Completo manual electricidad industrial (excelente)

Captulo 1Introduccin a la electricidad Conceptos fundamentales

ndice 1. Introduccin a la electricidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

Produccin de la Energa Elctrica. Centrales elctricas . . . . . . . . . . . . . . 1

2. El tomo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3Cargas elctricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4Electrizacin del tomo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

3. Cuerpo conductor y aislado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54. Corriente elctrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Smil hidrulico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6Instalacin elctrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

5. Voltaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8El voltmetro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

6. Cantidad de electricidad: Culombio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9Ampermetro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

7. Resistencia elctrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118. Ley de Ohm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Otras expresiones de la Ley de Ohm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

9. Potencia y energa elctrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1410. Potencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1511. Unidad elctrica de potencia: Vatio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Voltaje (en funcin de la potencia) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17Intensidad de corriente (en funcin de la potencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

12. Combinacin de la Ley de Ohm con la frmula de la potencia . . . . . . . . . . . . 1813. Caballo de Vapor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Ejemplo de clculo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

14. El Vatio hora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2015. Consumo elctrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2116. Resistencia de los conductores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2417. Resistividad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2418. Cada de tensin en la lnea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2519. Conductancia de un conductor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2620. Ley de Joule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2621. Resistencias en serie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2822. Resistencias en paralelo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

Shunt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

25. Montaje mixto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34Ejemplo de clculo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

Curso Virtual: Electricidad industrial

Captulo 1 Introduccin a la electricidad Conceptos fundamentales

1. INTRODUCCIN

La electricidad es la forma de energa ms utilizada por el hombre. Gracias a ella, se puede hacer que funcionen las lmparas elctricas, las maquinarias, los electrodomsticos, las herramientas, los ordenadores, etc.

Pero, qu es la electricidad?, cmo se produce?, cmo se transporta?, De qu manera se controla?, cmo de calcula?. A lo largo de este curso, se darn las respuestas adecuadas a estas y otras interrogantes relacionados con las aplicaciones elctricas.

Produccin de la Energa Elctrica. Centrales elctricas

La energa no se crea, est en la naturaleza y se puede transformar para sacar un rendimiento til. El hombre ha evolucionado en bienestar conforme encontraba utilidades a la energa; pero el gran salto se consigui al transformar las distintas clases de energas primarias en electricidad. Un ejemplo: Antes, para poder aprovechar la fuerza del agua de un ro, se utilizaba la noria y hacer que se moviera la piedra del molino. Esta noria deba de estar necesariamente en la orilla del ro. La electricidad permite cambiar la noria por un motor, y colocarlo a muchos kilmetros del ro dende se genera la fuerza necesaria para moverlo. Por tanto, el descubrimiento de poder transportar la energa a travs de unos conductores, es lo que hace que la energa elctrica sea la ms interesante de todas las formas que aparecen en la naturaleza, unido esto a la posibilidad de almacenamiento en acumuladores adecuados, la hace que, adems, sea una de las formas ms econmicas en transformala en otra clase de energa.

Mdulo 1- Captulo 1 Introduccin a la electricidad Pgina 1 de 36


Las centrales elctricas, son fbricas de produccin de Energa elctrica. Donde se transforma una Energa primaria en Energa elctrica

Segn el tipo de Energa Primaria a transformar, las Central elctrica recibe diferente denominacin:

ENERGA PRIMARIA TIPO DE CENTRAL ELCTRICA

1 Salto de agua Central hidrulica

2 Quema de Carbn, Petrleo, gas, etc. Central trmica

3 Reaccin de fusin, Fusin de ncleo atmico Central nuclear

4 Movimiento del mar Central mareomotriz

5 Calor recogido de la tierra Central geotrmica

6 Calor procedente del Sol Central solar

7 Luz procedente del sol Central fotovoltaica

8 Producido por el viento Central elica



En la mayor parte de las Centrales elctricas, el movimiento se logra con agua (fra, caliente o vapor), para hacer girar las paletas de la turbina. En una Central hidrulica, las paletas de la turbina giran cuando el agua fra pasa de una altura a otra inferior. Cuando la central es trmica o nuclear las paletas son impulsadas por agua caliente o el vapor de agua.

Nota: Se dice agua fra, por comparacin, aunque su temperatura sea la ambiental

En el caso de las central Fotovoltaica, se consigue la transformacin de la Luz procedente del Sol, en Energa Elctrica, mediante elementos Semiconductores especiales. Esta energa, generalmente se acumula en bateras para poder ser utilizada cuando el Sol deje de incidir sobre las placas.

Los generadores elctricos son mquinas que cuando se les proporciona un movimiento, estas lo transforman en Energa Elctrica. Se basa en el Efecto Faraday que se resume as:

Cuando se mueve un conductor metlico dentro de un campo magntico, sea un imn o un electroimn, se engendra en dicho conductor una corriente elctrica y al contrario, si se mueve el imn, o el electroimn, y se fija el conductor, tambin se produce en el conductor dicha corriente.

Los generadores elctricos (alternadores y dnamos) producen la corriente elctrica haciendo girar las bobinas dentro de campos magnticos creados a tal efecto. Cuando lo que se mueve es un imn y lo que permanece esttico es la bobina tambin se genera corriente elctrica (magnetos de las que se usan en las motocicletas).

En un principio, cuando los generadores eran de corriente continua (dnamos), exista el problema del transporte, por lo que, el generador deba de estar prximo al lugar de consumo. Con el uso de los alternadores, y los transformadores, ya no es necesaria esta proximidad al ser posible el transporte a grandes distancias, empleando la tcnica adecuada.

La electricidad tiene muchsimas aplicaciones, se puede transformar cualquier clase de energa en corriente elctrica; pero, durante siglos, nadie ha sabido encontrar la respuesta a una pregunta bsica: Qu es la electricidad?. Se saba como crear corriente, como controlarla, calcular sus efectos, pero no se saba que era. La respuesta requiere explicar primero como est constituida la materia.

2. EL TOMO

Al tomar un trocito de metal y dividirlo miles y miles de veces, se llega o obtener una molcula de este pedacito de metal, que sigue conservando las mismas propiedades fsicas del trocito original. Se define el tomo como la parte ms pequea de un elemento qumico que puede entrar en combinacin.

El tomo es como Un sistema solar, en cuyo centro estara el Ncleo Atmico (el Sol) y orbitando a su alrededor los electrones (los planetas). El Ncleo Atmico est formado por Protones (de carga positiva) y electrones (de carga Negativa, y de masa 1.136 veces menor).



Los Neutrones, que comparten ncleo con los Protones, poseen la misma masa que estos, pero sin carga elctrica (ver figura 4).

Cuando el nmero de protones y electrones son iguales, se dice que el tomo tiene carga elctrica nula. Si el nmero de protones, supera al de electrones el tomo tiene carga positiva, y por el contrario, si el nmero de protones es inferior al de electrones, el tomo est cargado negativamente. En la figura 1 est representado un tomo de cobre en estado neutro.

Por otro lado, un tomo con carga positiva o negativa, es susceptible de intercambiar electrones con otros tomos de su alrededor, con el fin de conseguir la estabilidad elctrica, es decir, se iguala el nmero de protones y electrones, para conseguir la carga nula.

Figura 1. tomo de cobre

Cargas elctricas

Colocados una sustancia falta de electrones frente a otra, tambin falta de electrones, se observa que ambas se alejan rpidamente. Por otro lado, si se enfrentan dos sustancias sobrantes de electrones, tambin ocurrira lo mismo. Es decir: dos cargas del mismo signo se repelen entre s (figura 2)

Figura 2 Cargas de igual signo se repelen

Un protn enfrentado a un electrn se atrae rpidamente, conclusin: Cargas del mismo signo se repelen, y cargas de distintos signos se atraen. (Figura 3).

Tanto el electrn, como el protn, tiene una propiedad especial desconocida, y que es intrnseca a la materia, a la que se denomina Carga elctrica y que por su actuacin, explicada anteriormente, la carga del Protn (+) es distinta del Electrn (-). Dada esta propiedad especial e intrnseca de la materia. En cuanto al comportamiento se llama de diferente manera:

Protn: Tiene una Carga Elctrica Positiva. Figura 3 Cargas de distinto signo se atraen

Electrn: Posee una Carga Elctrica Negativa.

En el Ncleo Atmico, al haber ms de una Carga Positiva, estas se repeleran. Esto no ocurre debido a la fuerza de carcter Nuclear (partculas subatmicas [neutrinos]) que anulan el carcter repulsivo de las cargas positivas.



Electrizacin del tomo

Al frotar un material, este puede ganar o perder electrones. Se puede experimentar frotando un bolgrafo, con un pao, se observar que el bolgrafo puede atraer trocitos de papel. Se dice entonces que tiene una carga de electricidad positiva respecto al papel. En realidad, un material tiene exceso de electrones y el otro est falto de ellos. El material con exceso de electrones se comporta coma Carga Negativa, y, por el contrario, el material con defecto de electrones, tiene Carga Positiva.

Los electrones que se comparten en la materia son denominados de las ltimas rbitas atmicas, que al estar ms alejados del propio ncleo atmico es ms fcil de ser arrancado, y por tanto, de ser compartido. Volviendo la comparacin con el sistema solar y a modo de ejemplo, es como si se pudiera compartir Plutn con otras estrellas.

