21ELECTRICIDAD IPOLIMODALELECTRICIDAD IGeneralidadesLa electricidad es una forma de energa que slo se percibe por sus efectos, y los mismos son posibles debido a dos factores: la Tensin y la Corriente elctrica.En los conductores existen partculas invisibles llamadas electrones libres que estn en constante movimiento en forma desordenada.Para que estos electrones libres pasen a tener un movimiento ordenado es necesario ejercer una fuerza que los mueva. Esta fuerza recibe el nombre de tensin elctrica (U), medida en Volt (V).Ese movimiento ordenado de los electrones libres dentro de los cables, provocado por la accin de la tensin, forma una corriente de electrones llamada corriente elctrica (I), medida en Amper (A).Decamos anteriormente que la tensin elctrica produce un movimiento de los electrones en forma ordenada, dando origen a la corriente elctrica. Con esa corriente una lmpara se enciende y produce calor con una cierta intensidad. Esa intensidad de luz y calor son los efectos que percibimos al transformarse la potencia elctrica en potencia luminosa (luz) y potencia trmica (calor).Como conclusin podemos decir que para que exista potencia elctrica debe existir tensin y corriente elctrica.

Magnitudes Fundamentales de la Electricidad

La fuerza que origina el desplazamiento de las cargas elctricas -ELECTRONES- se llama TENSIN, o comnmente se la conoce como VOLTAJE; y se mide en VOLT y se designa con la letra "V" o U. Se pueden medir conectando un voltmetro entre dos puntos de un circuito o entre los terminales de un generador. El voltmetro siempre se conecta en paralelo. La escala de un voltmetro viene expresada en voltios.La cantidad de cargas elctricas que pasan por segundo por un hilo conductor (cable) se llama corriente elctrica o INTENSIDAD DE CORRIENTE, y se mide en AMPER y se designa con la letra "A". La medicin de la corriente que fluye por un circuito cerrado se realiza por medio de un ampermetro o un miliampermetro, segn sea el caso, conectado en serie en el propio circuito elctrico. Para medir amper se emplea el "ampermetro" y para medir milsimas de amper se emplea el miliampermetroTodo lo que obstaculice el paso de las cargas elctricas - electrones - se conoce en electricidad como RESISTENCIA, se mide en OHM () y se designa con la letra "R".

Ley de Ohm

As llamada en honor a su descubridor, el fsico alemn Georg Ohm. Segn la ley de Ohm, la cantidad de corriente que fluye por un circuito es directamente proporcional a la tensin aplicada al circuito, e inversamente proporcional a la resistencia total del circuito.Esta ley nos sirve para calcular el valor de una de las magnitudes fundamentales de la electricidad conociendo el de las otras dos.

Frmulas Bsicas - Ley de Ohm RESISTENCIA

Tensin = Corriente x ResistenciaU (Volt, V) = I (Amper, A) * R (ohm, )

URIU = I x R

Corriente = Tensin / ResistenciaI (Amper, A) = U (Volt, V) / R (ohm, )

I = U / RResistencia = Tensin / CorrienteR (ohm, ) = U (Volt, V) / I (Amper, A)

R = U / IPOTENCIA

Es el TRABAJO que realiza un generador, (puede ser una pila, una batera, u otro tipo de fuente de energa), para mantener a funcionamiento pleno algn aparato que se conecte a este. La forma de calcularla es multiplicando la TENSIN "V" por la INTENSIDAD "I", lo que dara como resultado la POTENCIA "P" cargada a la red o lnea de alimentacin.Para facilitar los clculos utilizamos una regla similar a la anterior.La POTENCIA se mide en WAT.

Potencia = Tensin * CorrienteP (watt, W) = U (Volt, V) * (Amper, A)

PIUP = U x I

Tensin = Potencia / Corriente

U (Volt, V) = P (watt, W) / (Amper, A)

U = P / I

Corriente = Potencia / Tensin(Amper, A) = P (watt, W) / U (Volt, V)

I = P / U

Tipos de CorrientesCuando hablamos de corriente elctrica debemos distinguir 2 tipos. Corriente alterna o AC por Alternal Corrent y corriente continua o DC por Direct Corrent.

