Proyecto Electrico en Baja Tension

CENTRO EDUCATIVO SALESIANOS TALCA SEDE SUR: 2 SUR 1147 – FONOS (71 615416 - FAX (71) (71) 615411 SEDE NORTE: 11 ORIENTE 1751 – FONO (71) 615454 – FAX (71) 615411 TALCA – VII REGIÓN

MODULO - E4

“PROYECTOS ELÉCTRICOS EN BAJA TENSIÓN” TIEMPO SUGERIDO: Total : 160 horas. Semanal : 4 horas

CURSO PROFESOR ALUMNO RUN

:TERCER AÑO C : Juan Gabriel S. Castro Guerrero.

Especialidad

: Electricidad

Nº

-

TALCA 2009

INTRODUCCION

Este módulo está asociado a las áreas de competencia “Realizar proyectos eléctricos en baja tensión”. Es de carácter obligatorio y para su desarrollo requiere 160 horas. En el presente módulo, el estudiante: • • • • •

Adquiere habilidades para la representación de esquemas esquemas de instalaciones eléctricas. Conoce las normas de la Superintendencia Superinten dencia de Electricidad Electric idad y Combustibles. Analiza y cuantifica potencias a utilizar utilizar en instalaciones instalaciones eléctricas. eléctricas. Aplica los principios principios de la electricidad electricidad al cálculo y dimensionam dimensionamiento iento de los los materiales y componentes que intervienen en una instalación eléctrica. Aplica conocimientos sobre electricidad y normas en el levantamiento y documentación documentación de proyectos.

El presente módulo se desarrolla con actividades eminentemente prácticas que permiten contextualizar aprendizajes teóricos de la electricidad y normas cuyo fundamento es la seguridad de las personas y la explotación económicamente conveniente de una instalación. Inicialmente las actividades deben estar encaminadas a crear en el alumno un estilo de trabajo ordenado y sistemático que parte en la práctica y dominio de habilidades básicas de dibujo técnico, pasando por la recolección de información, sistematización de esta y vaciado en una matriz de proyecto regulada y normalizada por una institución publica. Parece importante que los proyectos puedan ser implementados en aplicaciones prácticas en la unidad educativa o su entorno cercano. Plantea como requisitos previos el conocimiento teórico y practico de las instalaciones eléctricas básicas, los principios fundamentales de la electricidad y los aspectos tecnológicos de los materiales y componentes que intervienen en estas instalaciones a los que debe sumarse habilidades habilidades de la operatoria matemática matemática con números reales y principios algebraicos algebraicos como el desarrollo y planteamiento de ecuaciones de primer grado. El presente módulo al asumir los elementos relacionados con representación gráfica requiere contar con habilidades derivadas derivadas del conocimiento de la geometría descriptiva. descriptiva. Respecto a la relación con otros sectores de la formación general el módulo presenta la oportunidad de reforzar y complementar en un contexto de aplicación a los siguientes: • • •

Matemática Matemátic a (operaciones con números reales, desarrollo y planteamiento de ecuaciones de primer grado, razones y proporciones) Física Fís ica (electricidad en régimen continuo y alterno, concepto de luz o energía luminosa) Lenguaje y Comunicación en la lectura comprensiva de normas y reglamentos, además de la redacción de documentos para usuarios o autoridades pertinentes. 2

INTRODUCCION

Este módulo está asociado a las áreas de competencia “Realizar proyectos eléctricos en baja tensión”. Es de carácter obligatorio y para su desarrollo requiere 160 horas. En el presente módulo, el estudiante: • • • • •

Adquiere habilidades para la representación de esquemas esquemas de instalaciones eléctricas. Conoce las normas de la Superintendencia Superinten dencia de Electricidad Electric idad y Combustibles. Analiza y cuantifica potencias a utilizar utilizar en instalaciones instalaciones eléctricas. eléctricas. Aplica los principios principios de la electricidad electricidad al cálculo y dimensionam dimensionamiento iento de los los materiales y componentes que intervienen en una instalación eléctrica. Aplica conocimientos sobre electricidad y normas en el levantamiento y documentación documentación de proyectos.

El presente módulo se desarrolla con actividades eminentemente prácticas que permiten contextualizar aprendizajes teóricos de la electricidad y normas cuyo fundamento es la seguridad de las personas y la explotación económicamente conveniente de una instalación. Inicialmente las actividades deben estar encaminadas a crear en el alumno un estilo de trabajo ordenado y sistemático que parte en la práctica y dominio de habilidades básicas de dibujo técnico, pasando por la recolección de información, sistematización de esta y vaciado en una matriz de proyecto regulada y normalizada por una institución publica. Parece importante que los proyectos puedan ser implementados en aplicaciones prácticas en la unidad educativa o su entorno cercano. Plantea como requisitos previos el conocimiento teórico y practico de las instalaciones eléctricas básicas, los principios fundamentales de la electricidad y los aspectos tecnológicos de los materiales y componentes que intervienen en estas instalaciones a los que debe sumarse habilidades habilidades de la operatoria matemática matemática con números reales y principios algebraicos algebraicos como el desarrollo y planteamiento de ecuaciones de primer grado. El presente módulo al asumir los elementos relacionados con representación gráfica requiere contar con habilidades derivadas derivadas del conocimiento de la geometría descriptiva. descriptiva. Respecto a la relación con otros sectores de la formación general el módulo presenta la oportunidad de reforzar y complementar en un contexto de aplicación a los siguientes: • • •

Matemática Matemátic a (operaciones con números reales, desarrollo y planteamiento de ecuaciones de primer grado, razones y proporciones) Física Fís ica (electricidad en régimen continuo y alterno, concepto de luz o energía luminosa) Lenguaje y Comunicación en la lectura comprensiva de normas y reglamentos, además de la redacción de documentos para usuarios o autoridades pertinentes. 2

El objetivo principal de este módulo es el de crear en el alumno un estilo de trabajo ordenado y sistemático que parte en la práctica y dominio de habilidades básicas de dibujo técnico, pasando por la recolección de información, sistematización de esta y vaciado en una matriz de proyecto regulada y normalizada por una institución publica. En este módulo los alumnos deben desarrollar la capacidad y habilidad de diseñar circuitos de alumbrado en un contexto de ejercicios relacionados con la realidad. Para esto se recomienda entregar datos o requerimientos respecto de situaciones concretas que sean verificables por  el alumno en terreno, por ejemplo en casas habitación construidas y que ya cuente con una instalación que debe ser mejorada o habilitada, dependencias del propio establecimiento educacional que se encuentren en construcción o remodelación, locales comerciales o talleres del entorno. La principal característica el trabajo a desarrollar en este modulo esta relacionada con la capacidad de proponer a eventuales clientes diferentes alternativas para la solución de un problema planteado lo que supone un conocimiento importante de tecnología de actualidad por lo que se recomienda que los alumnos revisen en terreno instalaciones ejecutadas a partir  de proyectos que puedan ser analizados y discutidos por ellos. Debe considerarse para el trabajo relacionado con la elaboración de planos y memorias explicativas el uso de herramientas informáticas con software de diseño asistido por  computador y procesadores de textos.

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INDICE DE CONTENIDOS CONTENIDO

Técnicas de representación • RESEÑA HISTPORICA DEL DIBUJO • Simbología página nº 204 a 206 de la norma eléctrica • Esquemas unilineales • Planos arquitectónicos

PAGINA 6 ---

Normas eléctricas para instalaciones interiores en baja tensión •  conceptos • Medidas de protecciones contra tensiones peligrosas • Disposiciones sobre instalaciones de alumbrado • Diseño de circuitos Instalaciones de alumbrado • Alumbrado de viviendas NORMA ELÉCTRICA Página Nº 112 • Alumbrado de locales comerciales • Alumbrado de locales asistenciales y educacionales • Técnicas básicas de iluminación Instalaciones de fuerza • Conceptos generales y exigencias. • Disposiciones sobre instalaciones de fuerza • Diseño de circuitos Elaboración y presentación de proyectos • Disposiciones generales •  Planos •  Memorias.

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MATERIALES NECESARIOS PARA EL MODULO MATERIALES

FECHA REQUERIMIENTO

⇒  Guardapolvo Blanco. ⇒ Cuaderno de 60 Hojas cuadriculado. ⇒  Lápiz grafito. ⇒ Carpeta para ordenar documentos ⇒ Lápiz de Pasta, rojo y azul. ⇒ Goma de calidad. ⇒  Calculadora. ⇒ Regla de 20 cm. ⇒ Hojas de oficio. ⇒ Elementos de aseo personal. ⇒  Material bibliográfico

BIBLIOGRAFÍA Y SITIOS VIRTUALES NECESARIOS PARA EL MODULO SITIO

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1.- APRENDIZAJE ESPERADO (1/3) ANALIZA Y CUANTIFICA LA POTENCIA POR INSTALAR EN UN RECINTO CONSIDERANDO LAS CONDICIONES ARQUITECTONICAS, ELÉCTRICAS, REQUERIMIENTOS DE LOS USUARIOS Y LAS NORMAS DE LA SUPERIENTENDENCIA DE ELECTRICIDAD Y COMBUSTIBLES. FECHA DE INICIO TERMINO TOTAL HORAS 70 CRITERIO DE EVALUACIÓN: • 1. Representa gráficamente circuitos básicos de alumbrado y combinaciones. 2. Representa gráficamente plantas arquitectónicas básicas. 3. Interpreta las representaciones arquitectónicas y/o requerimientos de usuarios y los utiliza como información para el diseño de los circuitos respectivos. 4. Aplica a representaciones arquitectónicas los respectivos circuitos de alumbrado 5. Analiza menta diagnósticos de funcionamiento.

RESEÑA HISTORICA DEL DIBUJO Objetivo Comprender la necesidad de La REPRESENTACIÓN de componentes. Identificación de los objetos por medio del dibujo. Dominar los recursos especiales que se emplean en representaciones esquemáticas. Identificar los orígenes del dibujo. Guión Primeros trazos Diferentes utilizaciones Puntos importantes Dependencia del dibujo. Transmisión de conocimientos. INTRODUCCIÓN Ya desde los primeros tiempos, el hombre ha trazado dibujos para mostrar a otros lo que tenía en su pensamiento. A veces los primitivos constructores hicieron rudimentarios esquemas sobre tablillas de arcilla, algunas de las cuales sean conservados hasta nuestros días. Es muy probable que también dibujaran planos detallados de sus edificios sobre pergaminos o papiros, pero no se ha encontrado fragmento de tales dibujos. Los antiguos albañiles egipcios trazaban los planos de las pirámides y otros monumentos sobre papiro, tablas de arcilla y algunas veces sobre madera. Debieron usar grandes escuadras de 2.5 y 3m, para trazar sus rectas sobre el terreno en las pirámides hiladas de los enormes bloques de piedra. Los marinos de la antigua Grecia y de Roma hacían rudimentarios planos del mundo que ellos conocían. Seguramente, los romanos fueron los mejores dibujantes técnicos de la antigüedad, para sus edificios, acueductos y fortificaciones. Durante siglos el hombre se enfrento con el problema de dibujar objetos tridimensionales sobre superficies planas. Se presentaba la dificultad de demostrar claramente su longitud su anchura y su altura en dibujos de dos dimensiones. Los avances fueron lentos hasta que Leonardo Da Vinci, el genio italiano del siglo XV (1452-1519), hizo el estudio sobre dibujo y pintura. Sus esquemas eran 6

fáciles de comprender y durante varios años enseño a otros sus métodos. Después de su muerte, otros europeos continuaron sus estudios. Gradualmente se fueron encontrando formas de conseguir  dibujos más concretos

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UTILES DE DIBUJO

Objetivos Conocer los útiles de dibujo. Identificación las características de los útiles de dibujo. Conocimientos de las diversas formas de expresión gráfica, utilizadas en el mundo del trabajo técnico. Inculcar la importancia que la precisión y exactitud tienen en la presentación gráfica. Conocimiento teórico y práctico de los instrumentos y accesorios más comúnmente empleados en las prácticas del dibujo técnico Generalidades. El delineante no debe con conocer e imaginar; es preciso que, además, ofrezca un resultado gráfico satisfactorio. y, puesto que este resultado ha de ser gráfico, se compondrá naturalmente, de trazos y signos pero como quiera que la técnica exige precisión y exactitud para realizar los objetos que se presentan en los planos, resulta que el delineante se ha de empeñar, desde sus primeros momentos, en adquirir el hábito de la precisión y la exactitud en:

ü El manejo de los útiles, de una calidad acreditada, que se ha de reflejar en trazos correctos y limpios.