Figura 4. La carga positiva indica falta de electrones

Al frotar el bolgrafo con el pao, los electrones de la ltima rbita de los tomos de la misma, material son arrancados y pasan al pao. Como el bolgrafo ha pasado a tener un defecto de electrones, a adquirido carga positiva.

Los electrones no se ven, pero se notan sus efectos: La electricidad

La electricidad se puede definir como un movimiento de electrones (figura 5), que en su desplazamiento pueden originar fenmenos trmicos, luminosos, magnticos y qumicos.

Figura 5 La corriente elctrica es un movimiento de electrones

3. CUERPO CONDUCTOR Y AISLADO

Cuando se desarrolla la electricidad en un cuerpo y los efectos slo se manifiesta en el punto tratado, sin extenderse al resto, se dice que son malos conductores, aislante o dielctricos.

En cambio, si la electricidad desarrolla en el punto se esparce por toda la superficie, se les llaman cuerpos buenos conductores de la electricidad o simplemente conductor.

Un cuerpo conductor al ser electrizado conserva indefinidamente esta propiedad mientras no sea unido a tierra. Si por medio de sustancias aislantes se evita que esto suceda, se dice que el conductor est aislado.



El concepto aislado, depender siempre de la tensin de trabajo, cuando la tensin de aislamiento se rebasa, el cuerpo deja de esta aislado. El ejemplo se encuentra en la naturaleza, el aire se considera como un buen aislante, sin embargo cuando la electricidad esttica de las nubes se acumula en grandes cantidades el rayo atraviesa el aire (figura 6), producindose el desprendimiento de electrones sobrantes y el equilibrio de las cargas. An no est claro si el rayo baja de las nubes a tierra, o sube de la tierra a las nubes, pues hay versiones en los dos sentidos, y una tercera teora que sostiene que unas veces las nubes se cargan positivamente y otras negativamente, de ah los rayos que en verano se observan entre nubes sin caer a tierra.

Figura 6 Cada del rayo 4. CORRIENTE ELCTRICA

Cuando la electricidad se mueve a lo largo de los conductores, se producen fenmenos extraos, cuyo estudio ha dado lugar a conclusiones o leyes, que razonan los resultados de los experimentos.

El conocimiento de estas leyes es de gran importancia para la aplicacin de la electricidad al bienestar de la humanidad.

Para simplificar el estudio se ha dado en admitir que de las dos clases de electricidad existentes, una sola es la que se mueve, como lo hara un lquido o un gas por una tubera.

Para empezar con el estudio de la corriente elctrica, es mejor comparar la electricidad (circulacin de electrones) con el movimiento del agua que fluye por una caera.

Smil hidrulico

Suponiendo una instalacin como la de la figura 7 destinada a transportar el agua desde el punto A (Pozo) hasta otro punto, R (noria), entre los que existe una distancia cualquiera.

En esta instalacin, as dispuesta, se puede observar: En primer lugar una mquina M, eleva el agua del nivel A al B, creando una diferencia de nivel h, que har al agua recorrer la tubera en el sentido que indican las flechas. Al llegar a C cae bruscamente de C a D, pasando por el motor R; que se pone en movimiento, y puede desarrollar una energa til. El agua que sale de R vuelve, siguiendo una pendiente suave al punto de origen A. S el agua no volviese al punto inicial, el depsito se agotara, y el movimiento del agua cesara. Por tanto, mientras que exista una diferencia de nivel h, el motor R permanecer en movimiento, cesando cuando deje de existir este desnivel.

Figura 7 Smil hidrulico



Las magnitudes que caracterizan esta instalacin son:

-Diferencia de nivel, medido en metros

-Cantidad de agua transportada, expresado en litros

-Gasto de agua transportada en un segundo, evaluado en litros por segundo

Instalacin elctrica

Un resultado similar se produce en un circuito elctrico (figura 8), la similitud entre este circuito y la instalacin hidrulica se basa en los siguientes elementos:

- Generador, cuya misin es crear una diferencia de nivel elctrico, que recibe el nombre de diferencia de potencia o tensin. (Se expresa respectivamente por las letras en minscula d.d.p., o la mayscula V.)

- El receptor, esto es, la mquina que recibir la energa transportada, y que es capaz de desarrollar un trabajo.

-La unin entre el generador y el receptor se hace por medio de conductores semejantes a los conductos del agua, por donde pasar la corriente elctrica, que transportar una cantidad de electricidad en la unidad de tiempo, que es el segundo.

Figura 8 Circuito elctrico

La energa elctrica as puesta en movimiento quedar evaluada por la medicin de las siguientes magnitudes:

-Diferencia de potencial o tensin, medido en Voltios.

-Cantidad de electricidad, evaluado en Culombios.

-Cantidad de electricidad transportada por segundo, expresada en Amperios.



5. VOLTAJE

Segn se ha dicho, la diferencia de potencial existente entre los dos polos de un generador se mide en voltios, el aparato con que se efecta la medicin recibe el nombre de voltmetro.

Medir el voltaje es hallar la diferencia de potencial que existe entre dos puntos de una instalacin elctrica; en la figura 9 se mide la tensin que existe entre los bornes del receptor.

EL VOLTMETRO

Este aparato de medida (figura 10) tiene dos bornes, que se conectan a los dos puntos entre los cuales se quiere averiguar la diferencia de potencial que existe entre ellos

Figura 9 conexin del voltmetro

Fsicamente el aparato debe presentar una gran resistencia al paso de la corriente, o lo que es lo mismo. Una mnima parte de la corriente debe ser suficiente para que se mueva la aguja e indique cual es la tensin entre los dos puntos que se miden; por ello se construyen con hilo muy fino y de muchas vueltas.

Figura 10 Voltmetro escala 100 a 500 V

El voltaje de una instalacin elctrica depende del que proporciona el generador y es un valor constante con poqusimas variaciones, y cuando las hay, son del grado de las unidades; es decir, en ningn caso van ms all de los seis o siete voltios de diferencia. Por ello los voltmetros no se colocan en todos los cuadros de distribucin de electricidad, en muchos se sustituye simplemente por luces pilotos. Cuando se instalan Voltmetros en los cuadros principales de distribucin se hace con interruptor para tenerlos desconectados casi siempre y slo en el momento de ver el voltaje se conectan.

Cuando la red es trifsica los voltmetros se instalan, con conmutador (figura 11) para ver con un solo aparato la tensin entre las tres fases, conmutando dos a dos estas y una cuarta posicin de desconectado. Figura 11 conmutador de voltmetro



6. CANTIDAD DE ELECTRICIDAD: CULOMBIO

El agua transportada por una tubera se mide en litros; del mismo modo, la cantidad de corriente elctrica transportada se llama culombio.

Un culombio, es la cantidad de electricidad que en la descomposicin del agua libera 0'0104 miligramos de hidrgeno.

Amperio

La intensidad de una corriente elctrica, es la cantidad de electricidad transportada en un segundo. Que es lo mismo que si se dijera: Amperio es la unidad de intensidad, que en un segundo transporta un Culombio. El amperio, se designa por la letra mayscula A y tambin por la letra I.

Decir que una resistencia consume 20 Amperios, equivale a decir que se transportan 20 Culombios por segundo y que pasan a travs de esta resistencia. Se expresa: I = 20 A.

Ampermetro

Para medir una corriente se utilizan los ampermetros. Al igual que el voltmetro tiene dos bornes, pero a diferencia con el voltmetro, lo que se quiere saber es la cantidad de corriente que pasa por un conductor. Por lo que, para averiguar esto hay que cortar el conductor e intercalar en este, los dos bornes del ampermetro, de modo que toda la corriente pase a travs del aparato de medir.

Figura 12 Ampermetro, representacin y conexin

El esquema de la figura 12 muestra la disposicin de un ampermetro destinados a medir la intensidad de la corriente que consume un receptor. El mismo resultado se obtendra si se colocara el ampermetro en el conductor de retorno de la corriente. nicamente, habra que tenerse en cuenta que, para corriente continua, el ampermetro tiene una polaridad que hay que respetar, pues si no se hace as, la aguja marcara en sentido contrario.



Fsicamente el ampermetro no ha de producir ninguna cada de tensin en la lnea, por lo que el hilo con que se construye su bobina es bastante ms grueso que la propia lnea, y, adems, la bobina que hace mover la aguja tiene el mnimo de vueltas.

Cuando los ampermetros se dedican a medir grandes cantidades de corriente, la conexin no se hace directa, sino que se utilizan transformadores de intensidad que reducen a 100 a 5 Amperios la corriente que pasa por aparato de medida (figura 14). Los ampermetros, casi siempre se colocan tres (uno por cada fase), y estn siempre conectados, marcando constantemente la corriente que se consume; a veces, cuando las cargas por fase, son equilibradas, se coloca un solo ampermetro y tres transformadores de intensidad, con un conmutador de ampermetro (figura 15) para cambiar de un transformador a otro.

Figura 13 Ampermetro de 0 a 600 A

Figura 14 Conexin de ampermetro por transformador de intensidad

Figura 15 Ampermetro de lectura directa con conmutador de fases incorporado

En la figura 16 se aprecia la diferencia de colocacin entre un voltmetro y un ampermetro, si se colocasen, por error, de forma diferente los aparatos se quemaran en pocos segundos.

