ELECTRICIDAD:
La electricidad es una propiedad física manifestada a través de
la atracción o
del rechazo que
ejercen entre sí las distintas partes de la materia. El origen de esta
propiedad se encuentra en la presencia de componentes con carga negativa (denominados protones) y otros con carga positiva (los electrones).
VOLTAJE:
El
voltaje es la energía potencial
eléctricapor unidad de carga,
medido en julios por culombio ( = voltios). A menudo es referido como "el
potencial eléctrico", el cual se debe distinguir de la energía de
potencial eléctrico, haciendo notar que el "potencial" es una
cantidad por unidad de carga. Al igual que con la energía potencial
mecánica, el cero de potencial se puede asignar a
cualquier punto del circuito, de modo que la diferencia de voltaje, es la
cantidad fisicamente significativa.
CORRIENTE:
La corriente o intensidad
eléctrica es el flujo de carga por unidad de tiempo que recorre un material.Se debe al movimiento de los electrones en el interior del material. En el Sistema Internacional de
Unidades se expresa
en C/s (culombios sobre segundo), unidad que se denomina amperio. Una corriente eléctrica, puesto que se trata de
un movimiento de cargas, produce un campo
magnético, un fenómeno que puede
aprovecharse en el electroimán.
FASES:
En ingeniería eléctrica, un sistema
monofásico es un sistema de
producción, distribución y consumo de energía eléctrica formado por una única corriente
alterna o fase y por lo tanto todo el voltaje varía
de la misma forma. La distribución monofásica de la electricidad se suele usar
cuando las cargas son principalmente de iluminación y de calefacción, y para
pequeños motores eléctricos. Un suministro monofásico conectado a un motor
eléctrico de corriente alterna no producirá un campo magnético giratorio, por
lo que los motores monofásicos necesitan circuitos adicionales para su
arranque, y son poco usuales para potencias por encima de los 10 kW. El voltaje
y la frecuencia de esta corriente dependen del país o región,
siendo 230 y 115 Voltios los valores más extendidos para el voltaje y 50 o
60 Hercios para la frecuencia.
TIPOS DE FUENTES DE VOLTAJE
Una fuente de voltaje es cualquier dispositivo o
sistema que produce una fuerza electromotriz entre sus terminales o deriva un
voltaje secundario fuente primaria de la fuerza electromotriz. Una fuente
primaria del voltaje puede proveer energía a un circuito mientras que una
fuente secundaria del voltaje disipa energía de un circuito.
Un ejemplo de una fuente primaria es un campo
común batería mientras que un ejemplo de una fuente secundaria es a regulador
de voltaje. En teoría eléctrica del circuito, una fuente del voltaje es dual de
a fuente actual.
Fuentes ideales del voltaje
1.
FUENTES INDEPENDIENTES Sus
características no dependen de ninguna otra variable de red, aunque pueden
variar con el tiempo Existe solamente en modelos
matemáticos de circuitos.
2.
Fuente de tensión o voltaje
Aquella en la que el valor de su voltaje es
independiente del valor o dirección de la corriente que lo atraviesa. Impone el
voltaje en sus bornas, pero la corriente que lo atraviesa estará impuesta por
la red o circuito al que esté conectado.
Anular un generador de voltaje ideal es
sustituirlo por un cortocircuito, o bien, la resistencia interna de un
generador ideal de voltaje es nula.
3. Fuente de corriente
Son aquellas en las que el valor y la dirección
de la corriente que circula a través de ella es independiente del valor y
polaridad del voltaje en sus terminales.
Impone la corriente de rama, pero el voltaje en
sus bornas estará impuesto por la red a la que esté conectado.
4. FUENTES DEPENDIENTES O CONTROLADAS Cuando
el voltaje a través de una fuente ideal del voltaje es determinado por otro
voltaje o corriente en un circuito, se llama dependiente o fuente controlada
del voltaje.
TIPOS DE TOMA CORRIENTES:
ENCHUFE MACHO O CLAVIJA: Un enchufe
macho o clavija es una pieza de material aislante de
la que sobresalen varillas metálicas que se introducen en el enchufe hembra para
establecer la conexión eléctrica. Por lo general se encuentra en el extremo de cable. Su función es establecer una conexión eléctrica
con la toma de corriente que se pueda manipular con seguridad. Existen clavijas
de distintos tipos y formas que varían según las necesidades y normas de cada
producto o país.
