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2009Ingenio La Margarita, S.A. de C.V. SUPERINTENDENCIA ELECTRICA CURSO DE ELECTRICIDAD BASICA

ELECTRICIDAD BASICACURSO DIRIGIDO AYUDANTE DE ELECTRICISTAS DE PRIMERA ENCARGADO Y DE SEGUNDA.

Ingenio La Margarita, S.A. de C.V.Sistema de Gestin de la Calidad Certificado con ISO 9001:2000 _________________________________________________________________________________________________

NOMBRE DEL CURSO: Electricidad Bsica DURACIN: 16 horasPERFIL DEL PARTICIPANTE: Electricista de segunda y ayudante de electricista Objetivo general Que al concluir el curso, el participante sea capaz de identificar y hacer uso correcto de los elementos fundamentales del trabajo en instalaciones elctricas industriales, en un marco de conocimiento, orden y seguridad. 2

INTRODUCCINLa electricidad es una de las principales formas de energa usadas en el mundo actual. Sin ella, no existira iluminacin conveniente, ni comunicaciones de radio y televisin, ni servicio telefnico, y las personas tendran que prescindir de aparatos elctricos que ya llegaron a constituir parte integrante del hogar. Adems, sin la electricidad el campo del transporte no sera lo que es en la actualidad. De hecho, puede decirse que la electricidad se usa en todas partes.

HISTORIAAunque solo en los tiempos modernos la electricidad empez a ser til, los griegos ya la haban descubierto desde hace 2,000 aos. Observaron que un material que nosotros conocemos como mbar. Se cargaba con una fuerza misteriosa, despus de frotarlos contra ciertos materiales. Los griegos llamaban electrn, de donde se ha derivado el nombre de electricidad. Alrededor del ao 1600. William Gilber clasificaba los materiales en elctricos y no elctricos, segn se comportaban como mbar o no. En 1733, un francs, Charles Dufay, observo que un trozo de vidrio elctricamente cargado atraa algunos objetos tambin cargados, pero que repela a otros objetos cargados. Concluyo entonces que existan dos tipos de electricidad. Hacia la mitad del siglo XVIII, Benjamn Franklin llama a estas dos clases de electricidad positiva y negativa.

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1. Fundamentos de electricidad 1.1 .Origen de la electricidad La materia est formada por molculas y esta a su vez est formada por tomos. Los tomos estn formados esencialmente por 2 elementos llamados protones y electrones. Los protones se encuentran en el ncleo del tomo en compaa de otros elementos llamados neutrones. Los electrones se encuentran girando alrededor del ncleo 2

Si dispusiramos de un microscopio tan potente que nos permitiera ver los tomos y tomsemos un alambre de cobre para mirarle estos, observaramos que el electrn gira a una velocidad tan elevada que casi no lo veramos, y que su giro es, todas direcciones de forma tal que su trayectoria formara una especie de esfera. Imaginemos una pelota en cuyo centro estuviera suspendido en el aire el ncleo. Pasamos a ver el tomo que esta junto al que ya observamos y encontramos como novedad que el electrn del segundo tomo, tambin gira en igual forma; pero en sentido contrario al giro del primero, adems observamos que las 2 esferas que forman con sus orbitas, estn unidas entre s, en un solo punto. La mxima novedad es que, en ese punto de contacto pasa un electrn, miles y cientos de miles de veces por segundo, y el electrn del tomo, tambin pasa por el mismo punto cientos de miles de veces, sin que en ningn momento, choquen entre s, sino que siempre permiten el paso uno y el otro.

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Si observamos los tomos que estn a continuacin, nos daremos cuenta que van formando una especie de cadena, cuyos eslabones, serian las orbitas de los electrones, y estos se tocara en un solo punto y que adems sus trayectorias son contrarias una de otra, formando lo que pudiramos decir, un Tren de Engranes.

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ccoco

Como dato importante de las caractersticas de los tomos esta el que este es ESTABLE; es decir, no se puede romper ni cambiar sus caractersticas. Si aquel tomo tiene 3 electrones en sus orbitas, no podemos agregarle otra para que sean 4 o viceversa. Claro est, que esto, si lo han logrado; pero con mtodos cientficos muy complejos y es lo que conocemos como la ruptura del tomo de Fisin Nuclear. Nosotros hablamos de las condiciones Naturales y Normales del tomo. En estas condiciones, si nosotros golperamos al electrn del primer tomo de la cadena, de tal forma que este se saliera de su rbita y se metiera en la rbita del segundo tomo, este ltimo, como podemos admitir 2 electrones en su rbita, tendr que mandar su propio electrn a la tercera orbita y as sucesivamente, hasta que l ultimo tomo tuviera en su rbita 2 electrones.

Golpe al Electrn Los siguientes ELECTRONES se desplazan brincando de orbita en orbitaKm. 69 FFCC Crdoba-Tierra Blanca. Estacin Vicente, Oaxaca. C.P. 68422 Tel: 01(274)-748-0701 Fax: 01(274)-748-0702.www.lamargarita.com.mx. R.F.C.IMA-810 827- V 67. IMSS 78-

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tomo sin Electrones

tomo con 2 Electrones

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Esto es IMPOSIBLE porque el tomo es ESTABLE, para que esto sea realizable, es necesario CERRAR los extremos del conductor o del alambre, formando as un circuito cerrado.

Aparato con el que golpeamos o los ELECTRONES, al que llamamos

empujamos a GENERADOR

En esta forma vemos que el generador impulsa a los electrones a que pasen de una rbita a la otra, pero para que esto suceda, es necesario que el CIRCUITO este CERRADO, en caso contrario, existira la fuerza que trata de hacer correr a los electrones; pero si el CIRCUITO est abierto, no habr CORRIENTE de electrones de orbita en rbita.

A la FUERZA o PRESIN que trata de empujar a los electrones, se le conoce con el nombre de VOLTAJE o TENSIN y cuando el CIRCUITO est CERRADO, a la circulacin de electrones que fluye por el conductor, se le conoce con el nombre de CORRIENTE o INTENSIDAD de CORRIENTE.

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Ahora bien, hemos hablado de un alambre de cobre; pero si el anlisis lo hubiramos hecho con un alambre de fierro, veramos que la diferencia estriba en que los electrones del metal fierro, son ms perezosos que los de metal de cobre, es decir se mueve con mayor dificultad al ser empujados por el VOLTAJE. Se dice que el alambre de fierro tiene ms RESISTENCIA que el alambre de cobre, porque ofrece ms RESISTENCIA al paso de la CORRIENTE ELCTRICA. Tenemos ya tres CONCEPTOS diferentes en ELECTRICIDAD que son: TENSIN o VOLTAJE conocido tambin como POTENCIAL. CORRIENTE o INTENSIDAD de CORRIENTE

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RESISTENCIA.1.2. Que es la electricidad? En la poca de Franklin, los hombres de ciencia consideraban que la electricidad era un fluido que poda tener cargas positivas y negativas; pero actualmente, la ciencia consideraba que la electricidad se produce por partculas muy pequeas llamadas electrones y protones. Estas partculas son demasiado pequeas para verlas, pero existen en todos los materiales. Para que el lector lo comprenda, debemos explicar, ante, todo, la estructura de la materia. Qu es la materia? Todo lo que se puede ver, sentir o usar es materia. En realidad la materia es cualquier cosa que tenga peso y que ocupe espacio. Puede encontrarse en la forma de un slido, un lquido, o un gas. La roca, la madera y el metal son forma de materia (slidos), como lo son el agua, el alcohol, o bien la gasolina (lquidos), y no lo son menos el oxgeno, el hidrgeno y el bixido de carbono (gases).

1.3. Fundamento de electromagnetismo El magnetismo fue descubierto hace ms de 2,000 aos por los griegos, cuando observaron que el hierro atraa cierto tipo de piedra. Puesto que esta piedra se encontr por primera vez en la ciudad de magnesia, en el Asia Menor, se le dio el nombre de Magnetita. Ms tarde, cuando se descubri que esta piedra se alineaba espontneamente en la direccin Norte a Sur al suspenderla de un cordel, se le llamo piedra de gua de imn. La magnetita constituye un imn natural que atrae a los materiales magnticos.

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El Magnetismo y el ElectrnAunque hay una relacin estrecha entre las fuerzas elctricas y magnticas, las dos son totalmente diferentes. Las fuerzas magnticas y las fuerzas electrostticas no tienen ningn efecto una sobre otra en tanto no haya movimiento. Pero si el campo de fuerza de cualquiera de ellas se pone en movimiento, entonces sucede algo que origina la interaccin de ambas fuerzas. Puesto que el electrn es la partcula ms pequea de la materia, se parti de ello para formular una teora que explique la relacin existente entre la electricidad y el magnetismo. Se trata de la teora electrnica del magnetismo.