El ampermetro se dice que est conectado en serie, y el voltmetro, en paralelo.

Figura 16 Conexin de ampermetro y voltmetro



7. RESISTENCIA ELCTRICA

Experimentalmente se comprueba que si entre los extremos de un conductor (figura 17) se aplican distintas diferencias de potencial, V 1, V 2, V 3, el conductor consume distintas cantidades de electricidad I 1, I 2, I 3, de tal forma que la relacin entre voltaje e intensidad siempre es una cantidad constante, que se llama resistencia elctrica del conductor.

1 =VI1

2 = 3 2 3

VI

VI

Figura 17 a mayor voltaje mayor consumo

8. LEY DE OHM

La expresin:

VR =I

(1) Recibe el nombre de Ley de Ohm.

La V, representa la tensin en Voltios, I, es la intensidad en Amperios, y R, la resistencia, que se expresa con la letra griega omega mayscula: .

La Ley de Ohm dice: La relacin que existe entre el voltaje que se aplica a un conductor y la intensidad de corriente que este consume, es una cantidad constante; que se llama la resistencia que se opone al paso de esa corriente.

Que la resistencia se exprese en Ohmios es para hacer un honor al fsico alemn Jorge Simn Ohm, descubridor de esta ley, bsica de la electricidad.



Se emplea un mltiplo y un submltiplo de esta unidad:

El megohmio, M, que vale un milln de ohmios, y se utiliza para medir la resistencia del aislamiento de los conductores.

1 megohmio = 106 ohmios

El microhmio, , que vale una millonsima de ohmio, que se utiliza para medir la longitud de los conductores de grandes secciones.

1 1

106 ohmios= =microhmio

OTRAS EXPRESIONES DE LA LEY DE OHM

- La frmula 1 se puede expresar de otro modo, con tan slo alterar sus trminos as

V = R . I (2)

no es ms que el resultado de cambiar los trminos de la Ley de Ohm.

A esta expresin se le suele llamar Cada de tensin, ya que la corriente que pasa por un conductor multiplicado por la resistencia del conductor da un voltaje igual al que se pierde en el conductor, de tal manera (figura 18) que la diferencia de potencial entre el principio de una lnea U y V al final de ella, es debido, sin duda, a la prdida habida en el conductor.

Figura 18 La diferencia de voltaje entre principio y final de la lnea recibe el nombre de cada de tensin



Tambin se puede cambiar los trminos de la Ley de Ohm de forma que exprese la Intensidad de corriente

VI =R

(3)

Frmula que se aplica para calcular, a priori, el consumo que va a tener, -en amperios-, una resistencia de valor conocido, conectada a una tensin de trabajo determinado.

Memorizar las tres frmulas es de mucha importancia, puesto que hacer uso de ella es lo habitual en la persona que se dedique como profesional a las aplicaciones de la electricidad; pero, memorizar las tres frmulas a la vez es muy difcil. Lo mejor es recordar slo una; Y cuando sea necesario, deducir las otras dos.

Parece ser que la ms fcil de retener en la memoria es...

V = R.ICon estas tres letras se puede formar una frase como por ejemplo:

Viva la Reina Isabel

Tambin habr quien prefiera recordarlo de forma grfica, por ejemplo: Un tringulo equiltero con

las letras V R I, la parte superior es donde est el Vrtice, es decir V de voltio siempre ir arriba cuando se trate de dividir (frmula 1 y 3)

I = VIR

V = R

En el caso que se busque V = I . R



9. POTENCIA Y ENERGA ELCTRICA

TRABAJO al efecto que produce una fuerza aplicada a un objeto cuando este se mueve. Por el contrario si no existe desplazamiento de la fuerza, no se realiza ningn trabajo. Es fcil ver que si una columna sostiene el peso de un edificio, dicha columna est ejerciendo una gran fuerza, pero; por el contrario, no realiza ningn trabajo, puesto que el edificio no se mueve. Un camin que baja por una pendiente, con el motor parado, ayudado solo con la fuerza de la gravedad, realiza un trabajo, aunque no consuma combustible, se est desplazando la carga de un lugar a otro, luego se efecta un trabajo. Realmente, quin realiza el trabajo es el Campo Gravitatorio Terrestre, transformndose la Energa Potencial en Cintica. Lo importante para que se realice un trabajo es que exista un desplazamiento de la fuerza de un lugar a otro. (Figura 19)

Figura 19 Diferencia entre fuerza y trabajo

El trabajo es directamente proporcional a la fuerza por el espacio recorrido .

T = f . e (4)

El Trabajo que desarrolla una mquina en kilogrmetros es igual a la fuerza aplicada en kilos por el espacio recorrido en metros.

En electricidad el concepto de trabajo presenta algo de dificultad para entender, ya que, no se ve tan fcilmente el movimiento de los electrones a travs de los componentes de un circuito.

Para que sea ms comprensible es necesario observar los efectos que produce:

Si se aplica una tensin a un motor elctrico la polea del motor girar sobre su eje. Este movimiento se transmite a la mquina y entonces si que s apreciar el trabajo que realiza.

El paso de la corriente a travs de los aparatos de medida produce unos efectos magnticos que hacer mover la aguja y con ello se detecta que se produce un trabajo, puesto que la energa se mueve desplazando la fuerza.



El movimiento de la electricidad, da origen a fenmenos elctricos, de diversas propiedades, este movimiento de la electricidad se puede valorar directamente en unidades elctricas con los aparatos de medida.

10. POTENCIA

Medir el trabajo que realiza una mquina es poco significativo, mucho ms interesante es averiguar la potencia que desarrolla. La potencia de una mquina es el trabajo que efecta esta mquina en la unidad de tiempo.

Se denomina potencia a la capacidad de producir trabajo, y se mide por el trabajo que se realiza por segundo. Cuanto menos tiempo precise una mquina para realizar un trabajo, ms potenciadesarrolla.

En el concepto de trabajo, no se menciona para nada el tiempo en que se lleva a cabo un desplazamiento, sin embargo, en el de Potencia es esencial.

La Potencia se calcula por la frmula

f .eP =t

(5)

La potencia desarrollada por una mquina en kilogrmetros por segundos es igual a la fuerza aplicada en kilos por el espacio recorrido en metros dividido todo ello por el tiempo en segundosempleado en realizarlo.

11. UNIDAD ELCTRICA DE POTENCIA: VATIO

La unidad de potencia empleada en el sistema CGS (Cesagesimal), es el julio por segundo, que es lo mismo que decir vatio por segundo, de smbolo W.

Potencia en vatios

Es igual al producto del voltaje, en voltios, por la intensidad en amperios.

P = V . I = W (vatios) (6)

NOTA

Esta frmula, lo mismo se expresa: P = V . I que W = V . I,

Puesto que la potencia se expresa en vatios, y contrariamente, los vatios expresan la potencia consumida.



El ampermetro, (figura 20) para medir amperios, y el voltmetro (figura 22) para medir voltios, son los medios de que se pueden utilizar para medir el trabajo producido por la corriente elctrica.

Figura 20 Ampermetro Figura 21 Interior de aparato analgico Figura 22 Voltmetro

Multiplicando la lectura de ambos aparatos se halla la potencia consumida por un receptor.

W = V . I

Tambin es posible hallar el valor de la potencia, directamente, sin tener que hacer ninguna operacin matemtica. Conectando un vatmetro.

En la figura 23 se muestran las conexiones de estos tres aparatos para medir la potencia consumida por un receptor, en este caso, un motor monofsico.

Figura 23 Conexionado de voltmetro, ampermetro y vatmetro



El vatmetro (figura 24) consta de dos bobinas, una amperimtrica y la otra voltimtrica, de caractersticas similares a la del Ampermetro y voltmetro respectivamente, y se representan perpendiculares la una a la otra (figura 25). Al conectarla se ha de tener un cuidado muy especial para no confundir la bobina que ha de ir en serie, con la que tiene que conectarse en paralelo; puesto que, no slo puede deteriorarse el aparato, sino que adems, se puede ocasionar un cortocircuito en la red.

Figura 24 Vatmetro de 0 a 500 KW Figura 25 Esquema de vatmetro

El Vatio tiene un mltiplo llamado Kilovatio, que vale mil vatios, y se escribe KW o Kw.

1 KW = 1.000 W

Cuando se trata de coriente alterna, tambin se lee la potencia, en kilo-voltio-amperios, se escribe K V A que se lee ca-ve-as.

Voltaje (en funcin de la potencia)

De la frmula 6 se deduce que:

V W I

=

(7)

El voltaje es igual a la potencia consumida en vatios, dividido por la intensidad de corriente en amperios.



Intensidad de corriente (en funcin de la potencia)

De la misma frmula 6 tambin se puede deducir la intensidad de corriente en funcin de la potencia y el voltaje.

(8)

=V

I W

Frmula que dice: La intensidad de corriente, en amperios, es igual, al cociente que resulta de dividir los vatios, entre los voltios.

12. COMBINACIN DE LA LEY DE OHM CON LA FORMULA DE LA POTENCIA

Sustituyendo en la Ley de Ohm el valor del voltaje por el valor que tiene en la Ley de la Potencia se obtiene una serie de nuevas frmulas muy empleadas en el clculo, de todas ellas, convienen memorizar, sobre todo dos; que se recuerdan mejor por estar puestas en forma de producto.