ENCHUFE HEMBRA O TOMA CORRIENTE:
El enchufe hembra, toma corriente o toma
de corriente generalmente se
sitúa en la pared, ya sea colocado de forma superficial (enchufe de
superficie) o empotrado en la pared montado en una caja (enchufe de
cajillo o toma corriente empotrado), siendo
éste el más común. Constan, como mínimo, de dos piezas metálicas que reciben a
su homóloga macho para permitir la circulación de la corriente eléctrica. Estas
piezas metálicas quedan fijadas a la red
eléctrica por tornillos o, actualmente con mayor
frecuencia, por medio de unas pletinas plásticas que, al ser empujadas, permiten la entrada del hilo conductor y al dejar
de ejercer presión sobre ellas, unas chapas apresan el hilo, impidiendo su
salida.
ENCHUFE DE
SUPERFICIE: El enchufe de
superficie ha sido, en el pasado, muy utilizado para instalaciones antiguas por
su facilidad de instalación, al no precisar de obras. Sigue siendo utilizado
para ampliar (a menudo de manera fraudulenta y peligrosa) las instalaciones
principales, normalmente del tipo empotrado, por esas mismas razones. Existen
líneas de fabricación de este tipo de producto destinadas específicamente a
lugares rústicos o casas antiguas, cuyo exterior se asemeja a los primeros
interruptores, y a menudo, fabricados con materiales como la porcelana o la baquelita.
ENCHUFE DE CAJILLO O EMPOTADO :En este
tipo de enchufes, la mayor parte del dispositivo queda dentro de la pared, en
un hueco perforado, quedando acondicionado mediante una caja de material termoplástico. El
cajillo alberga la parte del enchufe donde se conectan los cables.
La parte
exterior sirve para impedir el contacto con las partes con tensión y para
embellecer el aspecto del dispositivo. En la actualidad, la parte exterior
viene separada de la interior, incluso se suelen vender por separado. Es
importante señalar que existen, en cada país, estándares de medida.
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BREAKER :es un aparato capaz de interrumpir o abrir un circuito
eléctrico cuando la intensidad de la corriente
eléctrica que por él circula excede de un determinado valor o, en el
que se ha producido un cortocircuito, con el objetivo de no causar daños a los equipos
eléctricos. A diferencia de los fusibles, que deben ser reemplazados tras un único uso, el disyuntor
puede ser rearmado una vez localizado y reparado el daño que causó el disparo o
desactivación automática.
PARTES DE UN BREAKER
PARTES DE UNA BALASTA
· Núcleo:
Es la parte fundamental del balastro. Está compuesto por varias placas delgadas
de acero al silicio, sobre el que se bobina el
devanado de cobre para formar una bobina.
· Carcasa:
Es la envoltura protectora del balastro. Del devanado salen 2 ó 3 cables de
cobre que se conectan al circuito externo, mientras que en los balastros
electrónicos salen 4.
· Sellador:
Es un compuesto de poliéster que se deposita entre la carcasa y el núcleo
del balastro. Su función es aislante.
Vulgarmente
al balastro se lo conoce como reactancia, ya que debido a la corriente
alterna la bobina del balastro presenta reactancia inductiva.
Al
ser elementos que van conectados a la red eléctrica domiciliaria, por lo
general están normalizados (IEC, IRAM, CE,
etc.).
En
el mercado existen balastros para diferentes potencias. Algunos de los valores
son 7/9/11, 15, 18, 20, 30, 36, 40, 58/65 vatios.
CORTO CIRCUITO
Se denomina cortocircuito al fallo en un aparato o línea eléctrica por el cual la corriente eléctrica pasa directamente del conductor activo o fase al neutro o tierra en sistemas monofásicos de corriente alterna, entre dos fases o igual al caso anterior para sistemas polifásicos, o entre polos opuestos en el caso de corriente continua. Es decir: Es un defecto de baja impedancia entre dos puntos de potencial diferente y produce arco eléctrico, esfuerzos electrodinámicos y esfuerzos térmicos.
El cortocircuito se produce normalmente por los fallos en el aislante de los conductores, cuando estos quedan sumergidos en un medio conductor como el agua o por contacto accidental entre conductores aéreos por fuertes vientos o rotura de los apoyos.
Debido a que un cortocircuito puede causar importantes daños en las instalaciones eléctricas e incluso incendios en edificios, estas instalaciones están normalmente dotadas de fusibles o interruptores magnetotérmicos a fin de proteger a las personas y los objetos.
