PROFESOR _Figueroa Daniel

E.P.E.T.Nº 19

ELECTRICIDAD 3º AÑO

Instalaciones Eléctricas

Año 2019

Unidad I: PROTECCIONES ELECTRICAS: Parámetros fundamentales, ley de Ohm,

circuitos multifilares, simbología, tipos de fallas (fuga, corto circuito y sobrecarga) y protección a

fin. Nociones de seguridad industrial en operaciones eléctricas (reglas de oro etc.)

Unidad II:APLICACIÓN DE LEYES KIRCHOFF. INSTRUMENTOS DE

MEDICION: Circuitos serie y paralelo, cálculos de resistencias equivalentes, leyes de kirchoff

(conceptos y aplicaciones). Nombre y símbolos de instrumentos de medición y forma de conexión.

Unidad III: POTENCIA Y ENERGIA: Potencia eléctrica y energía eléctrica: conceptos,

fórmulas, cálculos típicos y costo de energía. Instrumentos de medida (nombre y

símbolos).Unidades eléctricas múltiplos y submúltiplos.

Unidad IV: INSTALACIONES DOMICILIARIAS: Circuitos eléctricos: diagrama y

simbología unifilar aplicados a instalaciones domiciliarías. Tableros de protecciones (diseños y

construcciones).practica de circuitos domiciliario. Reglamentación básica vigente para

instalaciones domiciliarias (AEA).desarrollo de un proyecto de instalación domiciliaria.

PAUTAS PARA LA APROBACIÓN DE LA SECCIÓN Serán condiciones necesarias: 1. Tener la carpeta completa, realizando los trabajos prácticos en tiempo y forma adecuados. En caso de ausencia del alumno él mismo deberá arbitrar los medios para actualizar la carpeta para la siguiente clase. Tendrá que presentarla cuando el profesor la requiera en forma ordenada, completa y prolija. 2. Debe asistir a clase con los materiales y herramientas que van a ser solicitadas con suficiente anticipación. 3. Aprobar la/s evaluación/es teórica/s. Serán avisadas con una semana de anticipación. En caso de inasistencia a la evaluación, deberá presentar un certificado médico y será evaluado cuando el docente lo considere apropiado. 4. Realizar planos y el cableado correspondiente de los circuitos propuestos por el profesor. Respetando las normativas vigentes (A.E.A).

5. La asistencia mínima es del 80 % UNIDAD Nº1 CONCEPTOS FUNDAMENTALES Ley de Ohm La ley de Ohm enuncia que "Al someter a un conductor eléctrico, isotérmico, a una diferencia de potencial entre sus extremos, circulará por él una corriente eléctrica cuyo valor

dependerá de la diferencia de potencial aplicada; y además el cociente entre la diferencia de

potencial aplicada y la corriente que circule será constante; dicha constante es igual a la resistencia del conductor". En la práctica esta ley se expresa de la siguiente forma: "La corriente que circula

por un circuito es directamente proporcional a la tensión aplicada en los extremos, e inversamente proporcional a la resistencia eléctrica que el circuito ofrece". Matemáticamente:

I = V R

Intensidad de corriente eléctrica Es la cantidad de electrones que circula por la sección de un conductor en un segundo de tiempo. Su unidad de medida es el Amper o Amperio (A) y puede medirse mediante un

amperímetro, que se conecta en serie al circuito en cuestión.

Tensión eléctrica La energía potencial que existe entre dos cuerpos que tienen distintos valores de carga, se

denomina diferencia de potencial. En la práctica este trabajo para crear la diferencia de potencial se

denomina tensión (debido justamente a la tensión que se genera al existir dos puntos con potenciales distintos) o voltaje, en referencia a su unidad de medida que es el Voltio (V).

La tensión eléctrica, voltaje o diferencia de potencial, también es definida como fuerza electromotriz. La diferencia está en que esta tensión generada por una diferencia de potencial -

como vimos anteriormente - genera una presión sobre el caudal eléctrico, que no es más que la

fuerza electromotriz que traslada las cargas eléctricas dentro del circuito, comparable como la presión hidráulica necesaria para trasladar un caudal de agua por una tubería.

Para cualquiera de las designaciones vistas, se efectúa la medición con un voltímetro, conectado en paralelo al circuito para así medir la diferencia entre los dos puntos de potencial

distinto.

Resistencia eléctrica Se define así a la mayor o menor dificultad que ofrece un material conductor al paso de la

corriente. La resistencia eléctrica de un material depende de la sustancia que lo compone como así también de sus dimensiones (longitud y sección). Es así que la resistencia de un conductor se

calcula como el producto entre la longitud y el coeficiente de resistividad del mismo - propio de cada sustancia - sobre la sección del mismo. Matemáticamente:

R = ρ x l s

Donde:

R = resistencia, expresada en Ω;

ρ = coeficiente de resistividad. Un buen material conductor presenta una resistividad de 10-

8 Ωm;

l = longitud del material, expresado en metros;

s = sección del mismo, expresado en m2.

La resistencia eléctrica puede ser medida mediante un Óhmetro, conectado en forma

directa al aparato en cuestión, es decir, sin tensión aplicada.

