MANUAL DE ELECTRICIDAD RESIDENCIAL

Historia de la electricidad y evolucin Elctrica

Lahistoria de la electricidadse refiere al estudio y uso humano de laelectricidad, al descubrimiento de sus leyes comofenmeno fsicoy a la invencin de artefactos para su uso prctico. El fenmeno en s, fuera de su relacin con el observador humano, no tienehistoria; y si se la considerase como parte de lahistoria natural, tendra tanta como eltiempo, elespacio, la materiay laenerga. Uno de sus hitos inciales puede situarse hacia elao 600a.C., cuando elfilsofo griegoTales de Miletoobserv que frotando una varilla dembarcon una piel o con lana, se obtenan pequeascargas(efecto triboelctrico) que atraan pequeos objetos, y frotando mucho tiempo poda causar la aparicin de una chispa. Cerca de la antigua ciudad griega deMagnesiase encontraban las denominadaspiedras de Magnesia, que incluanmagnetita. Los antiguos griegos observaron que los trozos de este material se atraan entre s, y tambin a pequeos objetos dehierro. Las palabrasmagneto(equivalente en espaol aimn) ymagnetismoderivan de ese topnimo.

]William Gilbert: materialeselctricosy materialesanelctricos(1600)El cientfico inglsWilliam Gilbert(1544-1603) Gilbert estableci las diferencias entre ambos fenmenos a raz de que la reinaIsabel I de Inglaterrale ordenara estudiar los imanes para mejorar la exactitud de las brjulas usadas en la navegacin, consiguiendo con este trabajo la base principal para la definicin de los fundamentos de laelectrostticay magnetismo. A travs de sus experiencias clasific los materiales en elctricos(conductores) yanelctricos(aislantes) e ide el primerelectroscopio. Descubri laimantacinpor influencia, y observ que la imantacin delhierrose pierde cuando se calienta al rojo. Estudi la inclinacin de una aguja magntica concluyendo que laTierrase comporta como un granimn. ElGilbertes la unidad de medida de lafuerza magnetomotriz.

Otto von Guericke: las cargas elctricas (1660)Las investigaciones de Gilbert fueron continuadas por el fsico alemnOtto von Guericke(1602-1686). En las investigaciones que realiz sobreelectrostticaobserv que se produca una repulsin entre cuerpos electrizados luego de haber sido atrados. Ide la primera mquina electrosttica y sac chispas de un globo hecho deazufre, lo cual le llev a especular sobre la naturalezaelctricade losrelmpagos. Fue la primera persona que estudi la luminiscencia.

Stephen Gray: losefluvios(1729)El fsico inglsStephen Gray(1666-1736) estudi principalmente laconductividad elctricade los cuerpos y, despus de muchos experimentos, fue el primero en 1729 en transmitir electricidad a travs de un conductor. En sus experimentos descubri que para que la electricidad, o los "efluvios" o "virtud elctrica", como l la llam, pudieran circular por el conductor, ste tena que estar aislado de tierra. Posteriormente estudi otras formas de transmisin y, junto con los cientficos G. Wheler y J. Godfrey, clasific los materiales en conductores y aislantes de la electricidad.

Charles Franois de Cisternay Du FayEl cientfico francsCharles Franois de Cisternay Du Fay(1698-1739) al enterarse de los trabajos de Stephen Gray, dedic su vida al estudio de los fenmenos elctricos. Du Fay, entre otros muchos experimentos, observ que una lmina deorosiempre era repelida por una barra devidrioelectrificada. Public sus trabajos en 1733 siendo el primero en identificar la existencia de dos tipos decargas elctricas(denominadas hoy en da positiva y negativa), que l denomin carga vtrea y carga resinosa, debido a que ambas se manifestaban de una forma al frotar, con un pao de seda, el vidrio (carga positiva) y de forma distinta al frotar, con una piel, algunas substancias resinosas como elmbaro lagoma(carga negativa).