ü La aplicación cuidadosa y correcta de las diversas construcciones geométricas. ü Determinar las medidas establecidas o fijadas. ü Con objeto de que el alumno conozca y emplee correctamente los principales útiles de dibujo, se describe a continuación cada uno de ellos

Guión Papel

Lápiz

Goma

Tinta

Puntos importantes Trazados a mano alzada y con elementos de dibujo. INTRODUCCIÓN Los útiles de dibujo que se emplean para realizar un dibujo podemos clasificarlos en dos grupos: los necesarios y los convenientes. Los primeros son imprescindibles para realizar el trabajo; los segundos facilitan considerablemente la labor ahorrado tiempo y energías. Como útiles más necesarios, podemos enumerar: Papel Lápiz Goma Tinta Reglas Juego de escuadras Transportador de ángulos Compás, tiralíneas accesorios Plumas para rotulación con mango o palillero

y

sus

Como convenientes, enumeramos: Plantillas de curvas Plantillas de rotular  Plantillas especiales: de elipses; de signos de mecanizado, para arcos, etc. Rápido graff Tablero de dibujo Regla T Tecnígrafo Etc. Papel. 8

El papel es una hoja delgada que contiene porcentajes variables de celulosa obtenida de diversas materias (trapos, madera, esparto, etc.) las cuales se han triturado, blanqueado y desleído en agua y que, después, mediante procedimientos apropiados, de han endurecido y secado. La clasificación general del papel es: alisado, satinado y cartulina. Alisado es el papel con la superficie áspera, satinado es el alisado que se ha prensado y brillantado mediante la acción potentisima de cilindros adecuados. La cartulina, en realidad, no es más que papel muy grueso, fabricado con las mismas pastas pero difiriendo en algunos detalles el proceso de fabricación. El papel de dibujo por sus exigencias especiales, se hace, ordinariamente, con pastas de trapos seleccionados con un porcentaje elevado de celulosa obtenida de vegetales; su procedimiento de fabricación puede ser manual pero hoy día suele fabricarse a máquina imitando sus características. Las principales son: las barbas que se presenta en los bordes y la filigrana transparente. Para distinguir el papel fabricado a mano del fabricado a máquina basta mojar un trozo de forma circular: el fabricado a mano se barquilla en torno al centro a modo de vasija y en fabricado a máquina se curva en forma de rollo. El papel de dibujo se suministra en rollos o piegosa cortados a distintos tamaños normalizados y de distinto grosor, según el gramaje, o sea, el peso en gramo por metro cuadrado. Su superficie puede ser  rugosa o mate o ligeramente satinada el primero se emplea solo para dibujar a lápiz y el segundo para dibujar a tinta. Todo papel para escribir o dibujar es necesario que tenga cola, pues esta impide que el papel absorba y extienda la tinta. Según su uso especifico, podemos clasificar el papel de dibujo en: Papel blanco opaco de uso general. Papel pergamino vegetal o papel vegetal, cuya transparencia, impermeabilidad y dureza se obtienen sometiendo el papel fabricado con algodón o celulosa especiales a un baño de ácido sulfúrico. Este papel se emplea, principalmente, para calcar planos o dibujos y reproducirlos mediante papel heliográfico, sensible ala luz. Papel tela transparente, del mismo uso que el anterior, pero de mayor resistencia, indicado para planos que deben manejarse con frecuencia. Papel milimétrado, que puede ser opaco o transparente. Se llama así porque se le han impreso unas cuadriculas en milímetros, y se emplea, principalmente, para representación de gráficos. El papel para dibujo debe reunir las siguientes cualidades:

ü Grueso, rígido y de superficie uniforme ü Inalterable y resistente a la luz y a la humedad ü Blanco o ligeramente coloreado ü Que permita el fácil trazado a lápiz, o a lápiz y tinta, según se desee ü Que no deje huella después de borrar  ü Que no se corte al doblar  El papel se fijará al tablero de dibujo con cinta adhesiva, no con chinchetas que deterioren el tablero. Lápiz. Generalmente, los dibujos se hacen a lápiz sin necesidad de pasarlos a tinta, debido a que su ejecución es más rápida y su precisión y claridad suficientes para las exigencias de la Industria. Por  este motivo, es necesario conocer las diversas durezas del lápiz para aplicarlo adecuadamente y obtener, en cada caso, el máximo rendimiento. 9

Está formado por la mina del grafito y caolín sometida a unas manipulaciones y tratamientos adecuados, tiene una dureza determinada y distinta según el trabajo que debe realizar. Para el croquis se empleará una mina blanda, para el dibujo a lápiz, sobre papel blanco, se empleará una mina más dura y de mayor dureza aún al dibujar sobre papel vegetal. La envoltura ha de ser de madera blanda y Homogénea y de sección hexagonal o redonda, siendo preferible la primera para evitar que el lápiz ruede con facilidad por el tablero. Forma y composición. El lápiz puede ser sección redonda o hexagonal. Para dibujar se prefiere el de sección hexagonal: así se evita que se ruede con facilidad sobre el tablero y resulta fácil girarlo durante el trazado, con lo que se logra que no se desgaste por una sola parte. La madera del lápiz ha de ser blanda y homogénea, para sacarle punta sin dificultad. Es de gran utilidad el empleo de portaminas, en los que la mina se sujeta con una pinza; este sistema ayuda a tener el lápiz siempre en condiciones correctas para dibujar, por ser más cómodo su afilado. Grado de dureza de las minas y equivalencia de las designaciones más usadas: Véase el esquema adjunto en el que se designa, por medio de letras y números, el grado de dureza de las minas y la aplicación de cada una de ellas. -

Extra blando 7 B 6B 5B Blando

4 B (1.- Para croquis) 3B 2 B (2.- Para croquis) B HB

Duro

F (3.- Para dibujo a lápiz) H (3.- Para dibujo a lápiz) 2 H (4 Para dibujo a lápiz) 3H

Extra duro

4 H (5 Para vegetal) 5 H (6 Para vegetal) 6H 7H 8H 9H

Cualquiera que sea la dureza de la mina empleada, el afilado ha de hacerse de tal forma que permita obtener una línea fina y de trazado uniforme. La posición correcta del lápiz para el trazado de la línea es la que indican las figuras teniendo en cuenta, que al desplazarse a lo largo de la regla, debe girar sobre su eje a fin de que el desgaste se efectúe uniformemente y quede siempre la punta fina. Goma de borrar. Se emplea para hacer desaparecer las señales o trazos incorrectos dejados por el lápiz y debe ser  blanda, flexible y de color claro; se aplicará con suavidad y despacio. Se empleará una goma tanto más dura, como más duro se el lápiz empleado. 10

Para borrar tinta se emplea gomas especiales, formadas por una goma dura a la que se ha incorporado con un abrasivo (arenilla en granos finísimos) que quitan una capa muy fina de papel y con ella el trazo de tinta; también se emplean raspadores, pinceles de pelo de vidrio y hojas de afeitar. No es aconsejable después de borrar un trazo a tinta, hacer pasar otro trazo sobre la zona borrada, sin antes haberla preparado con un lápiz blando o con la uña. Tinta. Se llama tinta china, y se emplea generalmente la de color negro; estas tintas son profundamente intensas, fluidas y sin grasas. Durante su uso se ha de procurar que esté el menor tiempo posible expuesta al aire, para evitar que pierda fluidez; esto se puede corregir añadiendo una cantidad conveniente de agua tibia o caliente. Los envases más normalmente empleados son los de las adjuntas figuras. Los de uso más cómodo son el depósito en forma de tubo y el frasco con tapón de cuentagotas. También se emplean las tintas chinas de distintos colores en casos especiales, como en planos de tuberías para señalización de su contenido. Reglas. Se construyen de madera o de plásticos; las de madera suelen tener uno o más cantos metálicos incrustados para dar más resistencia a la arista y así mantenerla en mejores condiciones; su longitud oscila entre 40 y 100 cm. Y la grabación está hecha en milímetros. Se emplea para trazar o medir segmentos rectilíneos. Puede tener un rebajo para que, al pasar con el tiralíneas las rectas a tinta, no se introduzca ésta debajo de la regla. Entre las reglas especiales tenemos el doble decímetro y el escalímetro: Doble decímetro: Es una regla biselada a ambos lados y una perilla ruleteada. Tiene graduaciones en milímetros en un bisel y a medios milímetros en el otro con objeto de conseguir mayor precisión al tomar o determinar medidas. Escalimetro: Por lo general es de forma prismática rectangular obteniendo en cada lado dos escalas lo que significa que se puede trabajar a seis escalas distintas. pueden ser construidas de madera o marfil. Juego de escuadras: consta de dos piezas llamadas escuadras y cartabón. El cartabón es un triángulo rectángulo isósceles, y la escuadra un triángulo rectángulo cuyo dos ángulos no rectos son de 30 y 60º. Se fabrican de madera o, más comúnmente, de plástico y de dimensiones muy variadas, debiendo ser  la hipotenusa del cartabón igual al cateto mayor de la escuadra. La comprobación se efectúa apoyando un cateto al cartabón (o el cateto menor de la escuadra) sobre el canto de la regla; siguiendo la dirección del otro cateto se traza una recta sobre el papel; permaneciendo la regla fija, se cambia la posición del cartabón (o de la escuadra) mediante un giro alrededor del cateto empleado para trazar la recta, y haciendo que apoye el mismo cateto sobre la recta, se traza otra recta sobre la trazada anteriormente; si coinciden la recta en una sola, o son paralelas están las escuadras correctas; en caso contrario hay que corregir el error.

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NORMALIZACIÓN Objetivo Comprender la necesidad de una normalización Identificación de las representaciones esquemáticas por el modo de sus conexiones. Dominar los recursos especiales que se emplean en representaciones esquemáticas. Identificar los dispositivos por su simbología y de acuerdo con la norma UNE.

INTRODUCCIÓN Como ha sucedido en otras ramas industriales - mecánicas, químicas, minería, industria textil, etc., la extensión práctica de la tecnología eléctrica ha obligado a la unificación de criterios para la fabricación de los productos, transporte, reparación y recambio, ensayo de garantía y cualquier detalle que ayude a la mejor utilización y representación de los productos en general.