Variación de la resistencia con la temperatura

La resistencia específica de los cuerpos depende no solo del tipo de material del que está hecho sino también de la temperatura en el que está. Para estos casos, la resistencia varía debido a

la agitación interna que los átomos experimentan al pasar una corriente, generando calor. Es así que en todos los conductores, a excepción del carbón, la resistencia aumenta al aumentar la

temperatura. En materiales semiconductores o aislantes, al contrario, a medida que aumenta la

temperatura la resistencia disminuye. El coeficiente de temperatura es el número que establece cuánto varía la resistencia de 1Ω

cuando la temperatura varía 1ºC. RF = RI x (1+ ∝ x ∆T)

Donde:

RF = Resistencia final (Ω)

RI = Resistencia interna (Ω)

∝ = Coeficiente de temperatura (indica cuanto varía una resistencia de 1Ω cuando la

temperatura varía 1ºC)

∆T = Variación de la temperatura (TF -TI)

Esto siempre será válido en rangos de temperatura hasta 100ºC. Para temperaturas muy

altas o muy bajas, la relación de proporción directa entre la resistencia y la temperatura deja de

cumplirse. Este fenómeno se utiliza principalmente para medir la elevación de la temperatura en las

máquinas eléctricas. Despejando de la fórmula inicial, resulta:

∆T= RF - RI ∝ × RI

Conductividad de materiales

Materiales conductores

Son todas las sustancias que permiten que la corriente eléctrica circule a través de ellos, condición que depende de la estructura atómica de las sustancias. Sin embargo, estas sustancias a

la vez se clasifican en buenos y malos conductores, según la resistencia eléctrica de la sustancia del material. Son buenos conductores los materiales cuya estructura atómica presenta electrones

libres. Ejemplos son el Oro, Plata, Cobre y Aluminio. El Grafito, Hierro y el Bronce son considerados malos conductores.

Materiales semiconductores Son sustancias artificiales en general, que tienen la particularidad de conducir corriente en una

dirección y actuar como aislante cuando la corriente cambia el sentido de la dirección. Estos materiales se utilizan para la construcción de iodos, elemento comúnmente usado en la electrónica.

Materiales aisladores

Son aquellos que no permiten que la corriente eléctrica circule a través de ellos, por importante que sea su valor o el de tensión aplicada en sus extremos. En condiciones extremas de corriente, ésta

perfora la sustancia por medio de un arco eléctrico. Son materiales aislantes la madera, plástico, goma, porcelana, y los policarbonatos, entre otros.

Resistencias conectadas en serie

Como sabemos, en el circuito serie existe una sola intensidad de corriente, mientras que la tensión total aplicada se reparte en las dos resistencias. Dicho en otras palabras, cada resistencia

usa una parte de la diferencia de potencial, que si las sumamos nos da la tensión aplicada.

𝑉𝑇 = 𝑉1 + 𝑉2

Donde VT es la tensión aplicada, V1 es la caída de tensión en R1 y V2 es la caída de tensión en R2.

Aplicando ley de Ohm:

𝐼 × 𝑅𝑇 = 𝐼 × 𝑅1 + 𝐼 × 𝑅2

Donde RT es la resistencia total o equivalente del circuito.

𝐼 × 𝑅𝑇 = 𝐼 × (𝑅1 + 𝑅2)

Simplificando I nos queda:

𝑅𝑇 = 𝑅1 + 𝑅2

Generalizando:

𝑅𝑇 = 𝑅1 + 𝑅2 + 𝑅𝑛

Resistencias conectadas en paralelo

Como se puede apreciar gráficamente, la intensidad de corriente se separa circulando por las

dos resistencias. Mientras que en bornes de cada resistencia siempre se tiene la misma diferencia de

potencial. Por ésta razón es que en las instalaciones domiciliarias siempre se conecta en paralelo, asegurando para cada receptor (heladera, televisor, lavarropas, luminaria, etc.) los 220 V

necesarios para funcionar.

Sumando las corrientes que circulan por cada resistencia obtenemos la total del circuito:

𝐼𝑇 = 𝐼1 + 𝐼2

Aplicando la ley de Ohm: V=V + V

Rt R1 R2

V= V x ( 1 + 1 )

R1 R2 Simplificando nos queda:

1 = 1 + 1

R R1 R2

Generalizando:

1 = 1 + 1 + 1 Rt R1 R2 Rn Primera ley de Kirchoff o ley de corrientes

“La suma de las corrientes que llegan a un nodo es igual a la suma de las corrientes que salen del mismo”

Nodo A:

𝐼𝑇 = 𝐼1 + 𝐼2

Nodo B: 𝐼1 + 𝐼2 = 𝐼𝑇

Segunda ley de Kirchoff o ley de tensiones

“En todo circuito cerrado, la suma de todas las tensiones aplicadas es igual a la suma de las caídas

de tensión”

𝑉1 + 𝑉2 = 𝐼 × 𝑅1 + 𝐼 × 𝑅2

Recordar que:

𝐼 × 𝑅1 es la caída de tensión en la primer resistencia;

𝐼 × 𝑅2 es la caída de tensión en la segunda resistencia.