Pieter van Musschenbroek:

la botella de Leyden (1745)El fsico holandsPieter van Musschenbroek(1692-1761), que trabajaba en laUniversidad de Leiden, efectu experimento para comprobar si una botella llena deaguapoda conservar cargas elctricas. Esta botella consista en un recipiente con un tapn al cual se le atraviesa una varilla metlica sumergida en el lquido. La varilla tiene una forma de gancho en la parte superior al cual se le acerca unconductorcargado elctricamente. Durante la experiencia un asistente separ el conductor y recibi una fuerte descarga al aproximar su mano a la varilla, debida a laelectricidad estticaque se haba almacenado en la botella. De esta manera fue descubierta la botella de Leydeny la base de los actualescondensadores elctricos, llamados incorrectamentecapacitorespor anglicismo.9

Benjamn Franklin: el pararrayos (1752)1752El polifactico estadounidenseBenjamn Franklin(1706-1790) investig los fenmenos elctricos naturales. Es particularmente famoso su experimento en el que, haciendo volar unacometa durante una tormenta, demostr que losrayoseran descargas elctricas de tipo electrosttico. Como consecuencia de estas experimentaciones invent elpararrayos. Tambin formul una teora segn la cual la electricidad era un fluido nico existente en toda materia y calific a las substancias en elctricamente positivas y elctricamente negativas, de acuerdo con el exceso o defecto de ese fluido.

Charles- Augustin de Coulomb: fuerza entre dos cargas (1777)El fsico e ingeniero francsCharles-Augustin de Coulomb(1736 - 1806) fue el primero en establecer las leyes cuantitativas de la electrosttica, adems de realizar muchas investigaciones sobre magnetismo, rozamiento y electricidad. Sus investigaciones cientficas estn recogidas en siete memorias, en las que expone tericamente los fundamentos del magnetismo y de la electrosttica. En 1777 invent labalanza de torsinpara medir la fuerza de atraccin o repulsin que ejercen entre s dos cargas elctricas y estableci la funcin que liga esta fuerza con la distancia. Con este invento, culminado en 1785, Coulomb pudo establecer la expresin de la fuerza entre dos cargas elctricasqyQen funcin de la distancia d que las separa, actualmente conocida comoLey de Coulomb:F=k(qQ)/d2. Coulomb tambin estudi la electrizacin por frotamiento y lapolarizacine introdujo el concepto demomento magntico. ElCoulomb(smbolo C), castellanizado aCulombio, es launidad del SIpara la medida de la cantidad decarga elctrica.

Alessandro Volta: la pila de Volta (1800)El fsico italianoAlessandro Volta(1745-1827)inventalapila, precursora de labatera elctrica. Con un apilamiento de discos dezincycobre, separados por discos decartnhumedecidos con unelectrlito, y unidos en sus extremos por uncircuitoexterior, Volta logr, por primera vez, producircorriente elctrica continuaa voluntad.14Dedic la mayor parte de su vida al estudio de los fenmenos elctricos, invent elelectrmetroy el eudimetroy escribi numerosos tratados cientficos. Por su trabajo en el campo de la electricidad,Napolen le nombr conde en 1801. La unidad detensin elctricaofuerza electromotriz, el Volt (smbolo V), castellanizado comoVoltio, recibi ese nombre en su honor.

William Watson: la corriente elctrica (1747)SirWilliam Watson(1715-1787), mdico y fsico ingls, estudi los fenmenoselctricos. Realiz reformas en la botella de Leydenagregndole una cobertura demetal, descubriendo que de esta forma se incrementaba la descarga elctrica. En 1747 demostr que una descarga de electricidad esttica es unacorriente elctrica. Fue el primero en estudiar la propagacin de corrientes en gases enrarecidos.

Andr-Marie Ampere: el solenoide (1822)El fsico y matemtico francsAndr-Marie Ampre(1775-1836) est considerado como uno de los descubridores delelectromagnetismo. Es conocido por sus importantes aportaciones al estudio de lacorriente elctricay elmagnetismoque constituyeron, junto con los trabajos del dansHans Chistian Oesterd, el desarrollo delelectromagnetismo. Sus teoras e interpretaciones sobre la relacin entre electricidad y magnetismo se publicaron en1822, en suColeccin de observaciones sobre electrodinmicay en 1826, en su Teora de los fenmenos electrodinmicos. Ampere descubri las leyes que determinan el desvo de una aguja magntica por una corriente elctrica, lo que hizo posible el funcionamiento de los actuales aparatos de medida. Descubri las acciones mutuas entre corrientes elctricas, al demostrar que dos conductores paralelos por los que circula una corriente en el mismo sentido, se atraen, mientras que si los sentidos de la corriente son opuestos, se repelen. La unidad deintensidad de corriente elctrica, el Ampere (smbolo A), castellanizada como Amperio, recibe este nombre en su honor.19