LA SOBRETENSIÓN
La sobretensión es un aumento de tensión eléctrica.
En ciertos casos, que pueden causar graves problemas a los equipos conectados a la línea, desde su envejecimiento prematuro hasta incendios o destrucción de los mismos. En otros, su efecto puede ser positivo, como en la recarga rápida o forzada de las baterías de litio-ferrofosfato.
Las sobretensiones permanentes son aumentos de tensión superior al 10 por ciento de la tensión nominal y de duración indeterminada, generalmente debido a la descompensación de las fases, habitualmente causada por la rotura del neutro. La rotura deneutro provoca una descompensación en las tensiones simples, lo que produce en los receptores reducción de vida útil, destrucción inmediata e incluso incendios.
La alimentación de equipos con una tensión superior a aquella para la que han sido diseñados puede generar:
- sobrecalentamiento de los equipos
- reducción de la vida útil
- incendios
- destrucción de los equipos
- interrupción del servicio
LA COMETIDA
Se llama acometida en las instalaciones eléctricas a la derivación desde la red de distribución de la empresa suministradora (también llamada de servicio eléctrico) hacia la edificación o propiedad donde se hará uso de la energía eléctrica (normalmente conocido como usuario). Las acometidas en baja tensión (de 0 a 600/1000 Volts dependiendo del país) finalizan en la denominada caja general de protección mientras que las acometidas en alta tensión (a tensión mayor de 600/1000 Volts) finalizan en un Centro de Transformación del usuario, donde se define como el comienzo de las instalaciones internas o del usuario.1 2 3 4 5 6
La acometida normal para una vivienda unifamiliar es monofásica, a tres hilos, uno para la fase o activo, otro para el neutro y el tercero para la tierra, a 127 o 230 voltios dependiendo del país. En el caso de un edificio de varias viviendas la acometida normal será trifásica, de cuatro hilos, tres para las fases y uno para el neutro, la tierra debe tenerse en la misma instalación del usuario, siendo en este caso la tensión entre las fases 220/400 V y de 127/230 V entre fase y neutro dependiendo del país. Si la acometida es para una industria o una gran zona comercial esta será normalmente en Media o Alta tensión, por ejemplo a 5 kV o mayor según la zona o país, a tres hilos, uno para cada fase, el neutro se obtiene del secundario del transformador del usuario y la tierra de su instalación.
ALIMENTADORES
Una fuente conmutada es un dispositivo electrónico que transforma energía eléctrica mediante transistores en conmutación. Mientras que un regulador de tensión utiliza transistores polarizados en su región activa de amplificación, las fuentes conmutadas utilizan los mismos conmutándolos activamente a altas frecuencias (20-100 kHz típicamente) entre corte (abiertos) y saturación (cerrados). La forma de onda cuadrada resultante se aplica a transformadores con núcleo de ferrita (Los núcleos de hierro no son adecuados para estas altas frecuencias) para obtener uno o varios voltajes de salida de corriente alterna (CA) que luego son rectificados (Con diodos rápidos) y filtrados (inductores y condensadores) para obtener los voltajes de salida de corriente continua (CC). Las ventajas de este método incluyen menor tamaño y peso del núcleo, mayor eficiencia y por lo tanto menor calentamiento. Las desventajas comparándolas con fuentes lineales es que son más complejas y generan ruido eléctrico de alta frecuencia que debe ser cuidadosamente minimizado para no causar interferencias a equipos próximos a estas fuentes.
Las fuentes conmutadas tienen por esquema: rectificador, conmutador, transformador, otro rectificador y salida.
La regulación se obtiene con el conmutador, normalmente un circuito PWM (Pulse Width Modulation) que cambia el ciclo de trabajo. Aquí las funciones del transformador son las mismas que para fuentes lineales pero su posición es diferente. El segundo rectificador convierte la señal alterna pulsante que llega del transformador en un valor continuo. La salida puede ser también un filtro de condensador o uno del tipo LC.
Las ventajas de las fuentes lineales son una mejor regulación, velocidad y mejores características EMC. Por otra parte las conmutadas obtienen un mejor rendimiento, menor coste y tamaño.
CIRCUITOS RAMALES
La norma NTC 2050 (210-52) determina que se deben conformar circuitos ramales así:15 o 20 Amperios para salidas generales (tomas, Luminarias).