Corriente continuaComo dijimos anteriormente la corriente elctrica es el desplazamiento de esas pequeas partculas llamadas electrones a travs de un conductor.Este desplazamiento se puede realizar en un solo sentido durante todo el tiempo que circula, en este caso decimos que la corriente es continua.Es de signo constante, positiva o negativa, siendo generada por mquinas llamadas "dnamos" y por medios qumicos (como por ej. mediante pilas, bateras, y tambin en clulas fotovoltaicas o sea paneles solares. No solo se obtiene en forma qumica tambin se obtiene de generadores llamados dnamos, y su forma de produccin es por medios electro-magnticos.).

Es de signo constante, positivo o negativo.

El mayor inconveniente en el uso es su transmisin por cuanto no permite su transformacin a mayores tensiones, adquiriendo importantes cadas de tensin an en recorridos pequeos. Por este motivo se encuentra en desuso para instalaciones domiciliarias e industriales, emplendose solamente para transporte pblico (subterrneos, trenes, etc.) o para aplicaciones muy especiales donde se requiera una buena regulacin de velocidad de los motores.Corriente alternaTambin podemos encontrar que el desplazamiento de electrones no se realiza en un solo sentido (va y vuelve constantemente). Su signo va variando en el tiempo (positivo y negativo) segn una curva peridica. En el caso del suministro elctrico en Argentina cambia de sentido 50 veces por segundo, a esta variacin se la llama frecuencia.Este tipo de corriente es proporcionada por generadores llamados alternadores, que transforma la energa mecnica disponible en energa elctrica trifsica. Ubicados en grandes plantas generadoras, por ejemplo en complejos hidroelctricos como "El Chocn" y "Yaciret". La corriente alterna utilizada en nuestro Pas es de 380 V. entre fases y de 220 V. entre fase y neutro (conocida como 3 x 380 V / 220 V), con una frecuencia de 50 ciclos por segundo (50 Hz).Es el tipo utilizado en viviendas, comercios e industria, por capacidad de aplicacin prctica superior a la continua.

Existe un instrumento de medicin llamado osciloscopio en el cual puede verse graficadas la forma de la onda de la corriente elctrica. Se lo utiliza mucho en electrnica para poder calibrar equipos de todo tipo, pero si lo utilizamos en electricidad tambin podremos ver graficadas las ondas de Corriente alterna y continua.Otra de las ventajas de este instrumento es que pueden medirse con respecto a un sistema de ejes cartesianos.Lo que veramos es el siguiente grfico (los valores del ejemplo son arbitrarios).

Conexin en Serie y en ParaleloExisten dos tipos o formas de conexin elementales, ellas son la conexin en serie, y la conexin en paralelo.Circuito en serie.

Un circuito en serie es aqul en que los dispositivos o elementos del circuito estn dispuestos de tal manera que la totalidad de la corriente pasa a travs de cada elemento sin divisin ni derivacin, presentando el nico camino para el desplazamiento de la corriente elctrica, y si este se interrumpe la corriente no puede circular. Cuando en un circuito hay dos o ms resistencias en serie, la resistencia total se calcula sumando los valores de dichas resistencias.

Circuito en Paralelo.

Entendemos por circuito en paralelo a todo tipo de asociacin elctrica en la que los elementos vinculados sean (o pueden ser) un camino ms para el paso de la corriente elctrica, de modo tal que ya no habr un solo camino para la misma sino que habr tantos camino como elementos de carga asociados al circuito.Aclaro que llamo elemento de carga a aparatos que se puedan conectar, como lo son por ejemplo una lmpara, una plancha, un soldador elctrico, una radio, etc.

Elementos De Proteccin

Son dispositivos que protegen el circuito de sobrecargas de tensin y al operario de posibles accidentes.TIPOCARACTERISTICADISEO

Fusible

Muchos circuitos elctricos o electrnicos, contienen fusibles. El fusible es una llave de seguridad. Formado por un hilo de cobre, colocado en serie en el circuito,Si la corriente que recorre el circuito aumenta. por ejemplo por un cortocircuito o sobrecarga, el fusible se calienta y se funde, interrumpiendo as el paso de la corriente, abriendo el circuito, Impidiendo que pueda quemarse algn componente.