Georg Simn Ohm: la ley de Ohm (1827)Georg Simn Ohm(1789-1854) fue un fsico y matemtico alemn que estudi la relacin entre elvoltajeV aplicado a unaresistenciaRy laintensidad de corrienteIque circula por ella. En 1827 formul la ley que lleva su nombre (laley de Ohm), cuya expresin matemtica esV=IR. Tambin se interes por la acstica, la polarizacin de las pilas y las interferencias luminosas. En su honor se ha bautizado a la unidad de resistencia elctrica con el nombre de Ohm (smbolo ), castellanizado aOhmio.21

Gustav Robert Kirchhoff:

Leyes de Kirchhoff (1845)Las principales contribuciones a la ciencia del fsico alemnGustav Robert Kirchhoff(1824-1887), estuvieron en el campo de loscircuitos elctricos, lateora de placas, laptica, laespectroscopiay la emisin de radiacin de cuerpo negro. Kirchhoff propuso el nombre de radiacin de cuerpo negro en 1862. Es responsable de dos conjuntos de leyes fundamentales en la teora clsica de circuitos elctricos y en la emisin trmica. Aunque ambas se denominanLeyes de Kirchhoff, probablemente esta denominacin es ms comn en el caso de las Leyes de Kirchhoff de laingeniera elctrica. Estas leyes permiten calcular la distribucin de corrientes y tensiones en las redes elctricas con derivaciones y establecen lo siguiente: 1) La suma algebraica de las intensidades que concurren en un punto es igual a cero. 2) La suma algebraica de los productos parciales de intensidad por resistencia, en una malla, es igual a la suma algebraica de las fuerzas electromotrices en ella existentes.

ESTRUCTURA y COMPOSICION DE LA MATERIAMATERIALa materia es todo lo que ocupa un lugar en el Universo. La materia es todo aquello que se forma a partir de tomos o molculas, y con la propiedad de encontrarse en estado slido, lquido o gaseoso. Son algunos ejemplos las piedras, la madera, los huesos, el plstico, el aire y el agua. Al observar un determinado paisaje, pueden verse rboles, un ro, un caballo pastando, pjaros, flores, etc. Todas esas cosas forman parte de la naturaleza y se pueden ver y tocar. Esa caracterstica comn (visible y palpable) que tienen todos los objetos se denomina materia. Es decir, la materia es lo que forma las cosas que tocamos y vemos.La materia tiene volumen porque ocupa un lugar en el espacio. Adems tiene masa, que es la cantidad de materia que posee un objeto y que se puede medir con una balanza. La materia, a diferencia de los objetos o cuerpos, no est limitada por la forma ni por el tamao. A su vez, los objetos o cuerpos (por ejemplo una caja) pueden estar construidos por diferentes materiales (cartn, metal, madera, plstico). Adems, un mismo objeto puede estar formado por uno o varios materiales (caja de madera con tapa de plstico y cerradura de metal). Tambin, diferentes objetos pueden estar fabricados con el mismo tipo de material (bate, pelota y botella de plstico).Constitucin de la materia

En el universo, la materia suele encontrarse en tres estados diferentes de agregacin: slido (hierro, madera), lquido (agua de mar) y gaseoso (aire atmosfrico). En estos tres estados de agregacin se observan las siguientes caractersticas:1) La materia est formada por pequeas partculas.2) Esas partculas estn en constante movimiento (en los gases ms que en los lquidos y slidos).3) Hay fuerzas de atraccin entre las partculas que forman la materia (en los slidos ms que en lquidos y gases).Esas partculas, que son pequesimas y que forman parte de la materia se denominan tomos.

