales, los diferentes átomos están unidos por enlaces metálicos, metálicos , por lo que dan una estructura geométrica muy rígida. Para este tipo de enlace no son necesarios todos los electrones del átomo, y algunos de ellos quedan poco sujetos al núcleo atómico. Estos electrones recorren el metal de manera libre y desordenada y se denominan electrones libres. libres . Los electron electron es libres son libres son la causa de que los metales sean buenos conductores

22


de la electricidad y del calor. Los mejores conductores son los elementos metálicos, especialmente la plata, plata, el cobre, cobre, el aluminio , y el oro or o . Materiales cuya resistencia al paso de la electricidad es muy baja. baja. Los mejores conductores eléctricos son los metales y sus aleaciones. Existen otros materiales, no metálicos, que también poseen la propiedad de conducir la electricidad electr icidad como son el grafito, las soluciones salinas sa linas (ejemplo el agua de mar) y cualquier material en estado de plasma. Para el transporte de la energía eléctrica, así como para cualquier instalación de uso doméstico o industrial, el mejor conductor es el oro or o , pero es muy cara, así que el metal empleado universalmente es el cobre en cobre en forma de cables de uno o varios hilos. Alternativamente se emplea el aluminio, aluminio , metal que si bien tiene una conductividad eléctrica del orden del 60% de la del cobre es, cobre es, sin embargo, un material mucho más ligero, lo que favorece su empleo en líneas de transmisión de energía eléctrica en las redes de alta tensión. Para aplicaciones especiales se utiliza como conductor el oro.

b). Semiconduct Semiconduct ores: Un semiconductor es un componente que no es directamente un conductor de corriente, pero tampoco es un aislante. Un semiconductor es una sustancia que se comporta como conductor o como aislante dependiendo de la temperatura del ambiente en el que se encuentre, entonces su característica principal es la de conducir la corriente sólo bajo determinadas circunstancias, y evitar el paso de ella en otras. Algunos elementos, como el selenio, el silicio y el germanio, tienen cuatro electrones de electrones de valencia y para formar su estructura comparten estos electrones con electrones de átomos próximos. Este tipo de enlace se denomina enlace covalente y proporciona fuerzas atractivas muy fuertes entre los diferentes átomos. Al aumentar la temperatura en estos materiales se rompen algunos de estos enlaces y quedan electrones libres; por lo tanto, se convierten en conductores en determinadas circunstancias. Su conductividad dependerá del número de electrones libres existentes.

23


c). Aislantes o no conductores: Los aislantes están formados por átomos con muchos electrones en electrones en sus últimas órbitas (cinco a ocho), por lo que, no tienen no tienen tendencia a perderlos fácilmente y a no no establecer una corriente de electrones. De ahí su alta resistencia. resistencia. Estas sustancias, a diferencia de los metales, no dispo nen de electrones electrones libr es porque es porque necesitan todos sus electrones de valencia para realizar sus enlaces. enlaces . En determinadas circunstancias, alguno de estos enlaces moleculares se puede romper , de tal manera que quede algún electrón libre y haga que el material conduzca muy poco la electricidad. Los materiales aislantes tienen la función de evitar el contacto entre las diferentes partes conductoras (aislamiento de la instalación) instalación) y proteger a las personas frente a las tensiones eléctricas (aislamiento (aislamiento pr otector). Se otector). Se denomina dieléctricos a los materiales que no cond ucen la electricid electricid ad, ad , por lo se pueden utilizar como aislantes aislantes eléctrico s . Algunos ejemplos de este tipo de materiales son el vidrio, la cerámica, la goma, la mica, la cera, el papel, la madera seca, la porcelana, algunas grasas para uso industrial y electrónico y la baquelita baquelita..

24


TIPOS DE CORRIENTE ELÉCTRICA En la práctica, los dos tipos de corrientes eléctricas más comunes son: corriente directa (CD) o continua y corriente alterna (CA). La corriente directa circula siempre en un solo sentido, es decir, del polo negativo al positivo de la fuente de fuerza electromotriz (FEM) que la suministra. Esa corriente mantiene siempre fija su polaridad, como es el caso de las pilas, baterías y dinamos.

La corriente alterna se diferencia de la directa en que cambia su sentido de circulación periódicamente y, por tanto, su polaridad. Esto ocurre tantas veces como frecuencia en Hertz (Hz) tenga esa corriente. A la corriente directa (C.D.) también se le llama "corriente continua" (C.C.). La corriente alterna es el tipo de corriente más empleado en la industria y es también la que consumimos en nuestros hogares. La corriente alterna de uso doméstico e industrial cambia su polaridad o sentido de circulación 50 ó 60 veces por segundo, según el país de que se trate. Esto se conoce como frecuencia de la corriente alterna. En los países de Europa la corriente alterna posee 50 ciclos o Hertz (Hz) por segundo de frecuencia, mientras que los en los países de América la frecuencia es de 60 ciclos o Hertz.

25


Generador elemental de Corriente Alterna Un generador elemental consiste en una espira de alambre colocado de manera que se la pueda hacer girar dentro de un campo magnético estacionario, para que éste produzca una corriente inducida en la espira. Para conectar la espira con un circuito externo y aprovechar la corriente inducida se utilizan contactos deslizantes.

MAGNITUDES ELÉCTRICAS Las magnitudes eléctricas son las diferentes medidas que se pueden tomar a la electricidad. Las magnitudes se miden a través de la unidad, ésta debe ser siempre fija y constante. No puede variar y tiene que ser universal. CANTIDAD DE ELECTRICIDAD: Se conoce como Q. La cantidad de electricidad es la cantidad total de electrones que recorren un conductor en un circuito eléctrico. Como podemos intuir, al ser el electrón un elemento del átomo de tamaño muy reducido, sería muy difícil poder saber con exactitud su número, por lo que en la práctica se toma como unidad el culombio. El culombio como unidad de cantidad de electricidad (Q) se representa con la letra C. 

Q=Ixt LA FUERZA ELECTROMOTRIZ (f.e.m.) Es la causa que origina que los electrones circulen por un circuito eléctrico. Su unidad es el Voltio y se representa por la letra V. DIFERENCIA DE POTENCIAL (d.d.p.) También se le conoce como tensión eléctrica o voltaje Es el desnivel eléctrico que existe entre dos puntos determinados de un circuito. Esta magnitud se representa con la letra V y tiene como unidad el voltio. INTENSIDAD DE CORRIENTE ELÉCTRICA: Es la cantidad de electricidad que atraviesa un conductor en un tiempo igual a un segundo. El símbolo que empleamos para la intensidad es I y para su unidad es la letra A.







I = Q/t 26

1A = 1C/1s


DENSIDAD DE CORRIENTE ELÉCTRICA: Es el número de amperios que circula por cada milímetro cuadrado de conductor. La densidad de la corriente se le representa con la letra griega δ y su unidad es A/mm2.



δ =

I/S

RESISTENCIA ELÉCTRICA: Es la dificultad que presenta un material al paso de la corriente eléctrica. Se representa por R y tiene como unidad el Ohmio, que a su vez se representa como Ω.



LEY DE OHM La generación de una corriente eléctrica está ligada a dos condiciones: A la existencia de una fuerza propulsora, la fuerza que hemos denominado fuerza electromotriz (f.e.m). A la existencia de un circuito conductor, cerrado, que une los dos polos de la fuente de voltaje. La intensidad de la corriente depende tanto de la magnitud de la f.e.m (V), como de la resistencia del circuito (R). Esa dependencia fue precisada por el físico George Simon Ohm, quien formuló la ley más importante de la electrotecnia, llamada por eso, ley de Ohm.

27


La ley de Ohm establece que: En un circuito eléctrico, el valor de la corriente es directamente proporcional al voltaje aplicado e inversamente proporcional a la resistencia del circuito. En otras palabras, esta ley nos dice: • A más voltaje, más corriente; a menos voltaje, menos corriente. • A más resistencia, menos corriente; a menos resistencia, más corriente. La ley de Ohm permite conocer el voltaje en un elemento del circuito conociendo su resistencia y la corriente que fluye a través de él y las relaciona de la siguiente manera:

Para utilizar el triángulo, se cubre el valor que se desea calcular y las letras restantes hacen la fórmula.

28




POTENCIA ELÉCTRICA:

El conocimiento de la potencia eléctrica es muy importante, ya que nos indica lo capaz que es esto de realizar una determinada tarea: iluminar (lámparas), mecánico (motores), calentar (resistencias calefactoras), etc. Cuanta más potencia posea el receptor, más rápido realizará la tarea o trabajo. La potencia es la rapidez con lo que se ejecuta un trabajo. Trabajo = Fuerza por la distancia Es decir es la relación que existe entre el trabajo realizado y en tiempo invertido en realizarlo.

P=W/t En circuito eléctrico la potencia viene relacionado como el producto del voltaje y de la intensidad.

P=VxI POTENCIA EN CORRIENTE CONTINUA: La corriente continua es la que tienen las pilas, las baterías y las dinamos. Todo lo que se conecte a estos generadores serán receptores de corriente continua. Ya hemos dicho que para calcular la potencia en c.c. (corriente continua) se hace mediante la fórmula: P = V x I = Tensión x Intensidad. Cuando la tensión se pone en Voltios (V) y Intensidad en Amperios (A), la potencia nos dará en vatios (w)

la

Ejemplo: Calcular la potencia de un timbre que trabaja a una tensión de 12 V. y por el que circula una intensidad de 2 mA. Respuesta: Lo primero poner la V en voltios y la I en amperios (convertimos) 2 mA (miliamperios) son 2/1000 Amperios, es decir 0,002 A. Ahora solo queda aplicarla fórmula P = 12V x 0,002 A = 0,06 W. Hagamos ot ro. Una bombilla que conectamos a 220 V tiene una intensidad de 0,45 A. ¿Qué potencia eléctrica tiene?

P = 220 V x 0,45 A = 100 W.

29


POTENCIA EN CORRIENTE ALTERNA: La corriente alterna es la que se genera en las centrales eléctricas, por eso todos los receptores que se conecten a los enchufes de las viviendas son de corriente alterna (C.A.). Aquí la potencia es un poco más compleja, ya que no solo hay una potencia, sino que hay 3 diferentes. Empecemos por la más importante, generalmente la que se conoce como potencia. La potencia activa.

30




ENERGÍA ENERGÍA ELÉCTRICA: ELÉCTRICA: Como ya dicho en la definición de potencia que es la rapidez con la que se ejecuta un trabajo, es decir la relación que existe entre el trabajo realizado y el tiempo invertido en realizarlo. Sabemos también que el trabajo se produce gracias a la energía. Trabajo y energía son dos conceptos que dicen lo mismo: Potencia =

 

Potencia =

í 

Cuando tenemos el receptor conectado durante un tiempo lo que necesitamos conocer el la energía que consume. E = P x t t

Donde: E es la energía en julios (J) P es la potencia en vatios (W) t es el tiempo en segundos (s) El julio es la unidad perteneciente al sistema internacional. Como es muy pequeña, se suele utilizar más el KWh.

E = KW x h = Kilovatios x hora El instrumento que mide la energía eléctrica consumida es el contador, es el que nos indica lo que debemos pagar a la compañía eléctrica.

CIRCUITO CIRCUITO ELÉCTRICO Es la interconexión de dos o más componentes que tiene una trayectoria cerrada. Dichos componentes pueden ser resistencias, fuentes, interruptores, condensadores, semiconductores semiconductores o cables.

31


a) CIRCUITO EN SERIE:

Cuando los elementos del circuito esta´n conectados uno a continuación de otro. La corriente eléctrica sólo tiene un camino.

32


b) CIRCUITO CIRCUITO PARALELO: PARALEL O: Es el circuito que en un punto se reparte en varias ramas o caminos que despues se unen. Las dos líneas principales van en lineas paralelas.

c) CIRCUITO MIXTO:

Es el que está compuesto de circuito en serie y paralelo. No N o se usa en instalaciones domiciliarias.

33


LAS LEYES DE KIRCHHOFF: KIRCHHOFF: Estas leyes se utilizan para resolver circuitos eléctricos complejos, en los cuales estan interconectados interconectados varios generadores y receptores ya sea de CC o CA.

34


HERRAMIENTAS BÁSICAS DEL ELECTRICISTA Las herramientas son instrumentos hechos por el hombre para realizar todo tipo de trabajo con una mayor perfección y facilidad. Por el avance de la tecnología y el ingenio del hombre hoy en día se puede tener una herramienta adecuado para cada necesidad. Para realizar trabajos en electricidad, el electricista debe contar mínimamente con los siguientes herramientas: Alicate universal Destornilladores ( estrella y plana) Cuchilla del electricista Lámpara piloto o lámpara serie    

NORMAS DE SEGURIDAD EN EL USO DE LAS HERRAMIENTAS BÁSICAS: Todas las herramientas para trabajos eléctricos, deben tener su mango forrados (aislados). Las herramientas se deben usar de manera adecuada y de acuerdo al trabajo a realizar. Use las herramientas sólo para lo que han sido hechas. Las herramientas se deben mantener límpios y ordenados. 





PRÁCTICA DE EMPALMES ELÉCTRICOS DE BAJA TENSIÓN Objetivos: Identificar y distinguir un empalme, para qué sirve y tipos de empalme. Adiestrar al participante en el uso de herramientas básicas del electricista. Realizar correctamente los diversos tipos de empalme reconociendo el calibre del conductor. Es necesario que, al hacer el empalme, se tenga cuidado que la unión este bien ajustada, para que no se produzca resistencia y se caliente la conexión. Hay que recordar que el, empalme debe ser mecánicamente fuerte y eléctricamente seguro.

35


EMPALME TRENZADO Proceso: a) Corte dos trozos de alambre de 10 cm aproximadamente. b) Quita 5 cms del forro de uno de los extremos de cada alambre y límpialo con la cuchilla. c) Coloque los dos alambres con la parte sin forro en el mismo lado (fig.) sujeta con el alicate, trenza los dos alambres. Aplicaciones : Es el empalme más empleado de las instalaciones empotradas, ya que requiere de poco espacio.se usa en las cajas de paso y puede ser utilizado con conductores hasta N°6 AWG.

36


EMPALME DE PROLONGACIÓN O WESTERN Proceso: a) Corte dos trozos de alambre de 10 cm aproximadamente b) Quita 7 cms del forro de uno de los extremos de cada alambre y límpialo con la cuchilla. c) Coloca los dos trozos sin forro juntos y sujetos por el centro con el alicate d) Dar vueltas un alambre sobre el otro procurando queden las espiras y apretadas. e) Ejecuta lo mismo con el otro. debe quedar como la figura Aplicaciones: se usa este empalme sobre todo en conductores que están sometidos a esfuerzos de tracción y Puede ser utilizado con conductores hasta N° 10 AWG.

37


EMPALME DE DERIVACIÓN “T” Proceso: a) Corte dos trozos de alambre uno 10 cms y otro de 7 cns aprox. b) Quita el forro de los alambres y límpialo con la cuchilla c) Enrolla a un extremo del alambre horizontal, cuidando que queden las vueltas juntas y apretadas. d) Debe quedar como la figura. Aplicaciones: se usa este empalme para sacar ramificaciones y puede ser utilizado con conductores hasta N°10 AWG.

Paso N° 1

Paso N° 2

Paso N° 3

38


EMPALME DE DERIVACIÓN CON SEGURIDAD

Paso N°1

Paso N°2

PasoN°3

39


EMPALME DE PROLONGACIÓN ALAMBRE GEMELO (cable mellizo) PROCESO: a. b. c. d. e.

Corta dos trozos de 10cms. De alambre Separa el alambre gemelo de 7 cms. Cora 2 cms. En uno de los alambres (quedaran desiguales). Quita 5 cms. Del forro de cada alambre (los cuatro ver figura). Empalme el más largo, con el más corto del otro lado (ver figura).

Nota: Al terminar el empalme, las partes sin forro empalmadas, no deben hacer contacto. (Ver figura)

Paso N° 1

Paso N° 2

40


Paso N° 3 SOLDADURA DE EMPALME Herramientas y materiales: Un cautil eléctrico Unos alicates Una cuchilla de electricista 50 cms. De soldadura Los 5 empalmes ya realizados PROCESO: a) Limpia la parte que vas a soldar, con una lija o cuchilla b) Limpia la punta del cautil con una lija y ponlo a calentar c) Estaña la punta del cautil aplicando el estaño en el punto del cautil cuando este caliente d) Calienta el empalme y aplica el estaño al empalme. e) retira la soldadura (estaño) y mantén e cautil en contacto con el empalme.

41


COMO AISLAR UN EMPALME a. Revisar el empalme para que no tenga puntas cortantes b. Coloca la cinta cuidando que tenga una inclinación de 45 ° en relación con el empalme. c. Comienza desde el forro y continúa el encintado hasta el otro forro. d. Revisa que no se quede parte sin forrar.

42


CONSTRUCCIÓN DE UNA LÁMPARA DE PRUEBA MATERIALES: Una lámpara de 25 W Un sóquet o portalámpara 50 cms. De alambre N° 12 PROCESO: a. Quita 3 cms de forro en uno de los extremos de los alambres. b. Desarma el sóquet c. Sujeta en los tornillos del sóquet el alambre y ármalo entorcha el otro extremo del alambre y estáñalo (puntas de prueba)

43


2 MEDICIONES ELÉCTRICAS Es la medición de las diferentes magnitudes eléctricas de una instalación o aparato eléctrico que nos ayudan a comprobar: - Su buen funcionamiento - Detectar y reparar averías - Estudiar con detenimiento ciertos procesos que nos ayuden a diseñar instalaciones y dispositivos eléctricos, así como evaluar su comportamiento ante eventuales cambios. NORMAS GENERALES PARA L A TOMA DE MEDIDAS • • • •

Seleccionar el tipo de corriente Seleccionar el campo de medida de cada aparato Evitar la prisa y anotar los valores de forma ordenada Controlar periódicamente los instrumentos

MAGNITUDES FUNDAMENTALES Y SU ISTRUMENTO DE MEDIDA TENSIÓN, F.E.M., D.D.P., VOLTAJE

VOLTÍMETRO

RESISTENCIA ELÉCTRICA

OHMÍMETRO

INTENSIDAD DE LA CORRIENTE

AMPERÍMETRO

POTENCIA ELÉCTRICA

VATÍMETRO

ENERGÍA ELÉCTRICA

CONTADOR DE ENERGÍA

FACTOR DE POTENCIA

COSFÍMETRO

FRECUENCIA

FRECUENCÍMETRO

INDICADOR DE FASES

FASÍMETRO

NIVEL DE ILUMINACIÓN

LUXÓMETRO

AISLAMIENTO

MEGÓHMETRO

RESISTENCIA DE TOMA A TIERRA

• INSTRUMENTOS

TELURÓMETRO

ANALÓGICOS DIGITALES

44


Los hay de dos clases: ANÁLOGOS Y DIGITALES. Los análogos o de bobina móvil emplean una aguja que muestra los valores sobre un tablero con diferentes escalas de lectura. Los multímetros digitales, muestran la lectura sobre una pantalla de números conocida también como display.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE L OS MULTIMETROS ANÁLOGOS Y DIGITALES: Los multímetros digitales tienden a ser los preferidos pues permiten lecturas explicitas en números, en contraste con los análogos para los que es necesario conocer el manejo de un tablero graduado y saber leer sobre el mismo las diferentes variables medidas. Es decir el manejo de multímetros digitales es más fácil que el manejo de multímetros análogos, por su fácil interpretación.

45


46


POLÍMETROS DIGITALES

47


MULTÍMETRO.- Dispositivo diseñado pata tomar medidas de magnitudes eléctricas. Como su nombre lo indica, multi = varios y metro = medida (varias medidas). Por lo general está compuesto por un voltímetro de corriente directa (V DC), voltímetro de corriente alterna (V AC), Óhmetro, amperímetro de corriente directa (A DC). Algunos modelos añaden medidores adicionales como el amperímetro de corriente alterna, termómetro, frecuencímetro, continuidad y diodos, transistores (hfe), y capacímetro entre otros. MEDICIÓN DE VOLTAJE: Para la medición de Voltaje es necesario disponer de un dispositivo de medición: Voltímetro. El voltímetro se instala de forma paralela en relación con la fuente de suministro de energía eléctrica. Mediante un multímetro o “tester” que mida voltaje podemos realizar también esa medición.

48


MEDICIÓN DE RESISTENCIA: Para medir resistencias se coloca el multímetro a los extremos de la resistencia para obtener el resultado, es importante que la resistencia no esté alimentada.

MEDICIÓN DE CORRIENTE: Para medir corriente el multímetro debemos colocarlo con el circuito abierto de manera que la corriente pase por el instrumento para obtener la lectura.

MEDICIÓN DE INTENSIDAD ELÉCTRICA: Puede realizarse con un Amperímetro abriendo el circuito y conectándolo en serie o con una pinza amperímetrica sin cortar el circuito. Colocar el selector del polímetro en la posición de intensidad .

49


MEDICIÓN DE POTENCIA ELÉCTRICA. Necesitamos medir tensión e intensidad y multiplicar para obtener la potencia. Podemos usar un polímetro o un Watímetro.

50


MEDICIÓN DE AISLAMIENTO. Debe comprobarse si la aislación de los conductores con respecto a tierra o a otro conductor están dentro de los valores indicados en las normas, que establecen que la aislación debe tener una resistencia de 1.000 veces la tensión de servicio por cada tramo de 100 m o fracción (por ej. si la tensión es 220 V. debe tener una resistencia de 220.000 Ohm). Este valor es el menor exigido por las normas, pero de ningún modo debe aceptarse en una instalación nueva. Estas mediciones se hacen con un megóhmetro de corriente continua con una tensión igual o mayor que el doble de la tensión de servicio, debiéndose cerrar los equipos de maniobra y protección; y además desconectar la línea de alimentación y los aparatos de consumo. Debe observarse especialmente que los valores de temperatura y humedad ambiente se encuentren cercanos a los valores de referencia. En el caso de los circuitos de muy baja tensión de servicio, el ensayo debe efectuarse con 250 V. Normalmente se recomienda que una instalación, para estar correctamente realizada, tenga una resistencia de aislación que no sea inferior a 500.000 Ohm. (0,5 MW). Las mediciones a efectuar en sistemas trifásicos incluyen: - Entre conductores de fase. - Entre conductores de fase unidos entre sí y neutro. - Entre conductores de fase unidos entre sí y conductor de protección. - Entre conductor neutro y conductor de protección. Para instalaciones monofásicas, las mediciones se realizan: - Entre fase y neutro. - Entre fase y conductor de protección. - Entre neutro y conductor de protección. EL MEGÓHMETRO

51


Advertencia Para evitar posibles descargas eléctricas o lesiones personales: Antes de comprobar un circuito con el medidor desconecte toda alimentación al circuito en comprobación y descargue los condensadores del mismo. Antes de conectar al circuito en comprobación, conecte las puntas de prueba a las entradas del medidor. Antes y después de realizar las pruebas, confirme que el medidor no indique la presencia de una tensión peligrosa en los terminales. Si el medidor emite un pitido continuo y la pantalla muestra una tensión peligrosa, desconecte las puntas de prueba e interrumpa la alimentación del circuito en comprobación. 





MEDIDORES DE ENERGIA ELECTRICA El contador o medidor de energía se conecta exactamente igual que un vatímetro y nos dá la lectura de la energía consumida, gracias a que integra el producto de la potencia por el tiempo. SEGÚN LA DISPOSICIÓN DE BOBINAS Y LA DISTRIBUCIÓN DE FASES DE ENTRADA Y SALIDA: Según la disposición de las bobinas y la distribución de las fases de entrada y salida (conexión interna del medidor), se dividen en:  Monofásico bifilar asimétrico  Monofásico bifilar simétrico  Bifásico trifilar asimétrico  Bifásico trifilar simétrico  Trifásico tetrafilar asimétrico  Trifásico tetrafilar simétrico SEGÚN LA ENERGÍA A MEDIR: Energía activa: corresponde a la potencia activa y se mide en kWh. Energía reactiva: corresponde a la potencia reactiva y se mide en kVARh. SEGÚN SU CONEXIÓN A LA RED: De conexión directa.Las bobinas de tensión y de corriente se conectan directamente a la red. Se utilizan para corrientes máximas de 100 A. Pueden ser monofásicos, bifásicos o trifásicos.

52


De conexión semi-directa (también llamada semi-indirecta). Las bobinas de corriente se conectan a la red por medio de transformadores de corriente (TC). Se utilizan cuando la corriente de la instalación es superior a 100 A. Las bobinas de tensión se conectan directamente a la red. Normalmente son medidores trifásicos. Se conectan con tensiones hasta 440 V y están diseñados para una medida de corriente de 1 a 10 A, también llamados medidores de 5 A, los cuales son utilizados para medida semi-directa e indirecta. De conexión indi recta. Las bobinas de corriente y de tensión se conectan a la red por intermedio de transformadores de corriente y transformadores de tensión. Se utilizan para medir la energía en circuitos de alta tensión, generalmente en subestaciones eléctricas. SEGÚN EL NÚMERO DE ELEMENTOS: De un elemento: conformado por una bobina de tensión y una de corriente. Se pueden encontrar de tecnología americana y tecnología europea. De elemento y medio: conformado por dos bobinas de corriente que comparten una bobina de tensión. Son medidores para ser conectados a 240 V, de tecnología exclusivamente americana. De dos elementos: conformado por dos bobinas de corriente y dos bobinas de tensión. Pueden ser de tecnología americana o europea. De dos elementos y medio: conformado por tres bobinas de corriente, que comparten dos bobinas de tensión. Son exclusivamente de tecnología americana. De tres elementos: conformados por tres bobinas de corriente y tres bobinas de tensión. Puede ser de tecnología europea o americana. SEGÚN SU FIJACIÓN (CAJA, MURO O TABLERO): De sobreponer : son los que se instalan sobre una caja, un muro o un tablero y la acometida se conecta directamente a la caja de conexiones. Tipo socket: primero se instala una base o receptáculo y allí se conecta la acometida y luego se empotra el medidor. Es un sistema muy común para los medidores de tecnología americana que se instalan especialmente en centro américa. DE ACUERDO CON LA EXACTITUD. Clase 2: garantiza que el error se encuentra entre más o menos el 2%. Clase 1: garantiza que el error se encuentra entre más o menos el 1%. Clase 0,5: garantiza que el error se encuentra entre más o menos el 0,5%. Clase 0,2: garantiza que el error se encuentra entre más o menos el 0,2%. En la tabla 1, se suministra información general de las características técnicas de los medidores clase 1 y en la tabla 2, las características técnicas de los medidores clase 2. CONEXIONES DE MEDIDORES DE ENERGÍA SEGÚN EL TIPO DE TRANSFORMADOR, TIPO DE RED Y CARGA A ALIMENTAR SEGÚN EL TIPO DE TRANSFORMADOR Transformador monofásico Las conexiones de medidores que se pueden realizar según este tipo de transformador son conexiones de medida directa para: medidores monofásicos, medidores bifásicos y medidores neutro directo y conexiones de medida semi- directa e indirecta. En la Figura se observa un medidor neutro directo clase 1.

