Electricidad Domiciliaria

INTENSIDAD

TIEMPO

15 mA

2 m匤.

20 mA

20 seg.

30 mA

.

100 mA

1550 seg 35 seg seg. 3

500 mA

110 mseg.

1A

30 mseg.

MEDIOS DIDÁCTICOS INACAP

MANUAL DE ELECTRICIDAD

Material Didáctico Escrito.

Colaboraron en el presente manual: LORENZO DIAZ PIERINGER- Docente

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INDICE Contenido ...................... .................................... .......................... ........................ ......................... ......................... .................... ........ P!. ................................... ......................... ......................... .......................... ......................... .................." ......" CAPITULO I ...................... La electricidad como #uente de ener!$a ener !$a ............................... ............................................. ...................." ......" Naturale%a de la electricidad ....................... ................................... ........................ ......................... ....................." ........" Capas u orbitas electr&nicas ........................ ...................................... .......................... ........................ ..................' ......' Obtenci&n de la corriente el(ctrica ........................ .................................... ......................... .......................) ..........) *edios +u$micos , #$sicos para producir electricidad ...................... .............................. ........ )

CAPITULO II ............................................................................................. *a!nitudes el(ctricas #undamentales ..................... ................................... .......................... ..................... .........  *a!nitudes , unidades el(ctricas ....................... ................................... .......................... .......................... ............. . olta/e olta/e el(ctrico ....................... ................................. .......... ...................... ................................... ......................... ..................... .........  Corriente el(ctrica ........................ .................................... ........................ ......................... ......................... ......................... .............0 0 Resistencia el(ctrica ....................... ..................................... .......................... ........................ ......................... .....................0 ........0 Relaci&n entre 1olta/e2 corriente , resistencia ........................ .................................... ....................3 ........3 Con1ersi&n de unidades el(ctricas ....................... ..................................... .......................... ........................ ............" " *4ltiplos , subm4ltiplos s ubm4ltiplos de las la s ma!nitudes el(ctricas......................... el(ctricas.................................5 ........5 ................................... .......................... .......................... ........................ ......................... ...................6 ......6 CAPITULO III ....................... Elementos del circuito el(ctrico ................ ................ ...................... ................................... .......................... ...............6 ..6 7entido del #lu/o de d e la corriente ........................ ..................................... ......................... .......................... ...................08 .....08 9lu/o de la corriente el(ctrica en un circuito el(ctrico ..................... ................................. .............0 .0 9ormas en +ue se presenta pr esenta la corriente corrie nte el(ctrica ............................... .........................................0 ..........0 ................................... ......................... ........................ .......................... .......................... .....................03 .........03 CAPITULO IV ......................  Aplicaci&n de la le, de oms ................ ............................ .......................... .......................... ......................... ...................03 ......03 Ca$da de tensi&n en los conductores.......................... conductores...................................... ........................ .......................0" ...........0" Coe#icientes de resistencia para di#erentes materiales............................. materiales..................................0' .....0' ..................................... .......................... ........................ ......................... ......................... .....................38 .........38 CAPITULO V ....................... Potencia el(ctrica...................... el(ctrica.................................... .......................... ......................... ......................... ......................... ..................38 .....38 Ener!$a el(ctrica........................ el(ctrica.................................... .......................... .......................... ........................ ......................... ...................30 ......30 ..................................... .......................... ........................ ......................... ......................... .....................3; .........3; CAPITULO VI ....................... Instrumentos el(ctricos....................... el(ctricos.................................... .......................... ......................... ......................... ......................3; .........3; 9uncionamiento de los instrumentos...................... instrumentos................................... ......................... ......................... ...............3; ..3; .................................... ........................ ......................... ......................... .......................... ....................; ......; CAPITULO VII ........................ Pre1enci&n de ries!os el(ctricos ...................... ................................... ......................... .......................... ....................; ......; E#ectos de la electricidad en el cuerpo umano ........................ .................................... ....................;0 ........;0 9actores +ue determinan el da
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INDICE Contenido ...................... .................................... .......................... ........................ ......................... ......................... .................... ........ P!. ................................... ......................... ......................... .......................... ......................... .................." ......" CAPITULO I ...................... La electricidad como #uente de ener!$a ener !$a ............................... ............................................. ...................." ......" Naturale%a de la electricidad ....................... ................................... ........................ ......................... ....................." ........" Capas u orbitas electr&nicas ........................ ...................................... .......................... ........................ ..................' ......' Obtenci&n de la corriente el(ctrica ........................ .................................... ......................... .......................) ..........) *edios +u$micos , #$sicos para producir electricidad ...................... .............................. ........ )

CAPITULO II ............................................................................................. *a!nitudes el(ctricas #undamentales ..................... ................................... .......................... ..................... .........  *a!nitudes , unidades el(ctricas ....................... ................................... .......................... .......................... ............. . olta/e olta/e el(ctrico ....................... ................................. .......... ...................... ................................... ......................... ..................... .........  Corriente el(ctrica ........................ .................................... ........................ ......................... ......................... ......................... .............0 0 Resistencia el(ctrica ....................... ..................................... .......................... ........................ ......................... .....................0 ........0 Relaci&n entre 1olta/e2 corriente , resistencia ........................ .................................... ....................3 ........3 Con1ersi&n de unidades el(ctricas ....................... ..................................... .......................... ........................ ............" " *4ltiplos , subm4ltiplos s ubm4ltiplos de las la s ma!nitudes el(ctricas......................... el(ctricas.................................5 ........5 ................................... .......................... .......................... ........................ ......................... ...................6 ......6 CAPITULO III ....................... Elementos del circuito el(ctrico ................ ................ ...................... ................................... .......................... ...............6 ..6 7entido del #lu/o de d e la corriente ........................ ..................................... ......................... .......................... ...................08 .....08 9lu/o de la corriente el(ctrica en un circuito el(ctrico ..................... ................................. .............0 .0 9ormas en +ue se presenta pr esenta la corriente corrie nte el(ctrica ............................... .........................................0 ..........0 ................................... ......................... ........................ .......................... .......................... .....................03 .........03 CAPITULO IV ......................  Aplicaci&n de la le, de oms ................ ............................ .......................... .......................... ......................... ...................03 ......03 Ca$da de tensi&n en los conductores.......................... conductores...................................... ........................ .......................0" ...........0" Coe#icientes de resistencia para di#erentes materiales............................. materiales..................................0' .....0' ..................................... .......................... ........................ ......................... ......................... .....................38 .........38 CAPITULO V ....................... Potencia el(ctrica...................... el(ctrica.................................... .......................... ......................... ......................... ......................... ..................38 .....38 Ener!$a el(ctrica........................ el(ctrica.................................... .......................... .......................... ........................ ......................... ...................30 ......30 ..................................... .......................... ........................ ......................... ......................... .....................3; .........3; CAPITULO VI ....................... Instrumentos el(ctricos....................... el(ctricos.................................... .......................... ......................... ......................... ......................3; .........3; 9uncionamiento de los instrumentos...................... instrumentos................................... ......................... ......................... ...............3; ..3; .................................... ........................ ......................... ......................... .......................... ....................; ......; CAPITULO VII ........................ Pre1enci&n de ries!os el(ctricos ...................... ................................... ......................... .......................... ....................; ......; E#ectos de la electricidad en el cuerpo umano ........................ .................................... ....................;0 ........;0 9actores +ue determinan el da
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.................................... ........................ ......................... ......................... .......................... ................;" ..;" CAPITULO VIII ........................ Circuitos el(ctricos ........................ ..................................... ......................... ......................... .......................... .......................;" ..........;" Circuitos en corriente continua ........................ .................................... ........................ ......................... ...................;" ......;" Caracter$stica del circuito serie.......................... serie...................................... ......................... ......................... .................;' .....;' Caracter$sticas del circuito paralelo....................... paralelo.................................... ......................... ......................... .............;6 ;6 Caracter$sticas del circuito serie-paralelo ...................... ................................... .......................... ................"; ..."; ................................... ......................... ........................ .......................... .......................... ...................") .......") CAPITULO IX ...................... Principio de la corriente alterna ................ ................ .............................. ........................................... ....................") .......") .................................... ......................... ......................... .......................... .......................... ...................'0 .......'0 CAPITULO X ........................ Canali%aciones el(ctricas ...................... .................................... .......................... ........................ ......................... ................'0 ...'0 Canali%aci&n a emplear en una instalaci&n el(ctrica........................ el(ctrica.................................... ............'0 '0 Dimensionamiento de ductos......................... ductos...................................... ......................... ........................ ......................'3 ..........'3 Dimensionamiento de conductores el(ctricos ....................... .................................... .......................'; ..........'; ................................... ......................... ........................ .......................... .......................... ....................') ........') CAPITULO XI ...................... Normali%aci&n de instalaciones de #uer%a......................... #uer%a...................................... .......................... ...............') ..') Instalaciones de #uer%a......................... #uer%a..................................... .......................... .......................... ......................... ...................') ......') *otores el(ctricos........................ el(ctricos.................................... .......................... .......................... ........................ ......................... ................') ...') Clasi#icaci&n de las m+uinas rotatorias....................... rotatorias.................................... ......................... ....................'6 ........'6 *otores mono#sicos........................ mono#sicos.................................... ......................... .......................... ......................... .......................'6 ...........'6 *otores tri#sicos ..................... ................................... .......................... ........................ ......................... ......................... ................. ..... ) Normali%aci&n de l$neas de #uer%a....................... #uer%a.................................... ......................... ......................... .................)3 ....)3 Problemas comunes en ma+uinas rotatorias........................ rotatorias.................................... ......................... .............)) ))