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Campo Electroesttico

----S e sabe que el electrn tiene una carga negativa y que esta carga produce un campo de fuerza que est dirigido desde todas partes hacia el electrn. Por otra parte, segn se estudia en fsica, una carga en rotacin produce un campo magntico. Por consiguiente debido a su rotacin orbital, el electrn tambin tiene un campo magntico. Este campo se extiende en crculos concntricos alrededor del electrn. As pues, la lneas electrostticas de fuerza y las lneas magnticas de fuerza, al encontrarse en cualquier punto, son perpendiculares entre s. Los dos campos combinados constituyen un campo electromagntico. Conductores y aisladores Qu es un conductor elctrico? Son materiales, en forma de hilo slido o cable a travs de los cuales se desplaza con facilidad la corriente elctrica, por tener un coeficiente de resistividad muy pequeo. Los conductores empleados normalmente son de cobre (los hay tambin en aluminio) y deben tener muy buena resistencia elctrica, ser mecnicamente fuertes y flexibles y llevar un aislamiento adecuado al uso que se les va a dar.Km. 69 FFCC Crdoba-Tierra Blanca. Estacin Vicente, Oaxaca. C.P. 68422 Tel: 01(274)-748-0701 Fax: 01(274)-748-0702.www.lamargarita.com.mx. R.F.C.IMA-810 827- V 67. IMSS 78-

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Los conductores son materiales que tiene electrones cuya liberacin es fcil. La mayor parte de los metales que son buenos conductores elctricos, generalmente se describen como materiales con muchos electrones libres.

Comparacin de los conductoresAlgunos metales son mejores conductores que otros. Por ejemplo, aun cuando los tomos de cobre, plata, y oro tienen, cada uno, un solo electrn de Valencia que puede liberarse fcilmente, la plata es el mejor conductor. Le sigue el cobre y luego el oro. Esto se debe al hecho de que una cantidad dada material la plata tiene ms tomos que los dems metales y por consiguiente, se dispone de un mayor nmero de electrones libres. La plata es el mejor conductor debido a que tiene ms tomos con electrones que pueden ser liberados. Pero el cobre se una con ms frecuencia en electricidad debido a que la plata es ms costosa.

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Buenos conductores

Plata Cobre Oro Etc.

Figura : Movimiento de electrones libres en un hilo metlico. El artculo 100 de la NOM-001-1999 define los diferentes tipos de conductores que se mencionan en ella. A continuacin se citan: Conductor aislado Conductor rodeado de un material de composicin y espesor reconocidos por esta NOM como aislamiento elctrico. Conductor cubierto

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Conductor rodeado de un material de composicin o espesor no reconocidos por esta NOM como aislamiento elctrico. Conductores de acometida Conductores comprendidos desde el punto de acometida hasta el medio de desconexin de la acometida. Conductores de entrada de acometida, sistema areo Conductores de acometida comprendidos entre las terminales del equipo de la acometida y un punto comnmente fuera del edificio, y separado de sus paredes, que se unen por derivacin o empalme a la baja de la acometida area. Conductores de entrada de acometida, sistema subterrneo (Lateral) conductores de acometida comprendidos entre las terminales del equipo de la acometida y el punto de conexin con la acometida lateral. Conductor de electrodo de puesta a tierra Conductor utilizado para conectar el electrodo de puesta a tierra al conductor de puesta a tierra del equipo, al conductor puesto a tierra a ambos, del circuito en el equipo de acometida o en la fuente de un sistema derivado separado. Conductor desnudo Conductor que no tiene ningn tipo de cubierta o aislamiento elctrico. Conductor de puesta a tierra Conductor utilizado para conectar un equipo o el circuito puesto a tierra de un sistema de alambrado al electrodo o electrodos de puesta a tierra. Conductor de puesta a tierra de los equipos Conductor utilizado para conectar las partes metlicas no-conductoras de corriente elctrica de los equipos, canalizaciones y otras envolventes al conductor del sistema puesto a tierra, al conductor de puesta tierra o ambos, en los equipos de acometida o en el punto de origen de un sistema derivado separado. Conductor puesto a tierra Conductor de un sistema o crculo intencionalmente puesto a tierra. Aisladores. Los aisladores son materiales que no dejan que sus electrones se liberen fcilmente. Los tomos de los aisladores tienen capas de valencia que estn llenas con 8 electrones o bien llenas a ms de la mitad. 2

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Cualquier energa que se aplique uno de estos tomos se distribuir entre el nmero de electrones relativamente grande. Un aislador es la materia que no permite el paso de cargas a travs suyo, tiene los electrones de la ltima rbita fuertemente ligados al ncleo y por tanto no somos capaces de desprendernos de ninguno de ellos y de resultas, de mover carga. Los aisladores ms usados son el vidrio, hule, plstico, madera, cermica. Es muy difcil liberar los electrones en estos materiales. Por ello se dice que contiene muy pocos electrones libres. 2

Buenos Aislantes Vidrio Hule Cermica Plsticos Mica Etc.

Estos tomos forman buenos aisladores debido a que es muy difcil liberar un electrn de su carga de valencia.

Materiales empleados en los aisladores Aisladores de porcelana

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Su estructura debe ser homognea y, para dificultar las adherencias de la humedad y polvo, la superficie exterior est recubierta por una capa de esmalte. Estn fabricados con caoln y cuarzo de primera calidad. La temperatura de coccin en el horno es de 1400 C. En alta tensin, los aisladores son de dos, tres o ms piezas unidas con yeso. Esto se debe a que solamente se consigue una coccin buena cuando su espesor no excede de 3 cm. Aisladores de vidrio Estn fabricados por una mezcla de arena silcea y de arena calcrea, fundida con una sal de sodio a una temperatura de 1300 C, obtenindose por moldeo. Su color es verde oscuro. El material es ms barato que la porcelana, pero tienen un coeficiente de dilatacin muy alto, que limita su aplicacin en lugares con cambios grandes de temperatura; la resistencia al choque es menor que en la porcelana. Sin embargo, debido a que el coste es ms reducido y su transparencia facilita el control visual, hacen que sustituyan en muchos casos a los de porcelana. Aisladores de esteatita y resinas epoxi Se emplean cuando han de soportar grandes esfuerzos mecnicos, debido a que su resistencia mecnica es aproximadamente el doble que la de la porcelana, y sus propiedades aislantes tambin son superiores; Sin embargo, el inconveniente que tienen es el de ser ms caros. Tipos de aisladores Aisladores fijos Estn unidos al soporte por un herraje fijo y no pueden, por consiguiente, cambiar normalmente de posicin despus de su montaje. Su forma general es la de una campana que lleva en su parte superior una garganta sobre la que se fija el conductor por una ligadura (de hilo de cobre recocido para conductores de cobre o de hilo de aluminio para conductores basndose en aluminio). El vstago est empotrado en su interior y queda debajo de la campana. Este vstago puede ser recto o en forma de cuello de cisne. Se pueden encontrar aisladores con el interior roscado para atornillarlo a la parte superior del vstago, disposicin que facilita la sustitucin de un aislador defectuoso, evitando desmontar el vstago. El aislador fijo ms simple es el de las lneas telefnicas, o el de las lneas de baja tensin (Modelo ARVI-12). Cuando la tensin es ms alta, se acostumbra a prolongar la lnea de fuga dando a la campana ondulaciones profundas e inclinadas hacia abajo; cuando el tamao del aislador es grande o la campana es complicada, no puede fabricarse de una sola pieza, por lo que debe estar constituida por la unin de 2, 3 4 campanas superpuestas, unidas por yeso o cemento (modelo ARVI-32). 2

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Los mayores aisladores fijos corresponden a una tensin de servicio de 63 kV. Pueden ser de porcelana o vidrio. Aisladores en cadena o suspendidos Estn constituidos por un nmero variable de elementos segn la tensin de servicio; estas cadenas son mviles alrededor de su punto de unin al soporte, y adems, las articulaciones entre elementos deben tener bastante libertad para que los esfuerzos de flexin queden amortiguados; estas articulaciones suelen ser de rtula. Este tipo de aislador es el ms empleado en media y en alta tensin, ya que presenta las siguientes ventajas: 1.- Permite elevar la tensin de funcionamiento con slo aumentar la longitud de la cadena, es decir, colocando ms elementos. 2.- No se interrumpe el servicio por rotura de un aislador, ya que la cadena sigue sustentando al conductor. 3.- Presenta una gran economa en la reparacin de las cadenas, pues solamente es necesario cambiar el elemento averiado. Existen diversos tipos de aisladores de cadena, que a continuacin estudiamos: a) Caperuza-vstago: Este aislador se compone de una campana de porcelana o vidrio, en forma de disco y que lleva en su parte inferior algunas ondulaciones. En la parte superior de la campana est empotrada una caperuza de fundicin o acero, y en su parte inferior en un hueco bastante reducido, lleva un vstago sellado al aislador. Vstago y caperuza se adaptan uno y otro por una articulacin de rtula, formando de esta forma una cadena tan larga como se quiera. Se fabrican en porcelana o en vidrio templado. Existen numerosos modelos con diversas caractersticas elctricas y mecnicas. A ttulo de ejemplo se dan las especificaciones para un aislador de suspensin modelo 1.512 fbricado por VICASA.