Potencia

La potencia eléctrica es la rapidez con que podemos realizar un trabajo. Por lo tanto el conocimiento de la potencia que tiene un receptor es muy importante ya que nos indica su

capacidad para realizar una determinada tarea: iluminar (lámparas), trabajo mecánico (motores), calentar (resistencia), etc. Podemos deducir entonces que con una gran potencia podremos realizar

más rápida la tarea. 𝑃 = 𝑉 × 𝐼 Recordar:

cuenta el factor de potencia cos φ;

1000 W; 1HP = 746W

que se conecta en serie con el receptor (midiendo la intensidad de corriente) y otra bobina

voltimétrica, que se conecta en paralelo (para medir la tensión). Dando la lectura que resulta de

la operación 𝑃 = 𝑉 × 𝐼 La potencia de los receptores (lámparas, televisor, heladera, motores, etc.) generalmente es un dato otorgado por el fabricante, mientras que la tensión utilizada es conocida (220V en

instalaciones monofásicas y 380V para las trifásicas) por lo tanto la incógnita es la corriente.

𝐼 =𝑃 𝑉

Es decir que cuando se tiene mucha potencia instalada, la circulación de corriente va a tener

valores muy elevados cuando se utilicen todos (o varios) los receptores simultáneamente. Este dato es de suma importancia porque la sección de los conductores y las protecciones adecuadas para las

instalaciones eléctricas tienen estrecha relación con la circulación de corriente.

Ejemplo:

Calcular la intensidad de corriente que circula en un motor monofásico de ½ HP. En éste enunciado tenemos dos datos que nos permitirán encontrar la respuesta: la potencia del

motor y la tensión, ya que al indicar que es monofásico nos dice que funciona con 220 volt. Primero nos conviene pasar los HP a Watt:

1 HP_____________________746W

½ HP_____________________ X=1/2 HP x 746 W 1 HP

P =373W

Con este dato despejamos intensidad de la fórmula de potencia:

𝑃 = 𝑉 × 𝐼 ⟹ 𝐼 =𝑃 =373 W = 1,69 A 𝑉 220 V

Con lo que la intensidad de corriente que circula por el motor es entonces de 1,69 A.

Energía Eléctrica

Es el producto de la potencia de cada receptor por el tiempo de utilización.

Saber la energía consumida es importante ya que es sobre lo que nos factura la compañía eléctrica.

𝐸 = 𝑃 × 𝑡 Nosotros vamos a medir en KWh (kilowatt-hora, expresado en horas mensuales).

El instrumento de medición es el medidor eléctrico. En nuestra ciudad, ésta lectura lo hace la

cooperativa de luz y mediante una tarifa nos indica el costo de energía mensual consumido. Ejemplo:

Calcular el costo de la energía mensual consumida por los siguientes receptores (suponiendo que el KWh cuesta 0,35$):

a) 4 lámparas de 15 W cada una utilizadas 10 horas diarias;

b) 1 motor de ¾ HP usado 21 horas semanales

a) Lámparas 1) Pasar la potencia a KW

Como las dos tienen la misma potencia y se usan durante el mismo tiempo, puedo trabajar como si

fuera una sola de 120 W: 1000 W _____________________1 KW

60 W ________________________ X= 120𝑊 × 1𝐾𝑊

1000 𝑊 ⟹ P = 0,06 KW

Resolviendo nos queda que la potencia de las lámparas es de 0,06 KW

2) Obtener el tiempo mensual 1 día _____________________10 hs

30 días ___________________ X= 30 𝑑í𝑎𝑠 × 10 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 1 𝑑í𝑎 ⟹ t = 300 hs

Es decir, el tiempo usado de las lámparas es de 300 horas

3) Cálculo de energía 𝐸 = 𝑃 × 𝑡 = 0,06𝐾𝑊 × 300ℎ𝑠 ⟹ 𝐸 = 18𝐾𝑊ℎ

18Kwh es la energía consumida por las lámparas.

b) Motor

1) Pasar la potencia a KW

Como las dos tienen la misma potencia y se usan durante el mismo tiempo, puedo trabajar como si fuera una sola de 120 W:

1 HP _____________________0,746 KW 3/4HP ________________________ X=3/4𝐻𝑃 × 0,746𝐾𝑊

1 𝐻𝑃

⟹ P = 0,56 KW

La potencia del motor es entonces de 0,56 KW

2) Obtener el tiempo mensual

7 días _____________________21 hs 30 días ___________________ X=30 𝑑í𝑎𝑠 × 21 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 7 𝑑í𝑎𝑠 ⟹ t = 90 hs

Es decir, el tiempo usado es de 90 horas

3) Cálculo de energía

𝐸 = 𝑃 × 𝑡 = 0,56𝐾𝑊 × 90ℎ𝑠 ⟹ 𝐸 = 50,4 𝐾𝑊ℎ

50,4 Kwh es la energía consumida por el motor.

c) Energía total

Para obtener la energía total debemos sumar la de las lámparas con la del motor

𝐸 = 18𝐾𝑊ℎ + 50,4 𝐾𝑊ℎ ⟹ 𝐸 = 68,4𝐾𝑊ℎ

d) Cálculo del costo 𝐶 = 𝐸 × 𝑐 = 68,4 𝐾𝑊ℎ × 0,35$𝐾𝑊ℎ

⟹ 𝐶 = 23,94$

El costo de la energía consumida mensual es entonces de $ 23,94.