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DESCRIPCIÓN DEL CONTENIDO

Este manual tiene el prop&sito de introducir al estudiante en los principios bsicos relacionados con la electricidad como #uente de ener!$a , aplicaciones. La materia se a or!ani%ado de acuerdo a una secuencia +ue #acilita el aprendi%a/e durante su proceso de enseperiencia 2 el manual de electricidad2 trata de conceptos , abilidades t(cnicas relacionadas con los #undamentos de la electricidad necesarios para reali%ar2 ampliar , medir las 1ariables +ue dia!nostican el estado de un e+uipo o instalaci&n el(ctrica de alumbrado & #uer%a.  Adems de ser un aporte para los alumnos 2 la estructura didctica , el tratamiento de los temas permite +ue este te>to pueda ser utili%ado como material de traba/o para los pro#esores +ue deben reali%ar clases o capacitaci&n de alumnos +ue aborden al!unas de estas materias . La descripci&n del manual de electricidad industrial esta orientado a lo!rar ob/eti1os de la asi!natura , permita al alumno e#ectuar mediciones2 locali%ar #allas2 conectar , desconectar circuitos el(ctricos mono#sicos , tri#sicos. Adems para su e/ecuci&n deber aplicar normas de se!uridad en la electricidad.

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CAPITULO I LA ELECTRICIDAD COMO UENTE DE ENER!IA ".#$ Nat%rale&a de la electricidad La ?electricidad@ es una deri1aci&n de la palabra !rie!a ?Á'(ar @2 el mbar es un mineral +ue al ser #rotado ad+uir$a la propiedad de atraer , repeler cuerpos2 #en&meno +ue en su tiempo no tenia al!una e>plicaci&n para los !rie!os. La electricidad nunca la emos 1isto2 de ella lo 4nico +ue podemos 1isuali%ar  son sus e#ectos2 ,a +ue es un #en&meno in1isible , es el producto del traba/o de una part$cula in#initamente pe+ue
7&lido Li+uido Gaseoso

 A su 1e% esta constituida por elementos bsicos +ue pueden ser • Naturales •  Arti#iciales

  Tabla periódica

Bsicamente el tomo es representado por: orbita electr&n n4cleo

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u( es un electr&n Es una part$cula +ue participa acti1amente en el #lu/o o trans#erencia de ener!$a el(ctrica ,a +ue prcticamente carece de peso , +ue !ira alrededor del n4cleo. 7i e>pulsamos el electr&n de su orbita Felectr&n libre2 a acci&n de ese electr&n se mani#iesta como electricidad. Los #en&menos el(ctricos se e>plican por el mo1imiento de los electrones libres entre los tomos. 9i!ura : El tomo

 

electr&n libre

Fuerza

-

Los electrones o car!as ne!ati1as son las +ue constitu,en la electricidad2 , por eso decimos +ue la electricidad esta #ormada por una corriente el(ctrica o #lu/o de electrones en mo1imiento.

"."$ Ca)a % or(itas electr*+icas Cada capa u orbita electr&nicas tiene un numero determinado de electrones2 sin embar!o la capa mas apartada del n4cleo del tomo nunca tiene mas de oco electrones , se le conoce como capa de 1alencia. Es importante desde el punto de 1ista de la electricidad por la #acilidad para desalo/ar electrones , con1ertirse en electrones libres , producir una corriente el(ctrica en un conductor. De acuerdo al numero de electrones de 1alencia , al !rado de oposici&n +ue los materiales presentan al paso de la corriente el(ctrica2 se clasi#ican en:

a.- *ateriales conductores : 7on a+uellos cu,os electrones se liberan #cilmente de sus tomos2 es decir tienen solamente  o 3 electrones de 1alencia en su ultima orbita. Los +ue tienen un solo electr&n de 1alencia se consideran me/or conductor  de la corriente el(ctrica2 por e/emplo: Cobre2 Plata2 Oro2 Aluminio2 etc.

b.- *ateriales aislantes : 7on a+uellos cu,os electrones son di#$cil de liberar de sus tomos2 es decir tienen mas de " electrones de 1alencia en su ultima orbita. Página 6 de 74

Los +ue tienen ) electrones de 1alencia se consideran e>celentes aislantes de la corriente el(ctrica2 por e/emplo: Durocot&n2 idrio2 Prestan2 Hule2 Cauco2 Plstico2 *ica2 etc.

c.- *ateriales semiconductores : 7on a+uellos cu,os electrones son di#$cil de liberar de sus tomos2 estos conducen me/or +ue los aisladores2 pero no me/or +ue los conductores2 tienen ; electrones de 1alencia en su 4ltima &rbita. Pueden o no comportase como conductores de la corriente el(ctrica2 por e/emplo: Germanio2 7ilicio2 7elenio2 etc.

"., $ O-TENCIÓN DE LA CORRIENTE ELCTRICA odos los cuerpos poseen car!as el(ctricas en reposo o estn car!ados de electricidad esttica2 pero para producir o !enerar corriente el(ctrica o #lu/o de electrones en mo1imiento2 es necesario es necesario utili%ar al!una #orma de ener!$a o #uer%a el(ctrica para poner en mo1imiento dicos electrones. 7eis son las #uentes bsicas de ener!$a +ue se pueden utili%ar :

• • • • • •

9rotamiento Presi&n

: Electricidad producida #rotando dos materiales : Electricidad producida aplicando presi&n a un cristal de ciertos materiales. Calor : Electricidad producida calentando la uni&n de un termopar. Lu% : Electricidad producida por lu% +ue lle!a a materiales #otosensibles. *a!netismo : Electricidad producida por el mo1imiento rotati1o de un imn , un conductor2 de manera +ue se corten l$neas de #uer%a.  Acci&n +u$mica : Electricidad producida por reacci&n +u$mica dentro de una pila el(ctrica.

"./$ Medios 01sicos 2 3%1'icos )ara )rod%cir electricidad E>isten di#erentes medios para producir la electricidad2 pero se!4n la cantidad de electricidad +ue se necesite estas pueden ser clasi#icadas como: a.- 9uentes porttiles de ener!$a el(ctrica b.- Centrales !eneradoras

E+ el caso de las 0%e+tes )ortátiles 2 la principal materia prima utili%ada es la ener!$a +u$mica la +ue es trans#ormada en ener!$a el(ctrica. Página 7 de 74

En las #uentes porttiles2 la cantidad de ener!$a el(ctrica producida es pe+ue
9i!ura : Generadores +u$micos.

E+ el caso de las ce+trales 4e+eradoras2 la ma!nitud de ener!$a el(ctrica necesaria para ciertos procesos son mu, !randes2 es decir2 se consumen !randes cantidades de electricidad para producir lu% Falumbrado publico2 casas2 industria2 etc.2 por esta ra%&n aparecen las centrales !eneradoras2 +ue son !randes #abricas +ue producen altos ni1eles de ener!$a el(ctrica. Las centrales el(ctricas2 se!4n sea la #uente de ener!$a primaria +ue utilicen para trans#ormarla en electricidad2 se clasi#ican en:

• • • • •

Centrales idrulicas. Centrales t(rmicas. Centrales E&licas. Centrales at&micas. Centrales solares

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Ce+trales 5idrá%licas: este tipo de centrales utili%an la ener!$a potencial del a!ua contenida en !randes embalses2 para poner en #uncionamiento inmensos !eneradores +ue la trans#orman en ener!$a el(ctrica.

Ce+trales t6r'icas: La ener!$a contenida en combustibles #&siles Fpetr&leo2 !as2 carb&n o at&micos2 a tra1(s de un proceso t(rmico F!enerar 1apor de a!ua a altas presiones2 es utili%ada para poner en mo1imiento a los !eneradores2 +ue producen la ener!$a el(ctrica re+uerida.