V = R I y W = V I

De la combinacin de estas dos frmulas se obtiene todas las del cuadro adjunto:

Ohmios Voltios Amperios Vatios

(1) RV I

= (2) V R I= . (3) I =VR

(6) W V I= .

(9) RVW

=2

(7) VW I

= (8) I =WV (10) W R I= .

2

(11) RWI

= 2 (12) V W R = . (13) I =W R

(14) WV R

=2

Durante este curso, y despus de acabado el curso, tendr que consultar esta tabla en la que se encuentran la mayora de las frmulas que tendr que utilizar para hacer clculos bsicos de electricidad.



13. CABALLO DE VAPOR

La potencia que desarrolla una mquina en un segundo se mide en caballos de vapor (CV). La relacin que existe entre un caballo de vapor y el vatio es la misma que en mecnica:

1 CV. = 75 Kg cm = 75 x 9'81 w = 736 W.

1 CV. = 736 W

1 caballo de vapor = 736 vatios

(15)

Inversamente se puede asegurar que:

11W = CV

736

11 vatio = caballos de vapor

736

(16)

La potencia que desarrolla un motor se puede expresar indiferentemente en CV., O en KW.

Nota de inters

Conociendo los vatios se puede saber la potencia en caballos de vapor sin tener que averiguar el voltaje de la red.

La traduccin de vatios a caballos de vapor no depende del nmero de fases que tenga el motor, ni de que la corriente sea continua o alterna

Decir que un motor elctrico tiene 5 C.V. de potencia es lo mismo que decir que consume 3'68 KW puesto que:

5 x 736 = 3.680 W = 3'68 KW

En motores fabricados fuera de Espaa se encuentra escrito en ingls las iniciales HP que corresponden a nuestras CV.

Hoy da la potencia de un motor, ya no se expresa en CV. Todo viene expresado en Kw, incluso los motores no elctricos, pero existe una gran cantidad de motores antiguos, y que estn an en servicio, en que la potencia solo viene expresada en Caballos de Vapor



Ejemplo de calculo

El problema ms comn es el de averiguar que cantidad de corriente consume un motor de determinados caballos.

Por ejemplo: Se desea conocer la intensidad de corriente que consume un motor de corriente continua que tiene una fuerza de 35 CV.; en este caso es necesario saber a qu voltaje est conectado: suponiendo que sea 220 voltios.

Primeramente se averigua cuantos vatios son 3'5 caballos de vapor

W= 736 x CV. = 736 x 35 = 2.5760 W

y despus la intensidad de corriente al voltaje de funcionamiento del motor.

2 576 .I = = 11 708 A

220 ,

Este dato es imprescindible para saber:

- El fusible que ha de llevar. - El tamao del interruptor - La seccin del conductor

14. El VATIO HORA.

Cuando se pretende medir la cantidad de energa consumida durante un largo perodo de tiempo, el segundo resulta una unidad demasiado pequea, por ello se ha creado el vatio hora, que es el consumo en vatios tomando por unidad de tiempo la hora.

Pero an es pequea para medir lo consumido en un mes, por lo que con estas dos unidades tambin existe el Kilovatio-hora

Las cuatro expresiones de la potencia expresada en vatios tienen las abreviaturas siguientes:

W = Vatio Kw = Kilovatio W-h = vatio hora Kw-h = Kilovatio-hora



El consumo en kilovatios-hora se mide con el auxilio de los Contadores de energa, la figura 27 muestra el esquema de montaje interior de un contador monofsico como el de la figura 26.

Figura 26 Contador monofsico Figura 27 Interior del contador 1. - Bobina y ncleo de tensin 2. - Bobina y ncleo de intensidad 3. - Inducido (disco de aluminio) 4. - Imn de freno

15. CONSUMO ELCTRICO

La energa consumida en una vivienda no siempre es la misma. A lo largo del da, los receptores se conectan y desconectan segn las necesidades de los abonados. Esto mismo ocurre en todas las viviendas de una ciudad. Si a los consumos de las viviendas, se aaden los consumos del alumbrado pblico, y se incrementa con el de todas las industrias y establecimientos de uso pblico y privado, se obtiene el consumo de toda la ciudad.

Analizando detalladamente el consumo de un ncleo de poblacin se observa que cuando el mayor conjunto de habitantes est en sus lugares de trabajo, el consumo en las viviendas es mnimo, y el de las fbricas el mximo; mientras que, cuando los consumos son mximos en las viviendas, en las factoras es mnimo.

Existe un pequeo espacio de tiempo que emplean los habitantes para trasladarse de sus viviendas al trabajo o viceversa, en ese momento el consumo de la ciudad ser el mnimo posible. Cuando la mayora de los ciudadanos duermen, tambin existe otro consumo mnimo. Durante este perodo slo funcionan los aparatos de conservacin y el alumbrado pblico.

Si en la figura 28 se representa en la lnea horizontal las horas del da y en la vertical los consumos, la curva de consumos presentarn un perfil parecido al representado.




En el perfil de la figura, el tramo comprendido entre 40 y 80 %, corresponde al consumomedio; llamado consumo llano. Se observa que por encima de esta recta sobresale unapunta; que se denomina precisamente consumo punta. Por debajo de la recta 40 %, hay unahondonada; que recibe el nombre de consumo valle. El consumo llano, corresponde a lo quemarca un contador, de una sola lectura, a lo largo del da.

Figura 28. Perfil del consumo diario de una ciudad

En este cuadro de consumo, las horas puntas de consumo estn comprendidas entre las 11 ylas 1430 horas y coinciden con las horas de trabajo, en que los ciudadanos no hacen un excesivouso de la electricidad en sus hogares; pero en cambio, en los lugares de trabajo este consumo esmximo.

Para mantener este consumo punta; las compaas elctricas han de poner todos susgeneradores en marcha, incluso si se rebasa la capacidad de generacin, es preciso recurrir ala importacin desde los pases vecinos, (Portugal, Francia, Marruecos). Por esta razn, el precioen horas puntas de los kilovatios, es mayor, en la facturacin para la industria se carga unveinte por ciento sobre lo marcado en el total del contador, para compensar la punta. Este recargotan solo se aplica a la industria y no a las viviendas, en que el consumo incluso est por debajo delconsumo medio de la vivienda. Cuando el consumo es valle, el precio es mnimo, incluso esrentable la exportacin, y evitar as el pago en euros de lo importado. Tambin en horas vallese lleva a cabo la recuperacin del pantano, que en horas puntas, se ha utilizado en la energahidrulica.

En la zona de Andaluca y Badajoz, las horas puntas sonde 19 a 23 en invierno, y de 10 a 14 en Verano.

Basndose en estos diferentes consumos existen contadores de electricidad de una, dos (figura29) y hasta de tres tarifas, que discriminan la tarifa a aplicar segn las horas en que se producenestos consumos.

Estos contadores necesitan un interruptor horario para hacer que entre en funcionamiento un disco


u otro, a fin de que marque la tarifa correspondiente a la hora convenida. Hoy da, el reloj es electrnico, y se programa incluso con el cambio y adelanto y atraso del horario oficial y el horario de invierno o verano de hora punta.

Figura 29 Contador de doble tarifa y primitivos interruptores horarios

El precio que paga el abonado por el consumo de energa elctrica, depende de la potencia contratada, del perodo de contratacin, y del consumo de energa.

No es lo mismo, como se ha visto anteriormente, el consumo domstico que el industrial, por lo tanto son tarifas distintas. La frontera entre una tarifa domstica y la tarifa industrial est en los 17 KW.

Consumos mayores de 17.000 W se pueden producir perturbaciones en la red de distribucin y, por tanto, requieren controles que no son necesarios cuando el consumo es menor. Desde el punto de vista de facturacin, la consideracin de consumo domstico, y consumo industrial, en realidad no existe. Solamente que a partir de 17 KW, existe una norma distinta; una pequea industria puede tener un tratamiento similar a una vivienda, y una gran vivienda puede tener una facturacin similar al de una industria, todo depende de este consumo reiteradamente citado.

Cuando el abonado contrata, por medio de contadores de doble tarifa, se paga a un precio lo consumido en las horas valle, y a otro precio, lo consumido en horas puntas. S por el contrario; el contador es de una sola tarifa, en este caso se paga lo consumido durante todo el da recargado en un veinte por ciento, por consumo punta supuesto.

Tambin se fabrican contadores de triple tarifa que miden exactamente lo consumido durante los tres perodos de facturacin, llano, punta y valle.

En resumen: En una factura de electricidad que rebase los 17KW contratados, se tiene en cuanta los siguientes conceptos:

- Potencia contratada + Perodo de facturacin (uno, o dos meses) - Energa consumida - Energa consumida en las horas puntas (si no tiene contador de doble tarifa, el 20 % del consumo) - Energa en horas valle (Solo cuando se tiene contador de triple tarifa) - Energa reactiva (ms adelante se ver esto, cuando se estudie la corriente alterna) - Alquiler del contador (en el caso de no sea propiedad) - Impuestos (16% de IVA)



Las facturas cuyos abonados contratan una potencia inferior a 17 KW-h tan solo se factura por:

- Potencia contratada + Perodo de facturacin (dos meses) - Energa consumida - Impuestos (16% de IVA)

16. RESISTENCIA DE LOS CONDUCTORES

Resistencia es la dificultad que ofrece un conductor al paso de la corriente elctrica. Por la Ley de Ohm, se puede determinar su valor dividiendo el voltaje entre la intensidad de coriente; pero a veces, interesa saber cual va a ser esta resistencia antes de intercalar esta resistencia en un circuito elctrico.