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La figura siguiente nos muestra la disposicin de los aisladores en una cadena de suspensin o en una cadena de amarre.

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b) Motor: Este elemento est constituido por un ncleo cilndrico de porcelana de dimetro comprendido entre 60 y 85 mm., Y provisto de dos faldas anchas; En los dos extremos estn empotrados dos caperuzas anlogas a las de los aisladores caperuza-vstago. La unin de los aisladores Motor entre s se hace con un pequeo vstago cilndrico terminado en dos rtulas. La diferencia esencial entre el aislador Motor y el elemento caperuza-vstago reside en el hecho de que el primero es rigurosamente imperforable en servicio, mientras que el segundo puede, en ciertas circunstancias, perforarse antes de ser contorneado, especialmente por la accin simultnea de esfuerzos mecnicos y acciones elctricas.

C) Langstab: Este modelo es una ampliacin del aislador Motor y se denomina Langstab (larga lnea de fuga). Est constituido por un largo cilindro de porcelana de 80 a 100 cm., Con ondulaciones bastante profundas y terminado en dos caperuzas.Km. 69 FFCC Crdoba-Tierra Blanca. Estacin Vicente, Oaxaca. C.P. 68422 Tel: 01(274)-748-0701 Fax: 01(274)-748-0702.www.lamargarita.com.mx. R.F.C.IMA-810 827- V 67. IMSS 78-

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Aisladores especiales a) Antiniebla: Su principal caracterstica consiste en tener ondulaciones ms profundas que permitan una mayor tensin de contorneamiento. b) De costa: La campana exterior es ms ancha y alta, de forma que protege completamente contra el roco a las faldas interiores. Los depsitos de humedad (niebla, roco, condensacin de origen variable) lo mismo que el depsito de cuerpos conductores extraos (humos industriales) reducen considerablemente la tensin de contorneamiento de los aisladores. Cuando se combinan las dos acciones, llegan a impedir la explotacin de la red a su tensin nominal. Se impone un aumento del nivel de aislamiento, o la utilizacin de aisladores de un calibre superior al que sera estrictamente necesario en circunstancias normales. La proteccin ms difcil de realizar es la de lneas en regiones industriales, pues los depsitos contaminantes se introducen en todas las canaladuras del aislador, donde son llevadas a veces por la misma humedad.

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AISLADOR FIJO MODELO ARVI-12 (Vidrio)

Tensin mnima de contorneo en seco 52 kV. Tensin mnima de contorneo bajo lluvia 34 kV. Tensin mnima bajo lluvia a 50 Hz durante 1 minuto 32 kV. Tensin mnima de perforacin en aceite 80 kV. Tensin nominal normal de utilizacin 10 kV. Longitud mnima de la lnea de fuga 250 mm. Carga mnima de rotura a la flexin 1.200 Kg Peso neto aproximado 1,7 Kg.Km. 69 FFCC Crdoba-Tierra Blanca. Estacin Vicente, Oaxaca. C.P. 68422 Tel: 01(274)-748-0701 Fax: 01(274)-748-0702.www.lamargarita.com.mx. R.F.C.IMA-810 827- V 67. IMSS 78-

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AISLADOR FIJO COMPUESTO MODELO ARVI-12 (Vidrio)

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Tensin mnima de contorneo en seco 92 kV. Tensin mnima de contorneo bajo lluvia 65 kV. Tensin mnima bajo lluvia a 50 Hz durante 1 minuto 60 kV. Tensin mnima de perforacin en aceite 135 kV. Tensin nominal normal de utilizacin 20 kV. Longitud mnima de la lnea de fuga 510 mm. Carga mnima de rotura a la flexin 1.200 Kg Peso neto aproximado 3,9 Kg

AISLADOR DE SUSPENSIN MODELO 1.512 (Vidrio templado)

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Tensin de perforacin en aceite 130 kV. Longitud de la lnea de fuga 291 mm. Carga de rotura mecnica, mnima garantizada 12.000 Kg Esfuerzo permanente normal 4.800 Kg Peso neto aproximado 4,4 Kg

AISLADOR DE SUSPENSIN MODELO 1.515-P CONTAMINADAS

PARA ATMSFERAS

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Tensin de perforacin en aceite 130 kV. Longitud de la lnea de fuga 510 mm. Carga de rotura mecnica, mnima garantizada 16.500 Kg Esfuerzo permanente normal 6,600 Kg Peso neto aproximado 8,3 Kg

1.5. cmo se produce y se emplea la electricidad?

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La electricidad es una de las formas de energa ms utilizadas en el mundo actual, emplendose para trabajos que van desde el simple encendido de una ampolleta o la calefaccin de una habitacin, hasta las operaciones ms complejas que realiza un computador. En la sociedad moderna la electricidad es parte de nuestra vida diaria. Sin ella no existira la iluminacin, el telfono, la radio, el televisor y muchos otros inventos que son parte integrante de nuestro hogar. La produccin, distribucin, uso y confiabilidad de la energa elctrica son hechos tan habituales que slo nos acordamos de ella cuando ocurre un corte de luz o sucede un cortocircuito. 2

Hasta ahora, solo se ha tratado en forma general de la idea de aplicar una fuerza o energa a los electrones para desalojarlos de sus orbitas; pero todava no se ha dicho nada acerca de cmo lograrlo. Se puede hacer esto de diversas maneras, que suelen agruparse en seis grandes categoras. Friccin, reacciones qumicas, presin, magnetismo, luz, calor

Electricidad producida por friccinEste es el mtodo que fue descubierto por los griegos, una carga elctrica se producen cuando se frotan uno con otro dos pedazos de ciertos materiales; Por ejemplo seda y una varilla de vidrio, o cuando uno se peina el cabello. Estas cargas reciben el nombre de electricidad esttica, la cual se produce cuando un material transfiere sus electrones a otro. Esto es algo que a un no se entiende perfectamente. Pero una teora dice que en la superficie de un material existen muchos tomos que no pueden combinarse con otros en la misma forma que lo hacen, cuando estn dentro del material, por lo tanto, los tomos superficiales contienen algunos electrones libres, esta es la razn por la cual los aisladores, por ejemplo vidrio y caucho, pueden producir cargas de electricidad esttica. La energa producida por la friccin del frotamiento se imparte a los tomos superficiales que entonces liberan los electrones, esto se conoce como efecto triboelectrico. Electricidad producida por reacciones qumicas. Las sustancias qumicas pueden combinarse con ciertos metales para iniciar una actividad qumica en la cual habr transferencia de electrones, produciendo carga elctrica. Esta es la forma en que funciona una batera ordinaria. Es proceso se basa en el principio de la electroqumica. Un ejemplo es la pila hmeda bsica. Cuando en un recipiente normal se mezcla cido sulfrico se separa en componentes qumicos de hidrgeno ( H) y sulfato ( SO4), pero debido a la naturaleza de la accin qumica, los tomos de hidrgeno son iones positivos ( H+ ) y los tomos de sulfato ( SO4-2 ). El cinc se combina con los tomos de sulfato y puesto que estos tomos son negativos, la barra de cinc transmite iones de cinc

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positivos ( Zn+ ); Los electrones procedentes de los iones de cinc quedan en la masa de cinc, de manera que la barra de cinc tiene un exceso de electrones, o sea, una carga negativa. Electricidad producida por presin. Cuando se aplica presin en algunos materiales, la fuerza de la presin pasa a travs del material a sus tomos, desalojando los electrones de sus orbitas y empujndolos en la misma direccin que tiene la fuerza. Estos huyen de un lado del material y se acumulan en el lado opuesto. As pues, se origina cargas positivas y negativas en los lados opuestos. Cuando cesa la presin, los electrones regresan a sus orbitas. Los materiales cortan en determinadas formas para facilitar el control de las superficies que habrn de cargarse; algunos materiales reaccionaran a la presin de flexin en tanto que otros respondern a una presin de torsin. Piezoelectricidad que se da alas cargas elctricas producidas por el efecto de la presin. Piezo es un trmino que se deriva de la palabra griega que significa presin. El efecto es ms notable en los cristales, por ejemplo sales de rochelle, y en ciertas cermicas como titanato de bario. Los cristales piezoelctricos se utilizan en algunos micrfonos y en pastillas de fongrafo. Electricidad producida por calor. Debido a que algunos materiales liberan fcilmente sus electrones y otros materiales los aceptan, pueden haber transferencia de electrones, cuando se pone en contacto dos metales distintos, por ejemplo: con metales particularmente activos, la energa calorfica del ambiente a temperatura normal es suficiente para que estos metales liberen electrones. Por ejemplo el cobre y el cinc se comportan de esta manera. As, pues el cinc adquiere un exceso de electrones, por lo que se carga negativamente. El cobre, despus de perder electrones, tiene una carga positiva. Sin embargo, las cargas originadas a la temperatura ambiente son pequeas, debido a que no hay suficiente energa para liberar ms que unos cuantos electrones. Pero, si se le aplica calor a la unin de los dos metales para suministras ms energa, se liberan mas electrones. Este mtodo es llamado termoelectricidad. Mientras mayor sea el calor que se aplique, mayor ser la carga que se forme. Cuando se retira la fuente de calor, o los metales se enfran y las cargas se disiparan. El dispositivo descrito recibe el nombre de termopar. Cuando se unen entre s varios termopares, se forma una termo pila. Electricidad producida por luz La luz en s misma es una forma de energa y muchos cientficos la consideran formada de pequeos paquetes de energa llamados fotones. Cuando los fotones de un rayo inciden sobre un material, liberan su energa, en algunos caos la energa procedente de los fotones puede ocasionar la liberacin de algunos electrones de los tomos. Materiales tales como potasio, sodio, cesio, litio, selenio, germanio, cadmio, y sulfuro de plomo, reaccionan a la luz en esta forma. El efecto foto elctrico se puede usar de tres maneras Foto emisin Fotovoltaica Foto conduccin