Automticos

Abren el circuito cuando la intensidad de corriente aumenta.Magnticos: si hay exceso de corriente en el circuito se produce la atraccin de una bobina magntica y se abre el circuito Magneto trmicos: si hay exceso de corriente se produce un calentamiento de una pastilla formada por dos metales con distinto coeficiente de dilatacin, as uno dilata ms que el otro. La pastilla se curva y el circuito se abre.

Diferenciales

Detectan variaciones mnimas de intensidad dentro del circuito debidas a derivaciones y abren el circuito.

1

Interruptores Automticos Termornagnticos

Reemplazan a los fusibles convencionales. Se instala uno por cada circuito elctrico de la casa. Cada uno de estos interruptores automticos Termornagnticos cumplen la funcin de proteger al circuito y a la instalacin general de una sobrecarga o cortocircuito. "saltando", es decir, interrumpiendo automticamente el pase de la electricidad.

Cmo funcionan los interruptores automticosAnte cualquier falla en un circuito (que produce el consecuente calentamiento) el interruptor "salta" automticamente a la posicin de desconectado. De esta manera, yendo hasta la caja de Proteccin y Distribucin (tal el nombre que corresponde darle), se puede saber en qu circuito se ha producido la falla (sobrecarga o cortocircuito).El procedimiento a seguir ha de ser: 1) buscar la falla que provoc el recalentamiento en el circuito correspondiente, (y para ello hay que cortar la electricidad de toda la casa, desconectando el interruptor general).2) reparar la falla.3) volver a prender la tecla del Interruptor Automtico para que permita e paso del fluido elctrico;4) dar electricidad con el interruptor general. Si vuelve a saltar el interruptor automtico, es que la falla no ha sido bien reparada. Reinicie el procedimiento.

Interrumpe la corriente 1

Deja pasar la corriente

Interruptores Automticos Termomagnticos Estos elementos son el resultado del desarrollo Tecnolgico para la proteccin de conductores activos, es decir de conductor de fase y conductor neutro que conforman un circuito contra los efectos destructivos de la corriente de sobrecarga y de los cortos circuitos. Se obtiene as una proteccin operativa para las personas y los bienes controlando posibilidades de incendio y siniestros personales por electrocucin ocasionados por contacto directo e indirecto (seguridad elctrica) con la corriente elctrica operando a una tensin mayor a 24 [V] en ambientes secos y 12 [V] en ambientes hmedos. Se denominan interruptores Termomagnticos por que vienen provistos de un disparador trmico para proteccin por sobrecargas y un disparador magntico para la proteccin de corto circuito. Estos elementos operativos ayudan a respetar los principios de Seguridad Elctrica para la instalacin misma y para los seres humanos.Funcionamiento:

MBobinaSistema de Disparo yTraba MecnicaContacto MvilBimetlicoPalanca de Accionamiento ManualFFijo MagnticaTrmicaPlacas de LatnCmara Apaga ArcoCI ccI Sobrecarga

Contacto

En la figura anterior tenemos un dibujo esquemtico de un interruptor Termomagntico. Consideremos que los dos contactos, fijo llamado F y el contacto mvil M solo se accionan por medio de un mecanismo interno de palancas y resortes que lo mueven y lo traban. Este mecanismo a su vez puede ser activado por tres medios 1st. Por una palanca de accionamiento manual de la parte frontal del interruptor.2nd. Por una bobina de electroimn.3rd. Por una lmina bimetlica.