17. RESISTIVIDAD

La resistencia de un conductor es proporcional a su longitud e inversamente proporcional a su seccin, de modo que la resistencia de un conductor de longitud l ser mayor cuantos ms metros tenga y menor resistencia cuanto mayor sea la seccin s del conductor el valor que viene definido por la frmula

l=s

R

(17)

(rho) es una constante que depende de la sustancia de que est echo el conductor que recibe el nombre de resistividad.

Si se toma un conductor de longitud igual a la unidad l = 1 m y de seccin la misma que la unidad de seccin s = 1 mm 2 , el valor de su resistencia ser igual al de la resistividad de ese conductor = R; luego

La resistividad de una sustancia conductora es la resistencia de un hilo que tiene la unidad de longitud y la unidad de seccin.

Algunos autores consideran como unidad de longitud el centmetro y de seccin el centmetro cuadrado, mientras que otros consideran para la longitud el metro y para la seccin el milmetro cuadrado; esta segunda es con la que habitualmente se trabaja, ya que son las unidades de medida ms comunes y no necesita transformacin a otras unidades.



Ejemplo.- Una lnea compuesta por dos conductores de cobre de seis milmetros cuadrados de seccin, tiene una longitud de dos kilmetros. Se desea saber cual ser la resistencia de la lnea. (Sabiendo que la resistividad del cobre es de 0'018)

R l s

x x = = =

6 12, . 0 018 2 2 000

Nota: Teniendo en cuenta que una lnea necesita un cable de ida y otro de vuelta, la longitud del conductor se halla multiplicando por dos el largo de la lnea

18. CADA DE TENSIN EN LA LNEA

La cada de tensin que se produce en un conductor viene dada por la ecuacin: v = R . I , siendo R no el valor de la resistencia del receptor, sino la del conductor que forma lnea, que se acaba de calcular.

Si al principio de la lnea existen 220 voltios y el consumo es de, por ejemplo; 4 Amperios, se producir una cada de tensin de

v = r . I = 12 x 4 = 48 voltios de cada.

Por lo que, al final de la lnea habr solamente V-v, o sea

V - v = 220 - 48 = 172 voltios

En la prctica la cada de tensin de una lnea se averigua en tantos por ciento.

Se puede averiguar el tanto por ciento que se produce aplicando la regla de tres, y se dice:

si 220 V corresponde un ! 100 % a 48 V corresponder ! x %

de donde

x = x48 100 220

=48000 220

= 21 81%,

Es decir; que se pierde en la lnea un 21'81 %. Cuando se llegue al captulo del Reglamento de baja tensin, se ver cual es el valor mximo admitido para la cada de tensin en las lneas y se comprobar que una cada de tensin del 5 % es lo mximo que se admite. Luego, no se puede usar un conductor de 6 mm2, para un consumo de 4 A en una lnea de 2 Km.



19. CONDUCTANCIA DE UN CONDUCTOR

Se llama conductancia de un conductor a la inversa de su resistencia. Si es la resistencia de un conductor, su conductancia es...

1 =(18)

se designa con la palabra Mho que no es otra que Ohm al revs, otros emplean el Siemens; se

representa con la letra griega omega () escrita del revs.

La conductividad o conductibilidad raramente se emplea, tan slo se utiliza cuando se quiere hacer resaltar la buena cualidad de un conductor. El trmino empleado es: este conductor tiene mejor conductibilidad que otro; en lugar de decir: Este conductor tiene menos resistencia, que ese otro.

Si la resistividad del cobre es 0,018, la conductibilidad del cobre es 56

20. LEY DE JOULE

Si una resistencia de R ohmios es atravesada por una corriente de I amperios, se calienta. El calor desprendido equivale a una energa de...

R . I 2 joule por segundo.

Tambin se puede decir de otra forma:

Cuando una resistencia es atravesada por una corriente de I amperios, se produce una prdida de energa que aparece en forma de calor, cuyo valor es de

R . I 2 joule por segundo.

O sea, una prdida de potencia igual a

R . I 2 vatios.

Se expresa ordinariamente diciendo que se produce en el conductor una prdida de energa por efecto Joule igual a: R . I 2 vatios.



Calentamiento de los conductores al paso de la corriente.

Todos los conductores se calientan al paso de la corriente; en unos casos puede ser beneficioso, y en otros perjudicial. Esto es un hecho y no hay manera de evitarlo; as que, conviene tener presente esto a la hora de proyectar una instalacin. Pero cuanto se calientan los conductores?.

Si R es la resistencia de un conductor e I la intensidad de la corriente, la potencia consumida por efecto Joule corresponde a una produccin de calor igual a

0'24 R I 2 caloras pequeas por segundo

si la corriente circula durante t segundos, se tendr:

Q cal = 0'24 . R . I 2 . t

(19)

Es decir, todos los conductores se calientan al paso de la corriente, y cuanto ms tiempo est circulando corriente por el conductor, el calor desprendido por este ser mayor. Hay que destacar que, la cantidad de calor Q desprendida en la unidad de tiempo permanece contante

Cuando la cantidad de calor cedida se hace igual a la producida por el paso de la corriente, la temperatura alcanza su mximo. Si esta temperatura es demasiado elevada se corre el peligro de incendio.

Para evitar el calentamiento de los conductores, se imponen conductores gruesos; con ello se evitan dos cosas: el excesivo calentamiento y las prdidas por cada de tensin. Pero; un conductor de gran seccin es mucho ms caro que otro fino. El lmite entre lo conveniente y lo necesario ser el resultado del clculo de la seccin a determinar, de tal modo que por un conductor no pase ms de un nmero de amperios por milmetro cuadrado de los que el conductor puede resistir. Este valor se determina por ensayo y se publica en tablas dentro del Reglamento Electrotcnico para Baja Tensin

Densidad de corriente. Es la cantidad en amperios que pasa por cada milmetro cuadrado de seccin del conductor.

sId = Amperios por mm2

(20)



La densidad de corriente que puede soportar un conductor variar entre 1'3 amperio por milmetro cuadrado y 15 amperios por milmetro cuadrado, cuanto mayor es la seccin, menos amperios admite, por ser inversamente proporcional a la seccin. Calcular un conductor basndose en la densidad de corriente no es vlida. La seccin no slo depende de la cantidad de corriente que puede pasar por l, sino que tambin hay que tener en cuenta la colocacin del conductor: Que puede ser: enterrado, al aire, solo, junto a otros, bajo tubo, con funda, sin funda. En el Reglamento Electrotcnico para Baja Tensin se concretan estos casos, mediante tablas.

Los conductores pueden agruparse entre s en serie, en paralelo, o en montaje mixto (que es la combinacin de serie y paralelo a la vez).

21. RESISTENCIAS EN SERIE

Se llama montaje en serie cuando las resistencias se disponen unas a continuacin de otras, de tal modo, que todas sean recorridos por la misma corriente (figura 30) donde se observan las siguientes particularidades:

Figura 30 Resistencias en serie

La resistencia del conjunto es igual a la suma de las resistencias de todas las resistencias que lo compone.

Rt = R1 + R2 + R3 +... Rn

(21)



Si en los extremos de este circuito se aplica una diferencia de potencial de V voltios, la corriente en este circuito y, por consiguiente, en cada conductor es:

VI =R1+ R2 + R3

(22)

La diferencia de potencial entre los extremos de cada conductor es de:

Entre A y B es de V1 = R1 . I

Entre B y C es de V2 = R2 . I

Entre C y D es de V3 = R3 . I

de donde

V1 + V2 + V3 = (R1 + R2 + R3) I

Por tanto

V= V1 + V2 + V3

(23)

Formula que se expresa diciendo:

La diferencia de potencial entre los extremos de un circuito serie, es igual a la suma de las diferencias de potencial que existe entre cada uno de ellos.

Ejercicio: Tres resistencias de 5, 10 y 15 , conectadas en serie, a una pila de petaca de 4'5 V. A qu voltaje se podr cada una de ellas?

Resuelva este ejercicio aplicando las frmulas 21, 22 y 2. Si el resultado es correcto obtendr el resultado final de:

V1 = 0'75 V V2 = 1'5 0V V3 = 2'25 V



22. RESISTENCIAS EN PARALELO

Cuando todos los principios de las resistencias estn todos unidos en un solo punto y todos los finales estn todos unido en otro, se dice que estn agrupados en paralelo o derivacin (figura 31).