Normalización Es fácil justificar la carestía de algunos productos si se piensa en su proceso de fabricación. Se puede igualmente suponer que el precio de estos productos sería muy elevado de no fabricarse mediante procedimientos estandarizados y aun tropezaría con otro inconveniente, posiblemente mayor, que es el no poder conseguir otro elemento igual al anterior y, como consecuencia, la imposibilidad de recambiar  una pieza desajustada o estropeada por otra idéntica. Desde el punto de vista de la economía, de la perfección y hasta de la satisfacción de los compradores, conviene la simplificación, que consiste en limitar, a uno o a pocos, los tipos o modelos de los productos fabricados. La tipificación, Normalización o Estandarización Industrial consiste en la unificación general de los medios de producción, métodos y materiales. De esta labor de normalización se encargan organismos técnicos especializados en las diversas materias. Ellos adoptan las soluciones que mejor responden a la perfección, la técnica, la sencillez y la practicidad. Hojas de Norma Las soluciones de esos organismos de normalización se publican en hojas a propósito llamadas hojas de normas. Fabricantes y proyectistas deben atenerse a tales disposiciones, salvo cuando especiales razones se lo impidan. Aplicación de las normas Las normas tienen un campo de aplicación muy extenso según del orden que sea. Hay unas Normas Fundamentales, para unificar todo lo referente a las unidades de medida, símbolos y anotaciones, formatos y marcas de materiales de dibujo y fabricación de elemento tales como ejes, roscas, etc. Hay normas de materiales, que especifican las definiciones y características de los materiales empleados en las distintas ramas de la industria, evitando, de este modo, malentendidos en las transacciones comerciales. Las normas de dimensiones, que especifican las medidas de las piezas normalizadas, facilitando su fabricación y sus intercambiabilidad. 12

Esquemas Se entiende por esquema la representación que muestra cómo se conectan y se relacionan entre sí las diferentes partes de una red, de una instalación, de un conjunto de aparatos o de un aparato. Tipos de esquemas De acuerdo con la definición, los esquemas pueden dividirse como sigue: Esquema funcional, es un dibujo cuyo objetivo es hacer comprender el principio de funcionamiento. Se representa, mediante símbolos o figuras sencillas, una instalación o parte de una instalación, sin que sea necesario indicar todas las conexiones (fig. 1) Esquema de circuito,  es un esquema explicativo, cuyo fin es conocer todos los detalles de funcionamiento. Se representan todas las conexiones eléctricas, mediante los símbolos correspondientes, para un mejor conocimiento del esquema (fig. 2 Esquema equivalente, es el especialmente destinado para el análisis y el cálculo de las características de un elemento del circuito o de un conjunto (fig. 3 Esquema de conexiones interiores, se emplea para representar las conexiones interiores de una instalación (fig. 4) Esquema de conexiones exteriores, representa las conexiones exteriores entre diferentes partes de una instalación (fig. 5) Clases de representaciones de esquemas en las conexiones eléctricas de conductores, es interesante conocer las representaciones siguientes: Representación Unifilar , en la que se pueden representar circuitos polifásicos, por un solo trazo. (fig. 6) Representación Multifilar , en la que cada conductor se representa por una línea particular (fig. 7) Representación conjunta, en la que los símbolos de todos los elementos de una instalación se representan próximos al esquema (fig. 8) Representación Topográfica, en la que se representan topográficamente la disposición de los símbolos sobre el esquema (fig. 9)

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CUESTIONARIO 1.- cuál es la importancia que tiene el la dureza del grafito. 2.- Nombre los tipos de papel. 1.- Clasifique los tipos de papeles utilizados en el dibujo. (5 puntos) 2.- Nombre cuatro de las seis cualidades del papel de dibujo.(4 puntos 3.- Con qué finalidad los lápices se  fabrican de sección hexagonal. (3 puntos) 4.- ¿Qué finalidad tiene el rebajo de la regla?. (4 puntos) 5.- ¿Qué se debe hacer para evitar que la tinta contenida en la puntera se seque. (5 puntos)

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ACTIVIDAD PARA DESARROLLAR EN CLASE OBJETIVO.  Aplica contenidos sobre esquemas eléctricos DESCRIPCIÓN DE LA ACTIVIDAD Indique la condición de normalización en que se encuentran las dependencias del CEST. Dibuje la instalación eléctrica de la sala de clase en esquema funcional.

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DIMENSIONES DE SIMBOLOS 1. INTERRUPTORES a).- Se dibujan con un circulo de tres (3) a cuatro (4) mm de diámetro. b).- Se colocaran al lado contrario de donde abra la puerta. c).- Donde sea fácil su manejo. d).- La línea de llegada a varios interruptores deberán estar separadas a una distancia de uno coma cinco (1,5) mm. 2. CAJAS DE DERIVACIÓN a).- Se dibujaran con un circulo de tres (3) a cuatro (4) mm de diámetro. b).- Es obligatorio dibujar toda caja de derivación. c).- Debe usarse en: terminales de tuberías, para alimentar aparatos en derivación o en t ramos de canalizaciones largas (10 mts). d).- Si una caja queda cerca de algún accesorio se colocará a tres (3) mm. De distancia como mínimo de él. e).- Sólo podrán tener un máximo de cinco salidas ocupadas. 3. TABLEROS a).- Se representan con rectángulos de dos (2) a tres coma cinco (3,5) mm de ancho por seis (6) a diez (10) mm de largo. b).- El rectángulo y su achurado deberá quedar claro, lo cual permite diferenciarlo de las líneas del edificio. (Separados 2 a 5 mm) c).- A tableros de distinto servicio le corresponderá rectángulo por separado, en este caso todos los tableros son iguales. d).- A cada tablero se le colocarán las abreviaturas correspondientes. e).- A la salida del tablero se puede colocar un trazo de 2 a 3 mm. con la indicación correspondiente del circuito o destino; a la llegada se debe hacer de igual forma. f).- Al existir varios tableros se recomienda hacer un croquis con su ubicación al costado superior derecho del formato. (Diagrama unifilar) 4. ALIMENTACIONES a).- En estos signos el trazo será de 10 a 15 mm. de longitud y la flecha de 4 a 6 mm. de longitud. b).- Contiguo a la flecha se coloca el número del circuito del cual se alimenta o al cual alimenta. 5. MURALLAS Y DIVISIONES INTERIORES a).- Las murallas pueden quedar en blanco o ennegrecidas y de un espesor de 2,5 a 4 mm. Haciendo la diferenciación según corresponda para murallas de distinto espesor y Tabiques. b).- En una planta para instalación eléctrica no se deben dibujar las puertas. (Solo queda el espacio) c).- Las ventanas se dibujan con un trazo paralelo, y por el centro de las murallas.  jgscg Electricidad

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2.- APRENDIZAJE ESPERADO (2/3) ELABORA PROYECTOS A PARTIR DE LOS REQUERIMIENTOS PLANTEADOS POR EL USUARIO CONSIDERANDO LAS EXIGENCIAS DE LA AUTORIDAD PERTINENTE. FECHA DE INICIO TERMINO TOTAL HORAS 60 CRITERIO DE EVALUACIÓN: • 1. Completa cuadros de cargas de alumbrado y/o fuerza. 2. Diseña diagramas unilineales en los que se indican la disposición y coordinación de protecciones, conductores y sistemas de puesta a tierra con relación a las cargas estimadas. 3. Elabora la memoria explicativa según según el modelo respectivo respectivo para la la correcta documentación del proyecto.

TABLEROS ELECTRICOS

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PRUEBA FORMATIVA FORMATIVA DE PROYECTO P ROYECTO NOMBRE: _____________________________________________ N º LISTA : _______ FECHA

: Lunes 25 de Octubre de 1999

PUNTAJE OBTENIDO: _______

CONTENIDO: Dimensionamiento CONTENIDO: Dimensionamiento de conductores. Protecciones Proteccio nes y comandos. OBJETIVOS: • Conocer el reglamento que rige al dimensionamiento dimensionamien to de conductores eléctricos eléctric os y a las protecciones y comandos de un circuito de fuerza. Aplicar los conceptos generales de dimensionamiento dimensionamien to de conductores y protecciones. proteccio nes. • INSTRUCCIONES: • Lea atentamente cada pregunta antes de responder. Sea claro y preciso en sus respuestas. respuestas. • Esta prueba consta de cinco preguntas o ítemes. • • Puntaje total de la prueba es de 38 puntos Tiempo máximo para desarrollar desarrol lar la prueba 60 minutos. minutos. • hora de termino personal ..... : ..... hrs • Inicio .... : .... hrs termino .... : .... hrs CRITERIO DE EVALUACIÓN: •

% .para Nota Cuatro 22.8 puntos Nivel de exigencia 60 % .para

PREGUNTAS 1. Señale como se determina la sección mínima del conductor empleado para alimentar: (6 pts) a) el rotor de un motor con rotor bobinado. b) un grupo de motores de régimen permanente. c) una máquina de varios motores. 2. ¿Entre que valores deberá estar comprendida la capacidad nominal de las protecciones de cortocircuito de un motor? (10 pts.) 3. ¿Qué características debe tener una protección de sobrecarga que protegerá un motor de régimen permanente de 2 HP de potencia? (10 pts.) 4. ¿Se pude usar un único dispositivo para proteger contra cortocircuitos, sobrecargas y fallas a tierra ? ¿En qué condiciones? (6 pts.) 5. ¿Qué es el factor de servicio? (6 pts.)

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PAUTA DE EVALUACI EV ALUACION ON Nombre: ...................................................................................... Nº de lista: .......... Fechas entrega ...................... Evaluación: ....................Puntaje obtenido: ........... Marcar la alternativa según corresponda, en base a los criterios que aparecen a continuación. Este trabajo tiene un puntaje total de 27 puntos. CRITERIOS DE EVALUACIÓN: Nivel de exigencia 60 %.

Escala de apreciación: 0

Malo I Deficiente

II

Regular III Bueno

IV

Muy Bueno INDICADORES

ESCALA DE APRECIACION 0 I II III IV Total

I FECHA PRESENTACIÓN (7 %) I.- DEL FORMATO F ORMATO ( 20 % ) 1.2. Rotulación 1.3. Croquis de ubicación

0

3

6

9

12

( 12 % ) (8%)

0 0

12 12 3

24 24 36 48 6 9 12

( 10 % ) (11 % ) ( 13 % ) ( 13 % ) ( 13% ) ( 13 % )

0 0 0 0 0 0

9 12 12 9 6 6 6

18 18 24 24 18 18 12 12 12 12 12 12

II.- DE LA PRESENTACION ( 73 % ) 2.1. Presentación general de la lámina (estética) 2.2. Limpieza ( S/ Borrones y / o manchas ) 2.3. Normalización de los símbolos 2.4. Normalización de la nomenclatura 2.5. Exactitud de los trazos 2.6 Regularidad de la línea

27 36 27 18 18 18

36 48 36 24 24 24

Total  jgscg ELECTRI ELECTRICIDAD CIDAD 2009

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DECLARACION DE INSTALACION ELECTRICA INTERIOR SUPERINTENDENCIA DE ELECTRICIDAD Y COMBUSTIBLES SEC

NCH Elec. 10/84  ANEXO 1

DECLARACION DE INSTALACION ELECTRICA INTERIOR Según NCH Elec. 10184) El instalador que suscribe, declara respecto de la(s) instalación (es) eléctrica(9) correspondiente a la propiedad ubicada en: Calle_____________________________________________ Nº: ________________________________________  Comuna ____________________________________________ lo siguiente: a) Que se ejecutaron conforme el proyecto adjunto; b) Que se ejecutaron bajo mi responsabilidad y de acuerdo a todos las disposiciones legales, reglamentarlos y normativos vigentes; y C) Que se efectuaron mediciones finales de aislaciones y resistencia de tierras con resultados satisfactorios; d) Destino de la propiedad ____________________________________________________________________________  Potencia ¡nublado - Declarada ____________________________ Kw. - Total ____________________________ Kw.

* Cantidad Instalaciones

Datos Instalación: (Alumbrado, fuerza motriz, subestación, ascensores, etc. INSTALADOR: _________________________________________________________________________________  LICENCIA/REGISTRO Nº: ____________________________________________ CLASE/CATEGORIA: ______________  TITULO PROFESIONAL: _________________________________ Céd. ldentidad: ______________________DIRECCION COMERC IAL:  ________________________________________________________________________________  FIRMA INSTALADOR

El propietario de las Instalaciones eléctricas declara conocer el Art. 148º del D.F.L. Nº 1, de 1982, del Ministerio de Minería y en consecuencia asume la responsabilidad del cumplimiento de l os Reglamentos y normas vigentes. PROPIETARIO: _________________________________________ RUT: ______________________________________ 

FIRMA PROPIETARIO INSCRIPCIÓN EN LA SUPERINTENDENCIA DE ELECTRICIDAD Y COMBUST[BLES

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1-

Las Instalaciones Interiores anteriormente individualizadas y el proyecto respectivo se Inscribieron en la Superintendencia con el Nº:  ________________________________ de fecha _______________________________________________ El presente documento es válido para: 2.1. Solicitar el suministro a la Empresa Eléctrica. 2.2. Los trámites municipales correspondientes. *Calles y/o pasajes con numeración es Indicarán al dorso. FIRMA FUNCIONARIO Y TIMBRE

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ESCALAS DIN - 823 INTRODUCCIÓN. En el dibujo técnico, las piezas representadas mediante las proyecciones ortogonales no se pueden reproducir siempre en tamaño natural; unas veces por ser demasiado grandes, lo que nos obligaría a emplear papeles de mucha superficie, y otras por ser demasiado pequeños, lo que nos haría difícil precisar con claridad los detalles de la pieza. Debe pues indicarse siempre con claridad la escala de representación del dibujo. CONCEPTO Escala es la relación entre las dimensiones de la pieza en el dibujo y el de la pieza en la realidad. Escala =

Dimensiones del dibujo Dimensiones de la pieza.