Ce+trales E*licas: Este tipo de centrales utili%an como #uente ener!(tica para producir electricidad el 1iento.

Ce+trales at*'icas: Este tipo de centrales utili%an la ener!$a del combustible nuclear F=ranio para !enerar 1apor de a!ua , producir electricidad.

Ce+trales solares: Este tipo de centrales utili%an la ener!$a del calor solar para !enerar 1apor de a!ua , producir electricidad.

9i!ura : Generaci&n2 transporte , distribuci&n de ener!$a el(ctrica.

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7%6 es la electricidad La #uer%a +ue mue1e electrones.

De0i+ici*+ de electricidad: Es un #en&meno #$sico intan!ible2 +ue no podemos tocar o 1er2 es decir2 es una #orma de ener!$a +ue se mani#iesta por sus e#ectos2 uso , aplicaciones. Principales e#ectos de la ener!$a el(ctrica:

L%'1+icos T6r'icos De 'o8i'ie+to 7%1'icos Ma4+6ticos

: Con ella podemos producir lu%. : La electricidad puede ser trans#ormada en calor. : Con la ener!$a el(ctrica podemos dar mo1imiento. : La electricidad inter1iene en el proceso de cromados de metales. : La electricidad inter1iene en la creaci&n de electroimanes.

9i!ura : arte#actos +ue utili%an ener!$a el(ctrica

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CAPITULO II MA!NITUDES ELECTRICAS UNDAMENTALES ,.#$ MA!NITUDES 9 UNIDADES ELECTRICAS Para entender la naturale%a de la electricidad es importante conocer las ma!nitudes , unidades en +ue se miden , de#inen las propiedades , comportamiento de las car!as el(ctricas.

,."$ Volta:e el6ctrico Para +ue circule una corriente el(ctrica entre dos puntos a tra1(s de un conductor +ue los una2 se necesita +ue dicos puntos est(n con distinta car!a2 es decir +ue un punto sea mas positi1o +ue otro o +ue un punto sea ms ne!ati1o +ue otro. De modo +ue2 cuando una corriente #lu,e entre dos puntos se debe a la di#erencia de #uer%a entre las car!as. A esta #uer%a +ue impone un mo1imiento sobre las car!as el(ctricas se llama 1olta/e2 tensi&n2 di#erencia de potencial o2 simplemente2 potencial el(ctrico +ue se mide en 1olts , con #recuencia se llama 1olta/e. Cuando un tomo !ana un electr&n , otro pierde un electr&n2 se produce entre ellos una Di#erencia de Potencial. =n 1olts se puede de#inir como la di#erencia de potencial +ue2 al ser  aplicada a una resistencia de  Ω produce una corriente de  Ampere. 9i!ura : Di#erencia de potencial

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,.,$ Corrie+te el6ctrica En principio se puede de#inir a la corriente el(ctrica como ? un #lu/o de electrones a tra1(s de un conductor@. Dico #lu/o de electrones se establece entre dos puntos si e>iste entre ellos una di#erencia de potencial. Cuando se aplica un 1olta/e el(ctrico a los e>tremos de un conductor2 es decir cuando aplicamos una #uer%a2 los electrones libres +ue a, en el conductor se despla%an. A este despla%amiento de electrones se le denomina corriente el(ctrica. La corriente el(ctrica es un impulso de ener!$a +ue se transmite cuando se libera de su orbita un electr&n. La corriente el(ctrica se mide en Amper o coulombJse!.2 ,a +ue Amper es la car!a de  coulomb +ue circula por un medio conductor en un se!. de tiempo. ?=n Amper es la intensidad de una corriente constante +ue2 atra1esando una soluci&n acuosa de nitrato de plata entre dos electrodos2 deposita 25 mili!ramos de plata en uno de ellos@. 9i!ura : Conductor sometido a una #uer%a & potencial el(ctrico.

,./$ Resiste+cia el6ctrica La corriente el(ctrica +ue circula por un conductor no depende solamente de la di#erencia de potencial aplicada a sus e>tremos2 sino tambi(n de las propiedades del mismo. La resistencia es propia de todos los materiales +ue e>isten en la naturale%a. En un conductor la resistencia esta representada por el roce2 co+ue entre los electrones en mo1imiento2 con los otros electrones de los in#initos tomos +ue componen la materia del conductor. El Omio es la unidad practica de resistencia , se de#ine diciendo +ue: es la resistencia +ue permite el paso de una corriente de intensidad de  Amperio cuando se aplica una di#erencia de potencial de  olts entre los terminales de dica resistencia.

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=n om tiene un 1alor tal +ue una corriente de  Amper por se!undo2 produce al atra1esar esta resistencia una cantidad de calor e+ui1alente a  Koule de ener!$a. 9i!ura : Oposici&n al #lu/o o despla%amiento de electrones

,.;$ RELACIÓN ENTRE VOLTA
Volta:e: El 1olta/e se puede interpretar como una presi&n el(ctrica2 , se compara #recuentemente con la presi&n proporcionada por una bomba en un sistema idrulico. En las #ormulas el(ctricas aparece con la letra E &  , se mide en 1olts.

Corrie+te:

Este 1alor se mide en amperes , es el n4mero de electrones +ue #lu,en pasando por un punto en un se!undo. 7e usa la letra I2 para identi#icar la corriente en #ormulas , dia!ramas.

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Resiste+cia : Es la propiedad +ue se opone a la circulaci&n de corriente , disipa potencia. E>isten otros elementos +ue se oponen a la circulaci&n de corriente2 pero s&lo la resistencia disipa potencia. La unidad de la resistencia es el oms , el s$mbolo empleado es la letra !rie!a Ω2 usando para su desi!naci&n R. En resumen2 respecto a las ma!nitudes el(ctricas podemos decir lo si!uiente:

MA!NITUD

CONCEPTO

olta/e & Potencial el(ctrico.

9uer%a +ue pone en mo1imiento a los electrones libres

Intensidad de corriente el(ctrica

*a!nitud del #lu/o de electrones libres +ue se despla%an a tra1(s de un conductor 

Resistencia el(ctrica

Oposici&n +ue presentan los materiales al paso de la corriente el(ctrica

SIM-OLO

UNIDAD



olt F

I

Amper FA

R

Om FΩ

=nidades , pre#i/os el(ctricos comunes:

SIM-OLO

PREI
E7UIVALENTE

! M > U+idad (ase '

!i!a me!a ilo mili micro nano pico

.888.888.888 .888.888 .888  8.88 8.888.88 8.888.888.888 8.888.888.888.88

+

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Cantidades el(ctricas:

Varia(le

No'(re

U+idad de 'edida 2 a(re8iaci*+

E I R P S 7 C L ? !

olta/e Corriente Resistencia Potencia Acti1a Potencia aparente Potencia Reacti1a Capacitancia Inductancia Impedancia Conductancia

olts - E Amperes - A Oms - Ω Matts - M olts-Amper - A olts-Amper reacti1os - AR 9aradio - 9 Henr, - H Oms - Ω 7iemens

,.@$ Co+8ersi*+ de U+idades El6ctricas 7e reali%a con la #inalidad de poder e>presar los 1alores de la ma!nitud obtenida en unidades e+ui1alentes 2 1eamos al!unos e/emplos de aplicaci&n:

Co+8ersi*+ de U+idades de resiste+cia= )or e:e')lo$ 8 .- *icroms en oms  corra la coma decimal seis ci#ras a la i%+uierda. ;".888 microms  828888;" oms  0.- iloms en oms  corra la coma decimal tres ci#ras a la dereca. ' iloms  '.888 oms

0 3.- *e!a-oms en oms  corra la coma decimal seis ci#ras a la dereca. 02) me!a-oms  0.)88.888 oms.

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Co+8ersi*+ de U+idades de Volta:e= )or e:e')lo$

.- *icro1olts en mili1olts  corra la coma decimal seis ci#ras a la i%+uierda. ;".888 micro1olts  828;" *ILIolts.

0.- ilo1olts en 1olts  corra la coma decimal tres ci#ras a la dereca.  ' ilo1olts  '.888 1olts.

3.- *e!a-1olts en 1olts  corra la coma decimal seis ci#ras a la dereca. 02) me!a-1olts  0.)88.888 1olts.

Co+8ersi*+ de U+idades de Corrie+te= )or e:e')lo$

.- *icro-amperes en *iliAmperes  corra la coma decimal seis ci#ras a la i%+uierda. ;".888 micro-amperes  828;" miliAmperes.