TOMOUn tomo es la menor cantidad de un elemento qumico que tiene existencia propia, y que no es posible dividir mediante procesos qumicos. Un tomo es tan pequeo que una sola gota de agua contiene ms de mil trillones de tomos. Los tomos estn formados por un ncleo que contiene dos tipos de partculas: los protones (tienen carga elctrica positiva) y los neutrones (sin carga elctrica). Ambas partculas tienen una masa similar. Alrededor del ncleo se encuentran los electrones, que tienen carga elctrica negativa y una masa muchsimo ms pequea que la correspondiente a los protones y neutrones. El tomo es elctricamente neutro, ya que tiene tantos electrones como protones hay dentro del ncleo. Los electrones giran alrededor del ncleo en zonas llamadas orbitales, que se agrupan en niveles de energa. Los electrones que giran ms cercanos al ncleo del tomo tienen menor energa que aquellos que lo hacen alejados del ncleo. Los electrones van llenando los orbitales desde la zona ms cercana al ncleo hacia la ms alejada. De esa forma, el ltimo nivel que contenga electrones puede estar completo o incompleto.Cuando el ltimo nivel orbital est incompleto, el tomo es inestable y tiende a completarlo para ganar estabilidad. Para ello puede dar, recibir o compartir electrones con otros tomos. Es as como se forman agrupaciones de dos o ms tomos. Un tomo puede prestarle a otro tomo uno o varios electrones. De esa forma ambos adquieren carga elctrica. El tomo que gana electrones (queda cargado negativamente) se denomina anin. El tomo que pierde electrones (queda cargado positivamente) se llama catin. Tanto el anin como el catin reciben el nombre de "iones". Es decir, un ion es un tomo cargado elctricamente, sea en forma positiva o negativa. tomo de aluminio cobreLA ELECTRICIDAD:Es un agente fsico que llena por completo la estructura atmica de la materia.La electricidad esttica es una carga elctrica que se mantiene en estado estacionario (en reposo) sobre un objeto, causada por la prdida o ganancia de electrones.

CMO SE PRODUCE LA CORRIENTE:Todos los cuerpos existentes en la naturaleza estn elctricamente neutros mientras no se rompa el equilibrio que existe entre el nmero de electrones y de protones que poseen sus tomos.

Los cuerpos en la naturaleza tienden a estar neutros; es decir, tienden a descargarse. Cuando un conductor C une dos cuerpos A y B, el cuerpo A con exceso de electrones y el cuerpo B con deficiencia de electrones, los electrones se distribuyen uniformemente entre ambos cuerpos. El movimiento de los electrones a travs de C se conoce como corriente elctrica.Ejemplo: La fuerza que impulsa a los electrones a moverse se debe a la diferencia de potencial o tensin (V) que existe entre A y B. Si la tensin es muy alta, los electrones pueden pasar de un cuerpo al otro a travs del aire, por ejemplo, el rayo. En cambio, si la tensin es baja, los electrones necesitan ciertos materiales, llamados conductores, para pasar de un cuerpo a otro.

FUERZA ELECTROMOTRIZ TENSION O VOLTAJE.

Es la fuerza que impulsa los electrones a travs de un conductor o conductores. Su unidad de medida es el Voltio y se representa por la letra V.

Un voltio es la tensin necesaria para impulsar una corriente de un ampere a travs de una resistencia de un ohmio.

CORRIENTE O INTENSIDAD ELECTRICA:

Es la cantidad de electrones que pasan por un conductor en un tiempo determinado. Su unidad de medida es el Amperio (A) y se representa con la letra I.

Un ampere es la corriente que pasa a travs de una resistencia de un ohmio cuando se le aplica una tensin de un voltio.

RESISTENCIA ELECTRICA DE UN CONDUCTOR:

Es la propiedad que tienen algunos materiales para oponerse al paso de la corriente elctrica. Su unidad de medida es el Ohmio y se representa por la letra R.

Un Ohmio es la resistencia que se opone al paso de una corriente de un ampere cuando se le aplica una tensin de un voltio.

Los factores principales que determinan la resistencia elctrica de un material conductor son:- tipo de material- longitud- seccin transversal- temperatura

Conductividad y resistividadConductividad elctricayResistividad.