53


Conexión medido r monof ásico, conexión simétrica (1)

Conexión medido r monof ásico, conexión asimétric a (1)

Conexión medidor m onofásico t rifilar, conexión simétr ica (1)

Conexión medidor m onofásico t rifilar, conexión asimétrica (1)

54


Conexión medido r bifásico t rifi lar, conexión simétri ca (1)

Conexión medido r bifásico trif ilar, conexión asimétri ca (1)

Conexión medido r trif ásico tetrafilar, conexión simétric a (1)

55


Conexión medidor tr ifásico t etrafilar, conexión asim étrica (1)

SEGÚN EL TIPO DE RED. Red mon ofásica tres hilos (dos fases y un neutro ) La red monofásica puede ser abierta o trenzada, y aérea o subterránea. 

Red trifásica cuatro hilos (tres fases y un neutro) La red trifásica cuatro hilos está compuesta por tres fases y un neutro. Se pueden utilizar todo tipo de medidores, excepto los medidores neutro directo. La red trifásica puede ser abierta o trenzada, aérea y/o subterránea. 

SEGÚN LA CARGA A AL IMENTAR. Para determinar el tipo de conexión que se realizara, se debe tener la información precisa y clara de la carga a alimentar, para determinar si corresponde a una conexión directa, semi-directa o indirecta. De igual manera la clase de servicio, si es residencial, comercial o industrial. Es muy importante tener en cuenta estos requisitos, ya que el punto de partida para tener una correcta selección y conexión del equipo de medida parte de la carga que se tiene. Carga tip o monof ásica. Este tipo de conexión se realiza generalmente para usuarios residenciales en estratos 1, 2 y 3, donde la carga instalada no supera los 7 kW. También se puede observar en servicios comerciales donde la actividad puede ser: papelerías, pequeñas tiendas de dulces, modisterías, etc. Para este tipo de conexión se instalan únicamente medidores monofásicos de clase 1 ó clase 2. Carga tipo bi fásica trifi lar. Este tipo de conexión se realiza generalmente en estratos 4, 5 y 6, donde la carga instalada no supera los 15 kW. También se pueden observan en servicios comerciales donde la actividad requiera equipos que funcionan a 220 V. Para este tipo de conexión se pueden instalar medidores bifásicos clase 1 ó clase 2, y medidores neutro directo, particularmente en las zonas rurales. Carga tipo trifásic a tetrafilar. En pocas ocasiones se encuentra este medidor instalado en servicios residenciales, es mas común en servicios comerciales e industriales donde la carga instalada supera los 15 kW, para una conexión directa. Para la medición semi-directa se utiliza medidores de energía activa y/o reactiva y un transformador de corriente (T.C) por cada fase que alimenta la carga. En este tipo de 





56


medición, la conexión de las señales de corriente provenientes de los devanados secundarios de los T.C. y de las señales de tensión provenientes de la acometida al medidor, deben realizarse mediante un bloque de prueba, para garantizar una correcta medida de la energía consumida. SISTEMA DE PUESTA A TIERRA Un ”Sistema de Puesta a Tierra”, ó simplemente ”Tierra Física”, es un conjunto de elementos formados por electrodos, cables, conexiones, platinas y líneas de tierra física de una instalación eléctrica, que permiten conducir, drenar y disipar al planeta tierra una corriente no deseada. Un sistema de puesta a tierra consiste en la conexión de artefactos eléctricos y electrónicos a tierra, para evitar que sufran daño, tanto las personas como equipos, en caso de una corriente de falla. FINALIDAD DE LAS PUESTAS A TIERRA  







Brindar seguridad a las personas Obtener una resistencia eléctrica lo más baja posible para derivar a tierra fenómenos eléctricos. Mantener los potenciales producidos por las corrientes de falla dentro de los límites de seguridad de modo que las tensiones de paso o de toque no sean peligrosas para los humanos. Ofrecer en todo momento y por un lapso prolongado baja resistencia eléctrica que permita el paso de las corrientes derivadas. Mejorar la calidad del servicio eléctrico, disipar la corriente asociada a descargas atmosféricas y limitar las sobre tensiones generadas.

CONDUCTOR DE PUESTA A TIERRA. Es aquel conductor de un circuito que se conecta a tierra intencionalmente. Este conductor garantiza la conexión física entre las partes metálicas expuestas a alguna falla y la tierra. Por medio de este conductor circula la corriente no deseada hacia la tierra. ELECTRODO DE PUESTA A TIERRA. Es un cuerpo metálico conductor desnudo que va enterrado y su función es establecer el contacto con la tierra física. PUENTE DE UNION. Este puente es un conductor que nos sirve para proporcionar la conductividad eléctrica entre partes de metal que requieren ser conectadas eléctricamente. RED DE TIERRA. Es la porción metálica subterránea de un sistema aterrizado que dispara hacia la tierra todo flujo de corriente no deseado. Esta red se puede componer de varias mallas interconectadas. RESISTENCIA DE TIERRA. Es la resistencia que nos ofrece el terreno hacia la corriente en un sistema de puesta a tierra, esta resistencia depende de la resistividad del terreno y área de los conductores. RESISTIVIDAD DEL TERRENO. Es la propiedad del terreno que se opone al paso de la corriente eléctrica, la resistividad varia de acuerdo a las características del terreno. SISTEMA DE TIERRA. Son varios conductores desnudos que se interconectan con una o varias mallas o electrodos enterrados. SUPRESOR DE PICOS. No son más que elementos de protección contra sobretensiones transitorias.

57


TIERRA AISLADA. Es un conductor de tierra con aislamiento que se conecta a algún equipo, este conductor se coloca en la misma soportaría donde se encuentran los cables de energía. Símbolo IEC numero 5019

NATURALEZA DEL TERRENO

RESISTIVIDAD EN OHM*M

Terrenos pantanosos

de algunas unidades a 30

Turba húmeda

5 a 100

Humus

10 a 150

Limo

20 a 100

Margas del jurásico

30 a 40

Arcilla plástica

50

Arena arcillosa

50 a 500

Pizarras.

50 a 300

Margas y arcillas compactas

100 a 200

Calizas blandas

100 a 300

Granitos y gres muy alterados

100 a 600

Arena silícea

200 a 3.000

Suelo pedregoso cubierto de césped

300 a 500

Calizas agrietadas

500 a 1000

Rocas de mica y cuarzo

800

Calizas compactas

1000 a 5000

Suelo pedregoso desnudo

1500 a 3.000

Granitos y gres procedente de alteración

1.500 a 10.000

Tabla 1. Valores de resistividad de algunos materiales Valor m edio de la resistivi dad en Ohm*m

Naturaleza del terreno Terrenos cultivables y fértiles, terraplenes compactos y húmedos

50

Terraplenes terraplenes

500

cultivables

poco

fértiles

y

Suelos pedregosos desnudos, arenas secas 3.000 permeables.. Tabla 2. Valores de resistividad de algunos suelos

58


Electrodo

Resistencia de la tierra en ohm

Placa enterrada

Pica vertical

Conductor enterrado horizontalmente Tabla 3. Como obtener la resistencia de un electrodo R, resistividad de terreno (ohm*m) P, perímetro de la placa (m) L, longitud de la pica del conductor (m) Numero de electrodos

Valor origin al

El valor origin al se reduce al

Un solo electrodo 100% Dos electrodos en línea 55% Tres electrodos en línea 38% Tres electrodos en triángulo 35% Cuatro electrodos en simetría 28% Ocho electrodos en simetría 16% Tabla 4. Porcentaje de reducción del valor resistivo en función del tipo de configuración Los conectores empleados en la malla del sistema de tierras de una subestación deben ser de tipo de compresión o soldables.

59


POZO A TIERRA HORIZONTAL Es indispensable que los electrodos de platina, plancha, varilla de cobre o conductores enterrados, estén colocados dentro de zanjas o fosas rellenas con tierra de cultivo en un área perimetral al electrodo o conductor de no menos de 0.30 m de radio y la dosificación será de 1 a 3 dosis de tratamiento por m3. Cavar una Zanja de 6m de longitud, 60 cm de profundidad, 40 cm de ancho en la zona a instalar el Pozo a Tierra. Compactar la tierra de fondo. Colocar 3 bolsas de cemento conductivo de 20 kg, cada uno, luego compactar. Esto va a depender mucho de la resistividad del terreno. Coloque el cable de conexión a tierra en la zanja. Cubra el cable de conexión a tierra totalmente con cemento conductivo. Agréguele tierra y compacte hasta poner al nivel de piso y colocar su caja de registro. 

     

POZO A TIERRA VERTICAL Se cava un pozo de 2.40 mts de profundidad por metro por lado. Se coloca una barra de cobre en el centro del agujero sea de 5/8, ¾ luego se coloca un tubo de pvc de 6" de diámetro alrededor de la barra de una longitud igual o menor a la barra. Luego se rellena con cemento conductivo y se va apisonando rellenando con tierra de chacra alrededor del tubo compactando en cada 30 cm de altitud y se va retirando el tubo, tal como lo indican las fotografías a continuación. Recomendaciones:   

Agregar por capa 20 litros de agua (para pozo) Agregar por cada metro 10 Lit. de Agua (para zanja) Para instalación no se recomienda el uso del espiral de cobre

60


Preparación de la puesta a tierra

POZO A TIERRA VERTICAL.-Son las que más se aplican por el mínimo de espacio que necesitan. Primero Paso: Excavar un pozo de 1 metro de diámetro por una profundidad de 3 metros desechando todo material de alta resistencia, piedra, hormigón, cascajo, etc. LUEGO. Alistar los materiales que vamos a utilizar para poder realizar nuestro proyecto.

61


Segundo Paso: Para rellenar el pozo se utilizaremos tierra de cultivo tamizada en malla de ½“ ll en e los primeros 0.30mts y compacte con un compactador y coloque la barra de cobre de ¾“de diámetro y de 2.40mts de longitud (con arreglo de electrodo auxiliar. Ver figura), llene los siguientes 0.20mt y vuelve a compactar, repita la operación no olvidando que la tierra debe estar húmeda hasta completar la mitad del pozo. Tercer Paso: (Utilizando dosis química Thorgel) Disuelva el contenido de la bolsa azul de la primera caja de dosis de Thorgel en 20Lts de agua y viértala en el pozo y espere que todo sea absorbido, luego disuelva el contenido de la bolsa crema de la dosis Thorgel en 20Lts de agua, viértalas sobre el pozo y espere que sea absorbido totalmente. Cuando se utilice otros aditivos químicos como por ejemplo el compuesto químico Tierragel, se tendrá que mezclar una de las bolsas con tierra de cultivo totalmente zarandeada y las dos bolsas Restantes se mezclarán con agua (ver instrucciones dentro de la caja del aditivo químico a emplear) En la figura observamos la forma como se preparan la mezcla del aditivo químico thorgel de la caja 1 con el agua, luego se vierten a la mitad del pozo, esperando que sea absorbido todo.

62


Cuarto Paso: Repita la aplicación con la segunda caja de dosis de Thorgel, hasta culminar el pozo, coloque una caja de registro de concreto con tapa, por medio de la cual se realizarán las mediciones del pozo y facilitará el mantenimiento periódico (cada 2 o 4años para la renovación del pozo) y para la conservación del mismo (cada 4 o 6 meses echar al pozo 30 litros de agua) En la foto se observa la culminación de la puesta a tierra, vertido con la dosi s de la caja 2 del aditivo químico Thorgel.

63


TELURÓMETRO El Telurometro es un aparato que nos permite realizar la medición de un SPAT para comprobar su correcto funcionamiento siendo así el principal indicador del estado del mismo. Un Telurometro es un equipo profesional para efectuar mediciones en Sistemas de Puesta a Tierra en parámetros de voltaje y resistencia. TIPOS DE TELURÓMETRO: 

TELUROMERO ANALÓGICO. La forma y procedimiento para medir la resistencia del pozo es la misma la única diferencia es que el valor obtenido lo marcará la aguja y este dependerá de la escala que se este utilizando

Marca: TAE KWANG Modelo: TKE-1030 

TELURÓMETRO DIGITAL. Son lo que actualmente son mayormente utilizados y su utilización es más precisa al arrojarnos un único valor en el display eliminándose asi los errores de medición por paralelaje.

¿Para qué nos s irve averiguar cono cer la resistencia del p ozo a tierra? Para mantener la seguridad de las personas que trabajen o estén en contacto con las instalaciones, se hace necesario un sistema de puesta a tierra así como mantener en condiciones óptimas de operación los distintos equipos de la red eléctrica. Las distintas medidas que se hacen de la puesta a tierra y de la resistividad del terreno tienen por objeto garantizar ésta seguridad, no sólo en condiciones normales de funcionamiento, sino también ante cualquier circunstancia que anule el aislamiento de las líneas

64


Existen dos parámetros importantes a la hora de diseñar o efectuar el mantenimiento de un sistema de puesta a tierra: la resistencia de puesta a tierra (medida en ohmios) y la resistividad del terreno (medida en ohmios metro). ¿Es impor tante conocer la resistividad del terreno? La resistividad del suelo es la propiedad que tiene éste para conducir electricidad, es conocida además como la resistencia específica del terreno, para nosotros nos es de mucha importancia el poder conocer estos datos ya que influirán mucho en las mediciones que realicemos. Los telurometros MRU-100/MRU-101. Estos telurómetros son portátiles y miden la resistencia de puesta a tierra y la resistividad por el método de Wenner . EL MÉTODO DE WENNER: El método de Wenner consiste en medir la resistividad del suelo, para esto se insertartán 4 electrodos en el suelo. Los cuatro electrodos se colocan en línea recta y a una misma profundidad de penetración, las mediciones de resistividad dependerán de la distancia entre electrodos y de la resistividad del terreno. Personal que debe efectuar las medicio nes La persona que efectúa las mediciones debe ser un instalador eléctrico autorizado o personal técnicamente competente. Como tal instalador o técnico competente, conocerá las normas básicas de seguridad en el ámbito de este procedimiento y estará familiarizado con el manejo del telurómetro con el que se efectuarán las mediciones. Previo a cualquier medición, habrá leído y entendido este procedimiento o habrá solicitado la oportuna formación adicional al respecto.

ρ = 2  R

65

D

D ≥ 20b


FUNCIONAMIENTO COMO VOLTÍMETRO: En la función voltímetro, el equipo opera como voltímetro convencional de C.A. y permite verificar la presencia y medir las tensiones generadas por las corrientes parásitas.

Se colocará la de tensión a 25 m del punto de puesta a tierra (seccionamiento) y la de corriente a 15 m adicionales (es decir a 40 m del punto de puesta a tierra). Se efectuará la medición y se anotará el valor. Una vez obtenido este valor, se acerca la sonda de tensión 1 m respecto al punto anterior y se vuelve a medir. Se repite la operación anterior pero esta vez alejándose 1 m respecto al punto anterior y se vuelve a medir. Si los dos nuevos valores son idénticos al inicial, o la diferencia es menos de( -3 %) o (+3 %) respectivamente, la medición se dará por correcta, puesto que estaríamos en zona lineal y se anotará en el informe del instalador como valor de resistencia de tierra (también se anotará la distancia de la sonda de tensión, en este caso 25 m). Si las variaciones son mayores de las expresadas, alejaremos más ambas sondas. Así colocaremos la de tensión a 50 m y la de corriente a 30 m adicionales (es decir a 80 m del punto de puesta a tierra). Como puede verse las distancias son el doble que las anteriores. Como en el caso anterior se tomará la medición en este punto y las correspondientes al movimiento de alejamiento y acercamiento de la sonda de tensión de 1 m. Si por los valores obtenidos vemos que ya estamos en zona lineal daremos la medición por correcta. Si no es así colocaremos los testigos a 75 m y 45 m (120 m) respectivamente y repetiremos el procedimiento.

66


1. Conecte los cables de prueba al medidor como sigue:

a. Cable verde a la terminal 'E' b. Cable amarillo a la terminal 'P' c. Cable rojo a la terminal 'C' 2. Inserte las varillas auxiliares de tierra C1 y P1 (incluidas) en la tierra. Alinee las varillas equidistantes a la conexión de tierra existente y en línea recta como se indica en el diagrama anterior. 3. Asegure que las varillas estén separadas 5 y 10 metros (17 y 33 ft) entré sí. si las varillas auxiliares son colocadas muy cerca de la varilla de tierra, se obtendrán medidas imprecisas. 4. Conecte las abrazaderas de los cables de prueba a las varillas de tierra y la varilla de tierra existente como se muestra en el diagrama. MEDIDA DE PUESTA A TIERRA EN EMPLAZAMIENTOS URBANOS: Cuando por las circunstancias del emplazamiento de la toma de tierra no puedan introducir en el terreno las sondas de tensión y de intensidad (emplazamientos urbanos, zonas con hormigón, rocas compactas sin tierra superficial), se procederá de forma cotidiana con la medición, pero en vez de hincado de sondas, éstas se envolverán en bayetas húmedas, colocándolas sobre el terreno (procurando un contacto amplio y homogéneo) y regándolas abundantemente con agua.

Al circular la corriente generada por el Medidor de tierras, se producen gradientes de potencial alrededor de los electrodos, pero existen zonas entre ellos donde el potencial es constante. Se ha determinado que a una distancia del 62% de D1, no se producen perturbaciones y allí debe instalarse el electrodo de tensión. Se realizan tres mediciones con las siguientes distancias: 1- D1 = 25 m D 2 = 15 m 2- D1 = 30 m D 2 = 18 m 3- D1 = 36 m D 2 = 22 m

67


PRÁCTICA N° 1: USO DEL OHMÍMETRO Instrumentos, materiales y h erramientas: -

Multímetro. ( Ohmímetro) Alambre de micrón. Lámparas incandescentes de 25W, 50W, 60W, 75W, 100W. Cables de conexión. Portalámparas. Herramientas básicas del electricista PROCESO: a. Mida la resistenci a de alambre de micrón cada 20 cm y anota los resultados: INSTRUMENTO 20 cm 40 cm 60 cm 80 cm 100 cm Ω b. Mida la resistenci a de cada lámpara: INSTRUMENTO W W

W

W

W

Ω

c. Conecte las lámparas en serie y mida la resistencia total de forma directa e indirecta:

68


d. Prepare el circuito paralelo según esquema y mida la resistencia total de forma directa e indirecta:

e. Prepare el circuit o mixto según esquema y mida la resistencia total de forma directa e indirecta:

CONCLUSIONES:

69


PRÁCTICA N° 2: USO DEL VOLTÍMETRO DC Instrumentos, herramientas y materiales: - Voltímetro DC PROCESO: 1. Prepare el circuito con lámparas en serie conecte a la fuent e DC y mida:

-

Mida la tensión en la fuente. Mida la tensión en cada lámpara. Verifique la ley de voltajes de KIRCHOFF. VT = V1+V2+V3+V4+V5 2. Prepare el circui to paralelo según esquema, mida y compare la tensión de la fuente con cada uno d e las lámparas:

3. Prepare el circui to mixto según esquema y mida la tensión:

VT

VL1

VL2

VL3

VL4

VL5

4. Compare y explique los result ados de la práctica realizada.

70


PRÁCTICA N° 3: USO DEL VOLTÍMETRO AC Instrumentos, herramientas y materiales: -

Voltímetro AC PROCESO: a. Prepare el circuito con lámparas en serie conecte a la fuente AC y mida:

-

Mida la tensión en la fuente. Mida la tensión en cada lámpara. Verifique la ley de voltajes de KIRCHOFF. VT = V1+V2+V3+V4+V5 b. Prepare el circuito paralelo según esquema, mida y compare la tensión de la fuente con cada uno de las lámparas:

c. Prepare el circui to mixto según esquema y mida la tensión:

VT

VL1

VL2

VL3

VL4

VL5

d. Compare y explique los result ados de la práctica realizada.

71


PRÁCTICA N° 4: USO DEL AMPERÍMETRO AC Instrumentos, herramientas y m ateriales: Pinza Amperimétrica. PROCESO: a. Prepare el circuito con lámparas en serie conect e a la fuent e y mida la intensidad de la cor riente que pasa por cada lámpara: Anote los resultados: 

IT

IL1

IL2

IL3

IL4

IL5

b. Prepare el circuito paralelo según esquema, mida la intensidad de la corriente en la lámparas y verif ique la ley de las cor rientes de KIRCHOFF:

Anote los resultados: IT

I1

I2

I3

I4

I5

c. Prepare el circuito mix to según esquema y mida la intensidad de corriente que pasa por cada lámpara:

IT

IL1

IL2

IL3

IL4

d) Compare y explique los resultados de la práctica realizada:

72


IL5

3 INSTALACIONES ELÉCTRICAS Es el conjunto de elementos los cuales permiten transportar y distribuir la energía eléctrica, eléctric a, desde el punto de suministro hasta los equipos dependientes de esta. Entre estos elementos se incluyen: Tableros, interruptores, transformadores, bancos de capacitores, dispositivos, sensores, dispositivos de control local o remoto, cables, conexiones, conexiones, contactos, canalizaciones, canalizaciones, soportes etc. Una instalación eléctrica debe de distribuir la energía eléctrica a los equipos conectados a ella de una manera segura y eficiente sin importar el tipo de instalación. Algunas de las características características necesarias son: Confiables, Confiables , es decir deben realizar el objetivo propuesto, en todo tiempo y en toda la extensión de la palabra. Eficientes, Eficientes , es decir, energía tranmitida con la mayor eficiencia posible. Económicas, Económicas , o sea con un costo final adecuado a las necesidades a satisfacer. Flexibles, Flexibles, referible a posibles ampliaciones, disminuirse o modificarse con facilidad, y según posibles necesidades futuras. Simples, Simples , o sea con facilidad de operación y mantenimiento. Agrad Ag radabl ables es a l a vist vi st a, una instalación bien hecha siempre se ve bien. Seguras, Seguras , aquellas con garantía de seguridad a las personas y propiedades. Los tipos de instalaciones lo podemos clasificar: Por el nivel de voltaje predominante. Por su uso Por su forma de instalación. instalación. 

  

  

  

SISTEMA ELÉCTRICO DE POTENCIA El sistema eléctrico de potencia es aquel donde se genera, se transmite, se distribuye y se comercializa la energía eléctrica. El sistema de suministro eléctrico eléctric o comprende el conjunto de medios y elementos útiles para la generación, el transporte y la distribución de la energía eléctrica. Este conjunto está dotado de mecanismos de control, seguridad y protección. Un sistema eléctrico eléctrico está compuesto en términos generale generales, s, por l os siguientes subsistemas: 1º. GENERACIÓN DE ENERGÍA 2º. TRANSMISIÓN 3º. SUBESTACIONES 4º. DISTRIBUCIÓN 5º. CONSUMO

73


GENERACIÓN DE ENERGÍA: La energía eléctrica se genera en las Centrales Eléctricas. Una central eléctrica es una instalación que utiliza una fuente de energía primaria para hacer girar una turbina una turbina que, a su vez, hace girar un un alternador, alternador, que produce energía en corriente corrient e alterna sinusoidal a voltajes intermedios, entre 6.000 y 23.000 Voltios.

TRANSMISIÓN: La energía se transporta, frecuentemente a gran distancia de su centro de producción, a través de la la Red de Transporte , encargada de enlazar las centrales con los puntos de utilización de energía eléctrica. Para un uso racional de la electricidad es necesario que las líneas de transporte estén interconectadas entre sí con estructura de forma mallada, de manera que puedan transportar electricidad entre puntos muy alejados, en cualquier sentido. Estas líneas están generalmente construidas sobre grandes torres metálicas y a tensiones superiores a 66.000 Voltios .

74


SUBESTACIONES: Las instalaciones llamadas subestaciones son plantas transformadoras que se encuentran junto a las las centrales centrales generadoras generadoras ( Subestación elevadora ) y en la periferia de las diversas zonas de consumo ( Subestación reductora), enlazadas entre ellas por la Red de Transporte.

DISTRIBUCIÓN: Las redes de distribución de energía se encuentran en áreas urbanas y rurales, pueden ser aéreas, o subterráneas (estéticamente mejores, pero mas costosas). La red de distribución está formada por la red en AT (suele estar comprendida entre 6.000 a 23.000 Voltios) y en BT (380/220 V)

75


CONSUMO: En los centros de consumo de la energía eléctrica, este se puede realizar en baja o alta tensión.

76


77


EL ESTADO Representada por la Dirección General de Electricidad del Ministerio de Energía y Minas, responsable del otorgamiento de concesiones y autorizaciones para participar en el negocio eléctrico, la promoción y la normalización. USUARIOS LIBRES Usuarios conectados al SEIN no sujetos a regulación de precios por la energía o potencia que consumen (máxima demanda anual superior a 2 500 KW). USUARIOS REGULADOS Usuarios sujetos a regulación de precios por la energía o potencia que consumen ((máxima demanda anual igual o menor a 200 KW). * Los Usuarios cuya máxima demanda anual sea mayor a 200 KW hasta 2 500KW tienen derecho a elegir entre la condición de Usuario Regulado o Usuario Libre, cumpliendo los requisitos y condiciones establecidos en el Reglamento. (Artículo 3 del Decreto Supremo Nº 022-2009-EM) EMPRESAS ELÉCTRICAS Constituidas por las concesionarias de electricidad y las entidades autorizadas que pueden ser: Generadoras, Transmisoras y Distribuidoras COMITÉ DE OPERACIÓN ECONÓMICA DEL SISTEMA (COES) El COES está constituido por las empresas generadoras y transmisoras de un mismo sistema interconectado, tiene como objetivo el despacho de la energía al mínimo costo. ORGANISMO SUPERVISOR DE INVERSIÓN EN ENERGÍA (OSINERG) Su misión es fiscalizar el cumplimiento de las disposiciones legales y técnicas del subsector eléctrico y de las referidas a la protección del medio ambiente así como de establecer las tarifas eléctricas reguladas. INSTITUTO DE DEFENSA DE LA COMPETENCIA Y DE LA PROPIEDAD INTELECTUAL (INDECOPI). En el campo eléctrico, vela por el cumplimiento de las leyes del mercado y defiende los intereses de los consumidores y empresas que pudieran verse afectados. AGENCIA DE PROMOCIÓN DE LA INVERSIÓN PRIVADA DEL PERÚ (PROINVERSIÓN) Promueve la inversión no dependiente del Estado Peruano a cargo de agentes bajo régimen privado, con el fin de impulsar la competitividad del Perú y su desarrollo sostenible para mejorar el bienestar de la población. Además, busca identificarse como una agencia reconocida por los inversionistas y por la población como un eficaz aliado estratégico para el desarrollo de inversiones en el Perú.