La palanca frontal permite cerrar o abrir a voluntad el circuito con la suficiente rapidez como para evitar el arco elctrico.La bobina que est conectada en serie, acta cuando la ICC toma valor muy elevado debido a una falla de algn componente de la instalacin aguas abajo como puede ser una corriente I de corto circuito (sobrecorriente).La lmina bimetlica acta como ruptor trmico cuando la corriente I sin ser muy elevada por su persistencia, calienta y dilata el bimetal disparando el mecanismo que abre el circuito y evita que contine circulando esta corriente I que es perjudicial para los equipos aguas abajo.Los circuitos deben estar todos protegidos contra los accidentes que pueden sobrevenir, y contra la persistencia de ciertas condiciones de funcionamiento anormales que no llegan a ser un accidentes o fallas, pero que NO son admisibles por el reglamento.Las protecciones utilizadas se conectan en serie y son mecanismos que actan sacando de servicio la seccin averiada ya que la persistencia de estas corrientes I puede provocar la destruccin de los equipos o incendio.

Curva de actuacin de los interruptores Termomagnticos

t1.1 = 1 hsZona de ProteccinI1I [A]Int1.1t1.3t1.2t (seg.)IAIL

IA = Corriente MximaIL = Corriente Lmite (tambin llamada Is)In = Corriente NominalLas Protecciones en serie se caracterizan por sus curvas de funcionamiento. En los catlogos comerciales se las suele dibujar en escala logartmica. Figura elemento Trmico del Interruptor

Contacto MvilAlto CoeficienteBajo CoeficienteContacto FijoEn FrioEn CalienteContacto Mvil

Qu es un disyuntor diferencial?Se instala en el tablero elctrico general de la casa, y su funcin es importantsima:protege a las personas en el caso de contactos accidentales con la electricidad de la casa.Cmo funciona?en cuanto la corriente diferencial deja de ser nula o cero (por haber fuga a tierra con el contacto con una persona), en un tiempo de respuesta brevsimo (50 milisegundos) el disyuntor se abre y corta la corriente, no dejando pasar ms qu una corriente de unos 30 mili amperes, inocua para las personas.

Los disyuntores diferenciales de alta sensibilidad protegen la vida de las personas en caso de accidente elctrico.

LA CORRIENTE DIFERENCIAL

Toda corriente elctrica en fuga hacia la tierra recibe el nombre de corriente diferencial porque es igual a la diferencia entre todas las corrientes que entran y las que salen en la instalacin consumidora.Si no hay fuga o prdida en la instalacin, el balance entre ambas corrientes es nulo o cero.

CargaPalanca FrontalI1I1I1I1I1I112Ncleo Toroidal I2I2I22fI2I2I2ResultanteRPBobina de disparoIdIdBotn de pruebaTener una buena resistencia de Tierra

Utilizacin del Tester Es un instrumento de medicin que se lo utiliza tanto en Electricidad, como en electrnica. Tambin se lo denomina polmetro (poli = varios/metro = medir) o Multmetro por su amplio rango de medicin y su capacidad de medir corriente (en CC), Tensin, Resistencia, Continuidad, etc..Existen dos tipos fundamentales: Los analgicos, que poseen un cuadrante con varias escalas y la medicin se efecta mediante la visualizacin del desplazamiento de una aguja. Los digitales que tienen un display como las calculadoras donde se observa la medicinManejo del Multmetro o Tester Digital

Los Multmetro cuentan con tres partes principales: a) La parte central presenta una perilla o llave selectora (1) de escalas y rango de medicin, con la que se elige la posicin correspondiente con la medicin a efectuar, b) El cuadrante o display (2) donde se observa y realiza la lectura y verificacin de la medicin, y c) Bornes o clavijas para conexin (3,4,5) El punto central superior (OFF) es la posicin de apagado, donde debe quedar cuando no se lo utiliza (para proteccin del instrumento y su batera).Los Tester pueden medir voltaje en Corriente Alterna (ACV) y Corriente Continua (DCV), Intensidad o Amperaje en Corriente Continua (DCA), Resistencias, Continuidad, y en algunos casos Diodos y Transistores (componentes electrnicos).Lo que ms puede utilizar el usuario comn es medir la continuidad y le tensin. No obstante es de importancia destacar la utilidad de dicho instrumento, ya que existe la creencia errnea de que con una lmpara de pruebas y con un destornillador busca polos es suficiente para trabajos elctricos.