Amperímetro

Nos permite medir la intensidad de corriente eléctrica;

Como se ve en el esquema de conexión, todas las cargas que se mueven a través del receptor, también pasan por el amperímetro. Podemos deducir que la resistencia interna del instrumento

debe ser lo mas pequeña posible para que la medición tenga precisión.

Esquema de conexión:

Voltímetro

Esquema de conexión:

Podemos razonar que si la resistencia interna del voltímetro fuera despreciable (como en el

amperímetro), estaríamos provocando un cortocircuito.

Pinza amperométrica

Básicamente nos permite medir intensidad de corriente eléctrica (aunque en general también nos posibilita

medir tensión y continuidad). Presenta una gran ventaja respecto del amperímetro, ya que no es necesario interponer el

instrumento en serie con el receptor a medir, sino que solo hay que pasar uno de los conductores

abriendo la pinza sin necesidad de cortar cable alguno. La pinza “capta” el campo magnético que se produce cuando una corriente eléctrica pasa por el

conductor, cuantificando y dando la lectura en Amper (o múltiplo).

Circuitos Eléctricos

Planos Eléctricos

Cálculo de conductores

UNIDAD Nº2: SEGURIDAD Y PROTECCIÓN ELÉCTRICA

Seguridad en trabajos y Maniobras Eléctricas

Seguridad en el trabajo: Es el conjunto de medidas y procedimientos que se adoptan para evitar accidentes que pongan en peligro la integridad física de las personas. Para ello se planifica el

trabajo de modo de eliminar las operaciones peligrosas o sustituirlas por otras que no lo son. Situación de peligro: Es aquella que excede el límite de riesgo aceptable (es grave) y es inminente

(existe alta probabilidad).

Riesgo aceptable: En contraposición con el caso anterior es el riesgo no inminente, poco grave y de escasa frecuencia.

Riesgo de electrocución: Existe riesgo de electrocución cuando puede circular corriente a través del cuerpo humano (ver efectos del paso de la corriente).

Accidentes: Es todo acontecimiento indeseado que interrumpe el desarrollo normal de una

actividad. Daños: Son las pérdidas materiales o consecuencias negativas de los accidentes.

Contactos eléctricos

con partes activas de la instalación.(Fig.1)

accidental.

Fig.1

Desarrollo de trabajo

Como norma general, toda tarea en una instalación eléctrica debe realizarse sin tensión. Con las

siguientes excepciones:

cesiten la presencia de tensión (cierre y apertura de seccionadores, medición de intensidad, etc.)

servicio.

La reposición de la tensión solo se dará cuando el trabajo esté terminado, con el personal

indispensable para la tarea y luego de recoger las herramientas y equipamiento utilizado. Medidas preventivas

sobre los mismos se debe comprobar la ausencia de tensión.

sin los elementos de protección personal necesaria.

slamientos de las partes activas de equipos o instalaciones.

tierra. No se debe transitar por encima de los alargues para evitar tropiezos y el deterioro lógico del

aislante.

mediante su interruptor. do la ficha toma corrientes (nunca se debe tirar del cable.)

Cinco reglas de oro 1. Desconexión total de las fuentes de tensión: La parte de la instalación donde se realizará el

trabajo debe aislarse de toda fuente de alimentación. Este aislamiento se garantizará por una

distancia suficiente o por la interposición de un aislante. 2. Prevenir una posible realimentación: Los dispositivos usados para desconectar la instalación

deberán tener su mecanismo bloqueado y debidamente señalizado para evitar una posible reconexión.

3. Verificar la ausencia de tensión: Se debe comprobar en todos los elementos activos de la instalación eléctrica, lo más cerca posible de la zona de trabajo o sobre ella misma cuando sea

posible.

4. Puesta a tierra y cortocircuito de las fuentes en tensión: Las partes de la instalación donde se vaya a trabajar deben ponerse a tierra y en cortocircuito.

5. Proteger las partes próximas en tensión y señalizar la zona: Cuando existan elementos en tensión próximos a la zona de trabajo, deberán adoptarse las medidas de seguridad necesarias

para impedir un posible contacto eléctrico. En todos los casos se instalarán señalizaciones claras y

visibles en torno a la zona de trabajo.

ELEMENTOS DE MANIOBRA Y PROTECCIÓN

Las instalaciones eléctricas pueden estar sometidas a fallas o anormalidades en su funcionamiento

que pueden causar graves daños a las mismas; éstas son: Fallas: cuando en una instalación o un equipamiento dos o más partes que están a potenciales

diferentes entran en contacto accidental por fallas de aislación, entre sí o contra tierra, tenemos una falla.

Una falla puede ser directa, cuando las partes tienen contacto físico entre sí, o indirecta, si no lo tienen. Cuando una de las partes es la tierra hablamos de una falla a tierra.

Un cortocircuito es una falla directa entre dos conductores vivos, esto es fases o neutro.