78


FRECUENCIA, NIVELES DE TENSIÓN EN SISTEMAS DE CORRIENTE ALTERNA ( C.A.) Y REQUERIMIENTOS DE SUMINISTRO EN LOS PUNTOS DE ENTREGA. Los sistemas de corriente alterna (C.A.) deberán tener una frecuencia nominal de 60 Hz y deberan cumplir las reglas inducadas a continuación; En casos en que no se especifique o no esten comprendidos en esta regla se deberá cumplir con la norma de la Dirección General de Electricidad (norma DGE) NIVELES DE TENSIÓN Podrá continuar utilizandose los niveles de tensión existentes y las tensiones recomendadas siguientes ( Véase la definición nivel de tensión)

79


TOLERANCIAS DE LA VARIACIÓN DE LA TENSIÓN EN EL PUNTO DE ENTREGA DE ENERGÍA Las tolerancias admitidas sobre las tensiones nominales de los puntos de entrega de energía, en todas las etapas y en todos los niveles de tensión, es de hasta el ± 5.0 % de las tensiones nominales de tales puntos. Tratandose de redes secundarias en servicios calificados como urbano rurales y/o rurales, dicha tolerancia son de hasta ± 7.5 %. (ministerio de energía y minas). SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN Instalaciones de entrega de energía eléctrica a los usuarios en niveles de media y baja tensión. Este sistema se subdivide a su vez en dos sub-sistemas: a) Sub sistema de distri bución primaria Transporta y distribuye la energía eléctrica desde las subestaciones de subtransmisión hasta las subestaciones de distribución en niveles de media tensión [1 kV < U < 30 kV ], siendo los más empleados en nuestro medio 10 KV y 13.2 KV. b) Sub sistema de distri bución secundaria Transporta y distribuye energía eléctrica en baja tensión a abonados de la empresa concesionaria de electricidad, pequeñas industrias, instalaciones de alumbrado público y otros usuarios. [U < 1 kV ]. SISTEMA DE UTILIZACION Instalaciones que llevan la energía eléctrica desde el punto de entrega (medidor de energía), al tablero de distribución y los diferentes circuitos derivados que forman parte de las instalaciones interiores. Conexiones a) Elementos para la alimentación de los suministros de la energía eléctrica, destinados a los usuarios. b) Acometida domiciliaria Parte de la instalación de una conexión, comprendida desde la red de distribución secundaria hasta las bornes de entrada de la caja del medidor de energía. TENSIONES DE DISTRIBUCIÓN SECUNDARIA Las tensiones que se emplearán serán tales que permitan adoptar los sistemas de corriente alterna trifásica de 60 Hz, con cuatro conductores a la tensión nominal 380/220 V, con neutro a tierra, o con tres conductores a la tensión nominal 220V.

80


TENSIONES DE DISTRIBUCIÓN SECUNDARIA Tensiones Alimentación Desde Redes d e Servicio Público de Electricidad De acuerdo a lo indicado en el Código Nacional de Electricidad Utilización En las redes de servicio público de baja tensión se podrá continuar utilizando los niveles de tensión existentes y las tensiones recomendadas de 380/220 V, trifásico de 4 hilos, con neutro efectivamente puesto a tierra. 020-500 Alimentación Desde Redes de Servicio Público de Electricidad De acuerdo a lo indicado en el Código Nacional de Electricidad Utilización La alimentación en baja tensión desde las redes de servicio público de electricidad a instalaciones de carácter publico o privado, para cualquier tipo de uso, ya sea residencial, comercial, industrial u otros, debe ser trifásico de 380/220 V - 4 hilos, monofásico de 220 V - 2 hilos o trifásico de 220 V- 3 hilos (para los sistemas aislados de 220 V). INSTALACIONES ELECTRICAS INDUSTRIALES El alcance de trabajo de las instalaciones eléctricas industriales inicia con la construcción de la acometida eléctrica, esta puede ser de media, alta o baja tensión. En instalaciones eléctricas industriales, la totalidad de los circuitos de fuerza, de iluminación y de sistemas especiales tanto en nuevas construcciones como en remodelaciones, son responsabilidad del contratista eléctrico industrial. Remodelación d e Instalaciones Eléctricas Industr iales: Cuando se requiere proveer capacidad adicional en edificios industriales ya construidos que requieren ampliarse, las instalaciones eléctricas industriales requieren de un análisis de cargas para proveer racionalmente los requerimientos crecientes de estos nuevos equipos, mediante modificaciones a la subestación o grupos motor generador. Dentro de esta sub especialidad se planea el servicio de mantenimiento a las instalaciones eléctricas industriales y a los equipos eléctricos utilizados en una planta industrial o edificio.

81


De una instalación eléctrica industrial, el componente distintivo es la subastación eléctrica, y es que las empresas suministradoras de energía eléctrica comúnmente abastecen así a los grandes consumidores en media y alta tensión. La Subestación Eléctrica de una Instalación Eléctric a Industrial: En este tipo de instalación eléctrica, el cliente es propietario del transformador reductor, y del equipo de switcheo necesario para operar los circuitos de esa instalación eléctrica industrial; todo este equipo es alojado en un gabinete denominado subastación compacta unitaria. Esta subastación unitaria, está conformada por tres secciones o compartimientos a saber, el de alta tensión, el de transformador reductor y el de baja tensión. Este es el núcleo de la instalación eléctrica de una nave industrial. Instalaciones eléctricas industr iales de alta tensión: La sección o compartimiento de alta tensión en primer término recibe los conductores de la instalación eléctrica de la acometida principal mediante terminales adecuadas las cuales están sujetas a la estructura del compartimiento por medio de un yugo de madera. En esta sección se instalan los transformadores de potencial y de corriente propiedad del suministrador seguidos por cuchillas desconectadoras de operación sin carga que obligatoriamente tienen un bloqueo mecánico que impide que sean abiertas con el interruptor principal en posición de cerrado, brindando seguridad al operario de esta instalación eléctrica industrial. Otro componente importante de la instalación eléctrica industrial es el apartarrayos, se conecta al bus principal en las terminales de las cuchillas desconectadoras y brinda a la instalación eléctrica la protección contra voltajes transitorios y voltajes elevados sostenidos. Para toda instalación eléctrica de acometida de media tensión, se debe de instalar un apartarrayos en cada conductor no puesto a tierra de la acometida aérea o subterránea, conforme lo estipula la NOM – 001- SEDE – 2005 en la Sección 280. Los conductores entre el apartarrayos y la red y entre el apartarrayos y la conexión de puesta a tierra no deben ser de un calibre inferior a 13,3 mm2 en cobre o 21,2 mm2 en aluminio (equivalente a 6 AWG y 4 AWG respectivamente). En cualquier instalación eléctrica de subastación industrial se utilizan fusibles limitadores de corriente para media tensión, los cuales son utilizados como dispositivos de protección contra sobrecorriente en la instalación eléctrica, La selección adecuada de un fusible se basa en varios factores incluyendo entre otros la corriente nominal del circuito a proteger, el voltaje de operación, la frecuencia del sistema, la capacidad Interruptiva y la necesidad de una adecuada coordinación con otros dispositivos de protección contra sobrecorriente de la misma instalación eléctrica. Fusibles de Potencia tipo Limit adores de corriente. Fusibles de potencia tipo bayoneta contra altas corrientes. En la instalación eléctrica de una planta industrial se utilizan los fusibles limitadores de corriente para media tensión, los cuales son usados como dispositivos de protección contra sobrecorriente dentro de la subastación compacta de acometida y dentro de las subestaciones compactas unitarias para la protección de circuitos alimentadores, motores, transformadores y capacitores. Los factores que determinan la selección del fusible limitador adecuado son:

82


•La corriente nominal de la carga alimentada (amperaje continuo). •El voltaje máximo de operación del circuito. •La frecuencia del sistema. •La capacidad Interruptiva necesaria. •La necesidad de coordinación de las protecciones de la propia instalación eléctrica. Los voltajes de operación van desde los 1000 Volts a los 35,000 Volts en 60 Hertz los cuales son los voltajes de distribución y frecuencias comunes en instalaciones eléctricas para plantas industriales y edificios comerciales. Amperaje Continuo del Fusible Los fusibles de media y alta tensión tienen una característica llamada amperaje continuo que consiste en el valor de la corriente que este puede conducir sin sufrir deterioro ni exceder los límites de temperatura especificados para ese fusible particular. Esta característica es conocida como el valor rms (root – mean – square) o equivalente de corriente directa. El fusible seleccionado deberá conducir toda la corriente nominal del circuito o equipo a proteger en esa instalación eléctrica industrial sin sobrecalentamientos, sin alterarse su característica de respuesta tiempo – corriente y sin sufrir daño mecánico. Por definicion un fusible limitador de corriente es aquel que cuando su elemento sensible es fundido por una corriente dentro de su rango especificado, introduce abruptamente una alta resistencia para reducir la magnitud y duración de la intensidad de la corriente resultando en una interrupción total. Ademas el fusible interrumpe en menos de medio ciclo pero al presentarse la fusion se produce un arco de alto voltaje a traves de sus terminales. Normalmente el rango limitador abarca hasta 25 veces su corriente nominal restringiendo en este rango el flujo de energia y el pico de corriente. En Instalaciones Electricas Industriales el pico de voltaje resultante de la operacion del fusible limitador debe ser tomado en cuenta al hacer uso de este tipo de fusibles. El arco de voltaje entre las terminales del fusible es un transitorio y se asemeja a otros del mismo tipo como los que son producidos por los rayos o descargas atmosfericas y de switcheo de interruptores de potencia. En instalaciones electricas industriales los fusibles limitadores de corriente son usados en combinacion con apartarrayos de oxidos metálicos o de silicon para descargar a tierra el transitorio de voltaje producido durante la operacion de apertura del fusible y prevenir el daño por sobretension del equipo protegido. La ventaja que ofrecen los fusibles de potencia tipo limitadores de corriente para saber si han operado es la facilidad de validar que el percutor que emerge del cuerpo del fusible no deja lugar a dudas de su funcionalidad. Este percutor al salir del cuerpo del fusible acciona el mecanismo de disparo del desconectador de operacion tripolar simultánea que normalmente es un mecanismo de energia almacenada por medio de resorte que hace la apertura del desconectador. Al aplicar los fusibles limitadores de corriente a una instalacion electrica industrial debemos conocer las caracteristicas de tiempo – corriente del fusible (TCC) especificamente la de tiempo minimo de fusión (minimum melting time) y tiempo total de despeje de la falla (total clearing time). Cuando se grafican sobre papel logaritmico con tiempo en el eje de las ordenadas y corriente sobre las abscisas el fusible opera entre el area de las dos curvas. Criterios de Seleccion de Fusibles de Potencia en Instalaciones Electricas Industriales.

83


Cuando se trata de la proteccion de un transformador de la instalacion electrica por medio de fusibles de potencia del tipo limitador de corriente, las recomendaciones son las siguientes: •Seleccione el fusible de menor tamaño que soporte con un tiempo minimo de fusion de 0,1 seg una corriente 12 veces la nominal del transformador a proteger. •Selecciona un fusible que soporte de forma continua 1,6 veces la corriente nominal del transformador a proteger. •Cumpla siempre los criterios de la seccion 450 – 3 (a) (1) de la NOM-001-SEDE-2005. En una instalacion electrica industrial son generalmente preferidos los fusibles limitadores de corriente, sobre los interruptores de potencia en vacio o en SF6 por su precio y su bajo costo de mantenimiento y por ser extremadamente confiables en su operacion. Hay que acotar que la minima capacidad Interruptiva permitida para el fusible es la maxima potencia disponible de corto circuito en la instalacion electrica industrial y se expresa en Amperes simétricos. ESTUDIO DEL TRANSFORMADOR El transformador es una máquina electromagnética que sirve para transferir energía eléctrica entre dos circuitos aislados eléctricamente y unidos magnéticamente. La transferencia se efectúa con frecuencia constante. También se define a un transformador como una máquina que cambia las características de la energía eléctrica, tales como el voltaje y la corriente, pero con frecuencia constante. Los Transformadores pueden ser reductores o elevadores. Son reductores cuando entregan la energía a menor voltaje que el que reciben. Son elevadores cuando entregan la energía a mayor voltaje que el que reciben. Normalmente los transformadores tienen dos embobinados uno con suficiente aislamiento para operar a alta tensión y el otro con menor aislamiento para operar a baja tensión. De lo anterior se deduce el nombre que reciben los embobinados de un transformador. a. Alta tensión. b. Baja tensión. Como regla general recibe el nombre de embobinado primario, el embobinado de un transformador que recibe la energía en alta o en baja tensión. Recibe el nombre de embobinado secundario, el embobinado de un transformador que entrega la energía al sistema en baja o en alta tensión. Las partes principales de que está constituido un transformador son las siguientes: 1. El núcleo magnético: Está formado por un conjunto de laminaciones de material de muy buena calidad normalmente de alto contenido de silicio, las laminaciones van superpuestas y varían sus espesores entre 15 y 25milésimas de pulgada. El núcleo formando un marco o un cuadro de determinadas dimensiones constituye un circuito magnético cerrado. 2. Los embobinados: Normalmente el transformador lleva un embobinado de baja tensión y otro de alta tensión con suficiente aislamiento en cada caso quedando el de baja tensión hacia adentro y el de alta tensión hacia fuera, con el núcleo magnético en el centro de los dos, en los tipos de transformadores más comunes. El transformador es una pieza estática que carece depiezas móviles, no tiene entrehierro como sucede con las máquinas eléctricasrotatorias (como por ejemplo: los generadores o los motores) y las pérdidas enél mismo son muy reducidas, razón por la cual esta máquina (como la denominan algunos autores) es la más eficiente de todas las máquinas eléctromagnéticas, teniendo el caso de transformadores con una eficiencia igual al 98% y al 99%.

84


Para determinar muchas soluciones entre voltaje, espiras y corriente no secomete ningún error apreciable al considerar que esta máquina tiene unaeficiencia igual al 100%. PRINCIPIO DE OPERACIÓN.El principio de operación del transformador se basa en que se puedetransformar energía eléctrica por inducción electromagnética entre dos gruposdiferentes de bobinas que se encuentran colocadas en el mismo circuitomagnético (núcleo magnético) en el que deberá tenerse un flujo magnéticovariable.En los generadores de corriente continua y también en los alternadores, el flujoproducido en el circuito magnético es constante, pero se logra su variación conel movimiento relativo de los conductores con respecto al campo magnético yviceversa.(En el generador de corriente continua: se mueven los conductores ypermanecen fijos los polos magnéticos.En el generador de corriente alterna o alternador: se mueven los polosmagnéticos y permanecen fijos los conductores).La operación del transformador se basa en el principio de inducción deFaraday.Si alimentamos el primario de un transformador con corriente continua, el flujoinducido por este tipo de corriente que es unidireccional será constante y lafuerza electromotriz inducida (o voltaje) será igual a cero.Para que un transformador pueda operar satisfactoriamente, es necesarioalimentar su devanado o embobinado primario con voltaje de corriente alterna, pues debido a que esta varía cíclicamente con la frecuencia (60 ciclos por segundo) de la línea de alimentación, el flujo magnético producido por ella en eltransformador variará, y esta variación permitirá que en el transformador hayainducción de fuerza electromotriz inducida (voltaje).Una de las figuras anteriores nos representa el circuito magnético y losembobinados primario y secundario con las direcciones en que circulan lascorrientes y el flujo magnético.Si consideramos que se trata de un transformador reductor en el que elembobinado primario deberá tener mayor número de espiras que el embobinado secundario, es decir N1>N2. Tomando en cuenta que al

85


aplicarlecorriente alterna, esta estará entrando al transformador por su terminal superior durante la alternancia negativa.Debido a esta condición y aplicando la regla del tirabuzón veremos que seconduce un flujo magnético que en este caso se desplazará a través del núcleoen el sentido de las manecillas del reloj.Para determinar el sentido en que circulará la corriente inducida en elembobinado o devanado secundario, debemos aplicar la Ley de Lenz, queestablece lo siguiente:“En todos los casos de inducción electromagnética los efectos se oponen a lascausas que las producen”.Por consiguiente la corriente inducida en el embobinado o devanadosecundario deberá inducir un flujo magnético que se oponga al flujo magnéticoque lo produjo.El flujo magnético inducido por la corriente del embobinado primario (I1) y que llamaremos Øm, al desplazarse a través del circuito magnético (núcleomagnético), cortará también los conductores del embobinado secundario,siendo común a los dos embobinados, razón por la cual se le conoce con elnombre de flujo mutuo.La dirección que deberá tener la corriente inducida en el embobinado odevanado secundario deberá ser tal que el flujo magnético inducido por ella enese embobinado tenga tal dirección que se oponga al flujo mutuo.Todas las condiciones establecidas en el transformador serán válidas por loque a los sentidos se refiere, durante las alternancia positiva y se invertirántodas durante la alternancia negativa.Teniendo en cuenta que el flujo mutuo es común al primario y al secundario lafuerza electromotriz inducida en una espira del primario deberá ser igual a lafuerza electromotriz inducida en una espira del secundario.Llamando por N1 al número de espiras que tiene el embobinado primario y por N2 al número de espiras que tiene el embobinado secundario; por E1 a lafuerza electromotriz inducida en el primario y por E2 a la fuerza electromotrizinducida en el secundario, podemos establecer entonces que la fuerzaelectromotriz inducida en una espira del primario debe ser igual a la fuerzaelectromotriz inducida en una espira del secundario, lo cual queda establecidopor medio de la siguiente fórmula:{E1/N1 = E2/N2} - - - - - - - - - - - - (1), y de aquí se deduce que:{E1/E2 = N1/N2 = r} - - - - - - - - - - (2), siendo r, relación de transformación. Lo anterior nos indica que la fuerza electromotriz inducida en cualquiera de losembobinados del transformador es directamente proporcional al número deespiras (vueltas) y que la relación que existe entre las fuerzas electromotricesinducidas de los embobinados es igual a la relación que existe entre el númerode espiras o vueltas, valor que para cualquier transformador es una relación constante que se conoce con el nombre de “relación de transformación” (r)

86


BANCOS DE TRANSFORMADORES En las grandes subestaciones de los sistemas de potencia, así como en los circuitos dedistribución urbana y rural, es necesario a menudo instalar bancos de transformadoresmonofásicos en conexiones trifásicas de acuerdo con las necesidades que se presenten. En lossistemas trifásicos pueden utilizarse tres transformadores en banco para este fin.Hay cuatro formas normales de conectar un banco trifásico: 1. Conexión Delta-Delta. 2. Conexión Estrella –Estrella. 3. Conexión Delta-Estrella. 4. Conexión Estrella-Estrella .Las principales condiciones para la conexión en banco de transformadores monofásicos, son las siguientes: devoltajes).

formen figuras iguales y de lados paralelos. (IEM, Prolec, etc.). Transformadores Trifásicos. Si conocemos el diagrama vectorial o fasorial que representa las conexiones del transformador,la identificación de fases es sumamente sencilla.Al efectuar las interconexiones de devanados delta-delta o estrella-estrella, hay la posibilidadde hacerlo de tal manera que la baja tensión quede en fase 0 grados ò a 180 grados conrespecto a la alta tensión, y en los arreglos estrella-delta ò delta-estrella, se puede obtener labaja tensión 30 grados adelante o atrás de la alta tensión.Las normas establecen que en los casos delta-delta y estrella-estrella, la baja tensión debeestar en fase con la alta tensión, y en los casos estrella-delta y delta-estrella, la baja tensióndebe estar 30 grados atrás de la alta tensión. Polaridad de los transformadores. La polaridad de los transformadores indica el sentido relativo instantáneo del flujo de corriente en las terminales de alta tensión con respecto a la dirección del flujo de corriente en las terminales de baja tensión.La polaridad de un transformador de distribución monofásico puede ser aditiva o substractiva.De acuerdo con las normas industriales, todos los transformadores de distribución monofásicos de hasta 200 K.V.A. con voltajes en el lado de alta tensión de hasta 8,660 volts (voltaje en el devanado) tienen polaridad aditiva. Todos los demás transformadores monofásicos tienen polaridad substractiva. Una simple prueba para determinar la polaridad de un transformador consiste en conectar dos bornes adyacentes de los devanados de alta y baja tensión y aplicar un voltaje reducido acualquiera de los devanados.La polaridad es aditiva si el voltaje medido entre los otros dos bornes de los devanados es mayor que el voltaje en el devanado de alta tensión. La polaridad es substractiva si el voltaje medido entre los dos bornes de los devanados es menor que el voltaje del devanado de alta tensión. Designación de las terminales de transformadores trifásico s y monof ásicos.De acuerdo con las normas industriales, la terminal de alta tensión marcada como H1, es el de la derecha, visto el transformador desde el lado de la alta tensión y las demás

87


terminales “H”siguen un orden numérico de derecha a izquierda. La terminal H0 de los transformadores trifásicos, si existe, está situada a la derecha de la terminal H1 visto el transformador desde el lado de la alta tensión.En los transformadores monofásicos la terminal de baja tensión X1, está situada a la derecha,visto el transformador desde el lado de la baja tensión, si el transformador es de polaridad aditiva (X1 queda diagonalmente opuesto a H1), o a la izquierda, si el transformador es depolaridad substractiva (H1y X1son adyacentes).En los transformadores trifásicos, la terminal X1queda a la izquierda, visto el transformador desde el lado de baja tensión. Las terminales X1y X3 están situados para que las tresterminales queden en orden numérico de izquierda a derecha. La terminal X0, si existe, estàsituada a la izquierda de la terminal X1. Conexión en paralelo de transformadores monofásicos. - Si se necesita mayor capacidad en una subestación, pueden conectarse en paralelo dos transformadores de igual o distinta potencia nominal. Los transformadores monofásicos de polaridad aditiva o substractiva pueden conectarse en paralelo satisfactoriamente si seconectan como se indica a continuación y se cumplen las condiciones siguientes: 1. Voltajes nominales idénticos. 2. Derivaciones idénticas. 3. El porcentaje de impedancia de uno de los transformadores debe de estar comprendidoentre el 92.5% y el 107.5% del otro. 4. Las características de frecuencia deben de ser idénticas. 5. Preferentemente que sean del mismo fabricante. Operación en paralelo de transfo rmadores.Conexión en paralelo de transfor madores trifásicos. Dependiendo el tipo de conexión es el desplazamiento angular entre el devanado primario y el devanado secundario. Se llama desplazamiento angular al desfasamiento en tiempo y en espacio (medido en grados) entre los neutros eléctricos del primario y secundario de un banco de transformadores trifásicos. En caso de una conexión estrella la línea angular es la recta que se prolonga del neutro hastala punta H1 o X1 según la estrella sea el devanado de alta o de baja tensión.Si la conexión es delta y de fases balanceadas en voltajes la línea angular va del centro de gravedad del triángulo a la terminal H1 o X1 según la delta sea el devanado de alta o baja tensión. El centro de la delta recibe el nombre de neutro aún cuando físicamente es imposible localizar el neutro en un sistema delta.Cuando se trata de conectar en paralelo dos transformadores trifásicos, es necesario que losdiagramas vectoriales o fasoriales resultantes de las tres fases formen figuras iguales y de lados paralelos. Razones para la operación en paralelo de transformadores. Dos o más transformadores operan en paralelo cuando: 1. La capacidad de generación es muy grande y no se fabrican transformadores para estacapacidad, o bien si se quiere repartir la carga. 2. Se aumenta la capacidad instalada en alguna subestación eléctrica de potencia o industrial, ya que resulta más conveniente conectar en paralelo otro transformador con el transformador ya existente para satisfacer la demanda de energía eléctrica, que instalar uno nuevo que tenga la capacidad total. 3. Se desea continuidad de servicio en una instalación eléctrica de potencia o industrial donde la carga se divide en dos o más transformadores en paralelo, de tal manera que el

88


servicio no quede interrumpido por falla o mantenimiento preventivo de un transformador (por libranza). Definición.-Se dice que dos transformadores operan en paralelo cuando sus devanados primarios están conectados a una misma fuente y sus devanados secundarios están conectados a una misma carga. Condiciones p ara la operación d e transformadores en paralelo. Para que dos o más transformadores operen correctamente en paralelo, deben de satisfacer las siguientes condiciones, tener: en sus devanadossecundarios). . Instruct ivo para la operación de transformadores en paralelo. Las condiciones teóricamente ideales para la operación en paralelo de los transformadoresson: 1. Idéntica relación de vueltas y de voltajes nominales. 2. Igual porcentaje de impedancias.(Una buena conexión en paralelo se considera comorealizable, cuando el porcentaje de impedancia de los devanados de lostransformadores, están dentro de 7.5% de uno respecto al otro). 3. Igual relación de resistencia a reactancia. 4. La misma polaridad. 5. El mismo desplazamiento del ángulo de fase. 6. El mismo sentido de rotación de las fases. Transformadores monofásicos.- Para transformadores monofásicos únicamente son aplicables las cuatro primeras condiciones, ya que no hay rotación de fases ni desplazamiento angular, debido a la transformación de voltajes. Transformadores Trifásicos.- Para transformadores trifásicos, permanecen válidas las mismas condiciones, excepto que en este caso, debe tomarse en consideración la cuestión de rotación de fases y el desplazamiento angular. Especificaciones técnicas para transfor madores.devanado primario). . (Conexión que tiene el devanado de alta tensión). . (Voltaje que se entrega en devanado secundario). . (Conexión que tiene el devanado secundario, por ejemplode baja tensión y que incluye el neutro). egundo. (Frecuencia del voltaje suministrado y de diseño deltransformador). . (Se refiere a que la temperatura admisible del aceite deltransformador puede ser de 65 grados centígrados sobre la temperatura ambiente y que estaúltima puede catalogarse como de 30 o 40 grados centígrados) – 2,280 m.s.n.m. (Se refiere a la altura sobre el nivel del mar en que eltransformador tiene una buena ventilación para suenfriamiento). cuyo núcleo y sus devanados están sumergidos en aceite dieléctrico,enfriado por las