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Electricidad producida por magnetismoTodos conocemos los imanes, y los han manejado alguna que otra vez. Por lo tanto podrn haber observado que, en algunos casos se repelen. La razn es que los imanes tienen campos de fuerza que actan uno sobre otro recprocamente. La fuerza de un campo magntico tambin se puede usar para desplazar electrones. Este fenmeno recibe el nombre de magneto electricidad; a base de este un generador produce electricidad. Cuando un buen conductor por ejemplo el cobre, se hace pasar a travs de un campo magntico, la fuerza del campo suministrara la energa necesaria para que los tomos de cobre liberen electrones de valencia, todos los electrones se movern en cierta direccin, dependiendo de la forma en que el conductor cruce el campo magntico; el mismo objeto se obtendr si se hace pasar el campo a lo largo del conductor.

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1.6. La energa elctrica y sus aplicaciones 1.7. Voltaje, corriente y resistencia Tensin elctrica Es la presin o diferencia de potencial que existe entre dos puntos de un circuito elctrico. La unidad es el VOLT o VOLTIO. El aparato para medirla es el VOLMETRO o VOLTMETRO y este se conecta en paralelo con la lnea. Su smbolo es E o V adems se conoce con los siguientes nombres: VOTAJE, POTENCIAL Y FUERZA ELECTROMOTRIZ (F.E.M. Cuando la tensin es mayor se requiere mayor Aislamiento. FIG.1 Intensidad de corriente elctrica Es el flujo de electrones que circula en un circuito elctrico. La unidad de medicin es el Amper o AMPERIO, su smbolo es ( I. El aparato para medirla es el AMPERMETRO o AMPERMETRO y este se conecta en SERIE con la carga o la lnea; el aparato ms comn usado para medir la corriente alterna es el AMPERMETRO DE GANCHO y este como su nombre lo indica; simplemente se engancha en una de las lneas; teniendo cuidado de seleccionar previamente la escala adecuada. Cuando la Corriente es grande, se requiere mayor SECCION en los conductores. FIG.2 Resistencia elctrica. Es la oposicin que presenta un circuito elctrico al paso de la corriente, su smbolo es la letra R. La unidad de medicin es el OHM u OHMIO, su smbolo es la letra griega () u OMEGA. El aparato para medirla es el OHMETRO y se conecta en paralelo o en los extremos de la resistencia para medirla. FIG.3Km. 69 FFCC Crdoba-Tierra Blanca. Estacin Vicente, Oaxaca. C.P. 68422 Tel: 01(274)-748-0701 Fax: 01(274)-748-0702.www.lamargarita.com.mx. R.F.C.IMA-810 827- V 67. IMSS 78-

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En las figuras 5 y 6 podemos comparar la presin del liquido, es decir; la altura de 6 metros de la columna de agua, con la fuerza electromotriz que proporciona al acumulador, 6 volts. La vlvula es similar al interruptor puesto, que permiten o impiden el flujo del agua o de corriente respectivamente. La tubera que conduce al agua es anloga a los alambres por los cuales fluye la corriente y la turbina tendr como equivalente elctrico, la lmpara. El ejemplo de la figura 5, tanto la presin hidrulica como el voltaje son pequeos y consecuentemente producen flujos pequeos. En la figura 6, podemos apreciar que la presin hidrulica y el voltaje se han duplicado. Consecuentemente, si no han cambiado ni dimetro de la tubera ni del el calibre de los alambres, la intensidad se ha duplicado, la turbina girara con mayor velocidad y la lmpara proporcionara una mayor cantidad de luz. CONCLUSIN Con la misma resistencia: CUANTO MS GRANDE SEA EL VOLTAJE, MAYOR SER LA CORRIENTE. ANEXAR FIGURAS 4,5,6 En la siguiente figura, (7) se aprecia la analoga: la presin que produce la bomba es la TENSIN, el flujo del agua es la CORRIENTE, el tubo delgado tiene mayor RESISTENCIA que el tubo grueso. Figura 7 En la figura 7, las tuberas de descarga y de retorno son de gran dimetro, y la tubera que las une son de dimetro pequeo. Al trabajar la bomba, proporciona la presin necesaria para poner en circulacin agua, la cual encontrara resistencia al paso debido a la espereza de la superficie interior de los tubos y a los codos. Encontrara una oposicin mayor en la tubera delgada que en la gruesa y por ello un flujo menor que en la tubera delgada. En la figura 8 mostramos un circuito elctrico que puede compararse al circuito elctrico de la figura 7. Los alambres conectados a las terminales de la pila son de calibre grueso y el alambre que une a estos dos conductores es de calibre pequeo. En mayor o menor grado todos los conductores presentan resistencia. La corriente fluye mayor por los alambres gruesos, pues los delgados ofrecen ms resistencia. Otros factores que determinan la resistencia del conductor son: Su longitud, su temperatura y el material de que esta echo. 2

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Un alambre largo representa mayor resistencia que un corto. Mientras ms alta es la temperatura del conductor mayor es su resistencia al flujo de la corriente. El material del conductor es determinante de su resistencia, por ejemplo; el oro presenta menor resistencia que la plata, la plata menor que el cobre y el cobre menor que el aluminio. Cuando se aplica una tensin de un Volt a las terminales de un conductor que tiene 1 Ohm de resistencia, circulara por este una corriente de un Amper

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Cuestionario1.- cul es la unidad empleada para medir la corriente elctrica? 2.- qu instrumento se emplea para medir la corriente elctrica? 3.- qu unidad se ha adoptado para medir la fuerza electromotriz? 4.- con que voltaje tendremos una intensidad de corriente mayor, con 110 volts o con 220 volts, si la resistencia es igual? 5.- con que instrumento se mide la tensin? 6.- cul es la unidad de resistencia? 7.- con que instrumento se mide la resistencia de un conductor? 8.- qu factores determinan la resistencia de un conductor? 9.- qu resistencia tiene un conductor por el que circula una corriente de un Amper, si se le aplica un volt?

2. CONDUCTORES ELCTRICOS Y AISLAMIENTOSKm. 69 FFCC Crdoba-Tierra Blanca. Estacin Vicente, Oaxaca. C.P. 68422 Tel: 01(274)-748-0701 Fax: 01(274)-748-0702.www.lamargarita.com.mx. R.F.C.IMA-810 827- V 67. IMSS 78-

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2.1. Alambres y cables En instalaciones elctricas industriales se emplean los siguientes tipos de conductores: a) Alambres: conductores que estn formados por un hilo slido. b) Cables: conductores fabricados con varios alambres o hilos ms delgados, con la finalidad de darle mayor flexibilidad. C) Cable paralelo o dplex: Conductores aislados individualmente y se encuentran unidos nicamente por sus aislamientos, o bien se encuentran los conductores trenzados. d) Cable encauchetado: Conductores de dos o ms cables independientes y conveniente mente aislados, vienen recubiertos a su vez, por otro aislante comn. Es prctica comn en nuestro pas, emplear el sistema de calibracin de conductores denominado American Wire Gage (AWG), sin embargo debern manejarse las dimensiones en milmetros cuadrados ( mm2 ).

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Los cables ms habituales son los conductores metlicos, ya sean macizos de una sola pieza o en forma de cuerpo constituido por un conjunto de hilos. Su dimetro, es decir la seccin de los conductores, depende de la cantidad de corriente que deban transportar. La mayora de los productores de conductores de energa elctrica atienden a las normas del sistema mtrico decimal para especificar la seccin de cada cable. Las secciones ms corrientes son las de 1 y 1,5 mm2, empleadas para la iluminacin y la de 2,5 mm2 para aparatos de gran consumo. Tipos de cables A. De dos conductores y toma de tierra.

En seccin de 10 mm2 se utilizan para suministrar corriente a hornos y aparatos de gran competencia. En seccin de 6 mm2 suelen utilizarlos en circuitos destinados a alimentar hornos elctricos superiores a 12 kw. En seccin de 4 mm2 estos conductores se usan en hornos, cocinas y pequeos calentadores. En seccin de 2,5 mm2 los conductores ms habituales en el circuito principal elctrico de una casa. -En seccin de 1,5 mm2: los cables que suelen componer los circuitos de iluminacin.