Sobrecorrientes: son las corrientes que excedan del valor nominal prefijado (por ejemplo la

corriente nominal de un equipamiento o la capacidad de conducción de un conductor). Es un valor cualitativo, ya que si la corriente nominal es de 50 A, tanto una corriente de 51 A como otra de

5000 A constituyen sobrecorrientes.

Las sobrecorrientes deben ser eliminadas en el menor tiempo posible dado que pueden producir una drástica reducción en la vida útil de los conductores. Las corrientes de cortocircuito, por ser

muy superiores a las corrientes nominales pueden además ser el origen de incendios. Pueden ser de dos tipos:

*Las corrientes de falla, que son las que fluyen de un conductor a otro o para tierra en caso de

una falla. Cuando la falla es directa hablamos de corriente de cortocircuito.

*Las corrientes de sobrecarga, no tienen origen en fallas sino que se deben a circuitos subdimensionados, a la sustitución de equipamientos por otros de mayor potencia a la

previstaoriginalmente, o por motores eléctricos que están accionando cargas excesivas.

Corrientes de fuga: son las que, por fallas de aislación, fluyen a tierra o a elementos conductores

extraños a la instalación. En la práctica siempre existen corrientes de fuga ya que no existen aislantes perfectos, pero son extremadamente bajas y no causan perjuicios a las instalaciones.

Debido a las mismas en las instalaciones se deberán contemplar diversas funciones de corte que

hacen a la seguridad de las personas y de los equipamientos; éstas son básicamente: * Interrupción

* Protección

* Conmutación

Elementos de interrupción (maniobra) Son dispositivos que permiten establecer, conducir e interrumpir la corriente para la cual han sido

diseñados.

La norma IEC 947-1 define las características de los aparatos según sus posibilidades de corte: *Seccionadores: cierran y cortan sin carga, pueden soportar un cortocircuito estando cerrados.

*Interruptores: denominados también seccionadores bajo carga, cierran y cortan en carga y sobrecarga hasta 8 In. Soporta y cierra sobre cortocircuito, pero no lo corta.

*Interruptores seccionadores: son interruptores que en posición abierto satisfacen las condiciones especificadas para un seccionador.

*Interruptores automáticos: son interruptores que satisfacen las condiciones de un interruptor

seccionador e interrumpen un cortocircuito. Para altas corrientes (30 a 1000 A) se suelen utilizar interruptores a cuchilla, colocados de manera

tal que la gravedad tienda a abrirlas. Para usos domiciliarios se emplean llaves embutidas, normalmente combinadas con toma corrientes.

Elementos de protección: son dispositivos que permiten detectar condiciones anormales definidas

(sobrecargas, cortocircuitos, corriente de falla a tierra,etc.) e interrumpir la línea que alimenta la anormalidad u ordenar su interrupción a través del elemento de maniobra al que está acoplado.

Cuando hablamos de protección nos estamos refiriendo a la protección de las personas, de los edificios o de las instalaciones.

El elemento de protección tradicional es el fusible, pero los protectores automáticos aportan una

mejor solución por mantenerse invariables en el tiempo y por la posibilidad de asegurar la continuidad del servicio.

Elementos de conmutación: son dispositivos empleados cuando se requiere un comando

automático y gran cadencia de maniobra, como sucede con el accionamiento de máquinas.

De acuerdo al tiempo de desconexión de los "elementos de protección" se puede hablar de:

Protecciones rápidas: actúan en el caso de producirse sobreintensidades súbitas, superiores a los valores normales (como es el caso de los cortocircuitos), entre ellas tenemos los fusibles y las

protecciones automáticas magnéticas. Protecciones retardadas: actúan también cuando la sobreintensidad es superior a la normal pero se

da lentamente, sin adquirir valores inmediatos peligrosos, pero de persistencia perniciosa, entre

ellas están las llaves térmicas. Protecciones combinadas: son una combinación de las anteriores, como las protecciones

termomagnéticas.

Interruptor diferencial o disyuntor

Es un dispositivo destinado a producir el corte de la corriente eléctrica cuando por algún motivo (accidente o desperfecto eléctrico), una persona queda bajo los efectos de la misma.

Se los denomina diferenciales porque controlan que no exista diferencia entre las corrientes de

entrada y salida, produciendo la desconexión cuando se produce un error mayor al preestablecido.

Cuando por una falla en la aislación de un aparato eléctrico sus partes metálicas quedan sometidas

a tensión, el conductor de protección hará circular una corriente de fuga a tierra. El interruptor

diferencial detectará esta fuga y cortará la alimentación en forma inmediata. También para el caso de contactos accidentales con partes metálicas bajo tensión, la corriente a

través del cuerpo humano se verá limitada por la rápida respuesta del interruptor diferencial que cortará la alimentación en milésimas de segundos.

Interruptor diferencial bipolar (fase y neutro) Interruptor diferencial tetrapolar (tres fases y neutro)

Puesta a tierra

Consiste en una conexión continua que recorre toda la instalación (conectando todas las partes metálicas, no eléctricas, como por ejemplo las cajas) mediante un cable de cobre desnudo o de

color verde/amarillo. Este cable debe terminar en una jabalina puesta literalmente a tierra. Es decir

se entiende por puesta a tierra a la vinculación intencional de un conductor a tierra. Su función es la de derivar a tierra cualquier corriente de fuga o de descarga que puedan aparecer

al tocar aparatos eléctricos.