89


corrientes de aire circundante, mucho mejor sitiene tubos radiadores, F.A. consiste en agregar ventilación forzada, mediante ventiladores). diseñado el transformador. TRANSFORMADORESSEGÚN SUS APLICACIONES: Transformador elevador/reductor de t ensión.- Son empleados por empresas de generación eléctrica en las subestaciones de la red de transporte de energía eléctrica, con el fin de disminuir las pérdidas por efecto Joule. Debido a la resistencia de los conductores, conviene transportar la energía eléctrica a tensiones elevadas, lo que origina la necesidad de reducir nuevamente dichas tensiones para adaptarlas a las de utilización. La mayoría de los dispositivos electrónicos en hogares hacen uso de transformadores reductores conectados a un circuito rectificador de onda completa para producir el nivel de tensión de corriente directa que necesitan. Este es el caso de las fuentes de alimentación de equipos de audio, video y computación. Transformadores variables.-También llamados "Variacs", toman una línea de tensión fija (en la entrada) y proveen de tensión de salida variable ajustable, dentro de dos valores. Transformador de aislamiento.- Proporciona aislamiento galvánico entre el primario y el secundario, de manera que consigue una alimentación o señal "flotante". Suele tener una relación 1:1 entre las tensiones del primario y secundario. Se utiliza principalmente como medida de protección, en equipos que trabajan directamente con la tensión de red y también para acoplar señales procedentes de sensores lejanos, en equipos de electromedicina y donde se necesitan tensiones flotantes. Transformador de alimentación.- Pueden tener una o varias bobinas secundarias y proporcionan las tensiones necesarias para el funcionamiento del equipo. A veces incorpora un fusible que corta su circuito primario cuando el transformador alcanza una temperatura excesiva, evitando que éste se queme, con la emisión de humos y gases que conlleva el riesgo de incendio. Estos fusibles no suelen ser reemplazables, de modo que hay que sustituir todo el transformador. Transformador trifásico.- Tienen tres bobinados en su primario y tres en su secundario. Pueden adoptar forma de estrella ( Y) (con hilo de neutro o no) o delta -triángulo- ( Δ) y las combinaciones entre ellas: Δ-Δ, Δ-Y, Y-Δ y Y-Y. Hay que tener en cuenta que aún con relaciones 1:1, al pasar de Δ a Y o viceversa, las tensiones de fase varían. Delta estrella: Se usa especialmente en distribución (baja tensión) con delta en alta y estrella en baja con neutro accesible. Esto permite que la onda sinusoidal de tercera armónica se mantenga circulando por la delta, pero no se transmita a las estrella. Transformador de pulsos.- Es un tipo especial de transformador con respuesta muy rápida (baja autoinducción) destinado a funcionar en régimen de pulsos. Su principal aplicación es transferir impulsos de mando sobre elementos de control de potencia como SCR, triacs, etc. logrando un aislamiento galvánico entre las etapas de mando y potencia. Transformador d e línea o Flyback.- Es un caso particular de transformador de pulsos. Se emplea en los televisores con TRC (CRT) para generar la alta tensión y la corriente para las bobinas de deflexión horizontal. Suelen ser pequeños y económicos. Además suele proporcionar otras tensiones para el tubo (foco, filamento, etc.). Además de poseer una respuesta en frecuencia más alta que muchos transformadores, tiene la característica de mantener diferentes niveles de potencia de salida debido a sus diferentes arreglos entre sus bobinados secundarios. El transformador diferencial de variación lineal (LVDT según sus siglas en inglés) es un tipo de transformador eléctrico utilizado para medir desplazamientos lineales. El transformador posee tres bobinas dispuestas extremo con extremo alrededor de un tubo. La bobina central es el devanado primario y las externas son los secundarios. Un centro

90


ferromagnético de forma cilíndrica, sujeto al objeto cuya posición desea ser medida, se desliza con respecto al eje del tubo. Transformador con diodo dividido.- Es un tipo de transformador de línea que incorpora el diodo rectificador para proporcionar la tensión continua de MAT directamente al tubo. Se llama diodo dividido porque está formado por varios diodos más pequeños repartidos por el bobinado y conectados en serie, de modo que cada diodo sólo tiene que soportar una tensión inversa relativamente baja. La salida del transformador va directamente al ánodo del tubo, sin diodo ni triplicador. Transformador de impedancia.- Este tipo de transformador se emplea para adaptar antenas y líneas de transmisión (tarjetas de red, teléfonos, etc.) y era imprescindible en los amplificadores de válvulas para adaptar la alta impedancia de los tubos a la baja de los altavoces. Si se coloca en el secundario una impedancia de valor Z, y llamamos n a Ns/Np, como Is=-Ip/n y Es=Ep.n, la impedancia vista desde el primario será Ep/Ip = -Es/n²Is = Z/n². Así, hemos conseguido transformar una impedancia de valor Z en otra de Z/n². Colocando el transformador al revés, lo que hacemos es elevar la impedancia en un factor n². Estabilizador de t ensión.- Es un tipo especial de transformador en el que el núcleo se satura cuando la tensión en el primario excede su valor nominal. Entonces, las variaciones de tensión en el secundario quedan limitadas. Tenía una labor de protección de los equipos frente a fluctuaciones de la red. Este tipo de transformador ha caído en desuso con el desarrollo de los reguladores de tensión electrónicos, debido a su volumen, peso, precio y baja eficiencia energética. Transformador híbrid o o bobi na híbrida.- Es un transformador que funciona como una híbrida. De aplicación en los teléfonos, tarjetas de red, etc. Balun.- Es muy utilizado como balun para transformar líneas equilibradas en no equilibradas y viceversa. La línea se equilibra conectando a masa la toma intermedia del secundario del transformador. Transformador electrónico.- Está compuesto por un circuito electrónico que eleva la frecuencia de la corriente eléctrica que alimenta al transformador, de esta manera es posible reducir drásticamente su tamaño. También pueden formar parte de circuitos más complejos que mantienen la tensión de salida en un valor prefijado sin importar la variación en la entrada, llamados fuente conmutada. Transformador de frecuencia variable.- Son pequeños transformadores de núcleo de hierro, que funcionan en la banda de audiofrecuencias. Se utilizan a menudo como dispositivos de acoplamiento en circuitos electrónicos para comunicaciones, medidas y control. Transformadores d e medida.-Entre los transformadores con fines especiales, los más importantes son los transformadores de medida para instalar instrumentos, contadores y relés protectores en circuitos de alta tensión o de elevada corriente. Los transformadores de medida aíslan los circuitos de medida o de relés, permitiendo una mayor normalización en la construcción de contadores, instrumentos y relés. Autotr ansformador.- El primario y el secundario del transformador están conectados en serie, constituyendo un bobinado único. Pesa menos y es más barato que un transformador y por ello se emplea habitualmente para convertir 220 V a 125 V y viceversa y en otras aplicaciones similares. Tiene el inconveniente de no proporcionar aislamiento galvánico entre el primario y el secundario. Transformador con núcleo toroidal o envolvente.- El núcleo consiste en un anillo, normalmente de compuestos artificiales de ferrita, sobre el que se bobinan el primario y el secundario. Son más voluminosos, pero el flujo magnético queda confinado en el núcleo, teniendo flujos de dispersión muy reducidos y bajas pérdidas por corrientes de Foucault. Transformador d e grano orientado.- El núcleo está formado por una chapa de hierro de grano orientado, enrollada sobre sí misma, siempre en el mismo sentido, en lugar de las láminas de hierro dulce separadas habituales. Presenta pérdidas muy reducidas pero es

91


caro. La chapa de hierro de grano orientado puede ser también utilizada en transformadores orientados (chapa en E), reduciendo sus pérdidas. Bobina de núcleo de aire.- En aplicaciones de alta frecuencia se emplean bobinados sobre un carrete sin núcleo o con un pequeño cilindro de ferrita que se introduce más o menos en el carrete, para ajustar su inductancia. Transformador de núcleo envolv ente.- Están provistos de núcleos de ferrita divididos en dos mitades que, como una concha, envuelven los bobinados. Evitan los flujos de dispersión. Transformador piezoeléctrico.- Para ciertas aplicaciones han aparecido en el mercado transformadores que no están basados en el flujo magnético para transportar la energía entre el primario y el secundario, sino que se emplean vibraciones mecánicas en un cristal piezoeléctrico. Tienen la ventaja de ser muy planos y funcionar bien a frecuencias elevadas. Se usan en algunos convertidores de tensión para alimentar las lámparas fluorescentes de los monitores de led y TFT usados en computación y en televisión Transformador ideal y transformador r eal: En un transformador ideal, la potencia que tenemos en la entrada es igual a la potencia que tenemos en la salida, esto quiere decir que:

Pero en la realidad, en los transformadores reales existen pequeñas pérdidas que se manifiestan en forma de calor. Estas pérdidas las causan los materiales que componen un transformador eléctrico. Pérdidas en l os transformadores reales Las diferentes pérdidas que tiene un transformador real son: Pérdidas en el cobre: Debidas a la resistencia propia del cobre al paso de la corriente Pérdidas por corri entes parásitas: Son producidas por la resistencia que presenta el núcleo ferro magnético al ser atravesado por el flujo magnético. Pérdidas por histéresis: Son provocadas por la diferencia en el recorrido de las líneas de campo magnético cuando circulan en diferente sentido cada medio ciclo. Pérdidas a causa de los flujo s de dispersió n en el primario y en el secundario: Estos flujos provocan una auto inductancia en las bobinas primarias y secundarias 







DEFINICIONES BÁSICAS DE UNA INSTALACIÓN ELÉCTRICA INDUSTRIAL Carga Contratada.- Magnitud de la carga solicitada por el abonado a la empresa de servicio público de electricidad y que figura en el contrato de suministro de energía eléctrica. Circuito Derivado.- circuito comprendido entre un dispositivo de protección y los puntos de utilización. Circuito de Fuerza.- circuito deseado para la conexión de máquinas eléctricas. Demanda.- Es la carga promedio que se obtiene durante un intervalo de tiempo especificado. Este intervalo de tiempo depende del uso que se quiere dar al valor de demanda correspondiente, siendo generalmente igual a ¼, ½ , ó 1 hora. Demanda Máxima.- Demanda instantánea mayor que se presenta durante un periodo de trabajo establecido, expresado en KW, KVA, etc. Densidad de Carga.- Denominada también, como carga unitaria, la cual representa la relación entre la potencia instalada y el área de la zona en proyecto. Se expresa en W/m² ó KW/m². Puesta a tierra. Comprende a toda la ligazón metálica directa sin fusible de protección alguna, de sección suficiente, entre determinados elementos o partes de una instalación y un electrodo o grupo de electrodos enterrados en el suelo, con el objeto

92


de conseguir que el conjunto de instalaciones, edificios y superficie próxima del terreno no tenga diferencias de potencial peligrosas y que al mismo tiempo permita el paso a tierra de las corrientes de falla o la descarga de origen atmosférico (rayos). COMPONENTES DE UNA INSTALACIÓN ELÉCTRICA INDUSTRIAL • • •

Las canalizaciones eléctricas. Los conductores eléctricos. Los dispositivos de protección y maniobra. CLASIFICACIÓN

CA NAL IZACIONES EL ÉCTRICAS

CONDUCTORES EL ÉCTRICOS

DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN Y MANIOBRA

CONDUCTORES: Elementos destinados a la conducción de la energía, así como a la conducción de señales de control. 

PARTES QUE COMPONEN LOS CONDUCTORES ELÉCTRICOS 

El alma o elemento conduc tor Se fabrica en cobre y su objetivo es servir de camino a la energía eléctrica desde las centrales generadoras a los centros de distribución:

93


CLASIFICACIÓN DE LOS CONDUCTORES ELÉCTRICOS A ISLADOS

SEGÚN SU CONSTITUCIÓN

SEGÚN EL NÚMERO DE POLOS

SEGÚN SU USO

AL AMB RE

UNIPOLARES

USO GENERAL

CORDÓN

MULTIPOLARES

CABLES DE ENERGÍA

CABLE

CLASIFICACIÓN DE LOS CONDUCTORES ELÉCTRICOS - Según su constitu ción Alambre

Cordón

•

94

Por el número de polos: Se dividen en unipolares y multipolares. Los conductores unipolares son aquellos que están constituidos por un solo hilo, cordón o cable, mientras que los multipolares son aquellos que están constituidos por varios hilos, cordones o cables aislados entre sí.


Por su aislamiento: Conductores d e uso general Son aquellos que están constituidos por el conductor, el aislamiento y en algunos tipos por una chaqueta o cubierta. Principalmente se utilizan para circuitos de alumbrado, tomacorrientes, tableros de distribución, tableros de control, circuitos alimentadores de motores eléctricos, alimentación de cargas móviles, redes aéreas de distribución primaria o secundaria, etc. Cables de energía Principalmente se utilizan en redes de distribución aéreas, redes de distribución subterráneas, circuitos alimentadores y circuitos derivados en instalaciones del tipo industrial. CALIBRE DE LOS CONDUCTORES: • El conductor está identificado en cuanto a su tamaño por un calibre, que puede ser milimétrico y expresarse en 2 o americano y expresarse en AWG o MCM con una equivalencia en 2 . • El calibre de un conductor expresado en AWG (American Wire Gauge) son números que disminuyen a medida que el calibre aumenta, y es el que se emplea con mayor frecuencia en américa. • El calibre de los conductores según la “Internacional Electrotechmical Commission” (IEC) se mide de acuerdo a su área transversal en milímetros cuadrados; así tenemos las siguientes secciones normalizadas: • 1,5 mm2, 2,5; 4; 6; 10; 16; 25; 35; 50; 70; 95; 120; 150; 185; 240; 240; 300; 400; 500 mm2, etc.

DISCO CALIBRADOR O GALGA: Es el elemento que sirve para medir el calibre de un conductor, que consiste en un disco

95


de metal con ranuras o aberturas. El conductor a calibrar debe introducirse en una de las aberturas donde se ubique mejor, esto es, en la que entrara y saliera con mayor facilidad, luego se verifica el calibre que se encuentra grabado en el disco y por otro lado el diámetro en pulgadas.

El MICRÓMETRO: Es un instrumento de medición cuyo funcionamiento está basado en el tornillo micrométrico y que sirve para medir las dimensiones de un objeto con alta precisión del orden de las centésimas de milímetros o milésimas de milímetros. El micrómetro nos mostrará el calibre del diámetro del conductor la cual tendremos que comparar con la tabla de calibre de conductores.

96


Tabla 2.2 Capacidad de corriente en conductores (sistema métri co decimal).

97


•

El calibre de los conductores según la “American Wire Gage” (AWG) se designa mediante números que representan aproximadamente los pases sucesivos del proceso de estirado del alambre durante su fabricación. Este sistema tiene las siguientes características:

Capacidad de corriente en conductores (sistema AWG).

•

La relación entre los diámetros de dos calibres AWG consecutivos de mayor a menor es 1,123

•

Ejemplo: 15 AWG =1,450 mm

• •

14 AWG =1,450 mm x 1,123 = 1,628 mm La relación a niv el de sección es de 1,26 Ejemplo: 17 AWG 16 AWG

98

= =

1,038 mm2 1,038 mm2 x 1,26 = 1,309 mm2


• • •

Sistema MCM.- En las tablas de condu ctores inglesas y americanas se emplea el “mil circular mil” (MCM) como unidad normal para el calibre de los conducto res. El “circular mil” (CM) es un círculo que tiene un diámetro de 0,001” (una milésima de pulgada); luego se tendrá: 1 C.M. = 25,4 x 0,001; (1” = 25,4 mm) =

•

0,0254 mm

El área del C.M. será :

Area C.M.



D

2



 

4

0,0254 

2

4



0,005 mm

2

• Como: Area MCM = 0,5 mm2 • Las medidas normalizadas para los calibres de los conductores en MCM son: 250 MCM, 300 MCM, 350 MCM, 400 MCM, 500 MCM. TIPOS DE COBRE USADOS PARA LA FABRICACIÓN DE CONDUCTORES

COBRE DE TEMPLE DURO

COBRE RECOCIDO O TEMPLE BLANDO

Conductores desnudos y para líneas aéreas de transporte de energía eléctrica. Conductividad del 97% respecto al cobre puro. Resistividad de 0.018 Ω.mm2/m a 20°C. Capacidad de ruptura a la carga que oscila entre 37 a 45 Kg/mm2. Fabricación de conductores aislados. Sus principales características son: Conductividad del 100%. Resistividad de 0.01724 Ω.mm2/m a 20°C Capacidad de ruptura media de 25 Kg/mm2.

99


CARACTERÍSTICAS DE ALGUNOS TIPOS DE CONDUCTORES: Alambres y cables t ipo TW: Conductor de cobre electrolítico blando, sólido o cableado concéntrico; con aislamiento de cloruro de polivinilo (PVC) . Pueden operar hasta 60°C y su tensión de servicio, dependiendo de la marca, puede ser de 600 V ó 750 V. Se utiliza en instalaciones en el interior de locales con ambiente seco o húmedo, conexiones de tableros de control, etc. Alambres y cables t ipo THW: Conductor de cobre electrolítico blando, sólido o cableado concéntrico; con aislamiento de cloruro de polivinilo (PVC) especial , resistente al calor, humedad, aceites y agentes químic os. Pueden operar hasta 75°C y su tensión de servicio, dependiendo de la marca, puede ser de 600 V ó 750 V. El conductor THW – 90 puede operar hasta 90°C y se utiliza principalmente dentro de aparatos de alumbrado con lámparas de descarga. Alambres y cables t ipo THHW: Conductor de cobre electrolítico blando, sólido o cableado concéntrico; con aislamiento de cloru ro de pol ivinil o (PVC) especial, resistente al calor y humedad . Pueden operar hasta 105°C y su tensión de servicio, dependiendo de la marca, puede ser de 600 V ó 750 V. Se utilizan principalmente dentro de aparatos de alumbrado con lámparas de descarga, con temperatura ambiente máxima de 70°C. Alambres y cables Plastotene tipo CPI o Indolene tipo WP: Conductor de cobre electrolítico duro , sólido o cableado concéntrico, con aislamiento de polietileno negro apropiada para su exposición a la luz solar y otras exigencias del medio ambiente. Pueden operar entre – 15°C a 75°C y su tensión de servicio depende de los aisladores que se usen en su instalación. Se utilizan en redes de distribución primaria y secundaria, distribución al aire libre en plantas industriales, minas, etc. Es indispensable su uso cuando las redes cruzan zonas arboladas.

Cables Bipl asto tip o TWT o Indopreme tipo TM: Formados por 2 ó 3 conductores de cobre electrolítico blando, sólido o cableado; aislados individualmente con clorur o de polivi nilo (PVC) y reunidos en paralelo en un mismo plano con una chaqueta exterior también de PVC. Pueden operar hasta 60°C y su tensión de servicio, dependiendo de la marca, puede ser de 600 V ó 750 V.

100


Se utiliza en instalaciones interiores , visibles o empotradas directamente en el interior de muros o paredes; sobre armaduras metálicas y de madera o a través de ellas; empleándose como conductores de circuitos alimentadores o derivados. Cordones portátiles tipos NLT, NMT y NPT o, biplastoflex tipos SJT, SJTO, ST y STO: Formados por 2 ó 3 conductores de cobre electrolítico Se les utiliza principalmente para conexiones de aparatos electrodomésticos, alimentación de máquinas industriales portátiles de uso liviano y de servicio pesado, conexiones para equipos eléctricos en minas, etc. Cables tip o NYY unipolares, dúplex y t riplex: Conductor de cobre electrolítico blando , sólidos o cableados concéntricos; aislados y con cu bierta exterior indi vidual con cl oruro de polivinil o (PVC). Pueden operar hasta 80°C y su tensión de servicio es hasta 1 000 V. Se les utiliza en redes de distribución en baja tensión y en circuitos alimentadores en instalaciones del tipo industrial.

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Se entiende por canalizaciones eléctricas a los medios que se emplean en las instalaciones eléctricas para contener a los conductores, de manera que queden protegidos contra el deterioro mecánico y contaminación.

101


TUBOS

METALICOS

PVC

METÁLICO PESADO

PVC - SAP

METÁLICO LIVIANO

PVC - SEL

METÁLICO FLEXIBLE

102


CANALETAS O DUCTOS AÉREOS: Es una estructura rígida y continua, construida para soportar conductores de uso general y cables de calibre no muy grueso. Para hacer la instalación de los conductores, se hace un recorrido por la trayectoria de los ductos y luego se les coloca en forma similar a los charolas. ZANJAS: Es un tipo de canalización en el cual los cables van directamente enterrados; se emplea en lugares donde no se tienen construcciones o donde haya la posibilidad de abrir zanjas posteriormente para el cambio de cables, la reparación o aumento de circuitos. La trayectoria debe ser rectilínea. La profundidad mínima de la excavación es de 0,70 m y el ancho varía de acuerdo al número de cables a instalar.

103


TUBERÍAS: Tubos Metálicos. Pueden ser de aluminio, acero o aleaciones especiales. Los tubos de acero a su vez se fabrican en los tipos pesado y liviano distinguiéndose uno de otro por el espesor de la pared. Tubo Metálico Pesado. Se encuentran en el mercado en forma galvanizada o con recubrimiento negro esmaltado, su superficie interior es lisa para evitar daños al aislamiento o a la cubierta de los conductores. Se fabrican en tramos de 3,05 m y con diámetros que van de 13 mm ( ½ “) a 152,4 mm (6”). Vienen roscados en ambos extremos y para unir uno con otro se utilizan acoples. Tubo Metálico Liviano. El diámetro máximo recomendable para estos tubos es de 51 mm (2”) y debido a que son de pared delgada en estos tubos no se puede hacer roscado, de modo que los tramos se pueden unir por medio de accesorios de unión especial. No deben ser instalados en lugares expuestos a daños mecánicos, en lugares húmedos o mojados, ni en lugares clasificados como peligrosos. Tubo Metálico Flexible. Se fabrica con cinta metálica engargolada (en forma helicoidal) sin recubrimiento para ser usado en lugares secos, o con recubrimiento de PVC para ser usado en lugares húmedos. Se usa principalmente como último tramo para la conexión de motores eléctricos. Al usar tubo flexible, el acoplamiento a caja, ductos y gabinetes se debe hacer utilizando accesorios apropiados para tal objeto. TUBOS CONDUIT. El tubo conduit es usado para contener y proteger los conductores eléctricos usados en las instalaciones. Estos tubos pueden ser de aluminio, acero o aleaciones especiales. Los tubos de acero a su vez se fabrican en los tipos pesado, semipesado y ligero, distinguiéndose uno de otro por el espesor de la pared. TUBO CONDUIT DE ACERO PESADO. Estos tubos conduit se encuentran en el mercado ya sea en forma galvanizada o bien con recubrimiento negro esmaltado. TUBO CONDUIT METÁLICO DE PARED DELGADA (THIN WALL) . A este tubo se le conoce también como tubo metálico rígido ligero. Su uso es permitido en instalaciones ocultas o visibles, ya sea embebido en concreto o embutido en mampostería en lugares de ambiente seco no expuestos a humedad o ambiente corrosivo. TUBO CONDUIT FLEXIBLE. En esta designación se conoce al tubo flexible común fabricado con cinta engargolada (en forma helicoidal), sin ningún tipo de recubrimiento. A este tipo de tubo también se le conoce como Greenfield. Se recomienda su uso en lugares secos y donde no se encuentre expuesto a corrosión o daño mecánico. TUBO CONDUIT DE PLÁSTICO RÍGIDO (PVC). Este tubo está fabricado de policloruro de vinilo (PVC), junto con las tuberías de polietileno se clasifican como tubos conduit no metálicos. Esta tubo debe ser autoextinguible, resistente a la compresión, a la humedad y a ciertos agentes químicos. 

















104








Tubos Plásticos (PVC). PVC es la designación comercial que se da al tubo rígido o flexible de policloruro de vinilo, se fabrican en dos tipos, pesado y liviano, en tramos de 3 m. Tubos PVC – SAP. Son tubos pesados de pared gruesa, se constituyen en diámetros que van de 15 mm a 100 mm. Tubo PVC-SEL. Son tubos, se constituyen en diámetros que van de 13mm a 20mm.

105


DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN Y MANIOBRA: En una instalación eléctrica, los dispositivos de maniobra, cumplen la función de ejecutar las siguientes maniobras: seccionar, conectar y desconectar en vacío, conectar y desconectar bajo carga, conectar y desconectar mo tores y desconectar en caso de cortocircuito. 



Seccionar.- Seccionadores son interruptores, los cuales separan un circuito eléctrico en todas sus vías de corriente, los seccionadores tienen una indicación fiable de la posición de maniobra. Conectar en vacío.- En este tipo de maniobra la conexión y desconexión de circuitos eléctricos se efectúa cuando no circula corriente o cuando la tensión entre el contacto fijo y el contacto móvil en cada uno de los polos sea sumamente baja durante la maniobra.

Conectar bajo carga Con los interruptores bajo carga se pueden conectar y desconectar aparatos y partes de las instalaciones cuando prestan servicio normal con intensidad nominal. La capacidad de ruptura de los interruptores bajo carga es normalmente un múltiplo de su intensidad nominal y por tanto, pueden conectar y desconectar todas las sobreintensidades que ocurren en un servicio normal; además de esto, con ello se maniobra sin peligro cuando se conectan involuntariamente cortocircuitos, ya que poseen una capacidad de conexión sumamente alta. FUNCIÓN DE LOS DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN La función de los dispositivos de protección es proteger a los componentes de las instalaciones contra sobreintensidades, los cuales se manifiestan como sobrecargas o cortocircuito.

106


Protección contra sobrecargas: La función de la protección contra sobrecarga es permitir las sobrecargas correspondientes a un servicio normal y desconectarlas antes que el tiempo de carga admisible sea sobrepasado. Protección contra cortoci rcuitos: Los orígenes de un cortocircuito pueden estar en una falla de aislamiento o en una conexión incorrecta. La función de la protección contra cortocircuitos es limitar los efectos y las consecuencias de éstos al mínimo posible su interrupción para lo cual, una iluminación de la corriente es provechosa.

PRÁCTICA DE TRANSFORMADORES I.

II.

III.

107

OBJETIVO: Dado el transformador monofásico el participante estará en capacidad de hacer las diferentes pruebas básicas y acoplamiento sin error, teniendo siempre presente las especificaciones técnicas y normas de seguridad en el trabajo práctico. INTRUMENTOS, HERRAMIENTAS Y MATERIALES: - Multímetro - Megóhmetro - Transformador monofásico - Cables de conexiones - Herramientas básicas del electricista. PROCESO DE OPERACIONES:


1.

PRUEBA DE CONTINUIDAD: H1

H2

X2

X1

Ω PUNTOS

2.

MEDICIÓN

H1 – H2

Ω

X1 – X2

Ω

ESTADO

PRUEBA DE AISLAMIENTO:

H1

H2

MΩ 500V

X2

X1

PRUEBA

MEDICIÓN

H1 – M Ω

MΩ

X1 – M Ω

MΩ

H1 - X1

MΩ

ESTADO

X1 - X1´ MUY BUENO: 0 – 5 MΩ BOBINA O: 100 MΩ TRABAJA BUENO: 50 MΩ TRABAJA HÚMEDO : 10 – 20 MΩ SECAR CRUZADO

108


3.

PRUEBA DE RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN:

V H1

H2

X2

X1

V PUNTOS

MEDICIÓN

V H1 – H2

V

V X1 – X2

V

V X1 – X2

V

4.

Ejemplo: 2 : 1 REDUCTOR 1 : 2 ELEVADOR PRUEBA DE POLARIDAD DE LOS TRANSFORMADORES: a) Polaridad sustractiva:

220 V H1

H2

_

+ V

+ X1

-

_ X2

Cuando el volt aje medido es menor que el voltaje del primario.

109


VOLTAJE DEL PRIMARIO

VOLTAJE MEDIDO MEDIDO

b) Polaridad aditiva: 220 V H1

H2

_

+ V _

+

X1

X2

-

Cuando Cuando el v oltaje medido es mayor que el vo ltaje del primario. VOLTAJE DEL PRIMARIO

VOLTAJE MEDIDO MEDIDO

ACOPL AMIENTO DE TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS: 5. ACOPLAMIENTO a) Transfor Transfor mador elevador: elevador:

220 V

220 V

110


220 V

220v

220 V

220 V

b) Transfor Transfor mador reductor:

220 V

220 V

220 V

220v

220 V

220 V

220 V

111


110 V

c) Acoplamiento de transform adores monofásic os para circui tos trifásicos: C-1. Conexión estrella-estrella.