B. De tres conductores y toma tierra.Km. 69 FFCC Crdoba-Tierra Blanca. Estacin Vicente, Oaxaca. C.P. 68422 Tel: 01(274)-748-0701 Fax: 01(274)-748-0702.www.lamargarita.com.mx. R.F.C.IMA-810 827- V 67. IMSS 78-

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En seccin de 1 mm2 se usan en conmutadores para circuitos de iluminacin.

C. Conductores flexibles.

Cables sin doble aislamiento en seccin de 0,5 y 0,75 mm2 se utilizan en aparatos de escasa potencia. Cables de dos conductores en seccin de 0,5 y 0,75 mm2 se emplean para apliques y herramientas elctricas. Cables de dos conductores y toma tierra en seccin de 1 y 1,5 mm2 se utilizan para distintos aparatos. Circulares trenzados en seccin de 1 y 1,25 mm2 se usan para estufas y radiadores elctricos. Irretorcibles en seccin de 1,5 y 1,25 mm2 se usan en planchas, cafeteras elctricas y aparatos similares. Termo-resistentes en seccin de 0,5 y 1,25 mm2 se utilizan para bombillas entre 100 y 200 w. Blancos para conexiones con poca intensidad de corriente se usan en lmparas de pie o sobremesa.

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2.2. Tamao de los conductores Calibre de los conductores. Es la seccin transversal que tiene los conductores. La forma ms comn de dar a conocer los diferentes calibres, segn la AWG, es mediante un nmero, los nmeros ms altos hacen referencia a los calibres ms delgados, y los nmeros ms bajos, a los calibres ms gruesos. La siguiente tabla nos muestra los conductores ms utilizados en instalaciones residenciales:

No AWG 14 12 10 8 6 4

DIMETRO mm 1.63 2.05 2.59 3.26 4.67 5.89

SECCIN mm 2.09 3.30 5.27 8.35 13.27 21.00

TIPO DE CONDUCTOR SLIDO SLIDO SLIDO SLIDO CABLE CABLE

Km. 69 FFCC Crdoba-Tierra Blanca. Estacin Vicente, Oaxaca. C.P. 68422 Tel: 01(274)-748-0701 Fax: 01(274)-748-0702.www.lamargarita.com.mx. R.F.C.IMA-810 827- V 67. IMSS 78-

Ingenio La Margarita, S.A. de C.V.Sistema de Gestin de la Calidad Certificado con ISO 9001:2000 _________________________________________________________________________________________________ 2 1/0 2/0 3/0 7.42 9.47 10.62 11.94 34.00 53.00 67.00 85.00 CABLE CABLE CABLE CABLE

22.4.

Clasificacin de Aislamientos El aislamiento esta hecho de materiales plsticos, aunque para sus usos especiales existen otros aislamientos como el asbesto o silicona con la finalidad de evitar cortos circuitos.

Los tipos de aislamiento ms comunes son: T: AISLAMIENTO PLASTICO (TERMIPLASTICO). TW: AISLAMIENTO RESISTENTE A LA HUMEDAD. TH: AISLAMIENTO RESISTENTE AL CALOR THW: AISLAMIENTO RESISTENTE AL CALOR Y AA LA HUMEDAD: AISLAMIENTO DE ABBESTO MI: AISLAMIENTO MINERAL R: AISLAMIENTO DE HULE SA : AISLAMIENTO DE SILICIO-ASBESTO V : AISLAMIENTO DE CAMBRAY CON BARNIZ X : AISLAMIENTO DE POLMERO SINTTICO CON BARNIZ RHW : POLMETRO SINTTICO O DE CADENA CRUZADA RESISTENTE AL CALOR Y A LA FLAMA

2.5.

Capacidad de conduccin de corrienteKm. 69 FFCC Crdoba-Tierra Blanca. Estacin Vicente, Oaxaca. C.P. 68422 Tel: 01(274)-748-0701 Fax: 01(274)-748-0702.www.lamargarita.com.mx. R.F.C.IMA-810 827- V 67. IMSS 78-

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El calibre de los conductores tiene que estar sometido a ciertas condiciones de uso como la cantidad de corriente que puedan transportar. Para esto se tiene en cuenta la siguiente tabla:

CALIBRE 14 12 10 8 6 4 2 1/0 2/0 3/0

CAPACIDAD EN AMPERIOS 20 25 40 55 80 105 140 195 225 250

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Ductos Es el sistema diseado y empleado para contener o alojar los conductores, mediante la utilizacin de ductos o tuberas.NUMERO MXIMO DE CONDUCTORES THW EN TUBOS PVC O CONDUIT. DIAMETRO TUBO CALIBRE AWG 14 12 10 8 6 1/2 3/4 1 1 1/4 1 1/2 2 2 1/2

4 3 1 1 1

6 5 4 3 1

10 8 7 4 3

18 15 13 7 4

25 21 17 10 6

41 34 29 17 10

58 50 41 25 15

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Ingenio La Margarita, S.A. de C.V.Sistema de Gestin de la Calidad Certificado con ISO 9001:2000 _________________________________________________________________________________________________ 4 2 1/0 2/0 3/0 1 1 1 1 1 1 1 1 3 3 1 1 1 5 3 2 1 1 8 6 4 3 3 12 9 6 5 4

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3. Principios para el uso de conductores y su conexin

3.1. EmpalmesEl empalme elctrico se define como la unin de dos secciones de cable enrollando las puntas de ambas y luego recubrindolas con cinta aislante. Se trata de una tcnica provisional muy utilizada dentro de las rutinas domsticas que tengan que ver la reparacin o el mantenimiento de aparatos instalaciones, e incluso en las instalaciones de reciente puesta en marcha. Para el uso de esta medida con total seguridad y garanta, es necesario disponer de una regleta de conexin, ya sea sta de plstico, caucho o porcelana. A veces la urgencia nos coge desprevenidos y sin este tipo de herramientas en el momento de la avera. Es peligroso realizar un empalme si no conocemos bien la metodologa. As pues, vamos a resumir en unos sencillos pasos cmo desempear esta tarea con garantas y evitando accidentes. 3.2. Encintados El encintado en todo tipo de empalme. Es de suma importancia, ya que de un mal encintado se pueden producir daos en el equipo o accidentes personales. Existen varios tipos de cintas aislantes, empleados desde un empalme muy sencillo de un foco hasta encintado para grandes motores. Cinta scotch23, cinta scotch33, cinta scotch70, que son las de ms uso comn.

3.3. Terminales y conectoresKm. 69 FFCC Crdoba-Tierra Blanca. Estacin Vicente, Oaxaca. C.P. 68422 Tel: 01(274)-748-0701 Fax: 01(274)-748-0702.www.lamargarita.com.mx. R.F.C.IMA-810 827- V 67. IMSS 78-

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3.4. Terminales y conectores desnudos 7. Herramientas para electricista sus aplicaciones y recomendaciones de uso Herramientas de uso frecuente Las herramientas son muy importantes en las instalaciones ya que estas facilitan y permiten la excelencia de este, a continuacin describiremos algunas de ellas. El trabajo Alicates. Herramienta de acero que se emplea para sujetar, doblar, cortar, etc. Existe gran variedad de alicates tanto en tamao como por la forma y uso, los ms usados son:

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Alicates de electricista. Alicates de puntas redondas. Alicates de puntas redondas o curvas. Alicates de corte diagonal.

Usos: Para el correcto uso de los alicates, as como prevenir accidentes o daos, se deben tomaren cuenta los siguientes aspectos: a) Todas las herramientas deben tener los mangos debidamente aislados. b) No se deben usar como herramientas de golpe. c) No deben usarse para apretar o aflojar tornillos y tuercas, pues se corre el riesgo de daar la herramienta, pero sobre todo la tuerca o el tornillo. c) Mantenerlos limpios y aceitarlos peridicamente. d) No mojarlos y mantenerlos siempre secos para evitar que estos se oxiden. Destornillador. Es una herramienta diseada especialmente para aflojar o apretar tornillos. Todo destornillador est compuesto por las siguientes partes: a) Mango: est diseada para estar en contacto con el operario, por lo cual debe estar debidamente aislado. b) Vstago: parte que sale del mango. Se construye de acero templado debido a los grandes esfuerzos, especialmente de torsin, a que se somete la herramienta. c) Parte extrema del vstago, adecuada para encajar en la ranura del tornillo. Existe diversidad de formas y tamaos, de acuerdo a la forma y tamao de la ranura del tornillo.