30 Amperios para alumbrado especial (reflectores de sodio, mercurio, alógenos etc.)
40 o 50 Amperios para tomas especiales (estufa, calentadores de agua etc.).
Aunque la norma indica que se pueden constituir circuitos de luminaria y tomas en uno solo, se recomienda colocar los circuitos de luminarias aparte de los circuitos para tomas generales, permitiendo tener de esta manera, en caso de un fallo de uno de los circuitos, suministro de voltaje del otro circuito de manera independiente.
Se debe entonces tomar el total de salidas de luminarias y multiplicarlas por 100VA, en el ejemplo sería:
15 x 100 = 1500VA.
Un circuito de luminaria no puede exceder de 2400VA, como el valor de 1500VA está dentro del valor permitido, quiere decir que esta instalación requiere de un circuito de 20 Amperios para todas las luminarias de la casa.
Para determinar los circuitos ramales requeridos en la instalación, se toman la cantidad de salidas para tomas (excepto cocina, lavandería), y se multiplican por 180VA, en el ejemplo sería:
19 x 180 = 3420VA
Un circuito para salida de tomacorrientes no puede exceder de 2400VA, como el valor de 3420VA está por encima de lo permitido, se requieren dos circuitos ramales de 20 Amperios cada uno. Se reparten las salidas en cada circuito en partes lo más iguales posibles, en el ejemplo como se tienen 19 salidas, se colocan 9 salidas en un circuito y 10 salidas en el otro, de esta manera las cargas quedan así:
9 x 180 = 1620VA
10 x 180 = 1800VA
10 x 180 = 1800VA
En resumen la vivienda del ejemplo tendrá los siguientes circuitos:
- Artefactos de cocina 20 Amperios (3 salidas)
- Lavadora y plancha 20 Amperios (2 salidas)
- Estufa 40 Amperios (1 salida)
- Alumbrado 20 Amperios (15 salidas)
- Tomas generales 20 Amperios (9 salidas)
- Tomas generales 20 Amperios (10 salidas)
Se tiene que determina ahora qué tipo de sistema eléctrico se requiere para la vivienda, para esto, se necesita determina cual es la potencia total proyectada en la vivienda.
Es recomendable dejar 2 circuitos ramales de 20 Amperios libres como circuitos de reserva para futuras ampliaciones del sistema eléctrico.
TIPO DE CIRCUITOS
CIRCUITO EN SERIE:Un circuito en serie es una configuración de conexión en la que los bornes o terminales de los dispositivos están unidos para un solo circuito (generadores, resistencias, condensadores, interruptores, entre otros.) se conectan secuencialmente. La terminal de salida del dispositivo uno se conecta a la terminal de entrada del dispositivo siguiente.
Siguiendo un símil hidráulico, dos depósitos de agua se conectarán en serie si la salida del primero se conecta a la entrada del segundo. Una batería eléctrica suele estar formada por varias pilas eléctricas conectadas en serie, para alcanzar así el voltaje que se precise.
CIRCUITO EN PARALELO:El circuito eléctrico en paralelo es una conexión donde los puertos de entrada de todos los dispositivos ( generadores, resistencias,condensadores, etc.) conectados coincidan entre sí, lo mismo que sus terminales de salida.
Siguiendo un símil hidráulico, dos tinacos de agua conectados en paralelo tendrán una entrada común que alimentará simultáneamente a ambos, así como una salida común que drenará a ambos a la vez. Las bombillas de iluminación de una casa forman un circuito en paralelo, lo que les permite funcionar a cada una con una potencia independiente de la de las demás.
En un circuito en paralelo cada receptor conectado a la fuente de alimentación lo está de forma independiente al resto; cada uno tiene su propia línea, aunque haya parte de esa línea que sea común a todos. Para conectar un nuevo receptor en paralelo, añadiremos una nueva línea conectada a los terminales de las líneas que ya hay en el circuito.
CIRCUITO MIXTO:Los circuitos de señal mixta son circuitos integrados que contienen circuitos analógicos y digitales combinados en un solo semiconductor.
Hasta mediados de los 90, se trataban generalmente de circuitos integrados para conversión analógica-digital, conversión digital-analógica, módems, alimentación electrónica o circuitos integrados de búfer digital. Los circuitos de sonido digital están controlados también por circuitos de señal mixta. Con el nacimiento de las tecnologías celular y de redes, esta categoría incluye también circuitos integrados para teléfonos celulares o móviles, emisiones de radio por software y router WAN y LAN.
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