220 V

220 V

220 V

-

Medir tensión de línea del primario = ……………..V Medir tensión de línea del secundario = ……………..V Medir tensión de fase del primario = ……………...V Medir tensión de fase del secundario = ………………V ……………… V

C-2. C-2. Conexión Conexión triángulo-triángulo.

220 V

220 V

220 V

-

Medir tensión de línea del primario = ……………..V Medir tensión de línea del secundario = ……………..V Medir tensión de fase del primario = ……………...V Medir tensión de fase del secundario = ……………….V

112


C.3 Conexión estrella-triángulo.

-


C.4 Conexión triángulo-estrella.

-


IV.

113

CONCLUSIÓN CONCLUSIÓN DE LA PRÁCTICA PRÁCTICA REALIZADA:


4 INSTALACIONES ELÉCTRICAS EN EDIFICACIONES INSTALACIÓN ELÉCTRICA: Es la acción de ubicar los materiales eléctricos entre la fuente de alimentación y el artefacto eléctrico a utilizarse. TIPOS DE INSTALACIONES ELÉCTRICAS Entre las instalaciones eléctricas de luz y fuerza podemos distinguir tres tipos de instalaciones bien definidas: Instalaciones eléctricas visi bles o provi cionales.- Es aquella instalación donde los conductores se desplazan sobre las paredes, tabiques, techos y columnas, quedando todo los dispositivos eléctricos a la vista. Instalaciones eléctricas empotradas.- En este tipo de instalación los conductores no son visibles, debido a que recorren a través de tuberías de plástico o conduits, dentro de las paredes, muros, tabiques, techos o pisos de material noble (cemento y ladrillo) y rústicos (adobe). Instalaciones eléctricas s emiempotr adas o adosadas.- Son aquellas instalaciones eléctricas en donde los conductores van introducidos en un tubo o cubierta aislante, que puede ser de hierro emplomado, plásticos, conduits etc. Y van montados en la superficie de los muros o paredes de material noble, de madera y en otros casos de adobe. 





VENTAJAS DE UNA INSTALACIÓN ELÉCTRICA EMPOTRADA:  



 

Tiene mayor duración, ya que no está expueta a la intemperie. Tiene mayor seguridad eléctrica, debido a que no hay posibilidad de daños con cualquier objeto. Tiene una mejor presentación, ya que solo se pueden observar los interruptores, tomacorrientes y los receptores. Ofrece una mejor seguridad a las personas que hacen uso de ella. Ofrece ventajas económicas debido a su mayor duración y rendimiento.

TIPOS DE ALUMBRADO: El alumbrado general proporciona una iluminación uniforme sobre toda el área iluminada. Es un método de iluminación muy extendido y se usa habitualmente en oficinas, centros de enseñanza, fábricas, comercios, etc. Se consigue distribuyendo las luminarias de forma regular por todo el techo del local. El alumbrado general loc alizado proporciona una distribución no uniforme de la luz de manera que esta se concentra sobre las áreas de trabajo. El resto del local, formado principalmente por las zonas de paso se ilumina con una luz más tenue. Se consiguen así importantes ahorros energéticos puesto que la luz se concentra allá donde hace falta. Claro que esto presenta algunos inconvenientes respecto al alumbrado general. En primer lugar, si la diferencia de luminancias entre las zonas de trabajo y las de paso es muy grande se puede producir deslumbramiento molesto. El otro inconveniente es qué pasa si se cambian de sitio con frecuencia los puestos de trabajo; es evidente que si no podemos mover las luminarias tendremos un serio problema. Podemos conseguir este alumbrado concentrando las luminarias sobre las zonas de trabajo. Una alternativa es apagar selectivamente las luminarias en una instalación de alumbrado general. Alumbrado localizado. Empleamos cuando necesitamos una iluminación suplementaria cerca de la tarea visual para realizar un trabajo concreto. El ejemplo típico serían las lámparas de escritorio. Recurriremos a este método siempre que el nivel de iluminación requerido sea superior a 1000 lux., haya obstáculos que tapen la luz proveniente del alumbrado general, cuando no sea necesaria permanentemente o para personas con problemas visuales. Un aspecto que hay que cuidar cuando se 





114


emplean este método es que la relación entre las luminancias de la tarea visual y el fondo no sea muy elevada pues en caso contrario se podría producir deslumbramiento molesto. MATERIALES ELËCTRICOS Los materiales más comunes en instalaciones eléctricas son: a) CONDUCTORES.- Son los elementos que permiten el transporte de la electricidad. En la fabricación de los conductores se emplea el cobre por su costo, maniobrabilidad y sus cualidades conductoras de la electricidad. Su calibre (grosor) está numerado desde 0000 que es el de mayor calibre o grosor hasta el N° 40, el más delgado. Clases: Alambre sólido.- con revestimiento de polivinilo, de diferentes colores. Usos: Para instalaciones empotradas. El N° 12 para líneas de alimentación. El N°14 para líneas secundarias o de alumbrado. Cable de doble revestimiento (indoprene).- Alambre con revestimiento de protección. Usos: Para instalaciones a la intemperie. Se presentan con dos alambres (bifásico) con tres alambres (trifásico) Calibres: 8-10-12-14-16. Cordones paralelos.- revestimiento de polivinilo. Su interior está formado por un conjunto de hilos (alambres) delgados, de cobre, que lo hacen más flexible. Depende de la cantidad de hilos el número del cordón. Usos: Instalaciones visibles.







b) ACCESORIOS.- Son aquellos elementos que forman parte del sistema eléctrico y son necesarias para realizar algunas funciones que permita el paso de la corriente eléctrica. INTERRUPTORES.- Son los elementos necesarios en un circuito eléctrico, que sirven para conectar o interrumpir la corriente eléctrica. Se les fabrica de baquelita en diferentes tipos y formas. Existen para empotrar, para superficie y aéreos. Clases: Interruptor simple Interruptor doble Interruptor triple 



  

115


Interruptor de conmutación simple Interruptor de conmutación doble Interruptor de cruce Interruptor Pulsador Interruptor con luz piloto Interruptor horario Dimmer

      

SÓQUET O PORTALÁMPARAS.- Su construcción es de baquelita, metal o jebe, tienen interiormente una rosca de metal tamaño standard para colocar la lámpara, también dos tornillos de contacto para su instalación. Clases: Aéreo De superficie Para empotrar o de pared comúnmente llamado WALL SÓQUET Usos: Cuando se usan lámparas superiores a 150 W. Estos deben ser de porcelana, par evitar que se deterioren por efecto del calor. 

  











TOMACORRIENTES.- Son artefactos que se emplean para tener a nuestra disposición tomas de corriente eléctrica a través de dos líneas. Su construcción es de baquelita y se fabrican tanto para su instalación empotradad como para externa. Cuentan con dos orificios para poder recibir los enchufes. Clases: Tomacorrientes mixtos o Universales.- Estan preparados para ser usados con enchufes planos y0o redondos. Tomacorrientes comunes. Solo tienen orificios planos o redondos. Usos: Para la conexión de aparatos eléctricos como planchas, radios, TV, etc. Se recomienda que todos los tomacorrientes tengan su conexión a toma a tierra. INTERRUPTORES TERMOMAGNÉTICOS.- En toda instalación eléctrica, es necesario por seguridad instalar a la entrada las llaves contar cortocircuitos y sobrecargas. Usos: Para controlar el paso de la electricidad y las sobrecargas. Importante: Se debe tener mucho cuidado en el calculo de del dispositivo, según el uso de todo el circuito y el calibre de de los conductores de la instalación. LÁMPARAS ELÉCTRICAS.- Una lámpara eléctrica es un dispositivo que produce luz a partir de energía eléctrica, esta conversión puede realizarse mediante distintos métodos como el calentamiento por efecto Joule de un filamento metálico, por fluorescencia de ciertos metales ante una descarga eléctrica o por otros sistemas. En la actualidad se cuenta con tecnología para producir luz con eficiencias del 10 al 70%. Antes de nombrar la cantidad de tipos de lámparas, conviene primero el estudio de las magnitudes luminosas.

MAGNITUDES LUMINOSAS •

La luz es una forma de energía que se transmite por medio de ondas electromagnéticas a una velocidad de unos 300000 Km/s. • El ojo humano solo es capaz de percibir una pequeña parte de esta vibración, lo que se le conoce como espectro visible. • Dependiendo de la longitud de onda que perciba el ojo, la luz se observará con un color o con otro: 490 nm para el color azul 590 nm para el amarillo y 700 nm para el rojo (nm es una unidad que sirve para medir la longitud de onda de la radiación ultravioleta, infrarroja y la luz)

116




  







Flujo luminoso: ca nt id ad de luz emitida por una fuente luminosa. su unidad es el lumen. Ø = Flujo luminoso lm = Unidad de medida

Ejemplo: Una lámpara incandescente de 60W produce un flujo luminoso de 600lm Una lámpara fluorescente de 65W produce un flujo de 5000lm Una lámpara de vapor de sodio a alta presión de 1000W nos da un flujo luminoso de hasta 130000lm. Indice de reproducción cromático (IRC): El IRC indica el grado de calidad que poseen las fuentes luminosas para reproducir los colores lo más exactamente posible. Clasific ación del índice de reproducción cromático de una lámpara Indice de reproducci ón cromátic o (IRC) Nivel de reproducci ón cromátic o IRC de 85 a 100 Excelente IRC de 70 a 84 Bueno IRC de 40 a 69 Aceptable IRC menor de 40 Limitado

Rendimiento luminoso: mide la cantidad de energ ía que se transforma en luz en relación con la energ ía total consumida. Su unidad es el lumen por watts (lm/w). Temperatura de color (K): La temperatura de color de una fuente de luz se define comparando su color dentro del espectro luminoso con el de la luz que emitiría un cuerpo negro calentado a una temperatura determinada. Por este motivo esta temperatura de color se expresa en kelvin, a pesar de no reflejar expresamente una medida de temperatura por ser la misma solo una medida relativa.

117


En el lenguaje común, se acostumbra hablar de luces frías o luces cálidas. En las frías predominan las radiaciones visibles de color azul, verde etc. Este aspecto de tonalidad de las lámparas se denomina temperatura de color. Una luz cálida puede ser muy confortable en un ambiente de distensión y relax, a pesar que este tipo de tonalidades disminuye el índice de reproducción cromático. Por otro lado, una luz fría puede ser muy eficaz para ambientes donde se quiere conseguir una gran actividad.







Intensidad luminos a (I): Se define como la cantidad de flujo luminoso, propagándose en una dirección dada, que atraviesa o incide sobre una superficie por unidad de ángulo sólido. Su unidad es la candela (cd). Luminancia (cdm 2/): Es la intensidad luminosa por unidad de superficie aparente de una fuente de luz primaria o secundaria (la que emite la luz o la refleja). Podemos decir que esta magnitud es la que mide el brillo de los objetos iluminados o fuentes de luz, tal como son observados por el ojo humano. Se representa con la letra (L) y su unidad es candela/m 2 (cd/m2). La unidad básica de la luminancia o brillo es el pie-lambert. 1 Pie – Lambert = 3.43 Candelas por metro cuadrado. Iluminancia o nivel de ilumin ación (E): La iluminancia es el flujo luminoso recibido por unidad de superficie. Su unidad es el lux. Pudiendo expresar que cuando una superficie de 1 metro cuadrado recibe un flujo luminoso de 1 lumen posee un nivel de iluminación de 1 lux. 1 Lux = 1 lumen x metro cuadrado. (lm/ m2 ) 1 Lux = 0.093 pie-candelas (pie). 1 Pie-Candela = 10.8 Luxes (o lúmenes por metro cuadrado).

118




Reflectancia: Se define como la relación entre el flujo luminoso r eflejado (luminancia) y el flujo luminoso incidente (iluminancia).  =

 

Reflexividad : Es el porcentaje de la luz o flujo luminoso incidente que es reflejado por una superficie. Relación entre reflexividad (r), Luminancia (L) e iluminación (E) r = (L/ E) x 100 Importancia de los colores: los colores juegan un papel importante en las reflexividades. Los colores también tienen una significación psicológica y emocional. A continuación se presenta una tabla que muestra las reflexividades de los colores o acabados más usados: 

119


NIVELES RECOMENDADOS ESPACIO A ILUMINAR

NIVELES DE ILUMINACIÓN (LUX)

Iluminación mínima de servicio en espacios exteriores

20

Almacenes exteriores y patios de almacenamiento

30

Pasillos exteriores, plataformas, aparcamientos cerrados

50

Diques, muelles.

75

Teatros, salas de concierto, dormitorios de hoteles, aseos y lavamanos

100

Zonas de circulación en industrias, depósitos y almacenes.

150

Iluminación mínima de servicio para locales cerrados.

200

Trabajos medio manuales y a máquina. Trabajos normales en la industria química y alimentación; lectura ocasional y archivo. Trabajos medio manuales y a máquina; montaje de automóviles; naves de imprentas: oficina en general, almacenes y tiendas. Sala de lectura de pruebas, sala de dibujo y oficinas con máquinas de contabilidad. Trabajos finos manuales y a máquina; montaje de máquinas para oficinas, trabajos con colores; Salas donde se realicen dibujos muy precisos. Trabajos muy finos manuales y a máquina; montaje de instrumentos y pequeños mecanismos de precisión, componentes electrónicos, calibración e inspección de piezas pequeñas y complicadas. Trabajos minuciosos y muy precisos, por ejemplo, partes muy pequeñas de instrumentos, relojería y grabado; zona de operaciones en quirófano.

300

120


500 750 1000 1500

2000

GRADO Cansancio visual No produce patolog ía

% DEL VALOR REQUERIDO

CALIFICACIÓ N DE LA ILUMINACION

Mayor a 105

EXCESIVA

90 – 105

ADECUADA

No produce patolog ía pero no es óptimo

60 – 89

ACEPTABLE

Produce patolog ía a mediano o largo plazo

30 - 59

DEFICIENTE

0 - 29

MUY DEFICIENTE

Modificación Urgente

Fuente: Institut o Nacional de Seguridad e Higiene del Trabajo. Esp añ a. LUXÓMETRO DIGITAL El conocimiento del nivel de iluminación del espacio a iluminar es muy importante y necesario para realizar una determinada tarea visual de una forma adecuada. Mediante el luxómetro es posible medir el nivel de iluminación de un espacio y con esta información tomar las medidas oportunas para mejorar la iluminación. CARACTERÍSTICAS DEL LUXÓ METRO Rangos: Lux : Pie – Candela :

121

0 a 1999 Lux

0 a 199.9

2000 a 19990 Lux

200 a 199


Cálculo d e ilumin ación: Ejemplo 1: Determine la iluminación que produce una lámpara eléctrica de 300 cd a una distancia de 2,5 m. Solución: E=I/d E = 300 cd / 2,5 m 2 E = 48 lux Ejemplo 2: Una binlioteca recibe en la superficie de lectura un flujo luminoso de 16500 lm. Determinar el nivel de iluminación conseguido si el local posee unas dimensiones de 11 m de largo por 5 de ancho. Solución: E = Ф/s E = 16500/ 11x5 E = 300 lux TIPOS DE LÁMPARAS ELÉCTRICAS: Las lámparas eléctricas tienen la misión de transformar la energía eléctrica en luminosa. Se pueden construir basándose en los siguientes principios claramente diferenciados: Lámparas de incandescencia Lámparas de descarga en un gas Lámparas con led Lámpara de inducción electromagnética

   

LÁMPARAS INCANDESCENTES El funcionamiento de una lámpara incandescente es muy sencillo. Al atravesar la corriente un filamento resistivo, éste alcanza una gran temperatura (2000°C) poniéndose al rojo blanco o incandescente, lo que provoca una emisión de radiaciones luminosas. Las lámparas incandescentes son muy utilizados por su bajo costo y por la facilidad de su montaje. Pero tienen un rendimiento muy bajo frente a otros tipos de lámparas. Además su duración no suele superar las 1000 horas de funcionamiento.

122


Filamento: El filamento es un conductor resistivo, de tugsteno o wolframio, cuya temperatura de fusión es de unos 3400°C. La vida o duración del filamento viene condicionada por un fenómeno de evaporación del mismo. Hay que pensar que dicho filamento está sometido a muy altas temperaturas, lo cual provoca una emisión de partículas, por parte de éste, que van adelgazándolo y produciendo al al cabo del tiempo su rotura (filamento fundido). Como ya se mensionó la duración media de este tipo de lámparas viene a ser de unos 1000 horas de funcionamiento. Para evitar este fenómeno de evaporación se disponen los filamentos de forma de hélice, al mismo tiempo se rellena la ampolla con un gas inerte (mezcla de argón y nitrógeno) a una determinada presión. Ampolla: La misión principal de la ampolla es aislar el filamento del medio ambiente. Si un filamento se pusiera en estado incandescente en contacto con la atmósfera, el oxígeno contenido en ésta producirá la combustión inmediata de ese filamento. Otra misión importante de la ampolla es permitir la evacuación del calor emitido por el filamento al ambiente. La principal ventaja que presentan estas lámparas es que son muy baratas y fáciles de instalar. Sin embargo, su baja eficiencia luminosa (15 lm/W) y su corta vida hace que su aplicación quede limitada al alumbrado doméstico, decorativo y a la señalización. La temperatura de color que alcanzan estas lámparas está en torno a los 3000 K, siendo su índice de reproducción cromático (IRC) entre 85 y 100. Por tanto, se puede decir que producen muy bien los colores y aportan un ambiente cálido en la zona que iluminan.

LÁMPARAS INCANDESCENTES CON HALÓGENOS Las lámparas halógenas son muy parecidas a las incandescentes, pero se construyen de tal forma que se consigue elevar considerablemente su vida y su eficacia luminosa. En este tipo de lámparas incandescentes se introduce en la ampolla un elemento halógeno, como el yodo, en combinación con los clásicos gases nobles que suelen contener las lámparas incandescentes. Cuando se pone en funcionamiento la lámpara, los átomos de tungsteno, de que se compone el filamneto, se volatizan y reaccionan químicamente con los átomos del halógeno para formar yoduro de tungsteno. Este compuesto gaseoso tiende a reaccionar nuevamente con los atomos del filamento, depositando los átomos volatizados de tungsteno en dicho filamento y dejando libre el yodo para repetir el proceso. De esta forma se evita que se ennegrezca la ampolla y que el filamento se vaya regenerando, por lo que la vida de una lámpara halógena se alarga desde 2000 horas hasta las 3000 horas de funcionamiento. Por otra parte, le da una mayor eficacia luminosa (10-30 lm / W). Como la temperatura de funcionamiento es mayor, se utiliza un vidrio de cuarzo, que resiste mejor

123


la temperatura que el vidrio corriente, por lo que pueden hacerse más pequeñas (con menor superficie de disipación de calor). Actualmente se fabrican también lámparas denominadas de bajo consumo (respecto a las incandescentes), suelen tener una lámpara halógena dentro de una bombilla con la misma forma que las incandescentes (con superficie de disipación de calor suficiente), con casquillo de rosca E27 (la rosca habitual). Este tipo de bombilla se ha hecho popular en comercios de la Unión Europea desde que en 2009, una Directiva estableció un plazo (2009-2012) para que en los estados miembros dejaran de fabricar y comercializar lámparas incandescentes. Como todas las lámparas incandescentes, una lámpara halógena produce un espectro continuo de la luz, desde el infrarrojo profundo (que se alcanza con temperaturas bajas) hasta los colores fríos, llegando en este caso hasta el violeta .1 Dado que el filamento de lámpara puede operar en una temperatura más alta que una lámpara no-halógena, el espectro se torna hacia azul, produciendo luz con una temperatura de color altamente efectiva. Precauciones de seguridad: La elevada temperatura que alcanzan obliga a tomar precauciones para evitar quemaduras si se manipulan encendidas. Asímismo, debe evitarse tocar la ampolla de la lámpara con los dedos, ya que la grasa presente en la piel, al calentarse puede dañar (desvitrificar) el cuarzo hasta el punto incluso de destruir la lámpara. Por esta razón, numerosas lámparas halógenas llevan otra ampolla de cristal sobre la primera, para permitir su manipulación directa.

LÁMPARAS DE DESCARGA Las lámparas de descarga constituyen una forma alternativa de producir luz de una manera más eficiente y económica que las lámparas incandescentes. Por eso su uso está tan extendido hoy en día. La luz emitida se consigue por excitación de un gas sometido a descargas eléctricas entre dos electrodos. 



124




Según el gas contenido en la lámpara (vapor de mercurio o sodio) y a la presión a que esté sometido (alta o baja presión) tendremos diferentes tipos de lámparas cada uno con sus propias características luminosas.

125


EFICACIA DE LAS LÁMPARAS DE DESCARGA TIPO DE LÁMPARA

EFICACIA SIN BALASTRO (lm/W)

Fluorescentes

38-91

Luz de mezcla

19-28

Mercurio a alta presión

40-63

Halogenuros metálicos

75-95

Sodio a baja presión

100-183

Sodio a alta presión

70-130

CARACTERISTICAS DE DURACIÓN TIPO DE LÁMPARAS

VIDA PROMEDIO (h)

Fluorescentes standard

12500

Luz de mezcla

9000

Mercurio a alta presión

25000

Halogenuros metálicos

16000

Sodio a baja presión

23000

Sodio a alta presión

23000

LÁMPARA DE VAPOR DE MERCURIO BAJA PRESIÓN La lámpara de vapor de Mercurio de Baja Presión o lámpara fluorescente es una lámpara de descarga que trabaja con vapor de mercurio en un tubo con un electrodo en cada extremo . El llenado de gas se compone de un gas noble, que facilita el encendido controlando la descarga, y de una pequeña cantidad de mercurio, cuyo vapor durante la impulsión emite radiación ultravioleta. El interior del tubo está recubierto con una capa de sustancias fluorescentes las cuales transforman la radiación ultravioleta de la lámpara en luz visible. Los electrodos están acabados como filamento incandescente, llevando adicionalmente una capa de óxido metálico favoreciendo la salida de electrones para facilitar el encendido de este tipo de lámpara. Los electrodos se precalientan en la salida, un impulso de tensión causa entonces el encendido de la lámpara. LÁMPARA DE MERCURIO DE BAJA PRESIÓN O LÁMPARA FLUORESCENTE: Se combinan frecuentemente tres sustancias luminosas, cuya mezcla produce un color de luz blanco, que se encuentra en la tonalidad del blanco cálido, blanco neutro o blanco luz diurna, según la proporción de las distintas materias fluorescentes. La luz de este tipo de lámparas es irradiada desde una gran superficie, es por eso se produce luz difusa menos adecuada para una iluminación acentuada dirigida. Algunas consecuencias que se presentan por la luz difusa:

126


se forman suaves sombras. Sobre superficies brillantes se produce sólo poco brillo Formas espaciales y cualidades de material por tanto no se acentúan. Este tipo de lámparas disponen de un elevado rendimiento luminoso, su duración de vida es elevada. Para su funcionamiento se necesita un cebador y algunas reactancias; disponen de encendido inmediato y alcanzan al poco tiempo su total potencia luminosa y es posible regular su flujo luminoso. Las lámparas de vapor de Mercurio de Baja presión o lámpara fluorescentes tienen casi siempre forma de tubo, cuya longitud depende de la potencia de luz; Como formas especiales se pueden adquirir en forma de U o circular. El diámetro de las lámparas es de 26 mm y ahora también 16 mm, las más antiguas con un diámetro de 38 mm ya no tienen tanta importancia. La eficacia de este tipo de lámparas oscila entre los 38 y 91 Lm/W dependiendo de las características de cada lámpara, La duración de estas lámparas se sitúa entre 5000 y 7000 horas. Su vida termina con el desgaste sufrido por la sustancia emisora que recubre los electrodos. La lámpara fluorescente es una lámpara de descarga en vapor de Mercurio de baja presión, en la cual la luz se produce predominantemente mediante polvos fluorescentes activados por la energía ultravioleta de la descarga. La lámpara, generalmente con ampolla de forma tubular larga con un electrodo sellado en cada terminal, contiene vapor de Mercurio a baja presión con una pequeña cantidad de gas inerte para el arranque y la regulación del arco. La superficie interna de la ampolla está cubierta por una sustancia luminiscente (polvo fluorescente o fósforo) cuya composición determina la cantidad de luz emitida y la temperatura de color de la lámpara . La lámpara fluorescente o lámpara de vapor de Mercurio de baja presión es un dispositivo de descarga eléctrica utilizado generalmente para iluminación y el principio de estas lámparas es la Luminiscencia. COMPONENTES Los principales componentes de una lámpara de descarga son los siguientes: Tubo de descarga. Es de vidrio opalizado por el recubrimiento fluorescente. Su forma más común es rectilínea. Los diámetros nominales usuales son: 15 mm: Tubo de pequeña potencia 26 mm: Convencionales trifósforos y alta frecuencia 38 mm: Convencionales antiguos, arranque rápido o instantáneo Las longit udes y potencias más usuales son:  0.6 m: 16, 18 y 20 W  1.2 m: 32, 36 y 40 W  1.5 m: 50, 58 y 65 W La pared interior del tubo se encuentra recubierta con una capa de sustancia fosforescente o fluorescente, cuya misión es convertir los rayos de luz ultravioleta (que se generan dentro y que no son visibles para el ojo humano), en radiaciones de luz visible.   