 Así por ejemplo, si una arista de la pieza de 500 mm de longitud mide ene el dibujo 200 mm, la escala de representación será: Escala = =

200 500.

a)  b) c)

=

1 2.5

Supongamos que se nos pide dibujar una pieza simple que mide uno por dos metros. Evidentemente, el tamaño a que dibujaremos la pieza será el real (iguales medidas), pues resultaría demasiado grande, por lo tanto será necesario reducirlo proporcionalmente recurriendo al procedimiento de las escalas. Si dibujamos una pieza cuyas dimensiones como es de suponerse se encuentran en milímetros, adoptaremos una parte proporcional de ellos, que les reemplazaran en el dibujo a escala. Para determinar la proporción que debe utilizarse, han de tenerse en cuenta las siguientes condiciones: Las dimensiones del papel El tamaño del total o parte de la pieza mecánica La claridad del dibujo reducido en relación con la cantidad de detalles que deben consignarse. Esta última condición es muy importante, ya que el dibujo no podrá concretar con claridad todos los detalles del objeto, si se hace demasiado reducido. Cada especialidad del dibujo técnico tiene sus escalas adecuadas y no es conveniente apartarse de ellas. En el dibujo mecánico solo se emplean las indicadas por las Normas DIN 823. Las escalas que se emplean en las distintas representaciones o piezas de un despiese que figuran en mismo plano o dibujo deberán indicarse en la parte inferior de cada una de ellas anteponiendo la letra M mayúscula, en cambio, la escala principal en que están dibujadas la 22

mayoría de las piezas e incluyendo el dibujo de conjunto, deberá indicarse en la carátula o cuadro explicativo.

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ZONA DE SEGURIDAD

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TÉCNICAS BÁSICAS DE ILUMINACIÓN ILUMINACIÓN: La iluminación de una faena puede lograrse de la siguiente forma: a) Iluminación natural. b) Iluminación artificial. c) Combinación de ambos. Una buena iluminación natural se logra disponiendo la faena de manera que se aproveche mejor y durante la mayor parte del día la luz solar. Puede, eso sí, mejorarse esta iluminación con adecuada disposición de ventanales o claraboyas en el techo que permitan captar mejor dentro del local esta luz natural.

Para poder regular esta intensidad luminosa natural que se infiltra a través de los ventanales o claraboyas es recomendable disponer en ellos cubiertas (persianas, cortinas, etc.) regulables, con el fin de evitar el deslumbramiento y en cierto modo también, el calor. Una buena iluminación artificial de una faena es de vital importancia, tanto para la calidad del trabajo que se realiza, como para mejor o menor fatiga que puedan experimentar los operarios. Las deficiencias en el alumbrado son responsables del 10% a 15% de la energía nerviosa total gastada en el trabajo. Los músculos de los ojos se cansan fácilmente si se les obliga a dilatarse y contraerse con demasiada frecuencia, como sucede cuando hay que realizar el trabajo con iluminación local muy fuerte. Por el contrario, si la iluminación local es pobre, esta deficiencia de la luz hace concentrar  mucho más la visión del objeto que se realiza, dando posibilidad a que la visual del operario quede expuesta además a contrastes demasiados grandes debido a las sombras que producen, fatigándose mucho más cerebralmente el operario. Es bastante recomendable dotar faenas de iluminación artificial generalmente adecuada, ya que esta disminuye la fatiga visual, la irritación mental y la inseguridad en los movimientos, por otra parte, además, contribuye a hacer más grato el medio en que se trabaja y mejora realmente la calidad y seguridad de trabajo. Solamente aquellos equipos o maquinas donde el trabajo sea de mucha precisión, debe recurrirse a una iluminación local de muy moderada intensidad, ciñéndose a los valores que ya se encuentran normalizados para estos tipos de trabajo.

FACTORES DE UNA BUENA ILUMINACIÓN. Una buena iluminación consiste en algo más que un nivel adecuado a una cantidad apropiada de iluminación. La calidad que incluye el calor de la luz, su dirección, su difusión, su constancia y la ausencia de deslumbramiento, es tan importante como la cantidad adecuada. El examen de los numerosos factores que intervienen en una buena iluminación es un problema bastante complejo por  lo que su estudio debe estar en manos de personal especializado en la materia. Un punto esencial en la mantención de un sistema de alumbrado bien diseñado es poder alcanzar  rápidamente los portalámparas para el recambio rápido y fácil de las lámparas. Igualmente, todos los elementos utilizados para el control de la luz artificial deben desmontarse sin gran esfuerzo. Cuando se proyecta un sistema de iluminación hay que tener en cuenta cierta depreciación en le eficiencia inicial debido a la disminución normal del rendimiento de las lámparas y la información de 25

una película de polvo sobre el equipo de alumbrado. Reducciones del 10% a 20% no son excepcionales, aún cuando se mantengan programas razonables de limpieza. Si no se tienen programas o planes de limpieza y recambio permanente, la eficiencia total del sistema puede, después de varios meses de funcionamiento, caer a menos de la mitad del valor calculado. No resulta entonces económico el descuidar la conservación. Debe quitarse el polvo de los equipos de alumbrados por lo menos una vez al mes, y deben ser  cuidadosamente lavados con agua y jabón por lo menos cuatro veces al año. La eficiencia de las lámparas se deprecia gradualmente durante su vida, y si bien algunas veces continua funcionando después de haber alcanzado el término normal de su vida, es en muchos casos económicos renovarlas con lámparas nuevas. En los casos en que es dificultoso alcanzar las lámparas es económico considerar un plan de recambio por grupos y recambiar al mismo tiempo todas las lámparas de una instalación después de un período determinado de funcionamiento cuya duración es tal, que ninguna o pocas lámparas puedan fundirse entre recambios. El plan anteriormente descrito se adapta mejor a las instalaciones con lámparas incandescentes de vapor de mercurio que a las lámparas fluorescentes, pues éstas deben retirase de los portalámparas inmediatamente después de fundirse para proteger el equipo auxiliar indispensable para su funcionamiento.

VENTAJAS DE UNA BUENA ILUMINACIÓN. Capacidad para ver sin tener que esforzar la vista ni fatigar los ojos como se indica anteriormente, es un detalle fundamental para el funcionamiento eficiente, económico y sin riesgo de accidente. La facilidad de visión depende por entero de la existencia de un buen alumbrado, ya sea, ésta natural o artificial, siendo las ventajas de su aplicación las siguientes: 1) Mayor exactitud para ver en el trabajo realizado que da como resultado mayor calidad de trabajo con menos desechos y rechazos. 2) Mayor producción, por lo tanto, menos gastos. 3) Mejor utilización del espacio en las plantas. 4) Mayor facilidad para obtener limpieza y orden en la faena. 5) Mayor facilidad para ver, especialmente a los operarios de más edad y experiencia, haciéndolos más eficientes. 6) Menos fatiga visual entre operarios. 7) Mejoramiento de la moral de los operarios que da como resultado una disminución de la mano de obra. 8) Menos accidentes.

26

CUESTIONARIO 1. Qué incluye la calidad de la luz 2. Porqué es dañino trabajar con poca luz 3. Qué disminuye una buena iluminación 4. Cómo debe ser la iluminación cuando el trabajo es de mucha precisión 5. Porqué es importante una buena iluminación artificial. 6. Que debe considerar un buen diseño de iluminación 7. Porqué las lámparas pierden rendimiento (10 a 20%). 8. Según el análisis realizado del apunte proponga un plan de mantenimiento de las lámparas del sector de : 9. Explique las ventajas de una buena iluminación.

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• •

ACTIVIDAD DEL ALUMNO Determine la cantidad de lámparas a instalar en la dependencia asignada para realizar su actividad Tome los datos de la instalación y complete el cuadro de cargas correspondiente CUADRO DE CARGAS DE ALUMBRADO

TDA

N° CIRC

PORTLA 100 W

ENCH 100W

TOTAL CENTRO

TOTAL POTENC W

FASE

PROTECCIÓN DIFEREN

DISYUNT

CANALIZACIÓN CON

UBICA

DUCTO

TOT  AL

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LUMINOTECNIA Luminotecnia es la ciencia que estudia las distintas formas de producción de luz, así como su control y aplicación. Iniciemos su estudio examinando las variaciones electromagnéticas simples, que pueden clasificarse bien por su forma de generarse, por sus manifestaciones o efectos, o simplemente por su longitud de onda.

Las radiaciones visibles se caracterizan por ser capaces de estimular el sentido de la vista y estar  comprendidas dentro de una franja de longitud de onda muy estrecha, comprendida aproximadamente entre 380 y 780 m. (1 milimicra = 10-9 m.). Esta franja de radiaciones visibles, está limitada de un lado por las radiaciones ultravioleta y de otro, por las radiaciones infrarrojas, que naturalmente no son perceptibles por el ojo humano. Una de las características más importantes de las radiaciones visibles, es el color. Estas radiaciones, además de suministrar una impresión luminosa, proporcionan una sensación del color de los objetos que nos rodean. Dentro del espectro visible, pueden clasificarse una serie de franjas, cada una de las cuales se caracteriza por producir una impresión distinta, característica peculiar de c ada color. Puesto que el receptor de estas sensaciones de color es el ojo humano, resultaba interesante conocer  su sensibilidad para cada una de estas radiaciones. Para ello se dispuso de fuentes de luz capaces de 29

generar cantidades iguales de energía de todas las longitudes de onda visibles, y se realizó el ensayo comparativo de la sensación luminosa producida a un gran número de personas. El ensayo dio como resultado que no todas las longitudes de onda producian la misma impresión luminosa y que la radiación que más impresión causaba era la correspondiente a una longitud de onda de 550 m ., propia del color amarillo-verde. Esta impresión iba decreciendo a derecha e izquierda del valor máximo característico, siendo para los colores rojo y violeta los que daban una menor impresión.