Figura 31 Resistencias en paralelo

La corriente al llegar al punto A se reparte entre todas las resistencias R1, R2, R3 de modo que cada conductor ser recorrido por corriente I1, I2, I3 de tal modo que la suma de ellas es igual a la corriente total que llega al punto A

I = I1 + I2 + I3

(24)

Resistencia del conjunto

Hallar el valor del conjunto de resistencias conectadas en paralelo, equivale a encontrar el valor de una resistencia que sustituya a todo el conjunto por otra de similar valor (figura 32)



Figura 32 RT tiene un valor equivalente al conjunto R1 R2 y R3

Si entre los puntos A y B se sabe que existe una diferencia de potencial de V voltios, por cada resistencia circular

IV R

IV R

IV R1 1

2 2

3 3

= = =; ;

Como se ha dicho que la suma de las intensidades es igual a la intensidad total (frmula 24), se puede sumar y obtener

I I I IV R

V R

V Rt

= + + = + +1 2 3 1 2 3

simplificando y sacando el factor comn V se obtiene:

I VR R Rt

= + +

1 1 1

1 2 3

tambin se puede sustituir el valor de It por su equivalente

Mdulo 1- Captulo 1 Introduccin a la electricidad

V Rt

Pgina 31 de 36


V R

V R R Rt

= = + +

1 1 1 1

1 2 3

simplificando nuevamente queda:

1 1 1 1

1 2 3R R R Rt = + +

y despejando el valor de la resistencia total del conjunto

++=R 1 t 1 1 1

R R2 R31

(25) Frmula que indica:

La resistencia total de un conjunto de resistencias conectadas en paralelo es igual a la inversa de la suma de las inversas de dichas resistencias.

Observacin: Comparando los dos casos de asociacin de resistencia se observa que:

En resistencias serie cuantas ms resistencias en serie se agrupan mayor es la resistencia del conjunto.

En resistencias paralelo cuantas ms resistencias en paralelo se agrupan menor es la resistencia del conjunto.

En resistencias serie el valor del conjunto siempre es mayor que el valor de la mayor de las resistencias que lo compone

En resistencias paralelo el valor del conjunto siempre es menor que la menor de las resistencias que lo compone



23. CASOS PARTICULARES:

Slo dos conductores en derivacin

El caso de la figura 33

Figura 33 Dos resistencias en derivacin

La resistencia del conjunto de estos dos conductores ser

o bien:

1 1 1

1 2R R Rt = +

1 2 1 1 2R R Rt

=+.

R R

de donde

R R2Rt =1.

R R2+1

(26)

Por consiguiente:

La resistencia de dos resistencias en derivacin es igual al producto de las resistencias, dividido por su suma.



Shunt.

Cuando se pone una resistencia en derivacin con otra, se dice que aquella est en Shunt con esta. En la figura 34 la resistencia R, est en derivacin con el ampermetro. Tambin se puede decir que R, es el Shunt del Ampermetro.

Figura 34 Ampermetro con shunt

Caso de todas las resistencias iguales: si en la frmula general el denominador, es comn, basta con multiplicar el valor de una de las resistencias iguales por el nmero de ellas.

R

R R R t =

+ +

1 1 1 1

1 2 3

en el caso de que R1 = R2 = R3

y siendo el nmero de resistencias n, el valor del conjunto es

Es decir:

R n R

R nt t= =

1

1

n Rt

R1=

(27)

El valor de la resistencia total de un conjunto de resistencias en paralelo, en el caso de que sean todas ellas idnticas, es igual al valor de una de ella dividido por la cantidad de consta el conjunto.

Nota de inters: Siempre que se pueda elegir, se escogern resistencias iguales para acopla. Lo mismo ser que sea en serie o en parlelo; puesto que los clculos son mucho ms rpidos y la posibilidad de equivocacin ser mucho menor.



25. MONTAJE MIXTO

Al montaje de la figura 35, es lo que se llama montaje mixto, en el que se observa que:

Figura 35 Agrupamiento mixto

Entre el punto A y B hay dos resistencias conectadas en paralelo la R2 y la R3. Estas dos, estn conectadas en serie con la resistencia R4. A su vez, este conjunto de tres resistencias, est en paralelo con la R1.

El procedimiento de clculo de circuitos mixtos es el siguiente:

1. Ver las forma de sustituir pequeos conjuntos por su valor equivalente. En este caso, R2 y R3 son dos resistencias en paralelo y quedara como indica la figura 36

Figura 36 Primer circuito transformado

2. Seguidamente se toma otro conjunto y se contina transformando el circuito complejo en otro ms simple. En el presente caso se tiene entre el punto A y C de la rama inferior con el punto intermedio B, se tiene dos resistencias en serie RAB y R4. Si estas dos, se sustituye por el valor de una sola equivalente; se llega al circuito de la figura 37

Figura 37 Segundo circuito transformado



3 Despus de todas las transformaciones, se llegar a, bien un circuito serie, o un circuito en paralelo: En el ejemplo, un circuito en paralelo de dos resistencias R1, y RABC, fcil de resolver.

Ejemplo de clculos:

Se llama potencimetro el montaje que se representa en la figura 38. Una resistencia R1 recibe por sus extremos A y B una tensin V. Entre el punto D y el contacto mvil C se intercala una resistencia R2, generalmente menor que la primera.

Figura 38 Potencimetro

Segn la posicin del contacto C, la tensin que reciba la resistencia R2 estar comprendida entre cero voltios (contacto en B) y V voltios (Contacto en A)

El conjunto se comporta como un agrupamiento mixto, una parte de la resistencia R1 est en serie, y el resto de la misma en derivacin con la resistencia R2.

Puesto el contacto C a la mitad la resistencia del conjunto ser R1/2 ms el resultado de la combinada R1/2 con R2. Si el potencimetro de la figura 38 tiene los valores V = 220 Voltios, R1 = 44 Ohmios, R2 = 10 Ohmios. Calcular el valor de la intensidad de la corriente en la posicin media del cursor.

Rx

t / ,2 22 10 22

220 32

22=+

+ = + = 22 10

28 88

La intensidad de la corriente ser

IV R

A= = =220

, ,

28 88 7 62


Tema 2Planos y croquis

ndice1. Planos y croquis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

Croquis, apunte, diseo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1Planos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1Esquema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

2. Signos elctricos convencionales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13. Normas elctricas y electrnicas ms comunes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24. Tablas de smbolos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

SMBOLOS GENERALESConsideraciones sobre la tabla Lneas y empalmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3Conductores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

5. Lneas y empalmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4Caractersticas de la lnea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5Cruce de conductores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6Pequeas diferencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6Anotaciones junto a los smbolos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6Signos sobrepuestos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7Unin de signos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

6. Elementos generales de conexin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7Observaciones a la tabla Elementos Generales de conexin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

INSTALACIONES DOMSTICAS7. Aparatos de conexin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Variaciones de la norma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118. Aparatos avisadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Clases de esquemas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12Esquema unifilar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

9. Esquemas de trazados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14Smbolos superpuestos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14Smbolos inventados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16Diferencias entre normas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

10. Circuito elctrico de una vivienda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17TRAZADO INDUSTRIAL

11. Transformadores y reactancias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19Innovaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

12. Mquinas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2013. Rectificadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2214. Aparatos de medida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2315. Transformadores de medida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2516. Conexiones de distintos aparatos de medida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2617. Rels y contactores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2718. Esquema de una gra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

Advertencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28


Mdulo 1- Tema 2 Planos y Croquis Pgina 1 de 28

Tema 2Planos y croquis

1. PLANOS Y CROQUIS

Croquis, Apunte, diseo

Se denomina as al dibujo echo sin ayuda de instrumentos, es una anotacin rpida ysimplificada de lo esencial. Puede contener rasgos mal acabados para reforzar la ideaprincipal.

Planos

Son dibujo bien realizado, con acotaciones y utilizando los elementos necesarios dedibujo y los signos convencionales de representacin, no admite tachaduras ni dibujossuperpuestos, a no ser que sea para despejar dudas. El plano se hace a escala paraque la representacin guarde las proporciones con la realidad.

Esquema

Representacin intermedia entre croquis y plano. El esquema, es el sistema msutilizado para las conexiones elctricas.

2. SIGNOS ELCTRICOS CONVENCIONALES

Los signos elctricos utilizan una amplia gama de smbolos, conque representar la altavariedad de dispositivos que se utilizan en la instalacin elctrica. Dependiendo de loque se quiere representar se utilizan smbolos distintos para designar un mismo objeto.Por ejemplo: No es lo mismo representar sobre un plano donde tiene que ir sitados lalmpara, las bases de enchufes, los interruptores, que especificar como van conectadosestos mismos elementos. Se usa diferente simbolismo dependiendo que es lo que sequiere representar.

Existen normas nacionales de representacin elctrica que por encontrarse adecuadasse copian de unos pases a otros y que se suelen llamar Internacionales, en realidad noes as. Cuando un pas crea apropiado introducir una ligera modificacin sobre unsmbolo lo hace y edita sus propias tablas de smbolos. Esto hace que no todo el mundolas respete, bien por desconocimiento o bien por que se creen anticuadas y que ya noson utilizables.