127


Para que eso ocurra, su interior se encuentra relleno con un gas inerte, generalmente argón (Ar) y una pequeña cantidad de mercurio (Hg) líquido. El gas argón se encarga de facilitar el surgimiento del arco eléctrico que posibilita el encendido de la lámpara, así como de controlar también la intensidad del flujo de electrones que atraviesa el tubo. Casquillos: La mayoría de los tubos fluorescentes rectos poseen en cada uno de sus extremos un casquillo con dos patillas o pines de contactos eléctricos externos, conectadas interiormente con los filamentos de caldeo o de precalentamiento. Estos filamentos están fabricados con metal de tungsteno, conocido también por el nombre químico de wolframio (W), recubiertos de calcio (Ca) y magnesio (Mg) y su función principal en los tubos de las lámparas fluorescente es calentar previamente el gas argón que contienen en su interior para que se puedan encender. Electrodos: Los electrodos se diseñan para operar ya sea como cátodos ―fríos o como cátodos ―calientes. Las lámparas que emplean cátodo frío operan con una corriente del orden de unos pocos cientos de mA, con un alto valor de caída de tensión catódica (Tensión requerida para crear el flujo de corriente de electrones e iones), algo superior a 50 V. Los electrodos de cátodo caliente se construyen con un único alambre de Tungsteno o con un alambre de Tungsteno con otro enrollado a su alrededor, produciendo así dobles o triples arrollamientos. Estos arrollamientos se cubren con una mezcla de óxidos para reforzar la emisión de electrones favoreciendo el encendido. Durante la operación de la lámpara el electrodo alcanza una temperatura de alrededor de 1100°C. En ese punto, la combinación alambre/recubrimiento emite grandes cantidades de electrones para una caída de tensión catódica relativamente baja, entre 10 y 12 V. La corriente normal de operación de las lámparas de cátodo caliente es del orden de 1.5 A. Como consecuencia de la menor caída de tensión catódica en este tipo de lámparas, se obtiene un funcionamiento más eficiente, por lo que la mayoría de las lámparas fluorescentes se diseñan para operar con cátodo caliente. El Tungsteno, ésta normalmente en doble espiral y recubierto por sustancias emisivas de electrones, la duración de la lámpara depende directamente de la calidad de éstos, ya que una vez que uno de los electrodos pierde la sustancia emisiva la lámpara no puede encenderse. La emisión termoiónica se presenta cuando los electrones son emitidos por el resultado del calor. Se crea en el cátodo un punto caliente del cual salta el arco produciendo un flujo continuo de electrones. Gas de llenado: La operación de las lámparas fluorescentes depende de la producción de una descarga entre los electrodos sellados en los extremos del tubo de descarga. La presión del Mercurio se mantiene a 1.07 Pa, valor que corresponde a la presión de vapor de Mercurio líquido a 40°C. Además del Mercurio, el tubo de descarga contiene un gas o una mezcla de gases inertes a baja presión (entre 100 y 400 Pa) para facilitar el

128


encendido de la descarga. Los gases comúnmente empleados son: argón o mezcla de argón - neón y kriptón . A continuación se enuncian las funciones que realiza el gas de llenado:  Facilitar el inicio de la descarga, por reducción de la tensión de encendido  Reducir el recorrido libre medio de electrones, para aumentar su probabilidad de colisión con los átomos de mercurio  Proteger la sustancia emisiva de los electrodos, reduciendo su taza de Evaporación Recubrimiento Sustancias Fluorescentes. Los tipos de sustancias fluorescentes comúnmente usadas son las siguientes: Halofosfatos de calcio activados con Antimonio, Manganeso y Europio, para lámparas en las que la eficacia luminosa prevalece sobre el rendimiento del color. La radiación emitida define el color característico de una lámpara, tiene una longitud de onda mayor que la radiación de la excitación y depende de la naturaleza del fósforo usado (tabla 2.4) y no de la longitud de onda de radiación excitadora [1]. Los fósforos usados en las lámparas son compuestos inorgánicos de alta pureza con partículas de tamaño mediano. Son generalmente óxidos o compuestos oxihaluros, tales como fosfatos, aluminatos, boratos y silicatos. Estos fósforos contienen iones activadores, que son deliberadamente agregados en una adecuada proporción [1]. Nombre del Compuesto Color Color Haluros Halofosfato de Calcio

Blanco (480nm, 580nm)

Trifósforos Oxido de Itrio más Trifósforos de Europio

Rojo-Naranja(611nm)

Aluminato de Magnesio, Cesio y Terbio

Verde(543nm)

Fosfato de Lantano más Fosfuro de Cesio y Terbio

Verde(544nm)

Borato de Magnesio y Gadolinio más Fosfuro de Cesio y Terbio

Verde(545nm)

Aluminato de Magnesio y Bario más Fosfuro de Europio

Azul(450nm)

Cloroapatita de Estroncio más Fosfuro de Europio

Azul(447nm)

Fósforos de Lujo

129

Estroncio verde, azul

Verdoso(480nm, 560nm)

Estroncio rojo

Rojizo(630nm) Sección de Proyección Social y Extensión Universitaria Lic. Fortunato LAZARO MINAYA

Polvos Fluor escentes Típicos. Los polvos fluorescentes de Halofosfato de Calcio combinan dos bandas de emisión de colores complementarios en un solo fósforo. Debido a que las dos bandas complementarias de color en los fósforos anteriores no cubren toda la región visible y en particular son de deficientes en la región roja del espectro, los colores son distorsionados bajo la luz de estas lámparas en comparación con su apariencia bajo la luz del sol. Para mejorar el índice de rendimiento de color, se usan fósforos de lujo. En particular el Estroncio activado es usado para proveer una banda ancha de emisión en el rojo de 620 nm a 630 nm. Sin embargo debido a la banda ancha de emisión, que se extiende fuera del rango visible, y por su baja eficiencia cuántica (Relación en fotones absorbidos y emitidos) estas lámparas tienen alrededor de 2/3 del flujo luminoso respecto a las lámparas fluorescentes de Halofosfato [1]. Los fósforos de Halofosfato tienen un anticipado daño en las cortas longitudes de onda de 185 nm del UV y en el final de su vida son afectados por interacciones de Mercurio con el Sodio del vidrio. FUNCIONAMIENTO: La lámpara fluorescente consiste de un tubo de vidrio cubierto en su interior con polvo de fósforo. El tubo contiene en su interior una mezcla de uno o más gases a baja presión y una pequeña cantidad de vapor de Mercurio. Esta lámpara funciona manteniendo el gas de descarga dentro del tubo, con la ayuda de dos electrodos, uno en cada extremo del tubo de vidrio. Esta mezcla de gases en el tubo tiene una elevada resistencia al paso de la corriente eléctrica. En cada extremo del tubo debe de haber uno o dos electrodos, formados por un filamento de tungsteno recubiertos de una sustancia emisiva. El proceso para la producción de luz se presenta al fluir una corriente eléctrica a través del electrodo, éste se calienta y por medio de un fenómeno denominado emisión termoiónica, comienza a emitir electrones como resultado del calor aplicado. Los electrones emitidos ionizan el vapor de mercurio haciéndolo más conductor y favoreciendo la descarga eléctrica. Al paso de la corriente a través de los electrodos, los electrones emitidos chocan con los átomos de Mercurio, este choque provoca un desplazamiento de los electrones del Mercurio a una órbita con mayor potencial de energía, al retornar a su órbita normal emiten la energía en forma

130


de radiación ultravioleta. Una vez iniciada la descarga eléctrica, la radiación ultravioleta producida incide sobre los cristales de fósforo que recubren el tubo y producen la luz visible. La adición de los gases nobles sirve para incrementar la eficiencia de la descarga eléctrica [3]. La luz visible que se produce con el proceso antes mencionado se muestra en la figura.

Producción de luz en una Lámpara Fluorescente Al aplicar una tensión relativamente elevada (de 300-500 V) en los cátodos de la lámpara se produce un breve resplandor debido al efecto corona, durante este breve lapso los electrodos se calientan y empiezan a emitir electrones (efecto termoiónico), hasta que finalmente se produce la descarga de arco. Al producirse la descarga, el gas de llenado de la lámpara se calienta a temperaturas muy elevadas produciendo un plasma. El plasma es un gas que al elevarse a temperaturas muy altas se vuelve un conductor eléctrico, por lo que la tensión en los extremos del arco decae rápidamente y la corriente se incrementa muy rápidamente, la intensidad de la descarga crecerá sin control a menos que sea limitada por un balastro, el cual se encargará de estabilizar la corriente del arco ESTADO DE DESCARGA DE GASES El encendido involucra el paso del gas de llenado del estado sólido-gaseoso a la formación del plasma, en el cual el gas se vuelve conductor y permite el flujo de electrones estableciendo la descarga eléctrica. El primer estado importante en el proceso de encendido es la ruptura de la rigidez dieléctrica del gas de llenado, la cual solo puede ser alcanzada cuando se han cumplido las condiciones de campo eléctrico, tiempo de aplicación del campo e intensidad adecuadas. A continuación en la figura se describe cada una de las etapas del proceso de ruptura de gases.

Estructura y funcionamiento de la lámpara de vapor de mercurio.

131


En la primera etapa conocida como región Geiger (I) los electrones primarios son acelerados en el campo eléctrico homogéneo entre las placas. El valor de la corriente promedio se determina por el número de electrones primarios generados TIPOS DE ENCENDIDO: Las lámparas fluorescentes se pueden encender de las siguientes formas principalmente [3]:  Arranque rápido  Arranque instantáneo  Arranque por precalentamiento (Con cebador) LÁMPARAS DE ARRANQUE RÁPIDO: Existen dos formas para encender estas lámparas de arranque rápido:  Arranque con cebador. Se utiliza para calentar los electrodos antes de someterlos a voltaje de arranque.  Simultáneamente se le suministra el voltaje de arranque y se calientan los electrodos. Las características principales de las lámparas de arranque rápido son las siguientes y se muestran en la figura siguiente.  Posible variación de la intensidad luminosa (Dimming).  Voltaje de pre-encendido en la lámpara fácil de obtener.  No existe deterioro de los electrodos por el encendido y apagado de la lámpara de manera continua.  Necesita de una corriente constante para mantener los electrodos calientes.

Lámpara de arranque rápido.

132


LÁMPARAS DE ARRANQUE INSTANTÁNEO: Estas lámparas se caracterizan por tener solo una terminal en cada extremo ya que los electrodos no necesitan precalentamiento para iniciar la emisión de electrones. El arranque se realiza en ―frío, aplicando un voltaje elevado en los extremos del tubo fluorescente para encender la lámpara, ya que posee electrodos cuyos filamentos están especialmente preparados para un calentamiento continuo .

Lámpara de arranque instantáneo. Dentro de las principales características de las lámparas de arranque instantáneo se encuentran:  Imposible la variación de potencia para aplicaciones de control de la intensidad luminosa.  Existe deterioro por el encendido y apagado constante, se recomienda que cada vez que se encienda por lo menos tarde más de tres horas.  No necesita de corriente constante para mantener calientes los electrodos.

LÁMPARAS DE ENCENDIDO POR PRECALENTAMIENTO: Las lámparas fluorescentes por precalentamiento utilizan un pequeño dispositivo durante el proceso inicial de encendido llamado cebador o encendedor térmico (starter). Este dispositivo se compone de una lámina bimetálica encerrada en una cápsula de cristal rellena de gas neón (Ne). Esta lámina tiene la propiedad de curvarse al recibir el calor del gas neón cuando se encuentra encendido con el objetivo de cerrar un contacto que

133


permite el paso de la corriente eléctrica a través del circuito en derivación donde se encuentra conectado el cebador. Conectado en paralelo con la lámina bimetálica, se encuentra un capacitor antiparasitario, encargado de evitar que durante el proceso de encendido se produzcan interferencias audibles a través del altavoz de un receptor de radio o ruidos visibles en la pantalla de algún televisor que se encuentre funcionando próximo a la lámpara.

LÁMPARAS FLUORESCENTES COMPACTAS La lámpara compacta fluorescente o CFL por sus siglas en inglés Compact Fluorescent Lamp, es un tipo de lámpara fluorescente mejorada y mucho más pequeña. Es una lámpara pequeña con casquillo de rosca o bayoneta pensada para sustituir a la lámpara incandescente con ahorros de hasta el 70% de energía [23].

Partes de una lámpara fluorescente compacta.

134


COMPONENTES DE UNA LÁMPARA FLUORESCENTE COMPACTA Las lámparas fluorescentes compactas están constituidas por los siguientes componentes: Tubo Fluorescente: Estas lámparas están constituidas por un tubo de 6 mm de diámetro, doblados en forma de ―U‖ invertida, cuya longitud depende de la potencia en wa tt que tenga la lámpara. En este tipo de lámparas existen dos filamentos de tungsteno o wolframio alojados en los extremos libres del tubo con el propósito de calentar los gases inertes como el Neón (Ne), Kriptón (Kr) o Argón (Ar) que están en su interior. El tubo también contiene Mercurio (Hg) y al igual que las lámparas fluorescentes convencionales las paredes del tubo se encuentran recubiertas por dentro con una fina capa de fósforo [B]. Balastro: Las lámparas Fluorescentes compactas son de encendido rápido, por lo que no requieren del cebador para encender el filamento. Estas lámparas emplean un balastro electrónico miniatura encerrada en la base que separa la rosca del tubo de la lámpara. El balastro electrónico suministra la tensión o voltaje necesario para encender el tubo de la lámpara y regula la intensidad de corriente que circula por dentro del propio tubo después del encendido. El balastro electrónico ocupado por estas lámparas se compone de un circuito rectificador diodo de onda completa y un oscilador, encargado de elevar la frecuencia de la corriente de trabajo de la lámpara entre 20 kHz y 60 kHz, en lugar de los 50 Hz o 60 Hz con los que operan los balastros electromagnéticos e híbridos que emplean los tubos rectos y circulares de las lámparas fluorescentes convencionales . Base: La base de la Lámpara Fluorescente Compacta se compone de un receptáculo de material plástico, en cuyo interior hueco se aloja el balastro electrónico. Unido a la base se encuentra un casquillo con rosca, la misma que se utiliza para lámparas incandescentes. También existen otros tipos de conectores de presión o bayoneta, en lugar de casquillos con rosca, los cuales funcionan con un balastro electrónico externo que no forma parte de la lámpara . FUNCIONAMIENTO: El funcionamiento de las lámparas fluorescentes compactas es el mismo que el de una lámpara fluorescente convencional, pero con un tamaño más pequeño y fácil de manejar. Como la lámpara fluorescente compacta es parecida en su estructura a la lámpara incandescente, al accionar el interruptor de encendido la corriente eléctrica alterna fluye hacia el balastro electrónico, donde un rectificador de diodo de onda completa que se encarga de convertirla en corriente directa y mejorar al mismo tiempo el factor de potencia de a lámpara . Después un circuito oscilador compuesto fundamentalmente por un circuito transistorizado en función de un amplificador de corriente, enrollado o transformador

135


(Reactancia Inductiva) y un capacitor o condensador (Reactancia Capacitiva), se encarga de originar una corriente con una frecuencia, que alcanza hasta 20 kHz y 60 kHz por segundo. ESQUEMAS DE CONEXIÓN

136


137


LÁMPARAS DE VAPOR DE MERCURIO DE COLOR CORREGIDO: En estas lámparas, la descarga se realiza a través de una atmosfera de vapor de mercurio. Para mejorar el índice de reproducción cromático se recubre el interior de la ampolla con polvos fluorescentes de vandato de itrio. Las características más importantes de estas lámparas son: Necesitan de un equipo de arranque El rendimiento es de 40 a 60 lm/W Vida útil entre 8000 y 16000 Tiempo de encendido entre 4 y 5 minutos IRC de 40 a 60 Potencias entre 50 y 2000 W. Temperatura de color3500/4500 K Tiempo de reencendido entre 3 y 6 minutos        

Son adecuadas para iluminar grandes áreas como garajes, zonas de almacenaje, estaciones de servicio, aeropuertos, zonas deportivas, calles comerciales, carreteras etc.

138


LÁMPARAS DE VAPOR DE MERCURIO CON HALOGENUROS METÁLICOS: Estas lámparas son básicamente iguales que las anteriores en las que el vapor de mercurio está a alta presión; Al introducir halogenuros metálicos dentro del tubo se consigue una mayor eficacia luminosa (65 lm/w a 90 lm/w) y una fiel reproducción de los colores (IRC = 60 a 85), una buena temperatura de color (4000 a 6000 K) y una vida útil larga (6000 a 10000 horas). Se fabrican en potencias que van de 250 a 5000 W y de diferentes apariencias de color. Se utilizan para iluminar grandes áreas donde la calidad de reproducción de los colores sea importante: Exposiciones, retransmisiones deportivas para TV, hipódromos, parques, monumentos etc.

LÁMPARAS DE VAPOR DE SODIO A ALTA PRESIÓN La descarga se realiza a través de vapor de sodio de alta presión, con lo que se consigue aumentar bastante el rendimiento luminoso (60 a 130 lm/w). En un pricipio el IRC que se conseguía con estas lámparas era muy bajo, del orden de 25, por lo que su uso quedaba limitado a zonas donde la reproducción de colores no fuese importante, como autopistas, acerías, muelles marítimos etc. Los nuevos desarrollos consiguen elevar el IRC entre 65 y 80, lo que, unido a su larga vida útil (12000 horas), las hace ideales para la iluminación de alumbrado público, zonas peatonales, monumentos, paseos etc. El proceso de encendido de estas lámparas es muy similar a las lámparas de vapor de mercurio con halogenuros metálicos. No obstante, hay que pensar que los esquemas de

139


conexión pueden variar de una lámpara a otra (según modelo comercial, potencia, etc.), por lo que se recomienda ajustarse a las indicaciones que proporciona el fabricante en cada caso.

LÁMPARAS DE VAPOR DE SODIO A BAJA PRESIÓN Estas lámparas son basicamente iguales a las anteriores; al introducir vapor de sodio a baja presión en el interior del tubo se consigue una muy alta eficacia luminosa (100 lm/w a 200 lm/w). A cambio, se consigue muy baja temperaturade color (1800 K) y una muy mala reproducción de los colores (IRC es nulo). Se produce una emisión de luz amarilla monocromática que se corresponde con la máxima sensibilidad del ojo. Se fabrican en potencias que van desde 18 a 130 W y se utilizan para iluminar grandes áreas donde la calidad de reproducción de los colores nosea importante frente a la eficacia luminosa: Autopistas, pasos subterráneos, puertos, etc. Para el encendido de estas lámparas se requiere una tensión relativamente elevada (400 a 600 V), para lo que se puede utilizar un autotransformador o un arrancador electrónico.

LÁMPARAS CON LEDS Los Leds (diodo emisor de luz) son lámparas de estado sólido construidas a base de semiconductores. No poseen ni filamento ni gas, ni ampolla de vidrio. El LED es un

140


semiconductor unido a dos terminales cátodo y ánodo (negativo y positivo), recubierto por una resina epoxi transparente. Cuando se hace circular una corriente continua por los terminales del LED se produce luz, gracias a un efecto llamado electroluminiscencia. Las ventajas que presentan las lámparas con LED son: Alta eficacia luminosa En función del material con el que se fabrica el chip-reflector es posible la fabricación de lámparas de todos los colores (de 460 nm a 650 nm) Genera muy poco calor Alta resistencia a los golpes y vibraciones Extremadamente larga vida (de 50000 a 100000 horas). Dada sus ventajas, la utilización de los LED en iluminación es cada vez más extendida, como por ejemplo carteles de mensajes variables, pantallas gigantes, semáforos y señales de tráfico, iluminación de señalización para automóviles, iluminación decorativa para calles, etc.  

  

LÁMPARAS DE DESCARGA DE GAS A BAJA PRESIÓN POR INDUCCIÓN: Estas lámparas constan de un tubo con gas a baja presión donde se sustituyen los electrodos por una antena. Esta antena es alimentada por un generador externo de alta frecuencia (en torno a 250 KHz) con el fin de generar un campo electromagnético dentro del gas. Esto hace que aparesca corrientes eléctricas por inducción electromagnética directamente en el gas que lo ioniza y produce su encendido. La principal ventaja de estas lámparas frente a las convencionales con electrodos es su vida útil, que se encuentra en torno a las 60000 horas. Se puede utilizar como sistema de alumbrado general o especial con el fin de reducir el costo de mantenimiento, ya que se eliminan prácticamente los costos de la sustitución de las lámparas, por lo que les hace ideales para instalaciones donde el mantenimiento sea difícil o costoso (iluminación de túneles, techos de naves industriales excesivamente altos y en general para zonas de difícil acceso de instalación). La luz que producen es blanca de alta calidad y agradable, con alto confort visual, sin parpadeos ni destellos. Se fabrican en potencias de 55 a 165 W, un IRC de 80 con una eficacia luminosa de 80 lm/w.

141


RIESGO ELÉCTRICO: Cuando una persona se expone al contacto de la electricidad, se origina los accidentes eléctricos. En la mayoría de los casos, estos accidentes se producen por: • Ignorancia • Falta de prevención • Imprudencia • Exceso de confianza • Reducidos conocimientos de la electricidad • Fallos técnicos y humanos • Incumplimiento de las normas básicas de seguridad técnica y personal. LOS RIESGOS QUE ORIGINA EL USO DE LA ENERGÍA ELECTRICA SON: Riesgo de electrocución por el paso de la corriente eléctrica por el cuerpo humano. Riesgo de incendio provocado por las instalaciones eléctricas al sufrir una sobrecarga o cortocircuito. Cuanto mayor sea la intensidad de la corriente eléctrica que recorra el cuerpo humano mayor será la posibilidad de sufrir daños, que pueden ser graves e incluso llegar a provocar la muerte.

142


INTENSIDAD

EFECTOS FISIOLOGICOS EN EL CUERPO

1-3 mA

Percepción de picor. Umbral de percepción

5-8 mA

Movimientos bruscos si se produce un contacto prolongado

8-25 mA

Contracciones mu sculares y t etanización de la mano y b razo

25-30 mA

Tetanización del múscul o del pecho (paso de la corriente por el corazón), en contactos prolongados (más de 2 min), puede provocar asfixia.

30-50 mA

Fibrilación v entricular, consecuencia del paso de la corriente por la región cardiaca. Muerte si no se facilita atención adecuada en poc os minu tos

50 mA-3 A

Parada respirator ia. Inconsci encia.

Quemaduras graves. Muerte FACTORES QUE INFLUYEN EN EL RIESGO ELECTRICO: •Intensidad de la c orriente.- La corriente electrica causa efectos fisiológicos en función de la intensiadad. •Tiempo d e duración del cont acto.- Efectos fisiológicos que produce una corriente alterna de 15 a100 Hz en función del tiempo.

143


•

•

• •

recorrido o trayectoria de la corri ente a través del cuerpo.- Los efectos del contacto eléctrico dependerán de los órganos del cuerpo humano que atraviese la corriente. Las trayectorias más peligrosas son las que recorren el corazón, la cabeza y los pulmones, y las mayores lesiones se producen cuando la corriente circula por las siguientes direcciones: Mano izquierda-pie derecho Mano derecha-pie izquierdo Manos-cabeza Mano derecha-torax (corazón)-mano izquierda Pie derecho-pie izquierdo. Impedancia o resistencia del cuerpo humano.- Cuanto más baja sea la impedancia eléctrica que ofrece el organismo frente a la exposición de una tensión eléctrica de contacto, mayor será la corriente eléctrica que recorra el cuerpo humano, con el consiguiente aumento del riesgo de sufrir una fuerte electrocución. Tensión de contacto.- Diferencia de potencial que durante un defecto puede resultar aplicada entre la mano y el píe de la persona, que toque con aquélla una masa o elemento metálico, normalmente sin tensión. Tipo de corriente y frecuencia.- El tipo de corriente que resulte más peligrosa es la C.A. de 50/60 Hz, siendo la corriente continua mucho menos peligrosa para valores de intensidad de corriente y tiempo de exposición al contacto iguales.

144


PRÁCTICA DE INSTALACIONES ELÉCTRICAS

145


146


147


148


149


150


151


152


153


154


155


156


Averias de los tubos fluorescentes y sus síntomas COMPORTAMIENTO DEL TUBO

CAUSA POSIBLE

El tubo parece completamente inerte

Fusible fundido; Portalámpara defectuoso; Electrodo de tubo cortado

Reponer fusible o verificar portalámparas o poner tubo nuevo

Los electrodos brillan pero el tubo no arranca

Si el brillo es blanco, el arrancador está averiado. Si el brillo es rojo, el tubo está agotado

Cambiar arrancador Poner tubo nuevo

Brilla solo un extremo del tubo y parece que intenta arrancar

Portalámparas en el extremo que no brilla cortocircuitado o desconectado de los hilos, o que no hace contacto con la lámpara; electrodo del tubo cortado

Probar portalámparas y conexiones o poner tubo nuevo

El tubo parece completamente inerte

Fusible fundido; Portalámpara defectuoso; Electrodo de tubo cortado

Reponer fusible o verificar portalámparas o poner tubo nuevo

Los electrodos brillan pero el tubo no arranca

Si el brillo es blanco, el arrancador está averiado.

Cambiar arrancador

Brilla solo un extremo del tubo y parece que intenta arrancar

157

Si el brillo es rojo, el tubo está agotado

Poner tubo nuevo

Portalámparas en el extremo que no brilla cortocircuitado o desconectado de los hilos, o que no hace contacto con la lámpara; electrodo del tubo cortado

Probar portalámparas y conexiones o poner tubo nuevo


5

PROYECTO DE INSTALACIONES ELECTRICAS EN EDIFICACIONES Proyectar la instalación eléctrica de una edificación, es usar las normas y procedimientos empleados para la instalación de una casa habitación que especialmente consisten en: Cuantificar, determinar los tipos y localizar los puntos de utilización de la energía eléctrica. Dimensionar, definir el tipo y trayectoria de los conductores, tuberías y canalizaciones. Dimensionar, definir el tipo y la localización de los dispositivos de protección, de control de medición de la energía eléctrica y demás accesorios. El objetivo de un proyecto de una instalación eléctrica es garantizar la transferencia de energía desde una fuente, en general la red de distribución de la compañía suministradora o consecionaria o de las generadoras particulares, hasta los puntos de utilización. Para que esto se haga de manera segura y eficaz, es necesario que el proyecto se elabore observando las prescripciones de las distintas normas aplicables. 

 

Criterios para la elaboración de proyecto s de inst alaciones eléctric as: Accesibilidad: Todos los puntos de utilización proyectados, ya sea como dispositivos de maniobra o protección, deben estar en lugares perfectamente accesibles que permitan la maniobra adecuada y los eventuales mantenimientos. Flexibilidad y r eserva de carga: Una instalación se debe proyectar de tal forma que permita una cierta reserva para los crecimientos de las cargas futuras y tener cierta flexibilidad para pequeñas alteraciones. Confiabilidad: Las instalaciones eléctricas se deben proyectar respetando las normas y especificaciones técnicas, buscando garantizar el perfecto funcionamiento de los componentes del sistema y la integridad física de sus usuarios. 





LAS PARTES DE UN PROYECTO: Tratandose de una presentación por escrito, el proyecto de instalaciones eléctricas consiste básicamente de dibujos y documentos. De forma general, en el proyecto de una edificación para uso colectivo se tiene las siguientes partes a considerar: PROYECTO ELÉCTRICO: La carta de solicit ud de aprobación a la empresa sumini stradora o concesion aria. La memoria descripti va. La memoria de cálculo qu e debe contener: El cálculo de la demanda. El dimensionamiento de los conductores. El dimensionamiento de los tubos vinduit, conduit y canalizaciones. El dimensionamiento de las protecciones. Los planos. Planta de situación.   



158








  

Planta de los pisos. Diagarmas verticales. De la parte eléctrica. De la antena colectiva. Del portero eléctrico. De las instalaciones complementarias (alarma, seguridad, iluminación de emergencia, etc.) Tableros. Tableros de distribución de cargas. Diagramas unifilares (o trifilares). Detalles. Entrada de servicio. Caja seccionadora. Centros de medición. Pararayos. Cajas de paso. Conexiones a tierra. Convensiones. Especificaciones. Lista de materiales.