De estos resultados se obtuvo la "Curva Internacional de Sensibilidad del ojo humano", tal y como se representa en la figura. Otro dato digno de tener presente en luminotecnia es el conocido con el nombre de "Temperatura del Color". Considerado el cuerpo negro como r adiante teóricamente perfecto, este va cambiando de co lor  a medida que vamos aumentando su temperatura, adquiriendo al principio el tono de un rojo sin brillo, para luego alcanzar el rojo claro, el naranja, el amarillo, el blanco, el blanco azulado, y finalmente el azul. De esta idea nace la "Temperatura del Color", y se utiliza para indicar el color de una fuente de luz por  comparación de esta con el color del cuerpo negro a una determinada temperatura. Así, por ejemplo, el color de la llama de una vela es similar al de un cuerpo negro calentado a 1.800 ºK, por lo que se dice que la temperatura de color de la llama de una vela es de 1.800 ºK. La temperatura de color solamente puede ser aplicada a aquellas fuentes de luz que tengan una semejanza con el color del cuerpo negro, como por ejemplo la luz del día, la luz de las lámparas incandescentes, la luz de las lámparas fluorescentes, etc. El color de las lámparas de vapor de sodio, no coincide con el color del cuerpo negro a ninguna temperatura, por lo que ni pueden ser comparadas con él, ni se les puede asignar ninguna temperatura de color. Seguidamente damos algunas temperaturas de color, con el fin de que nos familiaricemos con ellas: Cielo azul 20.000 ºK Luz solar directa 5.000 ºK LÁMPARAS FLUORESCENTES Blanco cálido 3.000 ºK Luz día 6.500 ºK

Cielo nublado 7.000 ºK Luz de velas 1.800 ºK LÁMPARAS INCANDESCENTES Normales 2.600 ºK Halógenas 3.100 ºK

Existe una cierta relación entre la temperatura de color y el nivel de iluminación, de tal forma que a mayor temperatura de color, la iluminación ha de ser también mayor para conseguir una sensación agradable. 30

Partiendo de la base de que para poder hablar de iluminación es preciso contar con la existencia de una fuente productora de luz y de un objeto a iluminar, las magnitudes que deben conocerse y definirse son las siguientes: SIMBOLO MAGNITUD Flujo luminoso Nivel de iluminación Iluminancia Intensidad luminosa Luminancia

UNIDAD Lumen Lumen / m2 = Lux Candela Candela / m2

SIMBOLO               

E I L

El flujo luminoso y la intensidad luminosa son magnitudes características de las fuentes de luz, indicando la primera la cantidad de luz emitida por dicha fuente en 1 segundo en todas direcciones, mientras que la segunda indica la cantidad de luz emitida en 1 segundo y en una determinada dirección. Seguidamente pasemos a definir más detalladamente cada una de estas magnitudes. A) Flujo luminoso Es la magnitud que mide la potencia o caudal de energía de la radiación luminosa y se puede definir de la siguiente manera:

Flujo luminoso es la cantidad total de luz radiada o emitida por una fuente durante un segundo. f = Flujo luminoso en Lúmenes. Q = Cantidad de luz emitida en Lúmenes x seg. t = Tiempo en segundos. El Lumen como unidad de potencia corresponde a 1/680 W emitidos a la longitud de onda de 550 m . Ejemplos de flujos luminosos: Lámpara de incandescencia de 60 W. Lámpara fluorescente de 65 W. "blanca" Lámpara halógena de 1000 W. Lámpara de vapor de mercurio 125 W. Lámpara de sodio de 1000 W.

730 Lm. 5.100 Lm. 22.000 Lm. 5.600 Lm. 120.000 Lm.

B) Nivel de iluminación En nivel de iluminación o iluminancia se define como el flujo luminoso incidente por unidad de superficie.

 A su vez, el Lux se puede definir como la iluminación de una superficie de 1 m 2  cuando sobre ella incide, uniformemente repartido, un flujo luminoso de 1 Lumen. Ejemplos de niveles de iluminación: 31

Mediodía en verano Mediodía en invierno Oficina bien iluminada Calle bien iluminada Luna llena con cielo claro

100.000 Lux. 20.000 Lux. 400 a 800 Lux. 20 Lux. 0,25 a 0,50 Lux.

C) Intensidad luminosa La intensidad luminosa de una fuente de luz en una dirección dada, es la relación que existe entre el flujo luminoso contenido en un ángulo sólido cualquiera, cuyo eje coincida con la dirección considerada, y el valor de dicho ángulo sólido expresado en estereoradianes.

I = Intensidad luminosa en candelas. = Flujo luminoso en lúmenes. = Ángulo sólido en estereoradianes. La candela se define también como 1/60 de la intensidad luminosa por cm 2  del "cuerpo negro" a la temperatura de solidificación del platino (2.042 ºK). Con el fin de aclarar el concepto de ángulo sólido, imaginemos una esfera de radio unidad y en su superficie delimitemos un casquete esférico de 1 m 2 de superficie. Uniendo el centro de la esfera con todos los puntos de la circunferencia que limitan dicho casquete, se nos formará un cono con la base esférica; el valor del ángulo sólido determinado por el vértice de este cono, es igual a un estereoradián, o lo que es lo mismo, un ángulo sólido de valor unidad. En general, definiremos el estereoradián como el valor de un ángulo sólido que determina sobre la superficie de una esfera un casquete cuya área es igual al cuadrado del radio de la esfera considerada. Según podemos apreciar en la figura, la definición de ángulo sólido nos da idea de la relación existente

entre flujo luminoso, nivel de iluminación e intensidad luminosa.

Ejemplos de intensidad luminosa: 32

LÁMPARA PARA FARO DE BICICLETA SIN REFLECTOR Lámpara PAR-64 muy concentrada Faro marítimo (Centro del haz)

1 CD. 200.000 cd. 2.000.000 cd.

D) Luminancia Luminancia es la intensidad luminosa por unidad de superficie perpendicular a la dirección de la luz.

La luminancia L suele expresarse indistintamente en candelas/cm 2 o en candelas/m 2. Cuando la superficie considerada S 1 no es perpendicular a la dirección de la luz, habrá que considerar  la superficie real S2, que resulta de proyectar S 1 sobre dicha perpendicular. por lo tanto: S 2 = S1 cos Ejemplos de luminancia: FILAMENTO DE LÁMPARA INCANDESCENTE  Arco voltaico Luna llena

10.000.000 CD./M2 160.000.000 cd./m 2 2.500 cd./m 2

Con ayuda de la figura y algunas de las fórmulas anteriormente expuestas, podemos llegar a interesantes conclusiones, que más adelante nos servirán para los cálculos. Siendo: Tendremos que

33

Si tenemos en cuenta que los flujos luminosos y las intensidades luminosas son iguales en ambas superficies, tendremos que:

de donde:

Según estas fórmulas observamos como una fuente de luz con una intensidad luminosa de 200 candelas en la dirección del eje de la figura determina sobre un punto situado a 1 metro de distancia, un nivel de iluminación de:

Si ahora suponemos que el punto está situado a 3 metros, el nivel de iluminación se verá reducido en una novena parte. Cuando la superficie iluminada no es perpendicular a la dirección del rayo luminoso, la iluminancia o nivel de iluminación, viene modificado por el coseno del ángulo de incidencia, que es el ángulo formado por la dirección del rayo incidente y la normal a la superficie en el punto considerado.  Así tendremos que: Suponiendo que el punto de luz se encuentra a una altura H, sobre la horizontal,

y por tanto,

Por ejemplo, si suponemos una fuente de luz a una altura de 8 metros, con una intensidad luminosa de 200 candelas, en un punto que forma 20º con la vertical, el nivel de iluminación en dicho punto será: 34

35

FUENTES DE ILUMINACIÓN 1. CARACTERISTICAS GENERALES: El desarrollo de nuevas tecnologías ha permitido la realización de una notable gama de lámparas destinadas a las aplicaciones más dispares. No obstante, las fuentes luminosas eléctricas se pueden clasificar en dos grandes categorías: q q

De irradiación por efecto térmico (lámparas de incandescencia); De descarga en gas o vapores (lámparas fluorescentes, de vapor de mercurio, de sodio, etc). Para decidir que tipo de lámpara se va utilizar es necesario tener en cuenta las siguientes características:

∗

Potencia nominal: condiciona el flujo luminoso y las proporciones de la instalación bajo el punto de vista eléctrico (sección de los conductores, tipo de protección, etc.);

∗

Eficiencia luminosa y degeneración del flujo luminoso durante el funcionamiento, promedio de vida y coste de la lámpara: estos factores condicionan la economía de la instalación;

∗

Rendimiento cromático:  condiciona la mayor o menor apreciación de los colores respecto a la observación con luz natural;

∗

Temperatura de color: condiciona la tonalidad de la luz. Se dice que una lámpara proporciona luz “cálida” o “fría” si prevalecen las radiaciones luminosas de color rojizo o azulado;

∗

Tamaño:  condiciona la construcción de los artefactos de iluminación (dirección del haz luminoso, coste, etc.). NOTA: Las características de las lámparas que se ofrecen en el comercio pueden variar de un fabricante a otro; por lo tanto, será conveniente consultar los catálogos, sobre todo cuando se tenga que realizar alguna instalación eléctrica de alumbrado.

2. MAGNITUDES DE ILUMINACION Para una mejor comprensión de las características técnicas de las lámparas utilizadas en iluminación, es necesario definir algunas magnitudes utilizadas en el estudio de Luminotecnia, estas magnitudes son: •

Flujo Luminoso:  Cantidad de luz emitida por una fuente luminosa en la unidad de tiempo (segundo). Su símbolo es  φ (léase fi ), su unidad de medida es lumen (lm).

•

Intensidad Luminosa: Parte del flujo emitido, por una fuente luminosa, en una dirección dada, por  el ángulo sólido que lo sostiene. Su unidad de medida es Candela (cd ).

•

Eficiencia luminosa:  Relación entre el flujo emitido ( φ), expresado en lúmenes, y la potencia eléctrica absorbida (P), expresado en vatios (W) Indica el rendimiento de una lámpara o de una 36

luminaria Por lo tanto, cuanto mayor sea la eficiencia luminosa, tanto más económico resultará el empleo de la fuente luminosa. Su símbolo es η  (léase eta), su unidad de medida es lumen por  vatio (lm/W). •

Iluminación: Flujo luminoso (φ) por unidad de superficie ( S). Símbolo E, unidad de medida lux (lx = lm/m2).

•

Luminancia: es el efecto de luminosidad que una superficie produce en el ojo humano, ya s ea por  una fuente primaria (lámpara o luminaria) o secundaria (plano de una mesa que refleja la luz). Su símbolo es L, su unidad de medida es candela por metro cuadrado (cd/m 2). 3.

LAMPARAS DE IRRADIACION POR EFECTO TERMICO

3.1. LAMPARAS DE INCANDESCENCIAS ctr ica en  La lámpara incandescente es un artefac to des tinad o a tran sfo rm ar l a energ ía elé lum ino sa a trav é s de l calent amien to de un c on duc tor elé ct rico llam ado filam ento . Su principio de funcionamiento es simple, un delgado filamento de Tungsteno enrollado en simple o doble espiral, se lleva al punto de incandescencia cuando por él circula una corriente eléctrica que eleva la temperatura del filamento sobre 2.000 º C. Para que no se queme se encierra en una pequeña ampolla de vidrio al vacío o se introduce un gas inerte como el argón. Las lámparas de pequeña potencia se encuentran al vacío y las lámparas de mediana y gran potencia utilizan gas inerte. La vida media de las lámparas de incandescencia es de 1.000 horas de funcionamiento a tensión nominal. Una lámpara incandescente se compone de tres partes principales: Filamento, Ampolla y Casquillo. FILAMENTO: Es un elemento de resistencia media que, al paso de la corriente eléctrica, se pone incandescente emitiendo luz. En la actualidad el elemento de uso exclusivo para filamento es el Tungsteno o Wolframio, cuya temperatura de fusión es de 3.400 º C aproximadamente. La vida de los filamentos viene condicionada por el fenómeno de evaporación; dicho fenómeno consiste en que a medida que un filamento se calienta, emite partículas que van adelgazándolo produciendo finalmente la rotura y término de la vida útil de la lámpara. •

AMPOLLA: La ampolla tiene por objeto, junto con el casquillo, aislar el filamento del medio ambiente, al tiempo que permite la evacuación del calor producido por el filamento. Si el filamento se pusiera incandescente en contacto con la atmósfera, él oxigeno de esta produciría su rotura. Las formas y tamaños de las ampollas dependen de la potencia y aplicaciones de la lámpara, siendo las formas más usuales las que se presentan en la figura (ver página siguiente). Las ampollas, son por lo general, de vidrio blando soplado, aunque en determinados casos se utilizan vidrios especiales e incluso cuarzo. •

CASQUILLO: Su misión es conectar la lámpara a la red de alimentación a través de la base o portalámparas. Existen dos tipos de casquillos: de Rosca y de bayoneta. •

El de Rosca, al ser de hilo es el recomendado para ser utilizado en instalaciones interiores, ya que para instalarlo en el portalámparas solo basta atornillarlo en su base no siendo necesario sucesivos aprietes para su correcto funcionamiento. 37

El de bayoneta, no lleva hilo para ser roscado, pero si lleva a ambos lados pasadores los que se alojan en una base especial. Su uso es recomendado en el alumbrado de automóviles. q

Car act eríst icas de las Lám par as Inc and esc ent es  Potencia

Flujo luminoso

(W)

(lm)

25 40 60 100 150 200 300 500 1 000 1 500

220 350 630 1 250 2 090 2 920 4 610 8 300 18 600 29 000

Eficiencia Luminosa (lm/W) 8.8 8.8 10.5 12.5 14.0 14.6 15.3 16.6 18.6 19.5

38

Principales tipos de ampollas

39

Principales tipos de casquillos

39

40

CAMPOS DE APLICACION: La lámpara de incandescencia se utiliza para iluminación general y localizada de interiores (viviendas, oficinas, comercios, etc.). Con lámparas normales, de empleo más generalizado (100 – 300 W), es conveniente no sobrepasar los 3 - 4 metros de altura (tiendas, oficinas, escuelas, etc.). Para alturas superiores es preferible recurrir a otro tipo de fuentes de iluminación. q

40

41

VENTAJAS: Encendido inmediato sin necesidad de equipo auxiliar; dimensiones reducidas y coste poco elevado; sin limitaciones en cuanto a la posición de funcionamiento. q

DESVENTAJAS: Baja eficiencia luminosa y por lo tanto coste de funcionamiento elevado; elevada producción de calor; elevada luminancia con deslumbramiento; duración media de vida limitada. q

q

§

ADVERTENCIAS: Aumentando la potencia de una lámpara de incandescencia se aumenta también la eficiencia luminosa. Por lo tanto, con el empleo de fuentes luminosas de elevada potencia se tiene mayor rendimiento que con las de pequeña potencia.