Las grandes multinacionales al fabricar y vender en diversos pases tiene problemas deescoger el smbolo adecuado y han optado por crear su propia nomenclatura

En Espaa, de siempre, se ha dicho que simplemente se copian los smbolos queutilizan los alemanes, en realidad no es as, pero s hay ms similitud entre Espaa yAlemania que entre Espaa y otros pases

3. Normas elctricas y electrnicas ms comunes

ANSI Instituto de normalizacin americano

BS Prescripciones inglesas

CEE Prescripciones internacionales preferentes para aparatos de instalacin

CEI Comit electrnico italiano

CEMA Unin de fabricantes canadienses de productos electrotcnicos

CENELEC Comit Electrotcnico para la Normalizacin Electrnica (Europeo)

DEMKO Organismo de control dans para productos electrotcnicos

DIN Normas alemanas para la industria

IEC Comisin electrotcnica Internacional (Todos los pases industrializados)

JIS Prescripciones japonesas

KEMA Organismo de comprobacin holands de productos elctricos

NBN Instituto belga de normalizacin

NEMA Asociacin de fabricantes de productos electrotcnicos (USA)

NEMKO Organismo de control noruego para productos electrotcnicos

EN Norma de la Comunidad Europea

SEMKO Organismo de control sueco para productos electrotcnicos

SEN Normas suecas

UL Departamento de comprobacin de los seguros contra incendios nacionales (USA)

UNE Norma Espaola. (Organismo espaol de publicacin de normas)

UTE Asociacin electrnica francesa

VDE Asociacin electrnica alemana



4. TABLAS DE SMBOLOS

Para facilitar la localizacin de los smbolos, se han agrupados estos, en tablas de familias deun mismo mbito (la numeracin solo es para dar un orden). En este captulo se han hechoonce tablas y por cada una se hacen unas breves advertencias sobre curiosidades que se dancon algunos de estos smbolos.

En este tema se han dispuesto tres apartados: Smbolos generales, simbologa utilizada enInstalaciones domsticas y finalmente los smbolos ms utilizados en montajes deAutomatizacin industrial. Se ha excluido la simbologa electrnica, telefnica, y decomunicaciones.

Smbolos generales: Lneas y empalmes, Elementos generales de conexin

Instalaciones domsticas: Aparatos de conexin. Aparatos avisadores, Esquemas detrazados

Trazado Industrial: Transformadores y reactancias, Mquinas, Rectificadores,Aparatos de medida, Transformadores de medida, Rels ycontactores

SMBOLOS GENERALES

Consideraciones sobre la tabla Lneas y empalmes

Todo plano eclctico, representa smbolos unidos por lnea, la representacin de lneas sehacen a un solo color, es decir, para representar conductores de distintas caractersticas, nose emplean colores diversos, sino lneas con trazos diferentes (Ver N 6, 8 y 10); Tambin sepueden inventar otra forma de representacin. Ms que una norma de obligado cumplimiento,debe interpretarse como una idea, de qu se puede hacer para representar conductores deusos diferentes, como puede ser telfono, TV, Sonido, Corriente Alterna a diferente tensin,Corriente continua.

Conductores

Casi siempre, lo que se representa son conductores terminados, (Ver 1 y 3); pero, hay veces,en que no se acaba una instalacin del todo. Su acabado se realiza por etapas. Esto es, quehay que dejar sitio, incluso tubos vacos, que sern ocupados posteriormente, en cuyos casoslos conductores se representan de trazo discontinuo (Ver N 2 y 4).

Una red trifsica se puede representar por tres conductores de fase y el neutro, es decir, cuatrotrazos (Ver N 1 y 3); pero, tambin se puede representar por un solo conductor atravesado portantos trazos cortos como conductores tenga la lnea, o un solo trazo con el nmero deconductores (Ver N 12 y 19), en este segundo caso se llama representacin unifilar.



5. LNEAS Y EMPALMES



Caractersticas de la lnea

Se hace siguiendo el siguiente mtodo: Encima de la lnea se coloca, clase de corrientefrecuencia y tensin. Por debajo de la lnea nmero de conductores, aspa demultiplicacin, y seccin de los distintos conductores, tambin material por su smboloqumicos (Cu, o Al)

3N 50 Hz 400 V

3 x 120 + 1 x 70 Al

Figura 1 La lnea representada es: Cable trenzado de aluminio para tres fases de 120 mm2 y neutro de 70 mm2 de 400 voltios entre fases a baja frecuencia de 50 Hercios

Hay trazos a los que slo debe de drseles una sola representacin, como ocurre conel conductor de proteccin, de raya y punto (Ver N 7). Aunque la raya y punto se utilicetambin en otros trazados, como los ejes que dividen a dos partes iguales, o el contornode un conjunto.



Cruce de conductores

Es curioso ver como cuando alguien traza por primera vez un esquema, al llegar a uncruce entre conductores, traza un pequeo puente, para indicar que no se tocan. Deesta forma es como se representaba hace cuarenta aos, y esto, por lo visto, loentiende todo el mundo; pero, desde hace ya esos mismos aos, el cruce deconductores es como se representa en el nmero 14, y en el caso que exista unin setraza un punto (Ver n 15). En esto se ha introducido una variante para la derivacin.Ahora se puede elegir entre dos opciones (Ver 27): Colocando el punto, como siemprede ha hecho, o prescindir del punto de unin.

Pequeas diferencias

En la unin de dos conductores se pinta siempre un punto que representa la unin, peroeste punto puede ser relleno de blanco o de negro (Ver N 16 y 17). El relleno de negrosignifica unin permanente, pero no definitiva, se puede deshacer, utilizando unaherramienta (destornillado, llave fija). El punto blanco, sin relleno, significa que se puededeshacer la unin, sin herramientas, simplemente tirando del conductor, como ocurrecon los enchufes.

Otras veces se encuentran signos muy similares con pequeas diferencias, comoocurre entre el signo N 18 y los de la tabla siguiente N 28, 30 y 32 que todos soncuadrado rectngulo. Pero, que si dentro de este rectngulo, hay un nmero, una letrao un signo, se trata de un borne de conexin (N 18). En caso de no haber nada seruna resistencia (N 28), si est relleno de negro es una resistencia inductiva, es decir,una bobina (N 30) y si tiene una continuacin del conductor (N 32) se trata de unfusible. Cuatro pequeas diferencias para una misma base del signo.

Anotaciones junto a los smbolos

A veces, un smbolo por si solo, no es suficiente para definir un componente, porejemplo: Para designar la seccin del conductor se puede poner: 3 x 2'5 mm 2 . Significatres conductores iguales de 2'5 mm 2 cada uno de ellos o bien: 3'5 x 16 mm 2 + T. Quees, tres conductores de 16 mm 2 y otro de la mitad de seccin mas un quinto conductorde tierra de 16 mm 2. Incluso si es necesario, el dimetro del tubo y las caractersticasdel tubo (vease de nuevo caractersticas de la lnea)

Junto a los smbolos de interruptores, fusibles y dems aparatos de maniobra, se sueleanotar el amperaje mximo, y cuando se trata de resistencias, condensadores yelementos similares el valor de estos.



Signos sobrepuestos

Sobre un signo, como por ejemplo, los N 28, 29, 30, 31 se colocan uno cualquiera delos tres de la figura 32, se obtiene la N 33 una variante que indica que el valor estsujeto a modificacin. El como se vara puede no ser especificada, o si, y puede ser deforma continua, o escalonada, depende del signo que se le ponga.

Unin de signos

Dos signos iguales colocados uno al lado del otro, significa que son independientes, quepueden actuar de forma diferente, en cambio, cuando dos o ms signos estn unidospor una o dos lneas finas, significa que actan conjuntamente (Ver N 36), es decir, queestn unidos mecnicamente, y no pueden actuar con independencia.

6. ELEMENTOS GENERALES DE CONEXIN



Observaciones a la tabla Elementos Generales de conexin

Los 90 que se coloca al lado de los smbolos 29 y 30, y el 0 del smbolo 28, no serefiere a temperatura, son grados elctricos. Significa que es un elemento puro, es decirque solo tiene una caracterstica, la que se representa. Todos los dems elementos dela tabla adems lo que representa, pueden tener en mayor o menor grados, otraspropiedades y producir reacciones secundarias. El indicado con 0 y 90 no, es comoun sello de calidad. Cuando se estudie la corriente alterna se ver esto con msdetalles.

El smbolo n 30 es una bobina, devanada sobre un cartn especial. Se usangeneralmente en alta frecuencia, en circuitos electrnicos. En el n 34, esta bobina estdevanada sobre un ncleo de hierro, la raya colocada sobre la bobina representa estencleo de hierro. Se utilizan en baja frecuencia y su mayor utilidad est en los tubosfluorescentes. En el n 31 ocurre lo mismo, la segunda y tercera tiene ncleo de hierroy la primera no.



Signo n 39, el conductor de proteccin une las partes metlica, que por accidentepueden ponerse en tensin a tierra, a veces, se le llama el cable de tierra El primerode los dos es la parte que se une directamente a tierra, el segundo, es la masa interiorde los aparatos. Todos los aparatos tiene un nico borne, donde se conectan todas lasmasas del aparato, lavadora, microondas, lavavajillas, tostadoras, etc. Dentro delelectrodomstico se encuentra este segundo smbolo.

El smbolo n 46 es una variante del smbolo n 37. Se puede dibujar de las dos formas,la ms cmoda; pues un nuevo smbolo no anula el anterior.



INSTALACIONES DOMSTICAS

7.APARATOS DE CONEXIN



Variaciones de la norma:

Muchas veces, se ven planos que no se ajustan exactamente a los signos; para eliminardudas, en todo plano se ha de colocar abajo y a la derecha un recuadro donde seponga la traduccin del significado de cada smbolo que se emplee. De esta forma tansimple, se da autenticidad a un smbolo que est mal escrito, o incluso si tiene unsignificado distinto del que se quiere expresar, y se convierte algo mal, en un signovlido

El ver representado constantemente mal un signo, hace pensar que la norma ha sidocambiada; pero por otro lado, si se entiende perfectamente lo que se quiere representar,entonces no se puede decir que est mal. Lo principal es entenderlo y realizarcorrectamente el montaje.