0.- ilo-amperes en Amperes  corra la coma decimal tres ci#ras a la dereca. ' ilo-amperes  '.888 Amperes.

3.- *e!a-amperes en Amperes  corra la coma decimal seis ci#ras a la dereca. 02) me!a-amperes  0.)88.888 Amperes.

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Otro m(todo utili%ado para obtener su e+ui1alencia es: .- rans#ormar " amperes a mili-amperes:  Amper  888 mili-amperes " Amper   " Amper > 888 mili-amperes  amper 

".888 mili-amperes

0.8.- rans#ormar " 1olts a mili-1olts:  olts  888 mili-1olts " 1olts   " 1olts > 888 mili-1olts  1olts

".888 mili-1olts

3.- rans#ormar " ilo-oms a oms:

 ilo-oms  888 oms " ilo-oms   " ilo-oms > 888 oms  ilo-oms

".888 mili-amperes

;.- rans#ormar " *ili-amperes a Amperes:

 Amper  888 mili-amperes   " mili-amperes  Amper > " mili-amperes 888 mili-amperes

8.88" Amperes

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".- rans#ormar " micro-1olts a 1olts:  olts  .888.888 micro-1olts   " micro-1olts  olts > " micro-1olts  .888.888 micro-1olts

8.88888" 1olts

,.$ MBlti)los 2 s%('Blti)los de las 'a4+it%des el6ctricas

 *e!a-Oms F* Ω  888 ilo-Oms F Ω  .888.888 Oms F Ω  *e!a-olts F*  888 ilo-olts F  .888.888 olts F  *e!a-Amper F*A  888 ilo-Amper FA  .888.888 Amper FA

 *ili-Oms FmΩ  8.88 F Ω  *icro-Oms F µΩ  8.888.88  *ili-olts Fm  8.88 F  *icro-olts Fµ  8.888.88  *ili-Amper FmA  8.88 FA  *icro-Amper F µ A  8.888.88

F Ω F FA

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CAPITULO III ELEMENTOS DEL CIRCUITO ELECTRICO /.#$ El circ%ito el6ctrico El sistema +ue ace posible controlar la corriente el(ctrica se llama ?circuito el(ctrico@. De#inici&n: Llamamos circuito el(ctrico al camino por el cual se despla%a la corriente el(ctrica2 para ir desde la polaridad positi1a FQ de la #uente +ue entre!a la corriente2 asta la polaridad ne!ati1a F- de la misma. =n circuito el(ctrico se puede representar en #orma es+uemtica , en #orma !r#ica: • •

En la #orma es+uemtica2 todos los elementos +ue componen el circuito se representan por si!nos estandari%ados. En #orma !r#ica2 los elementos +ue componen el circuito aparecen representados de manera realista o de monta/e.

9i!ura : Representaci&n es+uemtica , !ra#ica del circuito el(ctrico Fsimple.

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Ele'e+tos 3%e co')o+e+ %+ circ%ito el6ctrico si')le$ . La #uente de ener!$a2 es el elemento del circuito +ue entre!a la corriente el(ctrica al receptor o elemento de consumo Fd$namo2 !enerador2 bater$a2 pila. 0. El conductor2 es el elemento del circuito +ue sir1e como camino a la corriente el(ctrica para circular desde un polo a otro mientras se encuentre cerrado Fcable2 alambre2 cord&n2 etc. 3. El receptor & car!a Fconsumo2 es el elemento del circuito +ue consume la ener!$a aportada por la corriente el(ctrica Fampolletas2 computador2 1ideo2 radio2 la1adora2 secadora2 planca2 2 etc.. ;. El interruptor2 es el elemento del circuito cu,a #unci&n es permitir o interrumpir el paso a la circulaci&n de la corriente el(ctrica Fpulsador2 sitc2 etc. ". El #usible2 es el elemento +ue prote!e al circuito2 , en particular al receptor #rente a sobrecar!as , cortocircuito +ue se presentan durante su operaci&n , #uncionamiento Fdis,untor2 automtico2 di#erencial2 t(rmico2 etc..

/."$ Se+tido del 0l%:o de Corrie+te La teor$a electr&nica ace menci&n a un #lu/o de corriente +ue se produce desde una car!a ne!ati1a acia una car!a positi1a2 pero tambi(n encontramos en ciertos e+uipos electr&nicos un #lu/o con1encional de corriente desde una car!a positi1a a una ne!ati1a2 tal como se puede 1er en la #i!ura. 9i!ura : 9lu/o de corriente en un conductor 

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/.,$ l%:o de corrie+te el6ctrica e+ %+ circ%ito el6ctrico El control de la corriente el(ctrica se reali%a al interrumpir o cerrar el circuito el(ctrico2 es decir2 a, #lu/o de electrones si el circuito esta cerrado de lo contrario este #lu/o se interrumpe por encontrarse el circuito abierto. 9i!ura : Circuito cerrado  

Con1encional Corriente El(ctrica

!

  9=ENE

RECEPOR

-

Nota : En la #uente se da un #lu/o de corriente el(ctrica desde la car!a ne!ati1a a la positi1a. • En el circuito el #lu/o de corriente el(ctrica 1a desde la car!a positi1a a la • Ne!ati1a Fsentido con1encional de la corriente el(ctrica. •

/./$ or'as e+ 3%e se )rese+ta la corrie+te el6ctrica La corriente el(ctrica2 se!4n sea la #uente de ener!$a +ue la ori!ina , el uso +ue se ace de ella2 se presenta de dos #ormas caracter$sticas2 es decir2 una corriente +ue es constante en el tiempo , de #recuencia FH% cero2 llamada corriente continua & directa. En la corriente continua el 1olta/e es constante , en el mismo sentido2 en todo momento. Por otro lado se tiene una corriente +ue es 1ariable en el tiempo2 es decir2 de #recuencia distinta de cero F"8 H%2 llamada corriente alterna & 1ariable. La corriente alterna se caracteri%a por+ue la direcci&n de la corriente a tra1(s del conductor el(ctrico cambia de un instante a otro.

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9i!ura : Representaci&n de la corriente continua , alterna:

LA UENTE DE VOLTA
CAPITULO IV

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APLICACIÓN DE LA LE9 DE O5M ;.#$ La le2 de o' La relaci&n entre el 1olta/e aplicado V2 la corriente I , la resistencia R. 9ue descubierta por Geor!e 7imon Om2 un #$sico alemn2 +uien la anuncio en 50) con el nombre de LE9 DE O5M2 +ue es la ecuaci&n #undamental de todos los #en&menos de la electricidad. La manera de e>presar la Le, de Om es la si!uiente:

?La intensidad de corriente  I 2 +ue pasa por un circuito el(ctrico es directamente proporcional al 1olta/e aplicado  V = e in1ersamente proporcional a la resistencia  R @ Dando #orma matemtica a esta relaci&n 1erbal2 se tiene:

OLAKE F RE7I7ENCIA FR

INEN7IDAD FI 

 Aplicando las unidades de medidas podemos decir +ue: Página 25 de 74

OL7 OH*7 A*PERE7 

En un circuito cual+uiera2 la Le, de Om dice +ue: a.- La intensidad de corriente aumenta cuando se aumenta el 1olta/e2 sin 1ariar la resistencia. b.- La intensidad de corriente disminu,e cuando se aumenta la resistencia2 sin 1ariar el 1olta/e. Nota : •

La Le, de Om2 se aplica en circuitos el(ctricos de corriente continua , corriente alterna siempre , cuando la car!a del circuito sea resisti1a pura.

•  Aplicaci&n de la Le, de Om en circuitos simples2 se emplea en circuitos

el(ctricos para determinar el 1alor de la corriente2 1olta/e , resistencia.

Vea'os al4%+os e:e')los $ E/emplos : .- Cul ser la resistencia de una estu#a electrica +ue esta conectada a la red de 008 1olts2 si por el circuito pasa una corriente de ;2"" amperes Respuesta:

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0.- Cul ser la intensidad el(ctrica de un circuito +ue alimenta una planca cu,a resistencia es de ' Ω 2 si se conecta a un 1olta/e de 8 1olts Respuesta:

3.- A +ue 1olta/e est conectada una la1adora +ue consume 8 amperes , tiene una resistencia de 00 om Respuesta:

;."$ CAIDA DE TENSIÓN EN LOS CONDUCTORES El rendimiento de los e+uipos conectados a la red de alimentaci&n se 1en a#ectados por la ca$da de tensi&n +ue se producen en los conductores +ue alimentan la car!a o consumo.