MEDICION DE CONTINUIDADSe mide en paralelo, y sirve pan ver si el circuito o parte del l, es contino o no, si un cable se encuentra cortado, para buscar si existe contacto elctrico entre dos elementos (sin aplicar tensin)Colocaremos las puntas de prueba roja en el terminal positivo (4) rojo y la negra en el terminal negativo (3) negro

Terminal ROJOTerminal NEGRO

Se colocara la llave selectora en Diodo, en la escala ms pequea de resistencia (200), o indicador sonoroA continuacin para verificar que funciona tocaremos (cortocircuitamos) entre s las 2 puntas del Tester, si existe continuidad la aguja se mover, o en los digitales que sin contacto muestran la lectura 1. Los nmeros cambiarn (generalmente aparecer 000 o simplemente 0)

Luego comprobaremos continuidad donde sea necesario.Entre 2 extremos de un cable, en un alargue (entre la ficha macho y la ficha hembra)

MEDICION DE TENSIONPrimero debemos saber si mediremos Corriente Alterna (la de una casa) o Continua (la de pilas, bateras o fuentes).Se mide en paralelo, y Hace falta que el circuito est conectado.Colocaremos las puntas de prueba roja en el terminal positivo (4) rojo y la negra en el terminal negativo (3) negro

Terminal ROJOTerminal NEGRO

Inmediatamente a la derecha, el sector ACV (tensin de corriente alterna en voltios) presenta dos puntos: 750V y 200V. Estos nmeros indican el valor mximo que puede medirse en cada uno. Si se aplican tensiones superiores el display mostrar 1_ _ _ , indicando que se ha excedido el fondo de la escala del instrumento. Bajo determinadas condiciones, se puede quemar el fusible de proteccin, que est ubicado junto a la batera, en la parte posterior de la caja. Si queremos, por ejemplo, medir la tensin de la lnea de distribucin domiciliaria (220V de CA nominales) debemos posicionar la llave selectora en 750V. Para medir la tensin en corriente continua seguiremos el mismo procedimiento, en cuanto a la seleccin de la escala se refiere, pero estar en la parte de DCV (Voltaje en Corriente Directa, as se lo denomina en ingles a la Corriente Continua). Adems de esto deberemos tener la precaucin de colocar siempre la punta roja de prueba en el polo positivo a medir y la negra en el polo negativo, de lo contrario podemos daar el instrumento.IMPORTANTE: Si equivocamos la escala y sta es inferior al valor a medir el instrumento se daar en forma irreparable

MEDICION DE RESISTENCIASe mide en paralelo, y no hace falta que el circuito est conectado

Terminal ROJOTerminal NEGRO

La resistencia se mide en el sector de Resistencia (), Cuando buscamos un valor de la resistencia, tenemos para elegir escalas o rangos con un mximo de: 200 Ohms, 2K (2 kilo Ohms o 2000 Ohms), 20K (20000 Ohms) y 2M (2 Mega Ohms o 2 millones de Ohms) y en algunos testers figura hasta 20M. Si el valor a medir supera el mximo de la escala elegida, el display indicar 1a su izquierda. Por lo tanto habr que ir subiendo de rango hasta encontrar la correcta. Muchas veces se sabe de antemano cuanto debera medir y entonces por ejemplo, si es una bobina primaria de encendido, elegimos buzzer (sonar de un timbre), si primero queremos ver su continuidad y luego para el valor de la resistencia pasamos a 200. En cambio, para el bobinado secundario o los cables de bujas, usaremos la de 20K.

MEDICION DE CORRIENTESe mide en serie, y hace falta que el circuito est conectado

Atencin: en ciertos Polmetros hay que cambiar algn terminal para medir intensidades

Terminal ROJOTerminal NEGRO

En el sector DCA (intensidad de corriente continua) encontramos los puntos 200 A (micro Amperes), 2000 A, 20mA (mili Amperes) y 200mA. IMPORTANTE: No se debe medir la intensidad directamente en CA o desde un enchufe, ya que aparte de estropear el polmetro, puede resultar peligroso.Debe hacerse un habito el mover la llave selectora a la posicin de apagado (off) y desconectar la punta de pruebas de (5) - 10a - tan pronto se haya terminado la medicin de corriente. Consejos :

Intensidad (amperaje) solo es posible medir en corriente continua, pero como es para utilizar en electrnica solo se pueden medir corrientes muy pequeas (milsimas de Amper) por lo tanto no ser de utilidad para el usuario comn.