Usos: Algunos aspectos prcticos que deben tenerse en cuenta para su correcto uso y conservacin. a) Los destornilladores deben usarse nicamente para manipular tornillos.Km. 69 FFCC Crdoba-Tierra Blanca. Estacin Vicente, Oaxaca. C.P. 68422 Tel: 01(274)-748-0701 Fax: 01(274)-748-0702.www.lamargarita.com.mx. R.F.C.IMA-810 827- V 67. IMSS 78-

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b) No deben usarse como palancas, ya que pueden romperse o doblarse. c) No golpear el mango con el martillo, a no ser que sean para limpiar la ranura del tornillo, en cuyo caso debe hacerse con mucho cuidado. d) Utilizar el destornillador adecuado: La hoja de acuerdo a la ranura del tornillo, y la longitud del vstago y mango apropiados al trabajo y esfuerzo que se va a realizar. e) La hoja debe estar siempre en buen estado p[ara no daar la ranura del tornillo. f) No ayudarse con los alicates, aplicados a la hoja o vstago, pues se corre el peligro de daarlo por el excesivo esfuerzo que pueda realizarse. g) Cuando sea estrictamente necesario trabajar bajo tensin, tngase mucho cuidado para no tocar el vstago o la hoja, ni utilizarlo para revisar el circuito elctrico, ya que se pueden formar arcos capaces de fundirlos o destemplarlos, inutilizndolos y ms aun ocasionando graves daos personales. Adems debe verse si la capacidad de aislamiento del mango es la garantizada por el fabricante para dicha tensin. Pelacables. Son herramientas diseadas especialmente para quitar el aislante de los conductores sin daarlos. Para el electricista de instalaciones residenciales resulta muchas veces ms prctico y til el uso de una cuchilla. La cuchilla es una herramienta de gran utilidad, especialmente cuando se trata de quitar el aislante de los conductores, cortar la cinta aislante, limpiar los conductores, etc. Para estos trabajos puede emplearse perfectamente una navaja comn bien afilada, o bien una que se fabrique empleando una lamina de acero. Es muy prctico fabricarla con una hoja de segueta desechada.

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7.2. Herramientas para mantenimientos 7.2.1. Para armado y desarmado

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Unidades.Voltio Unidad utilizada para medir la diferencia de potencial o tensin entre dos puntos de un circuito elctrico. Su abreviatura es V. Vatio Unidad que representa la potencia elctrica. Un kilovatio es igual a 1.000 vatios. Se representa por la letra W. Kilovatio / hora Unidad de energa que se emplea para medir la cantidad de energa consumida. Se representa mediante la abreviatura Kw/h. Amperio Unidad de intensidad de la corriente elctrica, cuyo smbolo es A. Representa el nmero de cargas (coulombs) por segundo que pasan por un punto de un material conductor. (1 amperio = 1 coulomb/segundo. Ohmio Se define como la unidad de medida de la resistencia elctrica. Se representa por la letra griega omega. Conceptos bsicos.-

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Ingenio La Margarita, S.A. de C.V.Sistema de Gestin de la Calidad Certificado con ISO 9001:2000 _________________________________________________________________________________________________ Corriente elctrica Flujo de carga elctrica que pasa por un cuerpo conductor; su unidad de medida es el amperio. Corriente elctrica alterna El flujo de corriente en un circuito es llamado alterno si vara peridicamente en direccin. Se le denota como corriente A.C. (Altern current) o C.A. (Corriente alterna).

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Glosario. Corriente elctrica continua El flujo de corriente en un circuito es llamado continuo si se produce siempre en una direccin. Se le denota como corriente D.C. (Direct current) o C.C. (Corriente continua). Circuito elctrico Conjunto de elementos del circuito conectados en una disposicin tal que conforman un sistema para mover cargas elctricas a lo largo de trayectorias cerradas. Electricidad Fenmeno fsico resultado de la existencia de cargas elctricas y de la interaccin de ellas. Instalacin elctrica Conjunto de aparatos y circuitos asociados, en previsin de un fin particular: produccin, conversin, transformacin, distribucin o utilizacin de la energa elctrica. Cuadro de distribucin Registro compuesto por un interruptor diferencial, as como los dispositivos de proteccin contra cortocircuitos y sobrecarga de cada uno de los circuitos que parten de dicho cuadro. Conductor o cable Elemento rgido o flexible mediante el que se distribuye la electricidad en todas sus fases. Enchufe Elemento terminal de una instalacin elctrica mediante el que conectamos los aparatos elctricos y electrnicos a la red.

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4. Circuitos elctricosLey de Ohm. Hemos visto que la circulacin de cargas elctricas por los conductores se denomina: corriente elctrica. Ahora bien en el estudio de las propiedades de la materia, en lo referente a la conduccin de la electricidad, se ve que los cuerpos se comportan como buenos o malos conductores, sin llegar a ser absolutamente conductores ni aisladores. Todos ellos presentan una cierta resistencia al pasaje de la corriente elctrica, que ser pequea en los primeros y mayor en los segundos. La dificultad que oponen los cuerpos al pasaje de la corriente se denomina: "resistencia elctrica, y veremos que ella depende de la naturaleza del cuerpo y de sus dimensiones, pudindosela medir por una cierta cantidad. Es evidente que la intensidad de corriente elctrica a travs de un conductor depender de su resistencia, siendo tanto mayor cuanto menor sea sta Por otra parte, la circulacin de corriente por un conductor se debe a que entre los extremos del mismo hay una cierta diferencia de potencial, puesto que si dichos extremos estn unidos a dos puntos del campo elctrico que estn al mismo potencial, no circular corriente por el conductor. Resulta tambin evidente que la intensidad de corriente en el conductor ser tanto mayor cuanto mayor sea la diferencia de potencial entre sus extremos.

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De manera pues, que si un conductor une dos puntos de distinto potencial (ver Fig. 25), la intensidad de corriente que recorrer el mismo ser directamente proporcional a la diferencia de potencial entre ambos extremos e inversamente proporcional a la resistencia del conductor. Tal es el enunciado de la Ley de Ohm, y se expresa algebraicamente as:

suponiendo que V1 es mayor que V2, en cuyo caso la corriente se dirigir de izquierda. A derecha, en la figura citada. Es comn designar a la diferencia de potencial con la letra E y llamarla simplemente: "tensin" entre los extremos del conductor, con lo que la expresin anterior queda reducida a:

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En la que las cantidades que intervienen se toman expresadas por las unidades prcticas respectivas, que son: la tensin o diferencia de potencial E, en Voltios; la intensidad de corriente I en Amperios y la resistencia elctrica R, en Ohm o Ohmios. Se abrevian V, A y, respectivamente.

2De lo que antecede resulta que un conductor presentar a la corriente elctrica una resistencia de un Ohmio, cuando por el mismo circula la intensidad de un Amperio, si entre sus extremos hay una diferencia de potencial o tensin de un Voltio. Por simple trasposicin de trminos, puede deducirse de la expresin de Ohm, otras dos formas:

Que permiten calcular la tensin o la resistencia cuando se conocen las otras dos cantidades.

Accesorios Utilizados en Baja Tensin.Dado la gran diversidad de accesorios que pueden llegarse a emplear en una instalacin elctrica, a continuacin s da una pequea muestra de algunos de ellos. Durante el tiempo de clase en el aula y en las prcticas y visitas que se realizarn, se detallar sobre las caractersticas, aplicacin, presentaciones, materiales y dems informacin relativa a los accesorios. Un extremo se suministra con cople Extremos con rosca

La longitud de cada tramo es de 3.05 M. Tubo conduit metlico rgido de pared gruesa. Se fabrica en dimetros de 1/2 plg. A 6 plg. El interior debe ser liso para no daar los conductores.

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Tubo conduit intermedio o semi pesado. ligero.

Tubo conduit metlico de pared delgado(rgido

Tubo Conduit de pared delgada y conectores.

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2Abrazaderas para tubo Conduit

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FORMAS DE EFECTUAR CAMBIOS DE DIRECCIN CON TUBOS CONDUIT

Por medio de doblado del tubo conduit.

Con Condulets.

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Tubo Conduit de pared Gruesa y conectores

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6. ALUMBRADO 6.1. Historia del alumbrado

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6.1.1. primeros alumbrados El 23 de septiembre s 1763, siendo rey de Espaa, Carlos III, y virrey de Mxico el Marqus de cruillas, se ordena a los habitantes de la ciudad de Mxico, que: sin excepcin de persona alguna... pongan una luz proporcionada dentro de un farol, o como mejo0r les pareciere, en uno de los balcones o ventanas principales de la casa en que vivieren, todas las noches, desde las oraciones hasta despus de la queda, que son dadas las diez, para que de este modo, estn uniformemente iluminadas las calles, y por este medio, se eviten insultos, pecados y perjuicios a la que la obscenidad alienta y provoca. Esta orden del rey se debi, a que los innumerables crmenes que se cometan en la nueva Espaa, amparados por las sombras de las noches. De este modo, quedo grabado en la historia de Mxico, el primer alumbrado pblico. As se cumpli durante 15 aos en la ya naciente ciudad de Mxico, pero abundando los robos de faroles entre los propios habitantes y multas impuestas, justas e injustas por carecer del farol recientemente robado, se determino cambiar el sistema. En mayo de 1777, el Virrey Conde de Bucareli, establece la iluminacin de las calles a cargo de una administracin con la implantacin de un impuesto cobrado a los comercios. Crendose as el primer Departamento de Alumbrado. No fue sino hasta el 4 de septiembre de 1882, cuando se inaugura oficialmente el alumbrado pblico, a base de la primera bombilla elctrica de filamento inventada por Thomas Alba Edison. Esto fue en la calle de Pearl Street (ahora 5. Avenida. En la ciudad de Nueva York.