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#i!ura : Resistencia en el conductor el(ctrico :

Resistencia del conductor +ue #orma parte de un circuito :

;.,$ COEICIENTES DE RESISTENCIA PARA DIERENTES MATERIALES *AERIAL  Aluminio Oro Cobre Plata 9ierro

7I*BOLO Al Au Cu A! 9e

RHO 8.80')8 8.80;6 8.8)0; 8.8'05 8.86665

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Ca$da de tensi&n en el conductor al ser recorrido por una corriente el(ctrica:

En donde : p  olta/e perdido en el conductor. u  olta/e 4til en la car!a.   olta/e aplicado o #uente de alimentaci&n. Entre ms cerca se encuentre la car!a & receptor de la #uente de alimentaci&n me/or es el rendimiento mientras se encuentre #uncionando. 7i la car!a se encuentra mu, distante de la #uente de alimentaci&n el 1olta/e 4til entre sus terminales disminu,e2 debido al 1olta/e perdido en el conductor. E>presi&n matemtica :

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E/emplo: Desde una #uente de tensi&n de " 1olts 2 se suministra ener!$a el(ctrica a una car!a por medio de conductores +ue tienen una resistencia de 82 Ω . 7i la corriente absorbida por la car!a es de "8 amperes 2determine la tensi&n en bornes de la car!a. Respuesta:

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Nota : Cuando el circuito esta cerrado , circula una corriente electrica el 1alor del 1olta/e perdido se determina de acuerdo a la si!uiente e>presi&n

E/emplo : Calcular la resistencia de un conductor de cobre +ue tiene un lar!o de 88 m 2 , una secci&n de 8238 mm . Respuesta:

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CAPITULO V POTENCIA 9 ENER!IA ELECTRICA

@.# $ POTENCIA ELECTRICA 7e de#ine como una medici&n de la capacidad de traba/o +ue se a desarrollado , +ue se mide en Fatts. ?La potencia es la rapide% con +ue se ace traba/o2 es decir2 la #uer%a el(ctrica2 la tensi&n2 produce un #lu/o de corriente o mo1imiento de electrones libres. Para +ue este mo1imiento ocurra2 debe reali%arse traba/o2 el +ue puede reali%arse con lentitud o rapide%.@ La unidad bsica de potencia el(ctrica es el att FM2 , se simboli%a con la letra P2 , se puede determinar conociendo el 1olta/e , la corriente en el circuito el(ctrico. Esta de#inici&n es 1alida en los circuitos alternos con resistencia pura2 donde el #actor de potencia es la unidad. La #ormula para determinar la potencia en una car!a resisti1a2 esta de#inida de acuerdo al trian!ulo conocido como Le, de Potencia el(ctrica.

La manera de e>presar la Le, de potencia el(ctrica2 es la si!uiente:

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?La potencia el(ctrica consumida por la resistencia +ue #orma parte de un circuito el(ctrico2 es directamente proporcional a la intensidad de corriente  I  +ue pasa por un circuito , directamente proporcional al 1olta/e aplicado  V @.

La e>presi&n matemtica a esta relaci&n 1erbal2 es:

POTENCIA F G VOLTA
Reempla%ando la e>presi&n por su e+ui1alente2 se!4n la Le, de Om2 se tiene:

E/emplo : Calcular la potencia el(ctrica consumida por una resistencia de 88 om en donde la #uente de alimentaci&n es de 0;8 1olts , produce una circulaci&n de corriente de 0.; Amperes.

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@."$ ENER!IA ELECTRICA La potencia , la ener!$a el(ctrica se de#inen en traba/o traba/o el(ctrico2 es decir2 decir2 ener!$a consumida por una potencia durante cierto tiempo. El traba/ traba/o o el(ctr el(ctrico ico se represe representa nta de acuerdo acuerdo a la si!uie si!uiente nte e>presi e>presi&n &n matemtica:

E+er41a  J5r J5r * >J5r G Pote+cia  att att = >iloKatt >iloKatt  H Tie')o 5oras 5oras En esta e>presi&n tenemos: E  Ener!$a consumida F!eneralmente en iloatt-ora P  Potencia el(ctrica t  iempo durante el cual se reali%a el traba/o

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El traba/o o la ener!$a el(ctrica se re!istra o se mide por medio de aparatos de medidas medidas conoci conocidos dos como totali totali%ad %adores ores o medido medidores res de la ener!$a ener!$a el(ctr el(ctrica ica consumida durante el periodo de un mes.

E/emplo : En una instalaci&n de alumbrado an sido colocadas 088 ampolletas de 88 M2 cada una. El tiempo +ue permanecen encendidas es de 8 oras al d$a. Cul es el !asto mensual si el costo del iloatt-ora es de S)0

La ener!$a consumida en el periodo de un mes F38 D$as:

Este 1alor corresponde a la lectura +ue totali%a el medidor de ener!$a instalado en el domicilio particular de +uien re+uiere el ser1icio. El !ast !asto o mens mensua uall es i!ua i!uall a la cant cantid idad ad de - -rr re!i re!ist stra rado do por por la compa<$a electrica2 multiplicado por el costo de cada uno.

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CAPITULO VI INSTRUMENTOS DE MEDIDAS ELECTRICAS .#$ INSTRUMENTOS ELECTRICOS Los instrumentos bsicos para la medici&n pueden ser anlo!os o di!itales , se utili% utili%an an para para medir medir 1olta/ 1olta/e2 e2 corrient corriente2 e2 resiste resistenci ncia a , potenci potencia a en corrien corriente te continua FCC , en corriente alterna FAC. De acuerdo al uso , #orma de traba/o2 pueden ser: • •

De cuadro & panel2 es decir2 montados en paneles & tableros. Porttiles2 es decir2 trasladados al lu!ar de la medici&n.

De acuerdo a la medida +ue ellos 1an a e#ectuar2 pueden ser: • • • •

*edida de corriente *edida de 1olta/e *edida de resistencia *edida de potencia

Amper$metro olt$metro Ommetro Mttmetro

De acuerdo al tipo de corriente +ue 1a a medir2 pueden ser: • • •

Para medida de corriente continua FCC & Direct current FDC. Para medida de corriente alterna FCA & Alternatin! Current FAC. Para la medida de ambas corrientes2 llamados uni1ersales.

."$ %+cio+a'ie+to de los i+str%'e+tos. Página 36 de 74

El #uncionamiento de los instrumentos para medici&n anlo!os o de a!u/a tiene como base dos de los e#ectos de la corriente el(ctrica como son: el e#ecto ma!n(tico , el e#ecto t(rmico. odos los instrumentos son de construcci&n seme/ante2 siendo modi#icaciones del sencillo instrumento bsico llamado Gal1an&metro Drson1al2 +ue se basa en el e#ecto ma!n(tico de una pe+ue
 Amper$metro de tena%as: Página 37 de 74

Consiste bsicamente en un n4cleo de ierro Fabra%aderas con una bobina de1anada alrededor de (l , un medidor de corriente. Las abra%aderas abra%an el conductor con corriente F primario , la corriente en el conductor produce un campo ma!n(tico +ue se induce una tensi&n en la bobina de1anada en la tena%a Fsecundario. La tensi&n inducida da ori!en a una corriente +ue es medida por el medidor de corriente. ambi(n tiene la 1enta/a de medir tensi&n en la l$nea con terminales +ue se conectan e>ternamente acia el punto de medici&n.

9i!ura: Amper$metro de tena%as

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*ultitester anlo!o: ambi(n conocido como multimetro2 es un medidor porttil +ue puede medir di#erentes ma!nitudes el(ctricas2 ,a sea en circuitos de corriente continua o alterna2 se!4n su #abricaci&n. 7u precisi&n , cuidado depende de la manipulaci&n 2a/uste , estado de car!a de las bater$as o pilas +ue ten!a el instrumento.

9i!ura : *ultitester anlo!o

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El amper$metro anlo!o: Es un aparato diseima +ue puede medir. • 7eleccionar de acuerdo a la clase de corriente a medir F CC & CA . • Desener!i%ar , conectar el amper$metro en serie con la resistencia & car!a del circuito el(ctrico. 9i!ura 3: cone>i&n del amper$metro al circuito el(ctrico

El 1olt$metro anlo!o : Es un aparato dise
7eleccionar el 1olt$metro se!4n su ran!o & capacidad m>ima +ue puede medir. 7eleccionar de acuerdo a la clase de 1olta/e a medir F CC & CA . Desener!i%ar , conectar el 1olt$metro en paralelo con la #uente o resistencia del circuito el(ctrico.