Si se admite este principio, no existe inconveniente para que usted mismo haga nuevasvariaciones. Lo principal es que haya entendimiento entre el diseador y el realizador,y para ellos ser imprescindible colocar en todo plano la clave del significado, lo mismoda que el signo sea el correcto, o el equivocado. Siempre hay que colocar la simbologadel esquema, porque no todas las personas que leen un plano tienen por qu conocerel significado de todos los smbolos.

8. APARATOS AVISADORES



Clases de esquemas

Los esquemas reciben el nombre de TOPOGRFICO, cuando se representan lo msparecido al montaje real. EN LNEA, cuando la fase est arriba y el neutro debajo,con entrada de corriente por arriba y salida por debajo, y por ltimo se denominaUNIFILAR cuando no se representan las conexiones solo se especifican loscomponentes de la instalacin y su ubicacin en el plano.

No todos los smbolos sirven para cualquier tipo de esquema, en el topogrfico y enlnea si se usan los mismos, pero en el unifilar casi todos los smbolos sonexclusivos para este tipo de esquemas y no se deben de emplear en los otras dosformas.

Figura 2. TRES FORMAS DE REPRESENTAR UN PUNTO DE ALUMBRADO

Esquema unifilar

Se utiliza para representar, dentro de un plano, el lugar de colocacin de loscomponentes elctricos. En el esquema unifilar no se representa como vanconectados entre s los componentes, solo el tipo de componente, secciones, y demsmedidas que sirvan para aclarar conceptos, si est implcito no es necesario insistir yse omite, solo cuando pueden existir dudas se dan las aclaraciones.



Para manifestar la relacin que existe entre dos conmutadores y la lmpara queenciende, algunos delineantes, trazan lneas discontinua (figura 3) uniendo, por elcamino ms corto los tres componentes relacionados.

Figura 3 TRAZADO DEL LA LNEA DISTRIBUIDORA Y CORRESPONDENCIA DE ELEMENTOS

En esta forma de representacin no quiere decir que los conductores tengan que ir pordonde est la lnea discontinua, la lnea real, cuando se representa, se hace de lneacontinua. En la figura 4, lnea y dos puntos. La relacin entre lmparas e interruptoresse ha hecho con letras y nmeros.

Figura 4. RELACIN ENTRE CONMUTADORES Y LMPARAS



A veces, en los esquemas unifilares solo se representan los componentes y ni siquierase hace mencin de los conductores, ya que cuanto menos trazos, ms claridad. En latabla de esquemas de trazados estn representados los smbolos que se utilizan,exclusivamente, en los trazados unifilares.

9. ESQUEMAS DE TRAZADOS

Smbolos superpuestos

Cuando en un mismo lugar hay ms de un mecanismo, por ejemplo tres diferentes, al colocalos uno al lado de otrose ocupa demasiado sitio en el plano (ver figura anterior 3 y 4). En estos casos, se recomienda superponerlos, comoen el smbolo N 87, que es la representacin superpuesta de los nmeros 85 y 86.



Otro ejemplo es el N 93, que es la superposicin del N 88 con el N 91. Estasuperposicin de smbolos, sin embargo, los dibujantes no las utilizan muy a menudo,prefieren colocar los tres smbolos a incluirlos todo en uno solo. Sin embargo, es unasolucin, que est ah para el que la quiera utilizar

En esquemas de trazados la tabla se ha ampliado en los siguientes smbolos



Smbolos inventados:

Cuando en un esquemas se tiene que representar un mismo smbolo, pero de diferentecapacidad, lo recomendado es colocar al lado del smbolo, el amperaje de cada uno.Sin embargo, algunos prefieren resolver la duda haciendo una pequea variante, comoaadir un trazo; por ejemplo, el caso de una base de enchufe con tierra de 10A, 16 Ao 25 A. La solucin que se le da es poco ms o menos las siguientes:

Figura 5. TRES VARIANTES PARA EL SMBOLO DE ENCHUFE

Diferencias entre normas

Para el smbolo de la base de enchufe hay otras variantes, dependiendo de la normaque se utilice. En la siguiente tabla, puede observarse como de una norma a otra haydiferentes smbolos, y dentro de la misma norma, en algunos smbolos se admiten hastacinco variaciones (Interruptor). Esto, unido a las facilidades para la importacin, haceque lleguen a Espaa muchos esquemas diferentes. Tantos que mucho electricistascreen que lo l aprendi ya est antiguo y no sirve. Lo nico que da validez a unsmbolo es (se repite) colocar en el plano la traduccin de los smbolos que se emplean.



Dar listas exhaustivas de todos los smbolos que existen sera hacer dudar de cual esel adecuado, las norma DIN optan por reducirlos a uno, mientras que la norma UNE,tiende a dar al menos dos opciones. No convine tener muchas dudas, si adems, luegono se siguen exactamente. Estas normas algunos las toman como idea para hacer supropia norma, sobre todo aquellos fabricantes que sus clientes estn en pasesdistintos, que tienden a hacer su propia norma internacional.

10 CIRCUITO ELCTRICO DE UNA VIVIENDA

Todos los smbolos mostrados en las distintas tablas son los ms empleados eninstalaciones domsticas. Normalmente estn relacionados unos con otros. Acontinuacin se muestra el plano de una vivienda con estos smbolos. Es muyimportante identificarlos todos, saber que son, aunque de momento no se sepa comose conectan, ni como funcionan, lo importante por ahora, es saber que significa cadasmbolo.



Figura 6 PLANO DE UNA VIVIENDA DE ELECTRIFICACIN BSICA



TRAZADO INDUSTRIAL

11. TRANSFORMADORES Y REACTANCIAS

Innovaciones

Constantemente la industria crea nuevos productos, y cada vez ms pequeos y conms potencia. Desarrollan nuevos interruptores que en algunas ocasiones rompen conlo tradicional, cuando un fabricante pone en el mercado un nuevo producto, inventa,adems, su signo. Este nuevo signo puede ser aceptado por otros fabricantes omodificado a su antojo, ante de llegar a un acuerdo internacional muchos de estossmbolos se prestan a confusiones. Lo mejor es tomrselo con mente abierta, no decirnunca este smbolo ya no es as, ahora es de otra manera, porque quien sostenga estopuede estar equivocado.



Por ejemplo, los smbolos n 124 (Transformador monofsico) y n125 (transformadortrifsico). Raramente se ve representado el smbolo n125, todo el mundo pinta pararepresentar un trasformador trifsico el smbolo n124, incluso en cuadros sinpticos decentrales elctricas. Otro tanto ocurre con el smbolo del autotransformador, nadie lopinta igual, muy parecidos al 127 pero nunca exactamente igual. Claro que esto puedellevar al estudiante a pensar. Para qu me voy a prender estos smbolos si luego nome los voy a encontrar iguales?. La respuesta es que no hay ms remedio queaprenderlos con mente abierta, sin rigideces, pensando que si no aprende ninguno, muydifcil ser que entienda los que se nos puedan presentar el da de maana.

12 MQUINAS



El nmero 135 es para colocar dentro de los crculos la letra de la mquina que estunida por el eje a la segunda, puede ser M y D, o G y D, o cualquier otra combinacinde mquinas.

En la representacin de mquinas raramente se utiliza el smbolo completo, a no serque sea corriente continua. Lo normal es utilizar el abreviado.

Las mquinas, casi todas son rotativas, sin embargo hoy da existen mquinas estticasque antes no existan, por ejemplo un generador fotovoltaico. Antes el nico generadorest tico eran las bateras, ahora se puede utilizar tambin este smbolo para indicaruna batera (n 141).

Otra innovacin son los motores que no giran ms de una fraccin de vuelta, como losempleados en las impresoras que utilizan los ordenadores son motores que funcionana pasos, no a giro completo (n 142).

En la tabla de rectificadores aparece uno que ya no se fabrica (n 145). Sin embargoel smbolo no se emplear para otra mquina distinta, quedar para los museos osimplemente para el recuerdo pero el smbolo seguir existiendo.

Es como si los tranvas de mulas tuviesen un smbolo, no existen, pero cuando existaese era su smbolo.



13. RECTIFICADORES

Se aconseja no utilizar el primitivo smbolo N 143, porque recuerda mucho al N 145, es mejorutilizar el n 147, que se asemeja ms a los rectificadores modernos.



14 APARATOS DE MEDIDA

Hoy da todos los aparatos de medida se fabrican en dos versiones: de aguja(analgico), o de numeracin (digitales). Si bien por ahora son ms econmicos losanalgicos, pronto se invertir la cuestin monetaria y en un futuro prximo puede quesean ms econmicos los digitales, de todas formas el smbolo abreviado puede ser elmismo para los dos; lo que no es lo mismo es el smbolo completo que vara bastante.



Cuando se desee especificar que cualquiera de estos aparatos de medida, es digital,se utilizar el smbolo correspondiente, aadiendo debajo de la letra identificacin tresceros como se muestra en la figura 7

Figura 7. Voltmetro digital

Los smbolos de la tabla Formas de accionamiento, aadido al smbolo de interruptor, indicaque forma se acciona ese mecanismo. En la figura 8 est representado un con

Completo manual electricidad industrial (excelente)

Technology

Transcript of Completo manual electricidad industrial (excelente)