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6.1.2. Thomas Alba Edison Thomas Alba Edison naci en 1847 en Nueva Jersey, Estados Unidos, de ascendencia holandesa holandesa, fue el genio de las invenciones. Se le atribuyen cientos de inventos y miles de patentes. Entre los inventos ms notables hasta el de la lmpara incandescente, misma que dio motivo a la creacin del proyecto para iluminar una calle de Nueva York y despus de salvar miles de problemas y enormes gastos, esto se logro con rotundo xito el 2 de septiembre de 1882. A partir de entonces se desenvuelve una carretera de iluminacin en las ciudades de todo el mundo. Fallece el 18 de octubre de 1931 a la edad de 84 aos, ya para entonces toda la ciudad de Nueva York, estaba iluminada con su invento, y el presidente Hoover, se dirigi a la nacin y a muchos pases del mundo, para que, durante unos minutos. Cuando el cadver de Thomas alba Edison era velado, se apagasen todas las luces. De este modo, simblicamente, la luz de las bombillas de Edison desapareca con su creador.

6.2. Lmparas incandescentes o de filamento.

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La lmpara incandescente est formada por un filamento de material de elevada temperatura de fusin dentro de una ampolla de vidrio, en cuyo interior se ha hecho el vaco, o bien llena de un gas inerte. Deben utilizarse filamentos con elevadas temperaturas de fusin porque la proporcin entre la energa luminosa y la energa trmica generada por el filamento aumenta a medida que se incrementa la temperatura, obtenindose la fuente luminosa ms eficaz a la temperatura mxima del filamento. En las primeras lmparas incandescentes se utilizaban filamentos de carbono, aunque las modernas se fabrican con filamentos de delgado hilo de volframio o tungsteno, cuya temperatura de fusin es de 3.410 C. El filamento debe estar en una atmsfera al vaco o inerte, ya que de lo contrario al calentarse reaccionara qumicamente con el entorno circundante. El uso de gas inerte en lugar de vaco en las lmparas incandescentes tiene como ventaja una evaporacin ms lenta del filamento, lo que prolonga la vida til de la lmpara. La mayora de las lmparas incandescentes modernas se rellenan con una mezcla de gases de argn y halgenos, o bien con una pequea cantidad de nitrgeno o de criptn. La sustitucin de las ampollas de vidrio por compactos tubos de vidrio de cuarzo fundido han permitido cambios radicales en el diseo de las lmparas incandescentes.

2

Son las ms comercial. (figura

empleadas para la iluminacin residencial y 1)

FIGURA 1

6.2.1. Principio de funcionamiento

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La corriente, al pasar por el filamento, debido a que este se opone a su paso, se calienta a tal temperatura que se pone al rojo blanco (incandescente. El filamento, por lo general es de tungsteno y la temperatura que alcanza es de aproximadamente 2100 C. Su duracin es de 750 a 1000 horas de trabajo y se puede aumentar en en detrimento de su eficiencia. Ejemplo, una lmpara de 1000 watts a 1000 horas de vida, produce aproximadamente 23 lumens/watt; pero la misma lmpara, con 50 horas de vida producir 28 lumens/watt y la misma lmpara, con 10 horas de vida, produce 31 lumens/watt. 6.2.2. tipos de bases de bases de lmparas incandescentes 2

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La designacin del filamento consiste de una o varias letras que indican como el filamento esta espiral izado y de un nmero arbitrario, a veces seguido de una letra, que indica el arreglo del mismo filamento con sus soportes. En la designacin la letra como el prefijo normalmente ser C (alambre espiral izado) o CC (alambre debidamente espiral izado) se ilustran algunos de los arreglos ms comunes de filamentos 2

Diferentes tipos de bulbos usados en lmparas incandescentes La forma y el tamao del bulbo es designado por una o varias letras seguidas de un numero. La letra indica la forma del bulbo mientras que l numero indica el dimetro del bulbo en octavos de pulgada. Por ejemplo R30 indica una forma R reflectora con un dimetro de 30 octavos de pulgada (3.75. las siguientes ilustraciones son las ms comunes, en cuando a formas y dimensiones del bulbo.

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6.2.3. Tipos de lmparas incandescentes Los focos incandescentes son el tipo ms familiar de luz con incontables aplicaciones en el hogar, tiendas y otros establecimientos comerciales. La luz es producida pasando corriente elctrica a travs de un filamento de alambre delgado, generalmente de tungsteno. Sus ventajas incluyen bajo costo inicial, excelentes calidad de calor, buen control ptico y versatilidad. Efecto de la tensin en la vida de la lmpara

Cuando una lmpara es operada a un voltaje o tensin inferior al nominal, la vida de la lmpara se alarga considerablemente; pero los watts, lumens y lumens/watt decrecen su valor

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rpidamente. As mismo, si la lmpara es operada a un valor de tensin superior al nominal, su vida decrece rpidamente; pero los watts, lumens y lemens/watt, aumentan considerablemente. La tabla de la figura nos muestra el efecto anterior.DE LA TENSIN NOMINAL DE LA LMPARA VIDA PROMEDIO TOTAL DE HORAS LUMENS TOTALES DE SALIDA WATTS LUMENS POR WATT

2

95 % 90 % 95 % 100 % 105 % 110 % 115 %

800 % 400 % 200 % 100 % 58 % 37 % 18 %

58 % 68 % 83 % 100 % 118 % 140 % 162 %

78 % 85 % 93 % 100 % 108 % 116 % 124 %

72 % 80 % 90 % 100 % 109 % 120 % 131 %

EJEMPLO: Una lmpara estndar diseada a 120 V. De operacin, cuando opere a su tensin nominal, tendr una vida til de 750 horas, producir 1,640 lumens y consumir 100 watts, resultado en 16.4 lumens/watt. Si opera a 108 V., (90 % de 120 volts) tendr una vida de 400 % (3000 horas), producir 68 % de lumens (1,115 lumens) y consumir 85 % de watt (85 watts) con una eficiencia de 80 %, o sea, 13.1 lumens/watts aproximadamente.

6.2.4. Ventajas y desventajas 6.3. Lmparas fluorescentes

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Lmparas Fluorescentes Las lmparas fluorescentes son lmparas de descarga de mercurio de baja presin las cuales son bastantes eficientes en cuanto a energa (hasta 100 lumens por vatio. Cada una requiere una balastras para encender efectivamente la lmpara y regular su operacin. Con las lmparas fluorescentes, la cantidad y el color de la luz emitida depende del tipo de cubierta de fsforo aplicada al interior de la lmpara. 6.3.1. principio de funcionamiento La lmpara fluorescente es otro tipo de dispositivo de descarga elctrica empleado para aplicaciones generales de iluminacin. Se trata de una lmpara de vapor de mercurio de baja presin contenida en un tubo de vidrio, revestido en su interior con un material fluorescente conocido como fsforo. La radiacin en el arco de la lmpara de vapor hace que el fsforo se torne fluorescente. La mayor parte de la radiacin del arco es luz ultravioleta invisible, pero esta radiacin se convierte en luz visible al excitar al fsforo. Las lmparas fluorescentes se destacan por una serie de importantes ventajas. Si se elige el tipo de fsforo adecuado, la calidad de luz que generan estos dispositivos puede llegar a semejarse a la luz solar. Adems, tienen una alta eficacia. Un tubo fluorescente que consume 40 vatios de energa genera tanta luz como una bombilla incandescente de 150 vatios. Debido a su potencia luminosa, las lmparas fluorescentes producen menos calor que las incandescentes para generar una luminosidad semejante. Figura.

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La lmpara ms antigua es la llamada de precalentamiento y es la que ms se presta para la compresin de su funcionamiento.

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En la figura siguiente se ve el circuito de una lmpara de precalentamiento en el momento de encenderse, simultneamente se cierra el circuito de alimentacin, as como el de arranque; la corriente comienza a fluir calentando los filamentos de los electrodos, facilitando as la propia descarga a travs del propio tubo.

2

En cuanto se inicia la descarga del tubo, la lmpara se enciende y el circuito de arranque deber abrirse para que los filamentos no se fundan y ahora solo sirven como material emisor debido a ciertas sustancias de que est revestido.

Para regular la corriente que circula a travs del tubo, se usa una reactancia misma que recibe el nombre de REACTOR o BASLASTRO.