9i!ura ": Cone>i&n del 1olt$metro al circuito el(ctrico

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El ommetro anlo!o: Es un aparato disei&n estn identi#icados como COM Fborne para la punta de prueba de color ne!ro K  , POS Fborne para la punta de prueba de color ro/o . Los pasos a se!uir para acer la medici&n de resistencia son:

7eleccionar el ometro , reali%ar respecti1o a/uste de reposo , cero de la a!u/a 2 antes de reali%ar la medida. • Desener!i%ar el circuito antes de reali%ar la medici&n de resistencia •  Aislar la resistencia del resto del circuito. • 7eleccionar ran!o de medida con el selector del instrumento. •

9i!ura ': Cone>i&n del ometro a la resistencia a medir.

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El attmetro anlo!o: Es un aparato dise
• • •

7eleccionar ran!o o calibre del instrumento de acuerdo a la potencia +ue consume la resistencia. 7eleccionar de acuerdo a la clase o tipo de potencia a medir F CC & CA . Desener!i%ar , conectar attmetro. El circuito de corriente en serie con la resistencia o consumo , en paralelo con el circuito de tensi&n.

9i!ura : Cone>i&n del attmetro al circuito el(ctrico.

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CAPITULO VII PREVENCIÓN DE RIES!OS ELECTRICOS .#$ La electricidad 2 s%s ries4os La ener!$a el(ctrica es de amplio uso2 tanto domestico como industrial2 , esta present( en casi toda la acti1idad umana . Este eco se debe a +ue la electricidad puede tras#ormarse en otras #ormas de ener!$a2 tales como lu%2 calor2 mo1imiento2 etc. Este uso tan amplio de la electricidad implica ries!os , obli!a a poner (n#asis en la pre1enci&n de accidentes. ipos de accidentes +ue puede pro1ocar el uso de la electricidad: . Accidentes pro1ocados por la circulaci&n de corriente a tra1(s de cuerpo umano. 0. 7e abla de co+ue el(ctrico cuando una persona entra en contact& con el circuito2 con1irti(ndose en parte del. El contacto el(ctrico puede producirse de las si!uientes #ormas: • • • • • •

cuando la persona entra en contacto con el conductor ener!i%ado Fpolo positi1o en una rea donde no e>iste aislamiento Fcable sin aislamiento. Cuando entra en contacto con partes metlicas2 carca%a de e+uipos2 ma+uinas , e+uipos +ue se encuentren ener!i%ados2 debido a #allas de aislamiento.  Accidentes en la +ue no a, circulaci&n de corriente a tra1(s del cuerpo umano E#ecto del arco el(ctrico2 sea por contacto directo o por radiaci&n uemaduras por pro,ecci&n de materiales #undidos Incendios debido a #allas el(ctrica s.

E#ectos de la corriente el(ctrica en el ser umano: •  As#i>ia por paro respiratorio • 9ibrilaci&n 1entricular • uemaduras internas , e>ternas • En al!unas ocasiones las consecuencias del accidente el(ctrico son !ra1es

producto de las lesiones traumticas2 ori!inadas por ca$das Faccidentes en altura

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."$ E0ectos de la electricidad e+ el c%er)o %'a+o *ili-amperes

E#ecto de la electricidad

8-

=mbral de percepci&n

-5

7orpresa #uerte2 sin perder control muscular 

6-"

Reacci&n 1iolenta2 separndose del e#ecto

'-"8

Parali%aci&n muscular2 #uertes contracciones , di#icultad para respirar 

"-88

Puede causar #ibrilaci&n 1entricular 

8-088

9atal. 7iempre con #ibrilaci&n 1entricular 

08 o mas

9uertes contracciones +ue oprimen el cora%&n e1itando la #ibrilaci&n. Produce +uemaduras , blo+ueo ner1ioso

., $actores 3%e deter'i+a+ el dao e+ el ser %'a+o •

Resiste+cia del i+di8id%o al )aso de la corrie+te el6ctrica: la piel seca del ser umano o#rece resistencia al paso de la corriente el(ctrica. Pero la piel 4meda pierde esta capacidad casi por completo

•

• • •

Tra2ecto de la corrie+te )or el or4a+is'o: la corriente el(ctrica al circular por el cuerpo puede a#ectar &r!anos 1itales F cerebro2 cora%&n2 pulmones2 ri
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./ $ Accide+tes )rod%cidos )or la corrie+te el6ctrica $ Los accidentes ocurren por acciones inse!uras , condiciones inse!uras2 entre las cuales tenemos condiciones inse!uras 2acciones inse!uras.

Co+dicio+es i+se4%ras $ • • • • • • • • • •

=niones de#ectuosas sin aislamiento Encu#es deteriorados E+uipos de#ectuosos 9alta de cone>i&n a tierra Circuitos sobre car!ados =so de instalaciones pro1isorias como de#initi1as Cone>iones #raudulentas Instalaciones el(ctricas no re!lamentarias 9alta de mantenci&n de e+uipos , sistemas el(ctricos 9alta de capacitaci&n sobre ries!os el(ctricos

Accio+es i+se4%ras $ • • • • •

Inter1enir en traba/os el(ctricos sin contar con autori%aci&n2 sin erramientas adecuadas Cometer actos temerarios Re#or%ar #usibles No utili%ar elementos de protecci&n personal Descuido en el uso de e+uipos , sistemas el(ctricos

*edidas !enerales de pre1enci&n : • • • • •

Nor'ali&aci*+ : tanto l dise
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Rescate 2 reco'e+dacio+es: Cuando una persona entra en contacto con la electricidad puede ser pro,ectada o +uedar atrapada2 ante la se!unda situaci&n se debe acer lo si!uiente: • • •

Cortar la ener!$a el(ctrica en #orma inmediata 7i no es posible lo anterior2 producir un corto circuito 7i esto tampoco es posible tratar de ale!ar a la 1$ctima mediante al!4n elemento aislante2 como madera2 !oma2 plstico2 etc.

E0ectos de la electricidad $ En #unci&n de di1ersos #actores2 la electricidad puede producirnos:

U+a co+tracci*+ '%sc%lar$  A!arrotamiento +ue nos puede impedir soltarnos del conductor , morir electrocutado

As0iHia $ 7i la contracci&n es de los m4sculos respiratorios. 7ucede cuando la corriente atra1iesa el t&ra>

i(rilaci*+ 8e+tric%lar $ 7i la corriente atra1iesa el cora%&n2 el ritmo cardiaco se descontrola

Ele'e+tos 3%e deter'i+a+ la )eli4rosidad del co+tacto el6ctrico$

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9lu/o de corriente a tra1(s del cuerpo

iempo de duraci&n del contacto : En la tabla 1emos la relaci&n intensidad tiempo +ue puede causar la muerte

CAPITULO VIII CIRCUITOS ELECTRICOS .#$ Circ%itos e+ corrie+te co+ti+%a Las relaciones +ue establecen la Le, de Om nos permiten conocer c&mo se comporta la electricidad en los circuitos el(ctricos conectados en serie2 paralelo , mi>to. 9i!ura: Circuito en cone>i&n serie:

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Re!las +ue ri!en a los circuitos en cone>i&n serie : •

Cuando dos o mas resistencias tienen tra,ectoria 4nica para el paso de la corriente el(ctrica2 tal como se muestra en la #i!ura2 se dice +ue estn conectadas en serie.

•

La corriente el(ctrica +ue circula por el circuito es la misma en cual+uier  parte de su tra,ectoria.

•

La resistencia del circuito es i!ual a la suma de las resistencias indi1iduales en cada parte del circuito.

•

La suma de las ca$das de 1olta/e a tra1(s de las resistencias debe ser i!ual al 1olta/e aplicado al circuito.

•

La suma de las potencias parciales debe ser i!ual a la total consumida por el circuito +ue alimentamos.

."$ Caracter1sticas del circ%ito serie

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E/emplo: 7e tiene un circuito con dos resistencias conectadas en serie2 R "8 Ω , R0 ;8 Ω.La #uente de alimentaci&n suministra un t  58 1. Calcular la corriente , potencia total del circuito. Respuesta:

De acuerdo al circuito tenemos: Página 50 de 74

9i!ura: Circuito en cone>i&n paralelo:

Re!las +ue ri!en a los circuitos en cone>i&n paralelo : Página 51 de 74

•

Cuando dos o mas resistencias estn conectadas una /unta a la otra2 con sus e>tremos unidos2 tal como se muestra en la #i!ura2 se dice +ue estn conectadas en paralelo.

•

La corriente el(ctrica +ue circula por el circuito ser i!ual a la suma de las corrientes parciales +ue se deri1an 2 por cada rama en paralelo +ue ten!a el circuito.