Interruptor termomagnético

Protección frente a sobrecargas y cortocircuitos

Estos interruptores se encuentran equipados con dos dispositivos de protección conectados en serie, y que reaccionan gracias a dos efectos que produce la corriente eléctrica cuando circula por

un conductor: Temperatura y Campos Magnéticos.

Los interruptores termomagnéticos están equipados con un disparador térmico que actúa durante

la aparición de corrientes elevadas por sobrecarga y de un disparador magnético para las corrientes muy elevadas como es el caso de cortocircuitos. De aquí, proviene el nombre de "interruptor

automático termomagnético". El disparador térmico está constituido por una lámina bimetálica que se curva por efecto del calor

producido por la circulación de la corriente eléctrica. Esta deformación temporaria de la lámina, se

produce debido a los diferentes grados de dilatación de los dos metales que la componen, y es la que provoca la apertura del interruptor. Por otro lado, el disparador magnético está constituido por

una bobina (electroimán) que atrae el núcleo que está en su interior (pieza articulada). Cuando la corriente llega a un cierto valor, la bobina atrae completamente al núcleo, el cual acciona el

dispositivo mecánico, produciendo la apertura de los contactos principales del interruptor. En la siguiente figura se observan los componentes internos de un interruptor termomagnético para riel

DIN:

Corriente nominal (In)

La norma IEC 60898 define la corriente nominal como la corriente que el interruptor puede soportar

en régimen ininterrumpido (es decir, sin dispararse) a una temperatura de referencia especificada

de 30º C. Asimismo, indica los valores preferenciales de In (6, 10, 15, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, etc.).

Disparo térmico

La misma norma establece el comportamiento de los disparadores de sobrecorriente bajo

(disparador térmico) de los interruptores, su curva y su tiempo de accionamiento ante ciertos

valores de corriente. Para este fin, la norma define lo que se conoce por "corriente convencional de no disparo" y

"corriente convencional de disparo". La primera vale 1,13 x In (13% más que la corriente nominal), mientras que la corriente convencional de disparo vale 1,45 x In (45% más que la corriente

nominal). Por ejemplo, si se instala un interruptor termomagnético de corriente nominal de 10A, su

dispositivo térmico actuará entre 11,3A y 14,5A de consumo de corriente. La IEC 60898 también establece el tiempo máximo que debe demorar en dispararse (dos horas, como máximo).

Disparo magnético

Así como encontramos exigencias en el comportamiento de la curva en su dispositivo térmico, también los hay para los valores de corriente magnética. Por esto, la IEC 60898 define las tres

curvas de funcionamiento conocidas (Curva B, Curva C, y Curva D, graficadas en la figura siguiente) y establece los valores máximos y mínimos de la corriente magnética para cada una de

ellas: de 3 x In a 5 x In (Curva

B), de 5 x In a 10 x In (Curva C) y de 10xIn a 14xIn (Curva D).

UNIDAD Nº 3: INSTALACIONES ELÉCTRICAS

Receta para una buena Instalación eléctrica domiciliaria

Ingredientes:

• Cable de cobre de 1,5; 2,5 y 4 mm2; • Cañería de hierro dulce semipesado de ¾ y 5/8";

• Cajas octogonales y rectangulares; • Interruptor termomagnético;

• Disyuntores diferenciales;

• Gabinete/tablero general/seccional; • Módulos interruptores y de tomacorriente bipolar con puesta a tierra;

• Tapas simples/tapas porta-módulos; • Porta lámparas;

• Lámparas (preferentemente de bajo consumo); • Cinta pasacable; pinza universal, alicate o pinza pelacables; cinta aislante o termocontraíble

(spaghetti), tarugos con tornillo

Preparación:

1. El primer dato que debemos tener a mano es saber cuál es la superficie que tiene

nuestro inmueble, la cuál será simplemente la suma del 100% de la superficie cubierta y el 50% de la superficie semicubierta. Teniendo este dato en mano, nos vamos a la siguiente tabla, la cual nos

dirá el grado de electrificación que corresponderá para nuestro proyecto, en función a la superficie

de la vivienda.

Grado de electrificación

Superficie (límite de aplicación)

Demanda de potencia máxima simultánea calculada

Mínima Hasta 60 m2 Hasta 3,7 kVA Media Más de 60 m2 hasta 130 m2 Hasta 7 kVA

Elevada Más de 130 m2 hasta 200 m2 Hasta 11 kVA Superior Más de 200 m2 Más de 11 kVA

2. Ya sabiendo cual es el grado de electrificación sobre el que trabajaremos, tendremos

también la cantidad mínima de circuitos que debe tener nuestra vivienda. Obsérvese que para electrificación media tiene variantes u opciones para elegir, según su necesidad:

Electrificación

Cantidad mínima

de circuitos

Variante Iluminación

de uso general (IUG)

Tomacorrientes uso general

(TUG)

Iluminación de uso

especial (IUE)

Tomacorrientes uso especial

(TUE)

Circuito de libre elección

Mínimo 2 Única 1 1 0 0 0

Medio 3

A 1 1 1 0 0 B 1 1 0 1 0 C 2 1 0 0 0 D 1 2 0 0 0

Elevado 5 Única 2 2 0 1 0 Superior 6 Única 2 2 0 1 1

3. Para cada grado de electrificación, tendremos también un número mínimo de bocas que debe haber en cada ambientes. Aquí es necesario recordar que si no se cumplen los mínimos o los

máximos el plano no debe ser aprobado.