PROYECTO DE ALUMBRADO EN EDIFICACIONES Para llevar a cabo la iluminación de un determinado espacio habrá que tener en cuenta diferentes aspectos; el más importante de ellos es la actividad que se va a realizar en dicho espacio. Una vez conocida la actividad y el lugar que se va a iluminar habr´a que optar por alguno de los diferentes sistemas de alumbrado, así como la ubicación y tipo de lámpara y luminaria más adecuado para cada caso. Los sistemas de alumbrado que se pueden utilizar son: Iluminación general. Iluminación localizada. Iluminación general localizada. Otro aspecto importante a tener en cuenta en el proyecto de alumbrado es el deslumbramiento . Este se traduce en una sensación molesta y desagradable que propicia la fatiga visual. El deslumbramiento aparece sí las lámparas, luminarias, ventanas u otras superficies se muestran mucho más brillantes que la luminancia general interior. Para reducir el delumbramiento causado por las lámparas se puede optar por diferentes sistemas, algunos de los cuales apuntamos a continuación: Situando materiales traslúcidos alrededor de la lámpara, de tal forma que consigan difundir la luz. Situando las luminarias a una altura y orientación adecuadas. Utilizando pantallas que hagan que la lámpara quede prácticamente siempre oculta de la línea de visión. Este método se emplea sobre todo para controlar el deslumbramiento   



 

159


en las lámparas muy potentes y en aquellas luminarias que quedan suspendidas a una altura muy próxima a la zona de trabajo. Dependiendo las necesidades del local a iluminar es posible añadir a las luminarias sistemas de difusión y transmisión de diferentes maneras. Según esto se pueden clasificar los sistemas de alumbrado, según como el sistema de alumbrado distribuya la luz: Alumbdrado directo. Alumbrado semidirecto. Alumbrado indirecto. Alumbrado semiindirecto.    

Método d e cáculo para alumbrado de interiores: El flujo útil total que se requiere para iluminar un local se obtiene mediante el producto del nivel de iluminación a alcanzar por la superficie del local:

Фᵤ = E . S Éste sería el flujo que tendrían que emitir la totalidad de las lámparas en caso de que toda la luz emitida por ellas llegase al plano útil de trabajo. Sin embargo existen diferentes factores que hacen que este flujo luminoso no produzca la iluminación deseada. De esta

160


forma para calcular el flujo total que deben emitir las lámparas habrá que tener en cuenta el rendimiento total de la iluminación Ƞᵢ:

Фt = Фᵤ/ Ƞᵢ Para calcular el rendimiento total de la instalación es necesario consultar en tablas, donde este estará en función del tipo de alumbrado (directo, indirecto, semidirecto), de las dimensiones del local, del color de techos y paredes, de la altura de suspensión de las luminarias sobre el plano de trabajo y factores de depreciación (factores que influyen en la disminución del flujo efectivo de las lámparas, como el grado de ensuciamiento). Una vez conocido el flujo luminoso total necesario y seleccionado la lámpara más adecuada para llevar a cabo la iluminación, se consultan las informaciones técnicas, proporcionadas por los fabricantes, el flujo emitido por lámpara FL y mediante la siguiente expresión se calcula el número de lámparas a instalar:

n = Ф /Ф t

L Ejemplo: Se desea iluminar una sala de dibujo de 18 m. de largo por 8 m. de ancho y 5 m. de alto. El color del techo y las paredes es claro. Determinar el número de lámparas que se necesitan. Solución: Primero calculamos la superficie del local. S = 16 x 8 = 128 2 Consultando la tabla de nivel de iluminación, para una sala de dibujo se recomienda 750 lux, por lo que el flujo luminoso útil que se necesita para conseguir este nivel de iluminación será de:

(FL) Фᵤ = E. S Фᵤ = 750 x 128 Фᵤ = 96000 lm El tipo de lámpara a utilizar que se considera más adecuada para este caso es el fluorescente. Dado que se requiere alcanzar un alto nivel de iluminación se utilizaran dos tubos fluorescentes de 65 W. de color blanco normal montados en una luminaria, a la que se dotará de pantalla difusora de plástico para evitar deslumbramientos. Para este tipo de aparato de alumbrado y según las dimensiones del local y el color de techos y paredes se viene a recomendar un rendimiento de iluminación de 0.4, por lo que el flujo luminoso total que debe aportar las lámparas es de:

Фt = Фᵤ / Ƞᵢ 96000 Фt = 0,5

Фt = 192000 lm

Consultando las especificaciones técnicas de la lámpara a utilizar que emite un flujo luminoso de 5000 lm, por lo que el número de lámparas a utilizar es de:

161


n

Фt = L Ф

n =

n = 38 lámparas

192000 5000

Dado que cada aparato de alumbrado va equipado con dos lámparas, el número necesario de aparatos es: Número de aparratos de alumbrado =

38 2

= 19

Para que el reparto en el techo sea uniforme utilizaremos 20 aparatos de alumbrado. LECTURA E INTERPRETACIÓN DE PLANOS ELÉCTRICOS: El dibujo eléctrico y su ejecución en los planos se hacen con el propósito de proporcionar al técnico electricista una descripción detallada de la forma, cantida, dimensiones, tipo de conexión de los diferentes materiales y artefactos o equipos eléctricos empleados en una instalación eléctrica empotrada de una edificación. El plano provee la información necesaria para una buena instalación, de tal forma que cualquier persona que tenga familiaridad con su lectura puede entenderlo fácilmente. • Para interpretar planos de electrificación, hay que tener en cuenta que existen medidas y símbolos americanos y europeos. • En nuestro país se pueden encontrar los dos sistemas; Por lo tanto es necesario estar familiarizado con ellos. El plano eléctric o.- Es la representación simbólica de los materiales, artefactos, instrumentos y máquinas distribuidos conveniente mente en la planta de una vivienda. Partes: El plano eléctrico consta de las siguientes partes; Vistas, escalas y símbolos. Vistas: Son las figuras que muestran parte de un objeto, con indicación de sus medidas, formas y ubicaciones. Las partes de una vista son: a) Vista de planta.- Es la vista que se obtiene al observar un objeto de la parte alta. b) Vista de frente o alzado.- es la vista que se obtiene al observar un objeto de frente. c) Vista de perfil derecho.- Es la vista que se obtiene al mirar el objeto del lado derecho.

162


Escala: La escala es la relación matemática que existe entre las dimensiones reales y las del dibujo que representa la realidad sobre un plano. Es la relación de proporción que existe entre las medidas de un plano con las originales. La escala se expresa en forma de quebrados, o sea, el numerador indica la medida que se emplea en el plano; el denominador indica la medida real del terreno. Ejemplo: La escala 1/100nen el sistema métrico se expresa de la siguiente manera: En esta escala el numerador 1 nos indica que 1 cm. En el plano nos está representando 1m. del terreno, y como el metro tiene 100 cm., para indicar un centímetro decimos 1/100 m. Tipos de escalas: Existen tres tipos de escalas llamadas: Escala natural: Es cuando el tamaño físico del objeto representado en el plano coincide con la realidad. Existen varios formatos normalizados de planos para procurar que la mayoría de piezas que se mecanizan estén dibujadas a escala. natural; es decir, escala 1:1. Escala de reducción: Se utiliza cuando el tamaño físico del plano es menor que la realidad. Esta escala se utiliza para representar piezas (E.1:2 o E.1:5), planos de viviendas (E: 1:50), mapas físicos de territorios donde la reducción es mucho mayor y pueden ser escalas del orden de E.1:50 o E.1:100. Para conocer el valor real de una dimensión hay que multiplicar la medida del plano por el valor del denominador. Escala de ampliación: Se utiliza cuando hay que hacer el plano de piezas muy pequeñas o de detalles de un plano. En este caso el valor del numerador es más alto que el valor del denominador o sea que se deberá dividir por el numerador para conocer el valor real de la pieza. Ejemplos de escalas de ampliación son: E.2:1 o E . 10:1. 





Método p ara interpretar un plano: En cualquiera de los sitemas de planos mensionados anteriormente, el procedimiento para su interpretación es de la siguiente forma: Examinar el plano de la forma general, localizando y reconociendo cada uno de los elementos por sus símbolos. Tener una idea general de la disposición, número y orden de los diferentes circuitos que tiene la instalación. Hacer el estudio desde los circuitos principales para terminar con los circuitos derivados, tratndolo de comprenderlo perfectamente. Las instalaciones eléctricas en la actualidad se hacen partiendo de los planos previamente confeccionados y no al azar. 





163


Símbolos para la arquitectura: En todo plano eléctrico, necesariamente se utilizan algunos signos de arquitectura como son: Puertas, ventanas, muros, paredes y habitaciones. Todos ellos se encuentran graficados en las vistas de planta y frente de un plano eléctrico, con indicación de la escala utilizada. La representación de edificaciones de dos o más pisos, así como los sótanos, se hacen en planos separados por ambientes o sea el primer pisp, el segundo piso y el sótano en forma independiente. Estas instalaciones no siempre se hacen estrictamente de acuerdo al plano, sino que sufren ciertas modificaciones al ejecutarse y adaptarse a la vivienda en construcción, pero siempre teniendo en cuenta las normas y especificaciones técnicas. SÍMBOLOS ELÉCTRICOS: Son las marcas o signos que se utilizan para representar artefactos, instrumentos, máquinas o materiales eléctricos. Los símbolos son marcas convensionalesnde carácter internacional que sirven para representar gráficamente a los artefactos, máquinas o materiales utilizados en la especialidad; pero lo que hasta ahora no se ha coseguido una completa unificación mundial de los símbolos para los esquemas eléctricos, por tanto en nuestro país tenemos símbolos con normas americanos y europeos. Cada país utiliza sus símbolos propios; en el caso nuestro utilizaremos los símbolos eléctricos basándonos en el Código Eléctrico del Perú, el que ha adoptado los símbolos gráficos internacionales. Ventajas que ofr ece su empleo: Su empleo es universal. Ahorro de tiempo en representar los componentes de un circuito. Facilitan la interpretación de circuitos complicados. Economía en el empleo del material gráfico para la representación de artefactos, máquinas, instrumentos o materiales eléctricos. Características de los símbolos eléctric os: El símbolo debe ser lo más simple posible para facilitar su dibujo y evitar pérdida de tiempo en su representación. Debe ser claro y preciso para evitar confusión con otros símbolos. Debe contener los elementos característicos de lo que se desea representar. Debe indicar esqumáticamente el funcionamiento del aparato en un circuito. Deben evitarse los dibujos de figuras pictóricas porque los símbolos estandestinados para diagrama de circuitos eléctricos y no para la construcción de aparatos y máquinas. El nombre del símbolo debe ser preciso y claro. Empleo de los símbolos : Para utilizar los símbolos es necesario tener en cuenta el procedimiento que debemos seguir para su empleo y lectura: Enumerar los nobres de los diversos elementos que componen el circuito. Indicar como deben estar conectados estos elementos en el circuito.    



   



 

164


Dibujar los símbolos interconectando las entradas y salidas según las características de cada elemento. Para la lectura de un circuito o esquema simbólico el procedimiento es el siguiente: Reconocimiento general de los símbolos. Seccionar por etapas el diagrama si es demasiado complicado y analizar por partes. Analizar el circuito general siguiendo el recorrido de la corriente y teniendo en cuenta la conexión de los instrumentos. Simbología e Identificación: Si bien hay muchas coincidencias en la representación de los mismos, existen diferencias que es necesario conocer. Las normas vigentes son: •Alemanas. • Inglesas (British Standard). • Americanas (American National Standards Institute). • De la Comisión Electrotécnica Internacional. EJEMPLO 

  

Existen dos grandes grupos de normas: las IEC y las NEMA. Las primeras son Europeas y las segundas Americanas. A partir de estos dos grandes grupos derivan todas las otras normas existentes en la actualidad. Cada país se adhiere a una de ellas (a veces con algunas modificaciones) y la adopta como propia. Además podemos mencionar las DIN y las VDE (alemanas) que son anteriores a las actuales IEC y se continúan usando según el país y el fabricante. En algunos casos se combinan entre ellas como en la siguiente figura: DIN EN 6… (VDE 0…) - Estándar Europeo (EN), formado usando un estándar IEC palabra por palabra (1er número=6). DIN EN 5… (VDE 0…) - Estándar Europeo (EN), de otro origen (1er número=5). DIN IEC 6… (VDE 0…) - Estándar IEC incorporado palabra por palabra pero no es EN. DIN VDE 0… (VDE 0…) - Estándar IEC incorporado con desviaciones. - CENELEC (HD) documento de armonización que no es equivalente a Un estándar IEC. - Estándar nacional. Estos son los símbolos que podrá encontrar más frecuentemente en los planos de circuitos:

165


166


167


168


169


Distribución del contenido del plano:

Un plano tiene las siguientes partes: 1. Datos informativos: Es un cuadro ubicado en un extremo del plano, generalmente en la parte inferior derecha. En el se detalla el nombre del propietario, tipo de plano, escala empleada en el dibujo, nombre del ingeniero, arquitecto, dibujante, fecha, código del plano, etc.

170


2. Esquema de emplazamiento eléctri co: Es la parte del plano que muestra la vivienda con sus diferentes ambientes y la representación de las instalaciones eléctricas mediante símbolos .

3. Leyenda o convencion es: Es un cuadro que presenta los símbolos empleados con su respectivo significado.

171


4. Especificaciones técnicas: Son las recomendaciones que tiene que tener en cuenta la persona que realiza la instalación eléctrica para lograr un funcionamiento correcto y óptimo de las instalaciones.

5. Cuadro de cargas: Es una tabla compuesta por la distribución de las cargas según los circuitos, donde podemos analizar el balance de carga y los circuitos de protección a utilizar; este cuadro viene acompañado de los cálculos eléctricos que corresponden a la aplicación del factor de demanda para calcular los conductores correspondientes a la acometida y el tipo de contador a emplear.

172


Sección del c onductor mínimo permitido:

173


174


PROTECCIÓN EN LAS INSTALACIONES ELÉCTRICAS: Toda instalación eléctrica tiene que estar dotada de una serie de protecciones que la hagan segura, tanto desde el punto de vista de los conductores y los aparatos a ellos conectados, como de las personas que han de trabajar con ella. Un elemento de protección es el encargado de detectar y/o eliminarlas posibles averías o incidentes en instalaciones eléctricas Las instalaciones eléctricas pueden sufrir incidentes que pueden estropear los receptores y el resto del equipo de la instalación e incluso la línea de alimentación . Los incidentes que son de origen eléctric o son:  La caída de Tensión La sobretensión   La falta de una fase o desequilibrio de fases  Los cortocircuitos Sobreintensidades (sobrecorrientes) o Sobrecargas: Corrientes eléctricas altas en tiempo indefinido Cortocircuitos: Conexión directa de dos fases. Pueden provocar incendios Defecto d e Aislamiento: Unión de partes conductoras no activas (cuadros eléctricos) con partes conductoras activas (fases) Sobretensiones: Fallos que proporcionan un voltaje superior al nominal TIPOS DE PROTECCIÓN: En una instalación eléctrica existen tres tipos de protecciones, todas tendientes a evitar que las personas sufran algún tipo de accidentes en caso de producirse una falla en la instalación, así como también evitar las pérdidas de los bienes •

•

•

•

175


materiales. Cada protección cumple una función diferente, y por lo tanto, son todas necesarias y deben ser colocadas en la instalación eléctrica de vivienda. Las protecciones mínimas con que debe contar una instalación domiciliaria son: Interruptor termomagnético, llamado comúnmente llave termomagnética. Interruptor diferencial, llamado comúnmente Disyntor diferencial. Puesta a tierra. INTERRUPTOR TERMOMAGNÉTICO: Este elemento solo protege alas instalaciones eléctricas contra cortos circuitos y sobrecargas. a) Cortocircuito: Cuando en el circuito accidentalmente se conectan (“tocan”) el conductor Fase (“vivo”) y el Neutro. Eso puede ocurrir por ejemplo: en un portalámparas donde sus bornes se encuentran sin el debido ajuste, en el cordón (“cable”) de una plancha deteriorada, en una extensión (“alargue”) defectuoso por su mal conexionado, etc. Cuando se tocan la fase y el neutro se produce un chispazo capaz de provocar un incendio. b) Sobrecarga: cuando conectamos una gran cantidad de electrodomésticos en un circuito que supera la capacidad de carga eléctrica de los cables que lo conforman, se produce una sobrecarga, lo que ocasiona el calentamiento del cable y el deterioro de su aislación hasta destruirlo totalmente y provocar un incendio. Esto significa que el Interruptor Termomagnético está destinado a evitar pérdidas de los bienes materiales, porque impide que se produzcan incendios debido a sobrecargas y/ó cortocircuitos, pero no protege a las personas. Para una correcta instalación del Interruptor Termomagnético (I.T.M.) debe tenerse en cuenta la carga total de la instalación, y con ella determinar la sección de los conductores y la intensidad de corriente para elegir la Llave Interruptora Termomagnética. La siguiente tabla indica las secciones mínimas de conductores (cables) con la que deben conectarse los Interruptores Termomagnéticos. Termomagnetica Conductor (I.T.M.) (cable) 2 x 6 Amper 1,5 mm² 2 x 10 Amper 1,5 mm² 2 x 10 Amper 2,5 mm² 2 x 15 Amper 2,5 mm² 2 x 16 Amper 4 mm² 2 x 20 Amper 6 mm² EL INTERRUPTOR DIFERENCIAL (DISYUNTOR): Convivimos de muy temprana edad con la energía eléctrica, y de acuerdo con nuestras exigencias en pos de una mejor calidad de vida y comodidades, es innumerables la cantidad de electrodomésticos que incorporamos para convivir con ellos en nuestra casa. Estos aparatos eléctricos pueden ser causales de un accidente fatal, ya sea por su mala manipulación y/o paso del tiempo que ocasiona el deterioro de las partes aislantes. Más peligroso es el caso de las instalaciones eléctricas precarias e imprudentes. También los accidentes eléctricos pueden ser causados debido a errores propios de la edad, por ejemplo de los niños y ancianos. Se hace imprescindible, entonces, resguardar la vida de las personas y animales domésticos ante un eventual accidente eléctrico. Esa protección

176


“salva vidas” se llama INTERRUPTOR DIFERENCIAL (DISYUNTOR); describimos algunas características principales: Es un aparato que protege a las personas ante cualquier contacto peligroso con la corriente eléctrica. Funciona automáticamente cortando la corriente, en un tiempo de 30 m seg. (0,03 segundos), pero siempre se recibe una “pequeña descarga”, en el momento del accidente, que no causa ningún tipo de daño a las personas y que en algunos casos es imperceptible. Si la instalación contara con la conexión a tierra las personas y/ó animales no sentirían absolutamente nada ante esta “descarga eléctrica”. No protege al circuito eléctrico ante una sobrecarga ni cortocircuito. El interruptor Diferencial (Disyuntor) siempre deberá instalarse acompañado de una protección termomagnética. Detecta cualquier fuga a tierra, ya sea en la instalación y/o aparato eléctrico. Consejos útiles: 1º Si su instalación no cuenta con Interruptor Diferencial (Disyuntor) compre uno que cumpla con las Normas IRAM. Evite los disyuntores de dudosa calidad. 2º La instalación de estos aparatos la debe hacer un electricista idóneo. 3º La verificación del buen funcionamiento no termina con pulsar el botón de prueba, que tienen incorporado todos los disyuntores. Haga que un electricista idóneo realice la verificación completa del buen funcionamiento. 4º Los Interruptores Diferenciales (Disyuntores) deberán estar acompañados por Interruptores Termomagnéticos adecuados al consumo eléctrico de su vivienda, y darán una mejor protección a Ud. y los suyos si en su instalación existe la conexión a tierra. Llame a un electricista idóneo. Recuerde que el uso del Interruptor Diferencial (Disyuntor) puede salvarle la vida. Interruptores de media sensib ilidad........ Is = 0,3 A = 300 mA Interruptores d e alta sensib ilidad............ Is = 0,03 A = 30 mA • Los primeros, que son los mas utilizados, y se deben de emplear en las instalaciones con puesta a tierra; mientras que los segundos, se podrían emplear incluso en instalaciones sin puesta a tierra, debido a la pequeña corriente de fuga que necesitan para su desconexión. • Los interruptores diferenciales de gran potencia, de 150 a más de 1.000 A, que se emplean para la protección de las instalaciones industriales de gran potencia y baja tensión, suelen tener sensibilidad ajustable en escalones, siendo los valores mas normales: 0,03; 0,1; 0,3; 0,5, 0,8; 1 y 2 A.

177


PUESTA A TIERRA DE SEGURIDAD: Otra de las protecciones en instalaciones eléctricas domiciliarias es la Puesta a tierra, llamada Puesta a tierra de Seguridad. Es de vital importancia para la prevención de accidentes ocasionados por la corriente eléctrica. Comenzaremos por describir, básicamente, qué es una puesta a tierra. Componentes del sistema puesta a tierra a) Un conduc tor , cable, unipolar antillama de color verde-amarillo de 2,5 mm² que recorre todos los circuitos de la instalación domiciliaria, comercial y/o industrial. Este cable normalmente no conduce corriente eléctrica y va conectado al tercer borne de los tomacorrientes existentes en la instalación. Para una mejor comprensión es la ter cer “patita” del “enchufe macho” de cualquier electrodoméstico, fácil de identificar pues es la de mayor longitud. Internamente éste cable está conectado (fijado) a la carcasa de los aparatos eléctricos. b) Un conduc tor , cable, unipolar antillama de color, también, verde- amarillo pero de 6 mm² * que servirá para conectar la conexión de tierra (cable que recorre la instalación) al suelo, es decir a la tierra propiamente dicha. Esta conexión se hace a través de una jabalina (electrodo dispersor), de cobre con a lma de acero de 5/8” x 2 m. (el cable ya en el suelo irá desnudo) c) El terreno o suelo que, dependiendo de sus características la puesta a tierra, puede resultar favorable o deficiente. Funcionamiento de la puesta a tierra La puesta a tierra funciona y salva vidas en situaciones como la siguiente: cuando un electrodoméstico, herramienta y/o cualquier aparato eléctrico se electrifica (el cable de fase está “pelado” y toca la carcasa) y una persona toca dicho artefacto puede recibir una descarga eléctrica capaz de producirle la muerte. En este caso el cable de puesta a tierra (verde-amarillo) derivará una corriente a tierra. Esta corriente será detectada por el Interruptor Diferencial que actuará instantáneamente.

178


En el caso de no contar con un Interruptor Diferencial (Disyuntor) la puesta a tierra trabajaría en conjunto con el Interruptor Termomagnetico cortando la corriente en forma inmediata, siempre y cuando éste I.T.M. sea el adecuado para el circuito y el terreno donde está hincado la jabalina sea de tipo arcilloso. Consideraciones generales En el montaje y conexión de una puesta a tierra no siempre basta con el “clavar”, hincado, de una jabalina. En la Patagonia, en particular la Ciudad de Neuquén hay lugares donde es necesario más de una jabalina y de la implementación de sistemas de puesta a tierra compuestos por jabalinas y conductores de cobre desnudos de 50 mm², enterrados horizontalmente. Por tal motivo se sugiere, siempre, que éste tipo de trabajo lo realice un electricista idóneo. EL SISTEMA DE PUESTA A TIERRA NO ES SEGURO SI NO ESTA ACOMPAÑADO POR LAS PROTECCIONES: DISYUNTOR Y TERMOMAGNÉTICAS ADECUADAS AL CIRCUITO ELÉCTRICO.

“DIMENSIONAMIENT O DE INSTALACIONES ELÉCTRICAS EN EDIFICACIONES ” Objetivo: Resolver ejercicios relacionados con la estimación de cargas, cálculo de corrientes por circuitos, capacidad de las protecciones eléctricas, factor de demanda, capacidad y tipo de empalme. FUNDAMENTO TEÓRICO: Al realizar un cálculo básico de un instalación eléctrica de una edificación de características comunes, se tendrá que tener en cuenta la norma internacional como IEC 60364 “Instalaciones eléctricas en edificios” y las normas del código nacional de electricidad (CNE) que están en vigencia.Estas normas hay que cumplir de forma especifica y exhaustivamente para garantizar la seguridad y las características de funcionamiento previstas para todos los tipos de instalaciones eléctricas. En el Perú todos los proyectos eléctricos deben sujetarse a las reglas del CNE. En los cálculos se deben seguir los pasos siguientes: 1. Cálculo de la potencia instalada. Tambien se le puede llamar carga instalada, es la cantidad de elementos eléctricos que se tienen en cuenta y que van a funcionar en una casa habitación. 2. Cálculo de la Máxima Demanda.Equivale a la máxima potencia instalada o que va utilizar durante un tiempo de vida util proyectada para la vivienda. Por lo tanto, su unidad de medida es el vatio y generalmente se expresa en kW. Para realizar este cálculo se debe tomar en cuenta las recomendaciones del código nacional de electricidad utilización en su sección 050 denominada "cargas de circuitos y factores de demanda", específicamente la sección 050-200 referida a "acometidas y alimentadores para viviendas unifamiliares", donde se establece lo siguiente: La mínima capacidad de conducción de corriente de los conductores de acometidas o alimentadores debe ser la mayor que resulte de la aplicación de los párrafos (a) y (b) siguientes: (a) (i) Una carga básica de 2 500 W para los primeros 90 m2 del área de vivienda (ver Regla 050-110); más (ii) Una carga adicional de 1 000 W por cada 90 m2, o fracción, en exceso de los primeros 90 m2; más

179


(iii) Las cargas de calefacción, con los factores de demanda previstos en la Sección 270, más cualquier carga de aire acondicionado con factor de demanda de 100%, según la Regla 050-106(4); más (iv) Cualquier carga de cocina eléctrica, como sigue: 6 000 W para cocina única más 40% de la cantidad en la que la potencia de dicha cocina exceda los 12 kW; más (v) Cualquier carga de calentadores de agua para piscinas y baños individuales o comunes; más (vi) Cualquier carga adicional a las mencionadas en los párrafos (i) a (v), al 25% de su potencia nominal, si ésta excede los 1500 W y si se ha previsto una cocina eléctrica; o al 100% de la potencia nominal de cada una, si ésta excede los 1 500 W hasta un total de 6000 W, más 25% del exceso sobre los 6 000 W, si no se ha previsto una cocina eléctrica. (b) 40 amperes.