Si no est seguro es conveniente consultar a un idneo para no daar el instrumento.

Cuando medimos tensin (voltaje) debemos tener mucho cuidado en la seleccin de la escala y el tipo de corriente, el instrumento puede daarse.La medicin nos permitir saber si la tensin es baja o alta, lo que podra daar artefactos.Tambin nos servir para saber si tenemos tensin en un cable o toma, para cortarla y trabajar en forma segura, no obstante siempre es importante comprobar si el instrumento funciona en un lugar donde tengamos la certeza de que hay tensin.El instrumento funciona con pilas o bateras, si estas estn agotadas el instrumento no funcionar, verificar que est en condiciones de funcionamiento comprobando primero continuidad de la manera antes mencionada.TRABAJO PRCTICO N 1Tablero de 220v o 12vEste circuito es un circuito bsico, que posee una serie de elementos dispuestas en paralelo los cuales son: 3 tomacorrientes con toma a tierra (El amperaje depende del consumo que se conecte), 1 portalmparas comn de 220 [v] o 12 [v], 1 llave doble inversora con punto medio para 220 [v], 2 interruptores, 2 fusibles para 220 [v], 1 ojo de buey, cable de 2.5 mm2 (Para polaridad positiva: Rojo o marrn... Negativa: Negro o azul Tierra: Verde-amarillo. Este tablero sirve para probar cosas. Sin poner en riesgo la instalacin que poseemos en cualquier vivienda. El sistema acta de la siguiente forma. Cuando hay tensin en el circuito el ojo de buey enciende. Lo que nos permite conectar una lmpara o cualquier cosa en los tomacorrientes. Si ocurre algn cortocircuito y la instalacin es correcta el filamento de los fusibles se cortara impidiendo el paso de la corriente y advirtiendo la falla. De ah en ms queda en nosotros determinar la falla.Materiales 3 Tomacorrientes con toma a tierra (Amperaje depende del consumo que se conecte) 2 Fusibles (Amperaje depende del consumo que se conecte) 2 Interruptor (Amperaje depende del consumo que se conecte) 1 Llave inversora con punto medio a 220V 1 Ojo de buey 1 Portalmparas 3mts cables de 2.5 mm2 (Color: Leer ms arriba)Aclaraciones El ojo de buey cumple la funcin de alertar cuando hay entrada en tensin en el circuito Las conexiones que se superponen no se empalman... La parte de la derecha est conectada en serie. Y la de la izquierda en paralelo Para que el circuito en serie funcione debe haber un consumo en el portalmparas y otro en el tomacorriente... Para seleccionar el circuito se usa la doble inversora dependiendo de lo que se quiere activar (Serie o paralelo)... Recuerden hacer bien los clculos... Ya que si tienen un consumo de 5A y el fusible es de 3A les va a saltar que hay un error. Este circuito se puede aplicar con diferentes voltajes... Como pueden ser 12V (Prueba de circuitos de automviles). Por seguridad se puede aplicar la instalacin de un disyuntorESQUEMA DEL CIRCUITO CON DOBLE INVERSORA

TIERRAENET N3ENET N3AC 220 V / DC12V ENET N3DOBLE INVERSORAINTERRUPTORFUSEFUSEINTERRUPTOROJO DE BUEYPORTA LAMPARASP

ESQUEMA DEL CIRCUITO

ENET N3OJO DE BUEYOJO DE BUEYPORTA LAMPARAINTERRUPTORTIERRAENET N3ENET N3AC 220 V / DC12V ENET N3INTERRUPTORFUSEFUSEOJO DE BUEYSPARRANCADOR

TRABAJO PRCTICO N 2LLAVE DE COMBINACION EMBUTIDOMateriales 1 Portalmparas 2 Llaves de combinacin 3 mts de cable 1,5 mm2 unipolar

FNLmparaESQUEMA DEL CIRCUITO

FN