Ambiente IUG TUG IUE TUE

Sala de estar y comedor 1 por cada 18 m2 o fracción. Mínimo: 1

1 por cada 6 m2 o fracción. Mínimo: 2 0 0

Dormitorio Sup.>10 m2 1 2 0 0 Dormitorio 36>Sup.≥10 m2 1 3 0 0 Dormitorio Sup.≥36 m2 2 3 0 1

Cocina 1 3 + 2 tomacorrientes p/ electrod. 0 0

Baño 1 1 0 0 Vestíbulo 1 1 0 0

Pasillo 1 por c/5 m. o fracción 0 0 0

Lavadero 1 1 0 0 Grado de electrificación mínima

Ambiente IUG TUG IUE TUE

Sala de estar y comedor 1 por cada 18 m2 o fracción. Mínimo: 1

1 por cada 6 m2 o fracción. Mínimo: 2 0 0

Dormitorio Sup.>10 m2 1 2 0 0 Dormitorio 36>Sup.≥10 m2 1 3 0 0 Dormitorio Sup.≥36 m2 2 3 0 1

Cocina 2 3 + 2 tomacorrientes p/ electrod. 0 0

Baño 1 1 0 0

Vestíbulo 1 1 por c/12 m2 o fracción. Mínimo: 1 0 0

Pasillo 1 por c/5 m. de longitud. Mínimo: 1

1 por c/5 m. de longitud. Mínimo: 1 0 0

Lavadero 1 2 0 0 Grado de electrificación media

Ambiente IUG TUG IUE TUE

Sala de estar y comedor 1 por cada 18 m2 o fracción. Mínimo: 1

1 por cada 6 m2 o fracción. Mínimo: 2 0

1 para S > 36

m2 Dormitorio Sup.>10 m2 1 3 0 0 Dormitorio 36>Sup.≥10 m2 1 3 0 0 Dormitorio Sup.≥36 m2 2 3 0 1 Cocina electrificación elevada 2 3 + 3 tomacorrientes

p/ electrod. 0 1

Cocina electrificación superior 2 4 + 3 tomacorrientes

p/ electrod. 0 2

Baño 1 1 0 0

Vestíbulo 1 1 por c/12 m o fracción. Mínimo: 1 0 0

Pasillo 1 por c/5 m. de longitud. Mínimo: 1

1 por c/5 m. de longitud. Mínimo: 1 0 0

Lavadero 1 2 0 0 Electrificación elevada y superior

4. El máximo de bocas por cada circuito (del cual habíamos hablado anteriormente) así

como la clasificación de los mismos, también está indicado por normativa.

Uso del circuito Designación Sigla Cantidad de

bocas Calibre de la protección

General Iluminación de uso general IUG 15 16 A

Tomacorrientes uso general TUG 20 A

Especial Iluminación uso especial IUE 12 32 A

Tomacorrientes uso especial TUE

Específicos

Alimentación a fuentes de muy baja tensión funcional MBTF 15 20 A

Salidas de fuentes de muy baja tensión funcional Sin límite Responsabilidad

del proyectista

Alimetación de pequeños motores APM 15 25 A

Alimentación de tensión estabilizada ATE

Responsabilidad del proyectista

Circuitos de muy baja tensión de seguridad MBTS Sin límite

Alimentación de carga única ACU No corresponde Iluminación trifásica específica ITE 12 por fase Otros circuitos específicos OCE Sin límite

5. Este es el momento en el que podemos a empezar a trabajar directamente sobre el

plano. Tenemos tres etapas: en la primera, colocaremos las bocas de iluminación y de tomas en los

distintos ambientes, respetando siempre las exigencias descriptas en las tablas anteriormente vistas. Designaremos, con letra minúscula, el o los interruptores que encenderán a una misma

lámpara, para evitar así futuras equivocaciones a la hora de realizar los conexionados. La ubicación de las bocas, si bien es algo sencillo, debe de realizarse con mucha paciencia, pues debemos

pensar que si no nos agrada luego la ubicación final que elegimos, es muy complicado reubicarlos,

implicando un gasto económico innecesario. Es siempre recomendable tener previstas las ubicaciones finales de los muebles que irán en cada ambiente, y en función a ello colocar las bocas.

En algunos casos, por razones estéticas, puede realizarse una derivación de la instalación por debajo del piso. Éstas salidas se llaman "periscopios" y en general esta instalación cuenta con una

caja de registro o inspección. Para finalizar, y por razones de seguridad, es conveniente colocar el tablero general cerca

de las entradas, pues si hubiese un incendio, por ejemplo, los bomberos podrían encontrar pronto

los disyuntores, interrumpir los circuitos, y así extinguir el fuego.