Lo anterior significa que si al realizar el cálculo para una vivienda unifamiliar siguiendo todo el procedimiento descrito en la parte a y se obtiene como máxima demanda una potencia equivalente a una carga menor de 40 amperios, se debe tomar la opcción b, pues es la mayor de ambas. Pero, si al el valor resulta mayor de 40 amperios, debe tomarse ese valor. 3. Cálculos de los circuitos derivados . Estos circuitos comprenden los circuitos básicos de alumbrado y los de fuerza (tomacorrientes) y también los circuitos especiales como los que alimentan la cocina eléctrica, trema eléctrica, motores etc. 4. Cáculo de los dis positi vos de seguridad . Son los dispositivos eléctricos que se encuentran en el tablero de distribución. 5. Cálculo del conducto r alimentador . Se refiere a la parte de alimentación del medidor al tablero de distribución. EJEMPLOS DE CÁLCULO: Ejemplo N° 1: Una vivienda de dos pisos, que tiene las siguientes dimensiones exteriores del terreno: • Largo = 14 metros • Ancho = 9 m etros a) Cálculo del área del terreno : Área de la planta baja = 9 x 14 = 126m2 Área total de las dos plantas = 126 x 2 = 252m2 b) Calculo de la Máxima Demanda según C.N.E. (Normas de ut ilización) Para realizar este cálculo se debe tomar en cuenta las recomendaciones del código nacional de electricidad utilización en su sección 050 denominada "cargas de circuitos y factores de demanda", específicamente la sección 050-200 referida a "acometidas y alimentadores para viviendas unifamiliares", donde se establece lo siguiente: La mínima capacidad de conducció n de corriente de los condu ctores de acometidas o alimentadores debe ser la mayor que resulte de la aplicación de los párrafos (a) y (b). La vivienda unifamiliar tiene una área de vivienda de 252m². Calcular su Máxima Demanda sin considerar cargas especiales. • Solución Según la sección 50-200-a, para los primeros 90m² se debe considerar 2500W=2.5kW. Para los siguientes 90m² se debe considerar 1000W=1.0kW Por lo tanto la máxima demanda de la vivienda es de:

180


•

2500W (de los primeros 90m²) + 1000W (de los siguientes 90m²) + 1000W (de los siguientes 72m²) TOTAL= 4500W c) Cálculo de la intensidad de corriente total: La intensidad de corriente consumida por los distintos artefactos eléctricos conectados a la red:  CA monofásica I =  cosØ 4500

I = 220 x 0.90 I = 22.7 Amperios d) Cálculo de capacidad de protección del alimentador: Una vez calculada la corriente de consumo, debemos determinar la capacidad de la protección correspondiente. (La capacidad del disyuntor). Para ello debemos elegir de acuerdo a las capacidades que se encuentran comercialmente, la que más se acerque a la corriente que calculamos, teniendo en cuenta que siempre la capacidad del aparato debe ser superior a la calculada y no exceder el 90% de dicha protección. e) Capacidad de corriente de los condu ctores (It) Iad = fn x ft x It Iad = corriente admisible corregido( tabla N° 1) fn = Factor de corrección por temperatura(tabla N° 2) ft = Factor de corrección por número de conductores(tabla N° 3) Iad = 45 x 0.88 x 0.80 Iad = 31.68 A. 31.68 A es mayor que la intensidad de corriente consumidos por los diferentes artefactos conectados a la red (22.7 A) Por lo tanto el calibre del conductor para el alimentador o empalme será: N° 8 AWG – THW. Esta casa por ser de dos plantas tendrá un tablero general y dos tableros de distribución (uno por planta). Ejemplo N° 2: Una vivienda unifamiliar tiene una área de vivienda de 90m². Calcular su Máxima Demanda. Según la sección 50-200-a, para 90m² se debe considerar 2500W=2.5kW. La tensión monofásica para las viviendas es de 220V. Entonces para 220V y una Máxima Demanda de 2.5kW, en un sistema monofásico se obtiene de la fórmula: CA monofásica I=

2500 220 x 0.90

I=

  cosØ

I = 12.63 Amperios

La Máxima Demanda para la vivienda unifamiliar de 90m² es de 2.5kW, pero según CNE utilización, la mínima capacidad de conducción de los conductores de alimentación y de la acometida debe ser de 40 Amperios que es la mayor entre las opciones "a" y "b" indicadas y que equivale a 8.8kW. Ejemplo 03: Una vivienda unifamiliar tiene una área de vivienda de 170m². Calcular su Máxima Demanda considerando que estará equipada con una cocina eléctrica de 3000W y una terma de 2500W Solución

181


Según la sección 50-200-a, para los primeros 90m² se debe considerar 2500W=2.5kW. Para los siguientes 90m² se debe considerar 1000W=1kW Por lo tanto la máxima demanda de la vivienda es de: 2500W (de los primeros 90m²) + 1000W (de los siguientes 80m²) + 3000W (de la cocina eléctrica) + 2500W (de la terma o calentador de agua) TOTAL=9000W Ahora, la tensión monofásica para las viviendas es de 220V, entonces para una Máxima Demanda de 9.0 kW, en un sistema monofásico se obtiene una corriente de: CA Monofásica



I =  cosØ

9000

I = 220 x 0.90 I = 45.45 Amperios Por tanto: La Máxima Demanda para la vivienda unifamiliar de 170m² es de 9 kW, pero la mínima capacidad de conducción de los conductores de alimentación y de la acometida debe ser de 40 Amperios que es la mayor entre las opciones "a" y "b" indicadas y que equivale a 8.8kW. Pero la capacidad de conducción de los conductores de alimentación en este caso es mayor de 40 amperios y se debe de tomar el calculado. Ejemplo 4: Una casa habitación tiene los siguientes cosumos: Circuito N° 1 Alumbrado : 20 centros de iluminación. Circuito N° 2 Enchufes o Tomacorri entes: 16 Tomacorrietes. Circuito N° 3 Cocina y lavadora: Un enchufe especial de 2 KW más uno de 1.5 KW. Determinar: 1. Corriente por circuito. 2. Capacidad de la protección por circuito 3. Potencia total instalada 4. Potencia de dimensionamiento para el empalme o alimentador (aplicar factor de demanda) 5. Tipo de empalme y capacidad de la protección del empalme. Desarrollo: 1. Cálculo de corrientes por circuito: Para determinar la corriente de consumo de cada circuito, es necesario determinar primero la potencia total instalada en dicho circuito, para ello, se propone estimar la potencia de un centro de iluminación en 100 W y en 150 W la potencia de un enchufe hembra de alumbrado. Para el caso de instalaciones de alumbrado, esta disposición se aplica sólo si no se conocen las potencias de los artefactos de iluminación a instalar. Circuito Nº1 alumbrado: Entonces, para el circuito N°1 debemos multiplicar el total de centros de iluminación por 100 W. Potencia circuito N°1: 20 centros x 100 W = 2000 W (2 KW) Obtenido este valor, estamos en condiciones de determinar la corriente de consumo del circuito N°1, aplicando la fórmula de cálculo de potencia eléctrica P= V x I

182


Despejando la fórmula anterior obtenemos: I= P/V

I=

2000 220 x 0.90

(Recordar que estamos trabajando en un circuito monofásico)

I= 10,10 A (corresponde a la corriente de consumo del circuito N°1) Para determinar la corriente de consumo del circuito N°2, determinamos primero la potencia total del circuito, para ello debemos multiplicar el total de enchufes por 150 W. Potencia circui to N°2: 16 enchufes x 150 W = 2400 W (2, 4 KW) I= P/V

I=

2400 220 x 0.90

(Recordar que estamos trabajando en un circuito monofásico)

I= 12,12 A (corresponde a la corriente de consumo del circuito N°2) Para determinar la corriente de consumo del circuito N°3, en este caso, por tratarse de un circuito de enchufes especiales, debemos sumar la potencia individual de cada enchufe, obteniendo de esta forma, la potencia total del circuito. Potencia circui to N°3: 2 KW + 1,5 KW= 3,5 KW o 2000 W+ 1500 W= 3500 W. Ahora calculamos la corriente del circuito aplicando: I=

3500 220 x 0.90

I= 17,67 A (corresponde a la corriente de consumo del circuito N°3)

2. Capacidad de las protecciones por circuito : Una vez calculada la corriente de consumo de cada circuito, debemos determinar la capacidad de la protección correspondiente a cada uno. (La capacidad del disyuntor). Para ello debemos elegir de acuerdo a las capacidades que se encuentran comercialmente, la que más se acerque a la corriente que calculamos, teniendo en cuenta que siempre la capacidad del aparato debe ser superior a la calculada y no exceder el 90% de dicha protección. Entonces: Circuito N° 1: Corriente calculada 10,10 A / Protección 15 A Circuito N° 2: Corriente calculada 12,12 A / Protección 15 A Circuito N° 3: Corriente calculada 17,67 A / Protección 20 A 3. Potenci a total instalada: La potencia total instalada se determina sumando las potencias totales de cada circuito, entonces: Circuito N°1: 2000 W Circuito N°2: 2400 W Circuito N°3: 3500W PT: 2000W + 2400W + 3500W = 7900W (7, 9 KW) Ahora calculamos la corriente: 7900 I= 220 x 0.90 I = 39,89 A

183


4. Capacidad de empalme o alimentador: Capacidad de los interrupt ores en función de su potencia CORRIENTE POTENCIA Nominal

Cortocir cuito

2 polos 220 V

15 A

5000 A

3300 W

5700 W

20 A

”

4400 W

7600 W

30 A

”

6600 W

11400 W

40 A

”

8800 W

15200 W

50 A

”

11200 W

19000 W

70 A

”

15400 W

26600 W

100 A

”

22000 W

38000 W

15 A

7500 A

3300 W

5700 W

20 A

”

3300 W

5700 W

30 A

”

6600 W

11400 W

40 A

”

8800 W

15200 W

50 A

”

11200 W

19000 W

70 A

”

15400 W

26600 W

100 A

”

22000 w

38000 W

3 polos 220 V

Para determinar el tipo y la capacidad del empalme, utilizamos la tabla de interruptores termomagnéticos en función a la potencia normalizados, en base a la potencia obtenida. Al valor de la corriente nominal según C.N. E. se le añade hasta un 25% más de la In como reserva o factor de seguridad. La corriente nominal es igual a: por ley de Watt. In = 39.89 A 39.89 x 1.25 = 49.86 A. CAPACIDAD DE CORRIENTE DE LOS CONDUCTORES (It) Iad = fn x ft x It Iad = corriente admisible corregido (tabla N° 1) fn = Factor de corrección por temperatura (tabla N° 2) ft = Factor de corrección por número de conductores (tabla N° 3)

184


Iad = 65 x 0.88 x 0.80 Iad = 45,76 A. 45,76 A es mayor que la intensidad de corriente consumidos por los diferentes artefactos conectados a la red (39,89 A) Por lo tanto el calibre del conductor para el alimentador o empalme será: N° 6 AWG – THW Nota: - Por cada circuito se suele instalar 8 a 10 tomas o centros de luz o una potencia de 1200 W. - Cada tomacorriente se le asigna generalmente 130 o 150 W. - El resultado de este cálculo es, para algunas viviendas, alto. Estamos en un avance tecnológico donde los artefactos y equipos son cada vez más eficientes, especialmente los de iluminación. Las antiguas lámparas de 100 vatios, se han reemplazado por las lámparas ahorradoras de 10,15 y 20 vatios. Y, ahora las lámparas con LED tiene potencias mucho menores. Una recomendación para realizar el cálculo de sus instalaciones de forma más exacta es conocer que artefactos formarán parte del equipamiento de su hogar y la forma como hará uso de ellos: Le mostraré con cifras como puede dañar sus instalaciones de forma continua. Un conductor de sección de 14AWG puede conducir, a temperatura ambiente, 25 amperios. Esto, es una fuente de tensión de 220V y un factor de potencia unitario nos dá la posibilidad de poner a funcionar artefactos que no superen los 5.5 kW en forma simultánea. Si una vivienda tiene una calentador de agua que consume 2.5 kW, una plancha de 1 kW, una cafetera eléctrica de 1.5 kW, un microondas de 1.2 kW y un hervidor eléctrico de 1.5 kW, entonces las razones de tener cuidado son altas. Poner a funcionar a todas ellas juntas, resulta peligroso para el conductor, el cual se calentará en función del tiempo que esten todos eses artefactos funcionando. Es recomendable, que cuando la terma o calentador de agua esta funcionando, sólo uno de los demás artefactos debe estar encendido y además algunas cargas menores como lámparas de alumbrado. Lo seguro es no superar los 5 kW. RESISTENCIA DE AISLAMIENTO: Según CNE del Perú admit e una corriente de pérdida de 0.001 A. Ra = Tensión de servicio/ I de pérdida admitida.

185


Tabla N° 1: Capacidad de corr ientes permisibl es de los conduct ores

Tabla N° 2: Factores de corrección por temperturas ambientes superiores a 30°C TEMPERATURA AMBIENTE

TEMPERATURA MÁXIMA DE OPERACIÓN DEL CONDUCTOR 60°C

75°C

31 -40

0.82

0.88

41 – 45

0.71

0.82

46 – 50

0.58

0.75

51 - 55

0.41

0.67

56 – 60

186

0.58


Tabla N° 3: Factores de cor rección por agrupamiento d e cables en tubos Número de conduc tores por tubo Factor de correcci ón 4 – 6

0.80

7 – 24

0.70

25 – 42

0.60

43 o más

0.50

Tabla N° 4: Diámetro nomi nal de tubo s PVC Calibre del conductor

187

Diámetro n ominal de tubo ( pulgadas)

1/2

3/4

1

4

5

6

176

3 -

18

7

12

-

-

-

16

6

150

-

-

-

-

14

58

90

121

155

-

-

34

50

76

103

132

208

-

17

29

41

64

86

110

173

-

7

10

17

25

38

52

67

105

152

3

4

6

10

15

23

32

41

64

93

1

1

3

5

8

12

18

24

31

49

72

-

1

1

3

3

6

9

14

19

24

38

55

1/0

-

-

1

1

2

4

6

9

12

16

25

27

2/0

-

-

1

1

1

3

5

8

11

14

22

32

3/0

-

-

1

1

1

3

4

7

9

12

19

27





2

20

1 35

1 49

80

10

17

30

41

4

6

10

18

12

3

5

8

10

1

4

8

1

6



68

2 11 5 98

25

41

15

21

7

13

3

4

1

1

4

1

2

3




4/0

-

-

-

1

1

2

3

6

8

10

16

23

250

-

-

-

1

1

1

3

5

6

8

13

19

300

-

-

-

1

1

1

3

4

5

7

11

16

350

-

-

-

1

1

1

1

3

5

6

10

15

400

-

-

-

-

1

1

1

3

4

6

9

13

500

-

-

-

-

1

1

1

3

3

5

8

11

600

-

-

-

-

-

1

1

1

3

4

6

9

750

-

-

-

-

-

1

1

1

3

3

5

8

1000

-

-

-

-

-

1

1

1

1

3

4

6

INTRODUCCIÓN AL MUNDO DEL AUTOMATISMO Imprescindibles en circuitos donde predominan muchas maniobras de cierre y apertura. Su valor radica en la relación normalmente elevada entre la intensidad comandada, es decir, la que atraviesa los contactos principales y la necesaria para activar la bobina del electroimán. Sus ventajas evidentes son: - Economía de tiempo y esfuerzo : Ya que construir interruptores de cierta potencia para tensiones e intensidades elevadas es muy costoso amén de presentar dificultades de manipulación, no exentas de peligro. Por otro lado conseguir maniobras repetitivas de forma manual, es decir con la intervención directa del operador, es difícil. Sin embargo, con el uso de contactores y una maniobra adecuada, se puede garantizar el trabajo. - Seguridad. Los contactores elevan la seguridad eléctrica de una instalación, al poderse alojar en armarios lo suficientemente protegidos y aislados que impiden al operador estar próximo a los arcos eléctricos que gestionan aquellos, en su interior. Además permite, como luego veremos, elegir la tensión de mando a unos valores totalmente inocuos para el ser humano, reduciendo más el riesgo de electrocución, al manipular pulsadores y botoneras. - Ahorro de espacio. El armario, que aloja la maniobra, puede estar distanciado de la máquina, si esta no permite espacio para colocarlo. Sin embargo los pulsadores de marcha y paro, con un diámetro de 22,5 mm, pueden ser colocados en una pequeña superficie.

188


Esto también faculta a un sólo operario a actuar sobre varias máquinas a la vez de una forma no excesivamente obsesiva. - Control múltiple. O sea, posibilidad de controlar un motor desde varios puntos y sobre todo, posibilidad de desconectarlo. Esto sería muy difícil hacerlo con un mando manual ya que deberían existir enclavamientos difíciles de montar y de accionar. - Posibilidad de automatismos fiables. Con el control manual es muy complicado hacer intervenir elementos como termostatos, presostatos, manómetros, finales de carrera u otros dispositivos más refinados, como fotocélulas o temporizadores, cosa que es facilísima con el auxilio de contactores, ya que no es necesario que los contactos que provocan la entrada o la salida superen una capacidad mayor que la necesaria para activar las bobinas. - Control de motor es. El arranque, aceleración y paro de un motor es posible hacerlo sin que éste sufra, gracias a los contactores. - Ahorro impor tante en conduc tores. El uso de contactores optimiza la sección tanto de los cables principales como los de mando. - Antesala de la automación futura. El desarrollo de los automatismos por contactores ha permitido seguir avanzando en el desarrollo de nuevos elementos, como los semiconductores, diodos, transistores, tiristores, triacs y de los autómatas programables. Definición.- El contactor es un aparato de conexión y desconexión , con una sola posición de reposo y mando a distancia, que vuelve a la posición desconectado cuando deja de actuar sobre él la fuerza que lo mantenía conectado. Interviene en el circuito de potencia a través de sus contactos principales y en la lógica del circuito de mando con los contactos auxiliares. POR SU FORMA DE FUNCIONAMIENTO PUEDEN SER: 

ELECTROMAGNÉTICOS.- Accionado por un electroimán.



ELECTROMECÁNICOS.- Accionado por medios mecánicos.



NEUMÁTICOS.- Accionados por la presión de aire.



HIDRAÚLICOS.- Accionados por la presión de un líquido.

189


Marcado de b ornes: Bobina: se marca con A1 y A2. Contactos auxiliares: Como ya hemos nombrado, existen contactos normalmente abiertos (NO) o (NA) y normalmente cerrados (NC). Contactos NO.- Se les asignarán números de 2 cifras, la primera cifra indica el número de orden y la segunda deberá ser 3 y 4. Ejemplos: 13-14 23-24, 33-34. Contactos NC.- Se les asignarán números de 2 cifras, la primera cifra

indica el número de orden y la segunda deberá ser 1 y 2. Ejemplos: 11-12 21-22, 31-32.

Contactos principales: Se marcan con los siguientes números o letras: 1-2, 3-4, 5-6, o L1-T1, L2-T2, L3-T3. • El Contactor se denomina con las letras KM seguidas de un número.

190


AUTOMATISMOS: Mecanismos capaces de ejecutar tareas repetitivas y de controlar determinadas operaciones sin la intervención de un operador humano En nuestra vida diaria nos encontramos rodeados de automatización: ascensor, calefacción Se realizan automatismos para dar soluciones a problemas técnicos, económicos o de carácter humano.  Eliminar tareas humanas peligrosas, indeseables repetitivas haciendo que las ejecuten las máquinas  Mejorar la productividad adaptando la máquina a criterios de producción rendimiento y calidad.  Facilitar el cambio de una producción a otra.  Reforzar la seguridad, vigilando y controlando las instalaciones y máquinas. APLICACIONES: 1. Industria: Control de producción y fabricación 2. Agricultura, ganadería y pesca: Control invernaderos, de riego, piscifactorías. . 3. Servicios Básicos: Alimentación eléctrica, sistemas de agua, de calefacción. 4. Comunicaciones: Sistemas y centrales telefónicas 5. Domótica: Sistemas de seguridad, iluminación automática.. 6. Comercio: Iluminación, ascensores,.. 1. Transporte: Señalización tráfico, radar.. APARATOS Y ELEMENTOS ELÉCTRICOS: Una instalación eléctrica para un automatismo, por sencilla que sea, consiste en un circuito en que hay distintos componentes conectados entre sí por medio de conductores. Circuito eléctrico se define como el camino recorrido por la electricidad. Los elementos principales y básicos de todo circuito eléctrico son: Suministrador de electricidad, llamado Generador nosotros nos referiremos a la red eléctrica que llega al taller o vivienda (230-400 v) Receptor de electricidad es aquel aparato que recibe electricidad: lámparas, motores, resistencias de calefacción, resistencias de hornos. Elementos de mando, es decir los aparatos que nos permiten manejar el circuito –conectar/desconectar el circuito. Elementos de protección son aparatos que protegen a las personas y a los aparatos. Conductores que son los cables que unen los distintos aparatos y permiten que circule la electricidad por el circuito. Todo circuito puede representarse gráficamente en forma de esquemas en que aparecen todos los componentes y las conexiones entre ellos. 









191


Los aparatos y componentes se dibujan en los esquemas mediante SÍMBOLOS que son el lenguaje o idioma para poder entenderse los técnicos eléctricos entre sí

APARATOS DE MANDO..-se denominan así a los interruptores, pulsadores, conmutadores , selectores.. Diferenciamos tres tip os de aparatos de mando:  Aparatos de mando Permanente: Son aquellos que al ser accionados permanecen en su nueva posición hasta que se actúe nuevamente sobre ellos para devolverles a su posición inicial. Como ejemplo tenemos los selectores o conmutadores que se mantienen en la posición seleccionada hasta que se actúe de nuevo sobre ellos y pueden conectar uno o varios circuitos.  Aparatos de mando Instantáneo (a Impulsos).-Son aquellos que una vez accionados recuperan la posición inicial en el momento en que se deja de actuar sobre ellos. Como ejemplo claro los Pulsadores Se sitúan en el interior de cajas llamadas cajas de pulsadores que son de aluminio colado o poliéster con fibra de vidrio. SEÑALIZACIÓN.-Para indicar el funcionamiento o avería de un equipo o parte de él se usan lámparas o pilotos de diferentes colores e incluso avisos acústicos. Balizas de señalización

192


ELECCIÓN DE CONTACTOR Su elección debe ser fundamentalmente según:  

 







Las características del circuito o carga a controlar y tipo de corriente cc.ca. Las condiciones de trabajo:nº de maniobras por hora, cortes en vacío o en carga. CATEGORÍAS DE EMPLEO DE CONTACTORES EN C.A. Categoría AC1:CONDICIONES DE SERVICIO LIGERAS Cargas no inductivas o débilmente inductivas. Hornos de resistencias, lámparas de incandescencia, calefacciones eléctricas..(NO MOTORES) Categoría AC2:CONDICIONES DE SERVICIO NORMALES. Arranque de motores con rotor bobinado e Inversión de sentido de marcha: Centrifugadoras. Al cierre el contactor da una Ia= 2,5 veces la I nominal del motor. A la apertura el contactor debe cortar la I arranque con una Tensión inferior o igual a la Tensión de red. Categoría AC3:CONDICIONES DE SERVICIO DIFÍCILES . Arranque de motores con rotor en cortocircuito. Corte a motor lanzado compresores, grandes ventiladores. Al cierre el contactor da una I arranque= 5 a 7 veces la I nominal del motor. Categoría AC4:CONDICIONES DE SERVICIO EXTREMAS. Arranque de motores con rotor en cortocircuito .Inversión de marcha. Marcha a intermitencias: ascensores, grúas. Al cierre el contactor da una I arranque= 5 a 7 veces la I nominal del motor.

PROTECCIÓN EN LAS INSTALACIONES.- Un elemento de protección es el encargado de detectar y/o eliminarlas posibles averías o incidentes en instalaciones eléctricas

193


Los in cidentes que son de origen eléctrico s on:        

La caída de Tensión La sobretensión La falta de una fase o desequilibrio d e fases Los cortocircuitos Sobreintensidades (sobrecorrientes) o Sobrecargas: Corrientes eléctricas altas en tiempo indefinido. Cortocircuitos: Conexión directa de dos fases. Pueden provocar incendios. Defecto de Aislamiento: Unión de partes conductoras no activas (cuadros eléctricos ) con partes conductoras activas (fases). Sobretensiones: Fallos que proporcionan un voltaje superior al nominal.

TIPOS DE PROTECCIÓN: Para los equipos automáticos por contactores serán: Fusible 

 

Los fusibles son la protección más conocida y simple en una instalación son cartuchos para una determinada tensión, intensidad y distintos tamaños, distintos usos, de cerámica, de cristal y que van colocados en portafusibles. *Deben cortar (detectar y eliminar) sobreintensidades no admisibles y cortocircuitos. *Los portafusibles+fusibles van dentro del cuadro eléctrico.



RELÉS DE PROTECCIÓN-RELÉS TÉRMICOS: 

Es un elemento mu y impo rtante para completar la prot ección de los f usibles en una instalación automatismos, van conectados por unas patillas a los CONTACTORES

RELÉS TÉRMICOS.RELÉS DE INTENSIDAD: Se utilizan para proteger las máquinas contra Sobrecargas. Actúan cuando el valor de la intensidad que recorre el circuito está por encima del valor nominal de la máquina, sin llegar a ser elevado, pero se mantiene durante cierto tiempo. Principio de funcionamiento: Se basa en la curvatura que experimenta una lámina bimetálica debido al calentamiento de modo que el desplazamiento de la lámina mueve unos contactos.

194


RELÉ TÉRMICO DIFERENCIAL: Son los que detectan un desequilibrio entre las fases, o un fallo o corte de alguna de ellas, como ocurre cuando funde un fusible y un motor trifásico permanece funcionando en dos fases. Este tipo de relés debe ir acompañado de fusibles para cortocircuitos.

PORTAFUSIBLES+FUSIBLES L1, L2 y L3 es la red eléctrica trifásica F!F es como se llama a éstos elementos

CONTACTOR Contactos de POTENCIA 1-2/3-4/5-6 Contacto para MANDO13-14 Salida a MANDO A1-A2 RELÉ TÉRMICO PROTECCIÓN Contactos de POTENCIA 1-2/3-4/56 Contacto para MANDO 95-96/97-98 MOTOR TRIFÁSICO Bornes de conexión U-V-W

PULSADOR MARCHA S1Q es un contacto NA 3-4

La sistematización y clasificación de los planos eléctricos facilita el estudio y la diferenciación de los mismos. Por principio, los planos, los diagramas y los esquemas eléctricos se dibujan en estado de reposo.

195


Esto significa que se dibujan sin tensión aplicada o bien sin que circule la corriente y las piezas mecánicas sin accionar. Si hubiera diferencias respecto a estas reglas, deberán indicarse explícitamente en los planos. Hay tres tipos básicos de planos: • Plano general. • De funcionamiento. • De circuitos. GLOSARIO Unifilar: uni = uno - filos = hilos. PLANO GENERAL Esta es la presentación más simple, por lo general unipolar o unifilar.

PLANO DE FUNCIONAMIENTO Este plano es la presentación detallada -en un solo plano de los circuitos principal y de mando de una conexión eléctrica.

196


PLANO DE CIRCUITOS Este plano es el más usado actualmente en la electrotecnia para la presentación de una conexión. Se divide en circuito principal o de potencia y en circuito auxiliar o de mando (circuito de mando y señalización).

197


CIRCUITO DE POTENCIA

198

CIRCUITO DE MANDO


CONTROL DE LUMINARIA CON CONTACTOR

199


Electricidad Básica e Instalaciones Eléctricas (3)

Recommend Documents