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El interruptor de arranque se logra con un procedimiento similar al de la propia lmpara, pero diminuto, que recibe el nombre de CARTUCHO ARRANCADOR CARTUCHO ARRANCADOR 1. - AMPOLLA DE VIDRIO LLENA DE NEON. 2.- CONTACTO FIJO DE NIQUEL. 3.- CONTACTO MOVIL (BIMETAL) 4.- CONDENSADOR. 2

En las lmparas de encendido instantneo se utiliza un circuito que est integrado en el BALASTRO y que permite al encender, produzca un piquete momentneo de ALTO VOLTAJE en los extremos de la lmpara, mismo que logra el encendido y una vez prendida la lmpara, el voltaje se regula a la tensin de trabajo. 6.3.2. Tipos de lmparas fluorescentes

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La forma y tamao del bulbo es designado por una o varias letras seguidas de un nmero. La letra indica la forma del bulbo mientras l numero indica el dimetro del bulbo en octavos de pulgada. Por ej. T12 indica una forma T tubular con un dimetro de 12 octavos de pulgada (1.5 pulg.). Las siguientes ilustraciones son las ms comunes, en cuando a formas y dimensiones del bulbo. 2

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Otros tipos de lmparas fluorescentes

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6.3.3. Ventajas y desventajasKm. 69 FFCC Crdoba-Tierra Blanca. Estacin Vicente, Oaxaca. C.P. 68422 Tel: 01(274)-748-0701 Fax: 01(274)-748-0702.www.lamargarita.com.mx. R.F.C.IMA-810 827- V 67. IMSS 78-

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Ventajas de una iluminacin fluorescente. Las lmparas fluorescentes casi siempre son engaosas en su eficiencia. Por watt de potencia producen 3 a 5 veces ms luz que las lmparas incandescentes estndar. Su vida es mucho mayor que las de las lmparas incandescentes. Su produccin de calor es mucho menor, caracterstica muy importante cuando es necesario el uso de niveles de iluminacin muy altos y un nmero considerable de unidades, y sobre todo, cuando el lugar a iluminar, est provisto con aire acondicionado. Otras de sus principales ventajas es la dimensin del tubo, misma que permite que la intensidad luminosa se reparta en todo la extensin del mismo. Otro factor a favor de las unidades fluorescentes, es que al evitar la concentracin de brillantez en un punto, es menos necesario proveer las unidades con difusores, lo cual abarata el costo de la instalacin. Desventajas de las lmparas fluorescentes Los tubos fluorescentes tienen una vida promedio de 9000 horas, pero si se encienden y apagan con mucha frecuencia, esta vida disminuye considerablemente, debido al agotamiento del material emisor. Debido a la frecuencia, producen vibracin en su luz, es decir, se encienden y se apagan 120 veces por segundo. A simple vista no se nota; pero en un objeto en movimiento puede observarse y hasta puede ser peligroso. A este fenmeno se le llama EFECTO ESTROBOSCOPICO, mismo que se corrige usando balastros dobles, o bien, empleando las tres fases. Con lmparas incandescentes, al bajar el voltaje, esta producir siempre luz, aunque sea poquita, en cambio con la fluorescente, llega un momento en que esta se apaga totalmente. 2

En seguida se muestran las imgenes de varias pginas de un catlogo con informacin relativa a la iluminacin elctrica. Lmparas halgenasKm. 69 FFCC Crdoba-Tierra Blanca. Estacin Vicente, Oaxaca. C.P. 68422 Tel: 01(274)-748-0701 Fax: 01(274)-748-0702.www.lamargarita.com.mx. R.F.C.IMA-810 827- V 67. IMSS 78-

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Las lmparas halgenas producen luz pasando corriente a travs de un filamento de alambre delgado pero, estos filamentos operan a temperaturas mayores, las cuales a su vez aumentan la eficacia (LPW) en ms de un 20 %. La temperatura del calor es tambin mayor, produciendo luz ms blanca que los focos incandescentes estndar. Las lmparas halgenas se encuentran disponibles en una variedad de formas y tamaos y pueden ser usadas de manera efectiva en una variedad de aplicaciones de iluminacin, incluyendo iluminacin de acentuacin y de mostrador, faros delanteros de coches e iluminacin proyectada exterior. 6.4. Lmparas de descarga de alta intensidad

2

La lmpara de descarga de alta intensidad (HID) se basa en la luz emitida por media de un gas o vapor que ha sido excitado por medio de una corriente elctrica. Es necesaria una balastra para encender la lmpara y regular su operacin. Las lmparas de descarga tienen ventajas arrolladoras en la eficiencia en energa sobre los incandescentes en donde es aplicable. La de sodio de alta presin, de haluros metlico y de vapor de mercurio son clasificadas como lmparas de descarga de alta intensidad. 6.4.1. Lmparas de vapor de mercurio Las lmparas de mercurio son los miembros ms antiguos de la familia de descarga de alta intensidad. Aunque no son tan eficientes en cuanto a energa como las lmparas de haluros metlicos y las de sodio a alta presin, stas siguen siendo usadas en una variedad de aplicaciones tales como la iluminacin de caminos, de seguridad y para jardines, as como algunas aplicaciones en interiores donde la calidad del color es crtica.

6.4.4. Lmparas de Sodio de Alta Presin Las lmparas de sodio de alta presin son altamente eficientes, (hasta 140 lumens por vatio), y producen un tibio color dorado. Excelente para iluminar grandes reas, stas son a menudo usadas en la iluminacin de caminos, iluminacin proyectada, oficinas, centros comerciales, reas de recepcin, parques, usos de iluminacin industrial y algunas otras comerciales. Una versin de lujo a mejorado la presentacin del color para las paliaciones de interiores u exteriores

Lmparas deHaluro Metlico Las lmparas de haluros metlicos de alta presin son tambin muy eficientes (hasta 115Km. 69 FFCC Crdoba-Tierra Blanca. Estacin Vicente, Oaxaca. C.P. 68422 Tel: 01(274)-748-0701 Fax: 01(274)-748-0702.www.lamargarita.com.mx. R.F.C.IMA-810 827- V 67. IMSS 78-

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lumens por vatio) y producen una luz blanca, viva con propiedades de presentacin del color de buena a muy buena. Esta proporcionan buen control ptico y son usadas en instalaciones de iluminacin en exteriores de alta calidad como iluminacin proyectada y aplicaciones de iluminacin para deportes, y en tiendas detallistas, recepcin y otros espacios pblicos y comerciales. Los miembros ms nuevos de la familia de haluros metlicos son llamados haluros metlicos cermicos (CMH). Estos excitantes y nuevos diseos brindan apariencia de calor tipo halgeno, alta eficiencia y cualidades del calor de control superior, expandiendo el uso de haluros metlico a reas de color mucho ms crticas en aplicaciones de tiendas detallistas, comerciales e incluso residenciales. 2

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Algunos tipos de lmparas

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5.- Corriente Contina y Alterna

5.1 Corriente Continua: La corriente continua es aquella que siempre circula de desde la terminal negativa de la fuente de voltaje, recorre el circuito y retorna a la terminal positiva. La corriente continua tambin es conocida como CORRIENTE DIRECTA y se abrevia C.C. o C.D. La corriente continua nunca cambia de direccin, la pila seca, el acumulador de un automvil, un generador de C.C. y un rectificador de corriente, son fuentes de corriente continua.

La terminal positiva se llama POLO POSITIVO y la terminal negativa se denomina POLO NEGATIVO.

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2 IMAGEN DE LA CORRIENTE CONTINUA

5.2 Corriente Alterna.

La corriente Alterna o C.A. Es un tipo de corriente cuya polaridad se invierte peridicamente. Su voltaje vara con regularidad aumentando desde cero hasta un mximo positivo y decreciendo desde ah hasta cero, para volver aumentar hasta un valor mximo negativo y decrecer hasta llegar nuevamente a cero. Esta variacin completa se llama CICLO y puede observarse en la figura 2. Con el objeto de estudiar los cambios de voltaje y polaridad descritos, haremos uso del voltmetro mostrado en la figura 1.

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FIGURA 1

FIGURA 2 2

Este voltmetro con cero al centro de la escala no tiene marcada polaridad y por ello si conectamos la sus terminales los bornes de una pila seca, la aguja indicara el voltaje hacia un lado de cero y si invertimos las puntas y con ello la polaridad, la aguja se desplazar desde cero hacia el lado contrario indicando la misma cantidad de volts. Si conectamos los bornes del voltmetro a una fuente C.A., observaremos que la aguja parte de cero en el instante 1 hacia la derecha, aumentando el voltaje hasta un valor mximo positivo en el instante 2, a partir del cual el voltaje decrece hasta llegar a cero en instante 3. La aguja no se detiene en cero si no que se desplaza hacia la zona de la izquierda de la escala, aumentando el voltaje hasta un punto mximo negativo en el instante 4, desde donde empieza a disminuir hasta indicar nuevamente cero en el instante 5. Terminando este ciclo, el cual qued registrado en la figura 2, todo el proceso vuelve a repetirse indefinidamente, hasta que se desconecta la fuente de corriente alterna.

De estas observaciones podemos sacar como conclusiones que en la fuente de corriente alterna, un borne es, en un momento dado, positivo y en el momento siguiente negativo, luego positivo y despus negativo y as sucesivamente. Por otra parte, el voltaje nunca es constante como en la corriente continua, si no que cambia de cero a un valor mximo, primero en el lado positivo de la escala y despus en el lado negativo.. Al cambiar peridicamente la polaridad, la direccin de la corriente tambin cambia y el valor de la intensidad var