•

La resistencia total & e+ui1alente del circuito i!ual al reciproco de la suma de las resistencias en paralelo +ue ten!a el circuito.

•

La ca$da de 1olta/e a tra1(s de las resistencias debe ser i!ual al 1olta/e aplicado al circuito.

•

La suma de las potencias parciales debe ser i!ual a la total consumida por el circuito +ue alimentamos.

.,$ Caracter1sticas del circ%ito )aralelo

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E/emplo: 7e tiene un circuito con dos resistencias conectadas en paralelo2 R ;8 Ω , Página 53 de 74

R0 ;8 Ω.La #uente de alimentaci&n suministra un t  '8 1. Calcular la resistencia e+ui1alente , potencia total del circuito.

Respuesta: De acuerdo al circuito tenemos:

O"#$ m%"$d$ em&'ead$ &a#a de"e#mina# 'a #esis"en(ia e)*i+a'en"e de' (i#(*i"$ ,

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De"e#mina(in de 'a &$"en(ia "$"a'  &a#(ia' ($ns*mida &$# e' (i#(*i"$, Página 55 de 74

9i!ura: Circuito en cone>i&n serie-paralelo: Página 56 de 74

Re!las +ue ri!en a los circuitos en cone>i&n serie-paralelo : •

Cuando las resistencias +ue #orman parte de un circuito estn conectadas tal como se muestra en la #i!ura2 se dice +ue la cone>i&n es mi>ta o serie T paralelo.

•

La corriente el(ctrica total +ue circula por el circuito 2 ser i!ual a la suma de las corrientes parciales por cada rama en paralelo +ue ten!a el circuito.

•

Los !rupos de resistencias en cone>i&n serie , paralelo 2 deben reducirse a su #orma mas simple sin alterar su #uncionamiento.

•

Es recomendable traba/ar las resistencias del circuito 2desde el e>tremo mas ale/ado de la #uente.

•

La resistencia total & e+ui1alente del circuito i!ual al reciproco de la suma de las resistencias en paralelo +ue ten!a el circuito2 mas la suma de resistencias +ue se encuentren en serie.

•

La sumatoria de ca$das de 1olta/e producida en cada una de las resistencias del circuito2 debe ser i!ual al 1olta/e aplicado al circuito.

•

La suma de las potencias parciales debe ser i!ual a la total consumida por el circuito +ue alimentamos.

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./$ Caracter1sticas del circ%ito serieK)aralelo

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E/emplo: 7e tiene un circuito con dos resistencias conectadas en serie-paralelo2 R)2" Ω R0 " Ω , R3  " Ω .La #uente de alimentaci&n suministra un t  08 . Calcular la resistencia e+ui1alente , potencia total consumida por el circuito.

Respuesta:

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CAPITULO IX PRINCIPIO DE LA CORRIENTE ALTERNA .#$ Caracter1sticas de la corrie+te alter+a La corriente alterna es !enerada a tra1(s de un proceso llamado I+d%cci*+ 2 +ue consiste en colocar un conductor o espira al interior de un campo ma!n(tico permanente. El mo1imiento rotatorio o 1ariaci&n relati1a de la espira 2 cortando l$neas de #uer%a del campo ma!n(tico 2 es lo +ue produce la inducci&n de la #uer%a electromotri% o tensi&n de corriente alterna. 9i!ura: Generador elemental

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Periodo F   : Es el inter1alo de tiempo +ue dura un ciclo de la onda sinusoide 2 , e+ui1ale a una 1uelta completa de la espira dentro del !enerador. 7e mide en unidades de tiempo2 !eneralmente se!undos. 9recuencia F H%  : Es la rapide% con +ue el conductor o espira corta l$neas de campo ma!n(tico2 es decir 2 mientras mas 1elo% es su mo1imiento de rotaci&n2 la intensidad de corriente oscilar ms rpido. La cantidad de ciclos por se!undos se denomina #recuencia. =n sistema de distribuci&n de ener!$a el(ctrica en el cual se utili%an dos l$neas el(ctricas: =na llamada 9A7E , la otra llamada NE=RO. Cuando se utili%a un !enerador de corriente alterna con una sola espira2 su mo1imiento ori!ina una #uer%a electromotri% alterna mono#sica. La caracter$stica de los circuitos de corriente alterna mono#sicos son principalmente una tensi&n entre #ase , neutro de 008  a una #recuencia de "8 H%. Los circuitos mono#sicos son los +ue normalmente se utili%an para alimentar las instalaciones domiciliarias de alumbrado 2 cale#acci&n , #uer%a motri%. Para apro1ecar me/or las caracter$sticas de la corriente alterna2 se utili%an !eneradores +ue poseen tres espiras o bobinas. Las espiras se mue1en en el interior del campo ma!n(tico producido por un n4mero determinado de pares de polos.  A estas bobinas se les llama #ases del !enerador , 2 consecuentemente 2 ori!inan una #uer%a electromotri% alterna +ue se denomina tri#sica. La relaci&n entre las ondas sinusoidales de cada bobina 2 se!4n su disposici&n !eom(trica 2corresponde a 08U una con respecto a la otra. La tensi&n !enerada se e>trae separadamente de cada una de las bobinas2 es decir2 seis conductores en total . 7in embar!o2 se unen tres #ases entre s$ , se conectan tres conductores a ellas. La cone>i&n con tres conductores o l$neas se puede reali%ar de dos #ormas: • •

Cone>i&n en trian!ulo Cone>i&n en estrella

El sistema de distribuci&n tri#sico tiene tres #ases : • • •

9ase R 9ase 7 9ase 

Este sistema suministra una tensi&n tri#sica : • • •

3 > 8  3 > 008  3 > 358 

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Circuito inducti1o puro : En los circuitos de corriente alterna la corriente si!ue una 1ariaci&n sinusoidal +ue dar ori!en a un campo ma!n(tico de i!ual caracter$stica. As$ 2 cuando una bobina es recorrida por una corriente alterna el #en&meno de autoinducci&n se mani#iesta mientras e>ista la 1ariaci&n. 7on circuitos inducti1os todos a+uellos en +ue se produce el #en&meno de autoinducci&n 2 como es el caso de a+uellos conductores enrollados en #orma de bobinas F L  Henrio. 7on e/emplos de consumos inducti1os  los motores 2trans#ormadores 2 Ballat 2etc. En una bobina el campo ma!n(tico 1aria se!4n la intensidad de la corriente2 +ue es la +ue pro1oca una 9em. de autoinducci&n2 cu,o e#ecto se conoce como inductancia. En este circuito el 1olta/e adelanta a la corriente en un An!ulo de 68U. 9ormulas:

XL G ,  0 L V G XL H I D$nde , /  ea("an(ia Ind*("i+a Ω   Ind*("an(ia en en#i$      #e(*en(ia en e#9 9

E/emplo: 7e tiene una bobina cu,o coe#iciente de autoinducci&n es de ;8mH , es recorrida por una corriente de 'A , "8 H%. Determinar el 1olta/e aplicado a dico circuito. Circuito inducti1o puro F R8

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7oluci&n :

XL G , 0 L XL G ,  H @# H #.#; 5 XL G ",.@ Vt  re0ere+cia

V G XL X I V G ",.@ X  V G @./8 It  e+ atraso e+ #Q Des0ase 8ectorial e+tre la corrie+te 2 8olta:e

Circuito capaciti1o : 7on dispositi1os +ue tienen la caracter$stica de poder almacenar car!a el(ctrica en sus placas. Lo ms importante de la capacidad en los circuitos de AC 2 es producir un adelanto de la corriente respecto del 1olta/e en un an!ulo de 68U. 9ormulas:

D$nde , /:  ea("an(ia :a&a(i"i+a Ω :  Ind*("an(ia en a#adi$    #e(*en(ia en e#9 9

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E/emplo: 7e tiene un circuito cu,a capacidad es de ;8 µ# 2 recorrida por una intensidad de corriente de 'A a "8 H% .Determinar el 1olta/e aplicado del presente circuito. Circuito capaciti1o puro FR8

7oluci&n:

It  e+ adela+to e+ #Q

Vt  re0ere+cia Des0ase 8ectorial e+tre la corrie+te 2 8olta:e

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  L > I  L  

I 

CAPITULO X CANALI?ACIONES EN INSTALACIONES ELECTRICAS "#$ Ca+ali&acio+es el6ctricas El sistema de canali%aci&n +ue se decide utili%ar depende del tipo de construcci&n2 las dimensiones necesarias2 el ambiente , el uso +ue se le dar al inmueble2 ,a sea abitacional 2 comercial o industrial. Concepto de canali%aci&n el(ctrica : Es a+uella #ormada por conductores el(ctricos ,2 accesorios +ue ase!uran su #i/aci&n , protecci&n mecnica. ipos de canali%aciones el(ctricas :

Ca+ali&aci*+ so(re)%esta : Es toda a+uella instalaci&n +ue se #i/a directamente sobre muros 2 tabi+ues o cielo de una propiedad 2 mediante un sistema de abra%aderas.