§

Alimentando las lámparas con una tensión superior a la nominal, se reduce sensiblemente su duración; cada hora de funcionamiento a una tensión 10% mayor que la nominal, acorta en dos horas la vida de la lámpara. Las lámparas traen impresa la tensión de utilización

§

Alimentando la lámpara con una tensión inferior a la nominal, disminuye sensiblemente el flujo luminoso.

§

Las lámparas de incandescencia emiten mucho calor: las luminarias que no permiten la disipación del calor reducen su duración.

q

Anomalías de las Lámparas de Incandescencia Problemas

Causas y Soluciones

Disminución sensible del flujo luminoso emitido, ampolla ennegrecida.

Funcionamiento de la lámpara por un tiempo superior al de su duración media: Sustituir la lámpara.

Corta duración,  Ampolla ennegrecida

Funcionamiento de la lámpara a temperaturas demasiado elevadas: Comprobar las condiciones de ventilación de la luminaria.

Corta duración, Rotura del filamento

La lámpara se halla sometida a vibraciones o golpes: montar la luminaria en un soporte antivibratorio.

Luz demasiado intensa y corta Tensión de alimentación superior a la nominal: Comprobar  duración la tensión en el portalámparas y en el TDA Luz rojiza

Tensión de alimentación inferior a la nominal: Proceder  como en el punto anterior 

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42

4.

LAMPARAS DE DESCARGA EN ATMOSFERA GASEOSA: El grupo de las fuentes luminosas por descarga en un gas es muy amplio. Comprende las lámparas fluorescentes tubulares, las lámparas de vapor de mercurio o de sodio y los tubos utilizados para avisos luminosos. Los principios de funcionamiento, las características constructivas, el tipo de luz emitida y los campos de aplicación varían notablemente de uno a otro tipo de lámpara, pese a ser común a todas ellas el fenómeno del paso de la corriente eléctrica a través de un gas. También son problemas comunes a todos estos tipos de lámparas los dispositivos para arrancar y estabilizar la descarga, la corrección del factor de potencia y la eliminación del efecto estroboscópico.

Principales tipos de lámparas en atmósfera gaseosa. 4.1 LAMPARAS FLUORESCENTES Las lámparas fluorescentes son lámparas de descarga en vapor de mercurio a baja presión. Consiste en un tubo de vidrio que tiene las paredes internas revestida de una sutil capa de polvos fluorescentes. Dentro del tubo se introduce vapor de mercurio a baja presión: cuando se alimenta la lámpara el mercurio emite radiaciones ultravioleta, invisibles, que golpean la capa de polvo fluorescente originando radiaciones visibles.

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La lampara fluorescente más utilizada es la de cátodos caliente o de precalentamiento. Sus electrodos están constituidos por un filamento de tungsteno, enrollado en espiral sobre el que se han depositado substancias aptas para la emisión de electrones (óxidos de bario y de estroncio).  Al alimentar los electrodos, éstos se calientan y provocan una intensa emisión electrónica que da lugar al arranque del arco entre los propios electrodos. q

DISPOSITIVOS AUXILIARES PARA LAMPARAS FLUORESCENTES: Para conseguir el precalentamiento de los electrodos de una lámpara fluorescente, se necesita de algunos accesorios que ayudan en esta operación.

Partidor: Se adopta un dispositivo apropiado denominado interruptor de arranque  (llamado también cebador ), cuya función es comparable a la de un interruptor automático. Esta formado por una pequeña ampolla que ha sido rellenada con un gas raro que contiene dos contactos (normalmente abiertos) uno de los cuales es una lámina bimetálica. El partidor se intercala en serie con los filamentos de la lámpara (el condensador que se incorpora a los Partidores está destinado a eliminar las perturbaciones radiofónicas). •

Ballast:  Si la lámpara se alimenta a la tensión de la red, se debe contar con un ballast, (llamado también Reactancia). Al cerrar el circuito se aplica a la lámpara la totalidad de la tensión. Debido a que el gas no está todavía ionizado, no hay corriente en el interior de la lámpara ni tampoco a través del Ballast (es como sí el circuito estuviera abierto). Después de unos segundos, bajo el efecto de la tensión aplicada a los electrodos, se inicia el proceso de ionización y arranca la descarga. Una vez producido el arranque, la corriente que pasa por el ballast provoca una caída de tensión y, por consiguiente, la tensión aplicada a la lámpara sufre una reducción. Existen en el comercio otros tipos de ballast como los ballast compensados  que traen en el interior condensadores para disminuir el efecto estroboscópico y reducir el factor de potencia negativo. Y los ballast electrónicos que tienen las siguientes características: •

∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗

Permiten reducir el consumo eléctrico en casi un 35 %; Reemplazan a dos ballast tradicionales; Eliminan el uso del partidor y la base del partidor; Logran el encendido instantáneo de la lámpara; Alargan su vida otorgando cinco veces más encendidos; Eliminan el tan común, como molesto zumbido y parpadeo de la lámpara; No necesitan condensadores adicionales para mejorar el factor de potencia. Eliminan el efecto estroboscópico.

Soportes:  Llamada también bases, su misión es sostener la lámpara fluorescente y realizar el contacto eléctrico con los electrodos. Las clavijas de la lámpara deben dar un cuarto de •

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vuelta en las bases y así asegurar un correcto contacto para su posterior funcionamiento. La base o soporte puede ser sencillo o en combinación con el soporte del partidor.

Dispositivos Auxiliares Para Lámparas Fluorescentes q

FUNCIONAMIENTO: El encendido de la lámpara se produce de la siguiente manera:  Al aplicar tensión tiene lugar una descarga luminescente entre los dos contactos abierto del partidor, que calienta la lámina bimetálica haciéndola flexionar hasta cerrar el circuito; La corriente fluye entonces a través de los electrodos de la lámpara calentándolos (1 a 2 segundos). Cuando están cerrados los contactos del Partidor (cebador) se anula la descarga luminescente y se enfría el bimetal recuperando su forma inicial, con lo que se abre el circuito. De este modo se provoca, debido a al presencia de la reactancia (ballast), una sobretensión que hace arrancar la descarga entre los electrodos situados en los extremos de la lámpara; Disminuye la tensión aplicada a los extremos de la lámpara por efecto del ballast, debido a lo cual no se repite la descarga luminescente entre los contactos del partidor: por consiguiente, éste no vuelve a intervenir durante el funcionamiento normal de la lámpara.

Car act eríst ic as de l as L ám par as Flu or esc ent es: 

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Potencia Nominal (W) 15 20 25 30 40 65 q

Potencia  incluido ballast (W) 23 29 34 40 50 75

Longitud

Flujo luminoso

(mm)

(lm)

438 590 970 895 1 200 1 500

600 1 080 1 500  2 000 2 500 4 000

Eficiencia luminosa (lm/W) 26.0 37.2 44.1 50.0 50.0 53.3

CAMPOS DE UTILIZACION:

Iluminación en general, civil e industrial. Es conveniente no montarlas a una altura mayor de 4 metros. VENTAJAS: Buena eficiencia luminosa (de 4 a 6 veces mayor que las lámparas de incandescencia) y por lo tanto de bajo coste de funcionamiento; baja luminancia (0,3 a 1,3 cd/m 2) de forma que se reducen sensiblemente los problemas de deslumbramiento; bueno y óptimo rendimiento cromático (según los tipos); elevada duración de vida media (6.000 a 9.000 horas). Sin ninguna limitación en cuanto a la posición de funcionamiento. q

DESVENTAJAS: Empleo de equipo auxiliar (accesorios) para el arranque de la descarga (ballast y partidor); grandes dimensiones; de mayor coste que la lámpara incandescente de igual potencia; una desventaja notable es el efecto estroboscópico que se produce con el encendido de la lámpara (pestañeo). q

TIPO DE LUZ EMITIDA: El flujo luminoso depende del tipo de polvos fluorescentes, de su pureza, de la estructura y dimensiones de los cristales. Según las substancias empleadas se obtiene una emisión de luz en los siguientes colores: blanco, luz de día, blanco cálido, blanco vivo, rosado. También se encuentran en el mercado, rojo, verde, amarillo y azul. q

SEGURIDAD: Los vapores de las lámparas son venenosos. Las sustancias químicas que contienen las lámparas, pueden infectar peligrosamente una pequeña herida o lastimarla. q

DAÑOS Y ARREGLOS DE LAS LAMPARAS FLUORESCENTES. 1. En la lámpara: •

Ennegrecimiento de los extremos del tubo; el ennegrecimiento a lo largo del tubo durante el primer periodo de uso es c osa natural, mientras que en el periodo final el polvo presentará un ennegrecimiento más intenso en uno de sus extremos hasta que se agotará del todo.

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46

•

Ennegrecimiento de las extremidades del tubo;  a veces pueden aparecer  prematuramente unos anillos muy negros en las extremidades iniciales del tubo, las cuales pueden ser causadas por: Tensión elevada, contactos flojos de los soportes, partidor  defectuoso, ballast defectuoso.

Nota: Evitar probar continuidad de los electrodos con las puntas de los terminales de la lámpara de prueba, por que podría fundir el electrodo. Se recomienda el uso del Tester para este tipo de verificación. 2. En el Partidor: El Partidor es un accesorio que se agota con el uso, normalmente dura más que una lámpara, pero sí se obliga a funcionar con la lámpara agotada él se agotará rápidamente. Un partidor  defectuoso produce los siguientes desperfectos: • • •

Dificultad en el encendido de la lámpara. Deja encendido los extremos de la lámpara, Apaga y enciende continuamente la lámpara.

Nota: Todos los defectos del Partidor se solucionan con su sustitución, teniendo en cuenta que se tiene que reponer uno del mismo tipo y con las mismas características técnicas del defectuoso. 3. En el ballast •

•

q

Cortocircuito por recalentamiento; el recalentamiento es debido muchas veces a sobrecargas aplicadas a éste por mal funcionamiento del partidor que le provoca seguidas sobretensiones. Otras veces, se puede ocasionar por falta de ventilación adecuada en el montaje del ballast. Zumbido; su intensidad varia de un ballast a otro. Si el zumbido es excesivo puede ser  ocasionado por un mal montaje mecánico, se recomienda apretar bien los tornillos de fijación. Si el zumbido persiste se debe cambiar el ballast. Anomalías de las Lámparas Fluorescentes Problemas La luz oscila mucho  Antes de encender 

La luz oscila mucho pero  No enciende la lámpara

La lámpara no Enciende ni oscila

Causas y Soluciones Las clavijas de la lámpara no afirman bien en los contactos del soporte.: sacar la lámpara revisar y limpiar las clavijas y los contactos de los soportes.