También hay un par de distancias fundamentales a tener en cuenta:

Altura sobre el plano de trabajo y el techo A (m)

Tipo de iluminación

Distancias fundamentales (m)

D W R

2 Luz directa 2,40 1,20 0,40 Luz semi-directa 2,60 1,30 0,40 Luz difusa 2,70 1,36 0,30

Luz semi-indirecta 2,80 1,40 0,40 Luz indirecta 3,00 1,60 0,60

3

Luz directa 3,60 1,80 0,60 Luz semi-directa 3,90 1,96 0,60 Luz difusa 4,00 2,00 0,60 Luz semi-indirecta 4,20 2,10 0,60 Luz indirecta 4,60 2,26 0,70

En la segunda etapa, se realizará el trazado de las cañerías, que es quizá lo más complejo de todo el proyecto. Aquí debemos recordar los circuitos mínimos que debíamos de tener en

función al grado de electrificación, pues en general se condicen con el trazado: si debemos tener 3 circuitos como mínimo, en general tendremos 3 trazados de cañerías. Nótese que decimos "en

general" pues es la opción más empleada, pero no es la única opción: según nos indica la reglamentación de la AEA, dos circuitos pueden compartir una misma cañería siempre y cuando

sean de uso general (es decir IUG y TUG), compartan una misma fase y tablero seccional, y no

sobrepasen el máximo permitido de cables por caño (no más del 50% del volumen interno y no más del 35% en líneas de fuerza motriz o en el caso de cable-canales). Asimismo en una caja

puede converger sólo 1 circuito, pero pueden pasar conductores de otros.

Otros detalles a tener en cuenta son:

• Nunca deben ir juntos los conductores correspondientes a circuitos distintos (es decir,

fuerza motriz, principales y seccionales). • No puede haber más de 3 curvas entre 2 cajas, y las mismas no deberán tener un ángulo

menor de 90º y mayor de 135º. • Debe existir como mínimo una caja de inspección (rectangular u octogonal) cada 12 metros

en tramos rectos horizontales, y cada 15 metros en tramos verticales.

• Para evitar colocar una protección intermedia, el tablero principal no debe estar a más de 2 metros del medidor de energía.

• Las uniones de caños deben realizarse con manguitos, nunca con soldaduras. • Hasta 5/8” se pueden doblar los caños con la rodilla, sino se usará el aparato doblador.

• Se admiten caños de 12,5mm para líneas de circuito y de 15,3 mm para líneas principales o

seccionales. • La distancia mínima entre dos curvas consecutivas de un caño no será menor a 10 veces el

diámetro exterior del caño. • Si se debiera instalar una bandeja por sobre un cielo raso que no sea del tipo con placas

desmontables, deberá haber una caja de inspección cada 6 metros.

• Se debe dejar 15 cm de cable en las cajas para su posterior conexión con los módulos. • Los cables de 15 m en vertical deben estar fijados con su accesorio correspondiente.

• El tablero con interruptores automáticos se colocará a 1,8 m del nivel del suelo o piso (tomado a partir del borde superior del tablero) y cada interruptor tendrá una etiqueta que

indique las bocas alimentadas.

• Las cajas de salida de fuerza motriz se colocarán salvo indicación especial, a 1,6 m del nivel

del piso.

• La jabalina deberá poseer una resistencia máxima de 10 ohmios, y no deberá estar a más de 3 metros de distancia del tablero general.

• Colocar llaves y tomas junto es aceptable, pero no es funcional. • En caso de comandar dos o más luces desde un mismo módulo, es recomendable que el

superior maniobre la luz del local.

En la tercera etapa, se realiza el dimensionamiento de conductores y caños. Para ello, tenemos como referencia una serie de datos y tablas que nos resultarán de gran utilidad:

Esquemas eléctricos más comunes, y su respectiva representación en planos

Como se puede apreciar en los esquemas superiores, existe en el plano una forma de

indicar la cantidad de cables, su diámetro, y el diámetro del caño. Esto es:

12,5 (diámetro interior del caño, que también puede expresarse en pulgadas) 2 x 1,5 + 2,5 (dos cables de 1,5 mm2 de sección + puesta a tierra de 2,5 mm2)

• Los colores a emplear en los planos depende de la convención de cada municipio.

En GCBA, la instalación se hace en rojo, en amarillo o verde los timbres y teléfonos, y en negro la planta arquitectónica y leyendas.

• Escala 1:100 para presentar un plano. • Toda instalación terminada tendrá una garantía de 6 meses a partir de su puesta en

servicio.

Coeficiente de simultaneidad a tomar

Grado de electrificación

Coeficiente de simultaneidad

Mínima 1 Media 0,9

Elevada 0,8 Superior 0,7

Esquema unifilar para una vivienda con electrificación media

En donde:

Interruptor diferencial que

cumple con la función de seccionamiento

Pequeño interruptor

termomagnético (Símbolo 2)

Demanda de la potencia máxima simultánea

Valores de referencia:

Fase= 2,5mm2 de sección mínima. Neutro= 2,5mm2 de sección mínima, color de referencia celeste.

Puesta a tierra= 2,5mm2 de sección mínima, color de referencia verde.

Bibliografía consultada

• Reglamentación para la Ejecución de Instalaciones Eléctricas en Inmuebles (AEA 90364-7-

771), Asociación Electrotécnica Argentina, Buenos Aires, 2006.

• Sobrevila, Marcelo Antonio y Alberto Luis Farina. Instalaciones eléctricas. Editorial Alsina, Buenos Aires, 2007.

• Código de edificación de la ciudad de Plottier.