Ca+ali&aci*+ e'(%tida : Corresponde a la canali%aci&n colocada en per#oraciones o calados en muros2 losas o tabi+ues de una construcci&n , +ue son recubiertas por  las terminaciones o enlucidos de estos.

Ca+ali&aci*+ )reKe'(%tida: Es la canali%aci&n +ue se instala en #orma paralela con el a1ance estructural de una edi#icaci&n2 /unto con las en#ierraduras de las losas 2pilares 2 muros 2 1i!as2 tabi+ues2 etc. En todo sistema de canali%aci&n2 la norma NCH Elec.. ;J5; autori%a la utili%aci&n de ductos metlico , ductos plsticos Fr$!idos o #le>ibles. Las canali%aciones el(ctricas deben e/ecutarse de modo +ue en cual+uier  momento se pueda medir su aislamiento2 locali%ar posibles #allas o reempla%ar  conductores2 en caso de ser necesario.

"#."$ Ca+ali&aci*+ a e')lear e+ %+a i+stalaci*+ el6ctrica .- *etlica • •

Ca
0.- R$!idos o #le>ibles • Cloruro de poli1inilo FPC • Polietileno de alta densidad F Corru!ado •  Asbesto - cemento Página 66 de 74

 Alambrado de circuitos Este proceso consiste en introducir los conductores en la tuber$a dentro del cual +uedarn alo/ados 2 con a,uda de un alambre de acero llamado com4nmente ? Lauca@ Re1isi&n de circuitos En la re1isi&n de circuitos se debe 1eri#icar el dimetro , lle!ada a las ca/as de los ductos2 dimensionamiento de las l$neas 2 es decir 2 re1isar la secci&n de los conductores2 inspeccionar la continuidad de l$neas2 estado de los conductores2 uni&n , aislamiento de las cone>iones2 c&di!o de colores2 etc.

"#.,$ Di'e+sio+a'ie+to de d%ctos Los tipos de ductos +ue emos mencionado tienen como ob/eti1o principal canali%ar  , brindar protecci&n mecnica a los conductores el(ctricos. Dentro de las e>i!encias establecidas por la re!lamentaci&n de la superintendencia de electricidad , combustible F7EC2 se encuentra su dimensionamiento de acuerdo a la cantidad de conductores el(ctricos +ue debern contener. Este dimensionamiento determina el tipo de aislamiento2 dimensiones , porcenta/e del interior del ducto +ue puede ser ocupado por los conductores.

Porce+ta:e 'áHi'o de secci*+ tra+s8ersal de la t%(er1a oc%)ado )or los co+d%ctores N%'ero de co+d%ctores Porce+ta:e oc%)ado

" @#

, /"

/ * 'ás /@

Ca+tidad 'áHi'a de co+d%ctores e+ t%(os de )ared 4r%esa 4al8a+i&ados caer1as 2 t%(er1as +o 'etálicas. ipo de ducto Dimetro Nominal 7ecci&n nominal NXA T  mm0

" "=@ ,=@ ;

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   ; /

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c.4 t.).)= t.).r 2 c.4

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K K /# ,

K K K /

K K K K

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Conductores el(ctricos de alumbrado

Co+d%ctor 

Te')erat%ra de ser8icio

Te+si*+ 'áH. de ser8icio

NXA

)8UC

888 F

N7XA

)8UC

888 F

PI

)8UC

'88 F

CALECO

)8UC

358 F

CONCENRICO

)8UC

'88 F

Ti)o de aisla'ie+to

Caracter1sticas

Conductor con *onoconductor de cubierta de PC uso !eneral en F resistente a instalaciones de a!entes +u$micos alumbrado FAmbientes , al secos en1e/ecimiento *onoconductor de Conductor con uso !eneral en cubierta especial recintos 4medos , a de PC.Fsimilar al la intemperie sobre NXA aisladores Conductor con *onoconductor  aislamiento de especialmente polietileno utili%ado a la Fresistente a los intemperie en ra,os solares , ser1icios a(reos umedad Cable plano *ulticonductor para multiconductor  uso donde no es con aislamiento , necesario canali%aci&n cubierta de PC. Conductor  conc(ntrico con Cable multiconductor  aislamiento de de uso en ser1icios PC ne!ro , a(reos como cubierta de empalmes de ba/a polietileno ne!ro tensi&n resistente a la intemperie.

"#./$ Di'e+sio+a'ie+to de co+d%ctores el6ctricos Para dimensionar adecuadamente una l$nea el(ctrica +ue deber transportar cierta intensidad de corriente2 debemos considerar lo si!uiente: .- u( se redu%can al m$nimo las perdidas de ener!$a. 0.- u( en condiciones normales de #uncionamiento la temperatura de los conductores no e>ceda los 1alores de ser1icio para los +ue an sido dise
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Primero : clculo de la ca$da de 1olta/e F 1er en contenido anterior 

7e establece como norma2 para disminuir las perdidas de ener!$a en l$neas de alimentaci&n , distribuci&n el(ctrica. Para alimentadores una m>ima ca$da de 1olta/e de 3Y , en deri1aciones o distribuci&n acia la car!a una ca$da de 1olta/e de un 0Y . En alimentadores mono#sicos se debe considerar el conductor de ida , 1uelta

7e!undo : Clculo de la potencia perdida

ercero : Clculo de la secci&n del conductor 

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E/emplo  : Calcular la resistencia de un conductor de cobre de 2" mm02 cu,a lon!itud es de )8 m Fida , 1uelta. 7oluci&n :

E/emplo 0 : La secci&n de un alimentador mono#sico de 008  2 de ;8 m de lon!itud Fida , 1uelta2 , +ue debe transportar una corriente de " A 2 ser: 7oluci&n:

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"".@$ Nor'ali&aci*+ de l1+eas de distri(%ci*+ C&di!o de colores para conductores en l$neas mono#sica : • • •

Ne%tro : blanco Tierra de )rotecci*+ : 1erde & 1erde amarillo ase : cual+uier color menos el blanco , 1erde & 1erde amarillo.

C&di!o colores para conductores en l$neas en tri#sicos : • • • • •

ase " : a%ul ase , : ne!ro ase / : ro/o Ne%tro : blanco Tierra de )rotecci*+ : 1erde & 1erde amarillo

=nidades de medidas , e+ui1alencias: Potencia Absorbida mono#sica : Potencia Absorbida tri#sica

:

P G V H I H cos  P G "./, H V H I H cos

H

F

E+ui1alencias en potencia :

" 5P G ;  " CV G / 

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E/emplos de aplicaci&n : E/emplo : =n motor tri#sico de 00 M2 008 J 358  2 tiene un rendimiento de 62)Y , un #actor de potencia de 8.56. Calcular : a.- Corriente de l$nea si se conecta en directo a una red tri#sica de 008  2 "8 H%. b.- Idem 2 si la red es de 358  2 "8 H%. 7oluci&n : a.- 7e conecta directamente en cone>i&n trin!ulo.

b.- En este caso se conecta directamente en cone>i&n estrella.

9ormula !eneral para determinar la corriente el(ctrica a consumir :

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"".$ Pro(le'as co'%+es e+ las 'á3%i+as rotatorias Problemas mecnicos en los motores el(ctricos : • • •

Co/inetes Fcumaceras des!astadas apas mal montadas Co/inetes Fcumaceras e>cesi1amente apretadas.

Problemas el(ctricos en los motores : • • • •

E#ectos de desbalance de 1olta/e E#ectos de operaci&n en una #ase E#ectos de sobrecar!a E#ectos ambientales , de mantenimiento.

9allas o a1er$as ms #recuentes en los motores tri#sicos , mono#sicos de inducci&n: • • • • • • • • • • • • • • • •

9usibles +uemados Cumaceras o co/inetes des!atados Interrupci&n de al!una #ase 7obrecar!a 9ases in1ertidas Corto circuito Cone>iones internas err&neas Contacto a tierra de los de1anados Co/inetes e>cesi1amente apretados apas mal montadas E/e torcido Barras del rotor #lo/as Condensador de#ectuoso Interrupci&n del de1anado de arran+ue Interrupci&n en el de1anado de traba/o Centri#u!o no cierra

“Se recomienda seguir un procedimiento básico para localizar la causa de la falla en el motor”

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