El partidor puede estar defectuoso. La lámpara puede estar agotada. Partidor defectuoso. Las clavijas no están firmes en los contactos del soporte. La temperatura ambiente es sumamente baja. Las lámparas comunes con menos de 15ºC, tienen dificultad en el arranque, su temperatura de funcionamiento es entre los 21ºC y 27ºC. No llega corriente a la lámpara La lámpara puede estar agotada o los filamentos cortados Los contactos de los soportes defectuosos

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Se queda encendido  Uno o los dos extremos  de la lámpara

Para una instalación nueva, este defecto indica que las conexiones están erróneas, hay que revisarlas. En una instalación antigua la causa es el partidor en cortocircuito.

La luz forma espirales

Tratándose de una instalación nueva este defecto desaparece sólo con encender varias veces la lámpara. En una instalación antigua la causa puede ser el partidor defectuoso

4.2 LAMPARAS DE VAPOR DE MERCURIO Están constituidas por un pequeño tubo de cuarzo que contiene vapor de mercurio a alta presión y un gas inerte (argón), para facilitar la descarga. En ambos extremos se hallan dispuestos los electrodos, dos de los cuales son principales y uno o dos auxiliares. El tubo de cuarzo –llamado también tubo de descarga- se encierra en un globo de vidrio para aislarlo del ambiente externo. Este globo, no solamente absorbe las radiaciones ultravioleta (perjudiciales para los ojos), que dan lugar a la formación de ozono en el aire, sino que sirve también parea mejorar la calidad de la luz siempre y cuando esté revestido internamente de polvo fluorescente. Las lámparas de vapor de mercurio pueden ser: con globo fluorescente; de luz mezcla y con halogenuro.

Lámpara de Vapor de Mercurio

AREAS DE UTILIZACION Para la iluminación general de grandes edificios industriales (talleres, almacenes, depósitos, etc.). Para potencias hasta 250 W es recomendable montar las lámparas a una altura de 5 a 8 metros. q

VENTAJAS Eficiencia luminosa óptima; luminancia de tipo medio (4 – 25 cd/cm 2), rendimiento cromático bueno (según el tipo); de tamaño pequeño y buen promedio de vida (6.000 – 9.000 horas). Para las lámparas con globo de vidrio no hay ninguna limitación en cuanto a la posición de funcionamiento; para otros tipos de lámparas (por ejemplo, con halogenuros) existen, en cambio, unas prescripciones particulares. La gama de potencias en que se suministran es, respecto de las lámparas fluorescentes, decididamente más elevada. En efecto, una lámpara de vapor de mercurio de 400 W emite un flujo luminoso de 23. 000 lúmenes, que es aproximadamente igual al de 7 – 8 lámparas fluorescentes tubulares de cátodos caliente, de 40 W, ocupando un espacio extremadamente más reducido. Naturalmente, con una sola lámpara de vapor de mercurio la luminancia es más alta que con 7 – 8 lamparas fluorescentes tubulares. q

DESVENTAJAS El empleo de equipo auxiliar para el arranque de la descarga. El encendido no es inmediato: requiere de 4 a 5 minutos para alcanzar la máxima emisión luminosa. Costo elevado que, sin embargo, se amortiza con el uso gracias a la buena eficiencia luminosa y a la duración. q

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Si se desconectan y conectan cuando aún están calientes, el tiempo necesario para que vuelvan a encenderse puede ser del orden de unos 6 minutos (incluso más para las lámparas con halogenuros). Nota: Hoy en día está lámpara de vapor de mercurio esta siendo remplazada por la lámpara de Haluro metálico que es una de las variantes del tipo de lámpara con halogenuro. 4.2.1. TIPOS DE LAMPARAS DE VAPOR DE MERCURIO. A. Con Ampolla Fluorescente: La cara interna de la ampolla está revestida con sustancias fluorescentes permite obtener un espectro luminoso compuesto, principalmente, por radiaciones rojas y de gran longitud de onda. Características de las lámparas con ampolla fluorescente Potencia Potencia Diámetro Longitud Flujo nominal Luminoso Incluido ballast (W) (mm) (mm) (lm) (W)

q

50 80 125 250 400 700 1 000

59 89 137 266 425 735 1 045

55 70 75 90 120 150 165

130 156 170 226 292 343 380

2 000 3 800 6 300 13 700  23 100 40 000 55 000

Eficiencia luminosa (lm/W) 34 43 46 52 54 55 53

B.- De Luz Mezcla Proporcionan una luz mixta, mercurio - incandescencia. Al tubo de descarga normal se le ha añadido un filamento metálico (conectado en serie) que ejecuta la doble función de suministrar  una radiación luminosa de color rojo (típica de las lámparas de incandescencia) y de servir como resistencia de estabilización de la descarga. Por dicha razón no hacen falta dispositivos auxiliares de alimentación.Sustituyen a las lámparas de incandescencia normales (de elevada potencia) por mayor cantidad de flujo luminoso emitido, por la mayor eficiencia luminosa y por tener una vida media de más larga duración.  Ahora bien, la ampolla es sensible a las solicitudes térmicas. La posición de funcionamiento varía con la potencia: se deben examinar cuidadosamente los catálogos de los fabricantes. q

Características de las lámparas de luz mezcla Potencia nominal (W)

Diámetr  o

Longitud (mm)

Flujo Luminoso (lm)

(mm)

48

Eficiencia luminosa (lm/W)

49

160 250 500 1 000

87 106 130 160

187 230 275 315

3 100 5 600 14 000 32 500

19 22 28 32

C.- Con Holagenuros  Añadiendo al mercurio algunos metales en forma de yoduro (sodio, indio, talio) se obtiene un buen rendimiento cromático y elevada eficiencia luminosa (75-90 lm/W). Estas lámparas, de reducidas dimensiones, permiten un buen control del flujo luminoso. Requieren de dispositivos auxiliares para facilitar el arranque de la descarga (ballast y partidor). La posición de funcionamiento varía con el tipo y la potencia de la lámpara: Examinar cuidadosamente los catálogos de los fabricantes. q

Características de las lámparas con halegenuros, de ampolla clara o fluorescente.

+

  a    l    l   o   p   m    A      a      r      a       l       C

Potencia Incluido ballast (W)

Diámetro

Longitud

Flujo Luminoso

Eficiencia luminosa

(mm)

(mm)

(lm)

(lm/W)

250 360 2 000

275 385 2 080

38 46 100

220 285 430

20 000 28 000 190 000

74 73 92

250 360

275 385

90 120

226 292

18 000 26 000

65 68

Potencia nominal (W)

  e    t

ADVERTENCIAS §

El flujo luminoso máximo se alcanza varios minutos después de encendido. Cuando se apaga la lámpara no es posible obtener de nuevo el encendido hasta transcurrido unos minutos de enfriamiento.

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50

§ § §

q

Las lámparas de luz mezcla no se pueden conectar en redes de alimentación cuya tensión descienda por debajo del valor nominal pues se apagarían. Comprobar que la luminaria sea adecuada para la dispersión del calor producido por la fuente de luz y el sistema de encendido. No sustituir una lámpara por otra de mayor potencia en una luminaria prevista para un determinado tipo de fuente de luz. Anomalías de las lámparas de vapor de mercurio Causa y soluciones

Inconvenientes  Poca luz

Rotura de la ampolla

Uso prolongado, superior a la duración media de la lámpara. Depósito de polvo y suciedad debido a un mantenimiento insuficiente. Posición de funcionamiento incorrecta. Atenerse a las indicaciones del fabricante. Contacto de la ampolla con paredes frías debido aun mal montaje de la lámpara. Vibraciones mecánicas: montar la luminaria sobre soportes antivibratorios. Reactancia averiada o inadecuada: sustituirla

4.3 LAMPARAS DE SODIO  A.- DE BAJA PRESIÓN Están constituida por un tubo doblado sobre sí mismo en forma de U, relleno de una mezcla de gases inertes (por ejemplo, neón) a la que se agrega una cierta cantidad de sodio. Cuando la lámpara está fría, el sodio se deposita a lo largo del tubo en forma de gotas; bajo el efecto de la descarga el sodio pasa a estado gaseoso. Fijados a los extremos del tubo se hallan los electrodos, revestidos de substancias capaces de emitir electrones. El tubo está dotado de prominencias que hacen la función de pequeños pozos para la recogida del sodio, así como de “puntos fríos” que neutralizan la tendencia del sodio, durante la condensación, a dirigirse hacia la parte curva del tubo. Para reducir la cantidad de calor  transmitido al exterior, el tubo doblado en U está cerrado en una ampolla de vidrio en la que se ha practicado el vacío. AREAS DE UTILIZACION Iluminación varia (bifurcaciones y nudos de carreteras, túneles, pasos subterráneos) y en general para indicar lugares peligrosos. Se emplean también para la iluminación en fundiciones, donde interesa más la percepción de la forma que la de los colores, Es aconsejable montar las lámparas a una altura de 8 a 15 metros, según sea su potencia. q

q

VENTAJAS

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51

Eficiencia luminosa elevadísima y notable duración media de vida (6 000 horas); luminancia mediana (7,5 – 14 cd/cm 2). DESVENTAJAS La luz emitida es monocromática (amarilla) y los colores de los cuerpos iluminados resultan alterados: esta característica limita el área de su utilización. Es necesario recurrir a dispositivos auxiliares para el arranque de la descarga. Hasta transcurridos 5 – 10 minutos desde la conexión inicial no alcanza el 80% de la emisión máxima. q

q

1Características de las lámparas de sodio a baja presión

Potencia nominal (W) 35 55 90 135 180 200

Potencia Incluido ballast (W)

Diámetro

Longitud

Flujo Luminoso

Eficiencia luminosa

(mm)

(mm)

(lm)

(lm/W)

56 76 113 175 220 235

51 51 65 65 65 45

310 425 528 775 1 120 1 200

4 600 7 600  12 500 21 500 31 000 31 000

82 100 110 123 140 132

B.- DE ALTA PRESION Son lámparas en las que el contenido de sodio es muy elevado. La luz que emite – calificada de “blanco oro” – permite un rendimiento cromático discreto. Para la construcción del tubo de descarga se recurre a un óxido de aluminio sintetizado que resiste las atas temperaturas y no es atacado por el sodio. En el tubo de descarga se introduce una amalgama de sodio (aleación de sodio y mercurio), junto con un gas raro a baja presión para favorecer el arranque de la descarga. El tubo de descarga se coloca en una ampolla o tubo de vidrio en el que se practica el vacío para reducir la dispersión térmica y conseguir la máxima eficiencia.

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Para el arranque de la descarga se recurre a cebadores (partidores) hechos mediante tiristores que determinan la formación de picos de tensión elevados (del orden de 3 KV) a través de los electrodos de la lámpara, y que se superponen a la tensión suministrada por la reactancia (ballast). Una vez que la descarga se ha iniciado, el cebador (partidor) se desconecta automáticamente. Existen, sin embargo, nuevos tipos de lámparas que no requieren el cebador electrónico para el arranque y, por lo tanto, se pueden alimentar con las mismas reactancias que se emplean para las lámparas de vapor de mercurio. Esto permite una rápida sustitución de estas últimas cuando se pretende elevar el nivel de alumbrado o ahorrar energía.  AREAS DE UTILIZACION Para el alumbrado industrial (almacenes, talleres Industriales), zonas portuarias y aeropuertos, así como iluminación de fachadas de edificios y monumentos. Para iluminación de interiores es aconsejable montar las lámparas a una altura de 6 a 10 metros para potencias de 250 – 400 W y de 15 a 30 metros para potencias superiores. q

q

VENTAJAS

Buena eficiencia luminosa; limitada depreciación del flujo luminoso; largo promedio de vida (900 horas); rendimiento cromático discreto; reducidas dimensiones. No existe ninguna limitación en cuanto a la posición de funcionamiento. Se pueden emplear como opción alternativa de las lámparas de vapor de mercurio (de 250W en adelante) cuando se pretende reducir él numero de centros luminosos. Realmente una lámpara de sodio a alta presión, de 400 W, emite 40 000 lúmenes frente a los 23 100 de una lámpara de vapor de mercurio de igual potencia. q

DESVENTAJAS

Empleo de dispositivos auxiliares para la alimentación. Tarda varios minutos en alcanzar el 80% de la emisión luminosa. La luminancia es más elevada que las lámparas de vapor de mercurio con ampollas fluorescentes (300 – 600 cd/cm 2). Coste superior al de una lámpara de vapor de mercurio de la misma potencia (incluidos la reactancia y el Partidor). Características de las lámparas de sodio a alta presión

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  a   e   l    d   l   o   o   p   p    i   m    T  a      a      c       i      r       d      n     a      r       í       l      a       i       l       C     c

      l      a      a      d      r      i      o     o      s     s     u     p       f       i       i       l       D     e q

Potencia nominal (W)

Potencia Incluido ballast (W)

Diámetro

Longitud

Flujo Luminoso

Eficiencia luminosa

(mm)

(mm)

(lm)

(lm/W)

250 400 1 000

275 450 1 090

46 46 65

257 285 373

20 000 40 000 100 000

73 89 92

250 400 1 000

275 450 1 090

90 120 165

226 292 400

19 000 38 000 93 000

69 84 86

 ADVERTENCIAS

§

El empleo de la reactancia (ballast) hace necesaria la corrección del factor de potencia.

§

Comprobar que la luminaria sea adecuada para la potencia de la lámpara, a fin de que pueda disipar el calor producido por la fuente luminosa y los sistemas de alimentación.

§

No sustituir la lámpara por otra de mayor potencia en luminaria prevista para un determinado tipo de fuente de luz.

q

 Anomalías de las lámparas de sodio

Inconvenientes Poca luz, lámpara ennegrecida Rotura de la lámpara

Causas y soluciones Uso prolongado, superior a la duración media de la lámpara: sustituirla Funcionamiento prolongado de la lámpara en una posición no admitida por el fabricante: atenerse a las prescripciones de montaje. Vibraciones mecánicas: montar la luminaria sobre soportes antivibratorios. Reactancia defectuosa o inadecuada para el tipo de lámpara utilizado: sustituirla.

La luz, que llega a nuestros ojos y nos permite ver, es un pequeño conjunto de radiaciones electromagnéticas de longitudes de onda comprendidas entre los 380 nm y los 770 nm.

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El espectro electromagnético La luz forma parte del espectro electromagnético que comprende tipos de ondas tan dispares como los rayos cósmicos, los rayos gamma, los ultravioletas, los infrarrojos y las ondas de radio o televisión entre otros. Cada uno de estos tipos de onda comprende un intervalo definido por una magnitud característica que puede ser la longitud de onda o la frecuencia (f). Recordemos que la relación entre ambas es: donde c es la velocidad de la luz en el vacío (c = 3·10 8 m/s).

Espectro Electromagnético. Propiedades de la luz Cuando la luz encuentra un obstáculo en su camino choca contra la superficie de este y una parte es reflejada. Si el cuerpo es opaco el resto de la luz será absorbida. Si es transparente una parte será absorbida como en el caso anterior y el resto atravesará el cuerpo transmitiéndose. Así pu es, tenemos tres posibilidades: • •

Reflexión. Transmisión-refracción.

 Absorción. Para cada una se define un coeficiente que nos da el porcentaje correspondiente en tanto por uno. Son el factor de reflexión (),el de transmisión () y el de absorción () que cumplen: La luz tiene también otras propiedades, como la polarización, la interferencia, la difracción o el efecto fotoeléctrico, pero estas tres son las más importantes en luminotecnia. •

La reflexión  es un fenómeno que se produce cuando la luz choca contra la superficie de separación de dos medios diferentes (ya sean gases como la atmósfera, líquidos como el agua o sólidos) y está regida por la ley de la reflexión. La dirección en que sale reflejada la luz viene determinada por el tipo de superficie. Si es una superficie brillante o pulida se produce la reflexión regular en que toda la luz sale en una única dirección. Si la superficie es mate y la luz sale desperdigada en todas direcciones se llama reflexión difusa. Y, por último, está el caso intermedio, reflexión mixta, en que predomina una dirección sobre las demás. Esto se da en superficies metálicas sin pulir, barnices, papel brillante, etc. La refracción se produce cuando un rayo de luz es desviado de su trayectoria al atravesar una superficie de separación entre medios diferentes según la ley de la refracción. Esto se debe a que la velocidad de propagación de la luz en cada uno de ellos es diferente.

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La transmisión se puede considerar una doble refracción. Si pensamos en un cristal; la luz sufre una primera refracción al pasar del aire al vidrio, sigue su camino y vuelve a refractarse al pasar de nuevo al aire. Si después de este proceso el rayo de luz no es desviado de su trayectoria se dice que la transmisión es regular como pasa en los vidrios transparentes. Si se difunde en todas direcciones tenemos la transmisión difusa que es lo que pasa en los vidrios translúcidos. Y si predomina una dirección sobre las demás tenemos la mixta como ocurre en los vidrios orgánicos o en los cristales de superficie labrada. La absorción es un proceso muy ligado al color. El ojo humano sólo es sensible a las radiaciones pertenecientes a un pequeño intervalo del espectro electromagnético. Son los colores que mezclados forman la luz blanca. Su distribución espectral aproximada es:

TIPO DE RADIACIÓN Violeta  Azul Verde  Amarillo Naranja Rojo

LONGITUDES DE ONDA (NM) 380-436 436-495 495-566 566-589 589-627 627-770

Cuando la luz blanca choca con un objeto una parte de los colores que la componen son absorbidos por la superficie y el resto son reflejados. Las componentes reflejadas son las que determinan el color que percibimos. Si la refleja toda es blanca y si las absorbe todas es negro. Un objeto es rojo porque refleja la luz roja y absorbe las demás componentes de la luz blanca. Si iluminamos el mismo objeto con luz azul lo veremos negro porque el cuerpo absorbe esta componente y no refleja ninguna. Queda claro, entonces, que el color con que percibimos un objeto depende del tipo de luz que le enviamos y de los colores q ue este sea capaz de reflejar.

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3.- APRENDIZAJE ESPERADO (3/3) ELABORA UN ESTUDIO ECONÓMICO BASADO EN LAS ESPECIFICACIONES TÉCNICAS CONSIDERANDO LAS CARACTERÍSTICAS DEL AMBIENTE EN QUE SE MATERIALIZA EL PROYECTO. FECHA DE INICIO TERMINO TOTAL HORAS 30 CRITERIO DE EVALUACIÓN: • 1. Diseña los circuitos considerando las normas, ambiente e infraestructura en que serán montados. 2. Aplica técnicas de iluminación en el diseño de proyectos de instalaciones. 3. Desarrolla secuencias de cálculo para la obtención de una iluminación acorde al recinto y las condiciones en que será utilizado. 4. Aplica disposiciones de la normativa en el diseño de instalaciones de fuerza. 5. Elabora listas de materiales con especificaciones técnicas. 6. Determina cantidades y costos de una instalación eléctrica.

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CONTROL ESCRITO FORMATIVO NOMBRE: _____________________________________________ N º LISTA: _______ OBJETIVOS : Explicar los conceptos relacionados CONTENIDO : .Decretos INSTRUCCIONES: • Lea atentamente cada Ejercicio antes de responder. • Sea claro y preciso en sus respuestas • Esta prueba consta de cinco pregunta con un puntaje Total de la prueba de 30 puntos • Tiempo máximo para desarrollar la prueba 60 minutos. hora de termino personal ...... : ...... hrs • Inicio ..... : ..... hrs termino ..... : ..... hrs CRITERIO DE EVALUACIÓN:

Nivel de exigencia 60 % . Para Nota Cuatro 18. puntos PUNTAJE OBTENIDO : _______

PREGUNTAS 1. Indique el objetivo de la norma NCH. Elec. 2 / 84. 2. Defina : a. instalación eléctrica. b. instalador eléctrico c. proyecto. 3. Describa quien deberá realizar  todo proyecto de instalación eléctrica. 4. Qué deberán contener las especificaciones técnicas. 5. Los planos correspondientes al proyecto de una instalación se dibujarán sobre qué elementos. 6. En el caso de instalaciones que en desarrollen en forma repetitiva qué se aceptará con respecto al plano RESPUESTAS

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PAUTA DE EVALUACION DE TRABAJOS ESCRITOS NOMBRE: ______________________________________________ N º LISTA: _______

Fechas entrega: ................................... Evaluación: ...................... Puntaje obtenido: ......... : OBJETIVO : CONTENIDO INSTRUCCIONES: • Lea atentamente cada pregunta antes de responder. • Sea claro y preciso en sus respuestas. • Esta prueba consta de siete preguntas. • Puntaje total de la prueba ___ puntos

Tiempo máximo para desarrollar la prueba ____ minutos. Marcar la alternativa según corresponda, en base a los criterios que ap arecen a continuación •

CRITERIO DE EVALUACIÓN : Nivel de exigencia 60 % .para Nota Cuatro 21,6 puntos • Escala de apreciación: 0 Malo I Deficiente II Regular 

III IV

Bueno Muy Bueno

0 INDICADORES

I.- PRESENTACION ( 14 % ) 1.1. Estética (Presentación general del trabajo) 1.2. Limpieza (S/ Borr ones y / o manchas) 1.3. Márgenes 1.4 Portada II.- ESCRITURA (16 %) 2.1 Ortografía 2.2. Caligrafía 2.3. Redacción III.- DESARROLLO (70 %) 3.1. Creatividad 3.2. Dibujos (fotos, esquemas) 3.3. Contenidos 3.4. Introducción 3.5. Conclusión 3.6. Indice (Listado de Contenidos) 3.7. Bibliografía

(4%) (4%) (2%) (2%) (6%) (4%) (6%) ( 10 % ) (6 % ) ( 30 % ) (6%) ( 14 % ) (2%) (2%)

Total

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ESCALA DE APRECIACION I II III IV Total

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PAUTA DE EVALUACION CONTROL PRACTICO Nº 05 Nombre: ........................................................................................ Nº de lista: .......... Fechas entrega: ................................. Evaluación: ....................... CONTENIDO

: Diseño circuito de enchufes

INSTRUCCIONES 1. Evaluador, Marcar la alternativa según corresponda, en base a escala de apreciación. 2. Este trabajo tiene un puntaje total de 20 puntos. 3. En Planta adjunta diseñe dos (2) circuitote enchufes. 4. Observe la condición de la planta; más de 72 m2 CRITERIOS DE EVALUACIÓN: Nivel de exigencia 60 %. 12 puntos para nota 4 Escala de apreciación: 0 II IV

Malo Regular Muy Bueno

1 3 5

I III

Deficiente 2 Bueno

INDICADORES % I FECHA PRESENTACIÓN II.- DEL FORMATO 2.1 Rotulación 2.2. Croquis de ubicación 2.3 Dimensiones del Formato III.- DE LA PRESENTACION 3.1. Presentación general de la lámina (estética) 3.2. Limpieza ( S/ Borrones y / o manchas ) 3.3. Normalización de los símbolos 3.4. Normalización de la nomenclatura 3.5. Exactitud de los trazos 3.6 Regularidad de la línea IV.- DEL PROYECTO 4.1 Salidas de caja 4.2 Respeta zonas de seguridad 4.3 Marca zonas de seguridad 4.4 Trazado de las canalizaciones 4.5 Cálculos relacionados 4.6 Protecciones eléctricas

5 15 5 5 5 30 5 5 5 5 5 5 50 5 10 5 10 10 10

Total

 jgscg ELECTRICIDAD

59

0

4

ESCALA DE APRECIACION I II III IV

Total