La conductividad elctrica es la propiedad de los materiales que cuantifica la facilidad con que las cargas pueden moverse cuando un material es sometido a un campo elctrico. La resistividad es una magnitud inversa a la conductividad, aludiendo al grado de dificultad que encuentran los electrones en sus desplazamientos, dando una idea de lo buen o mal conductor que es. Un valor alto de resistividad indica que el material es mal conductor mientras que uno bajo indicar que es un buen conductor. Generalmente la resistividad de los metales aumenta con la temperatura, mientras que la de los semiconductores disminuye ante el aumento de la temperatura.

Los materiales se clasifican segn su conductividad elctrica o resistividad en conductores, dielctricos,semiconductoresysuperconductores.

Conductores elctricos. Son los materiales que, puestos en contacto con un cuerpo cargado de electricidad, transmiten sta a todos los puntos de su superficie. Los mejores conductores elctricos son los metales y sus aleaciones. Existen otros materiales, no metlicos, que tambin poseen la propiedad de conducir la electricidad, como son elgrafito, las soluciones salinas (por ejemplo, el agua de mar) y cualquier material en estado de plasma. Para el transporte de la energa elctrica, as como para cualquier instalacin de uso domstico o industrial, el metal ms empleado es elcobreen forma de cables de uno o varios hilos. Alternativamente se emplea elaluminio, metal que si bien tiene una conductividad elctrica del orden del 60% de la del cobre es, sin embargo, un material mucho ms ligero, lo que favorece su empleo en lneas de transmisin de energa elctrica en las redes de alta tensin. Para aplicaciones especiales se utiliza como conductor eloro.53 Dielctricos. Son los materiales que no conducen la electricidad, por lo que pueden ser utilizados comoaislantes. Algunos ejemplos de este tipo de materiales sonvidrio,cermica,plsticos,goma,mica,cera,papel,maderaseca,porcelana, algunas grasas para uso industrial y electrnico y labaquelita. Aunque no existen materiales absolutamente aislantes o conductores, sino mejores o peores conductores, son materiales muy utilizados para evitarcortocircuitos(forrando con ellos los conductores elctricos, para mantener alejadas del usuario determinadas partes de los sistemas elctricos que, de tocarse accidentalmente cuando se encuentran en tensin, pueden producir unadescarga) y para confeccionar aisladores (elementos utilizados en las redes de distribucin elctrica para fijar los conductores a sus soportes sin que haya contacto elctrico). Algunos materiales, como el aire o el agua, son aislantes bajo ciertas condiciones pero no para otras. El aire, por ejemplo, es aislante a temperatura ambiente pero, bajo condiciones de frecuencia de la seal y potencia relativamente bajas, puede convertirse en conductor.

MATERIALES CONDUCTORES, AISLADORES. Y SEMI CONDUCTORES CONDUCTORES: son todos aquellos materiales que conducen electricidad con la mnima prdida posible.

Cuando el material tiene muchos electrones libres, como es el caso de los metales, permite el paso de los electrones con facilidad y se le llama conductor.

Entre los materiales mejores conductores tenemos:

El oro

El cobre

El bronce

El estao

El aluminio

AILADORES: Es aquel material que ofrece una gran resistencia al paso de la corriente elctrica.

Entre estos materiales tenemos:

El vidrio

La porcelana

El caucho

La madera ceca El plstico La baquelita

SEMICONDUCTORES: Son aquellos materiales que dejan pasar la corriente elctrica de una manera condicional.

Entre estos materiales tenemos:

El silicio.

El Germanio.

TIPOS DE TENSION ELECTRICA:

La tensin elctrica se clasifica en dos tipos que son:

Tensin de corriente alterna VAC.

Tensin de corriente directa VDC. Contina CC

Tensin de AC: Es la corriente que cambia constantemente su polaridad, esta corriente alcanza un valor pico en su polaridad positiva desciende a cero y luego alcanza otro valor pico en su polaridad negativa. Este tipo de corriente es la que usamos en nuestra casa, industria comercio etc.

Representacin de la Corriente Alterna.

A los cambios que hace la corriente alterna constantemente se le llama FRECUENCIA

Frecuencia: Es la repeticin que hace la corriente alterna en un nmero determinado de veces durante un segundo. Su unidad de medida es el Hertz. (HZ).

TENSION DE CORRIENTE DIRECTA O CONTINUA: Es la corriente que mantiene su polaridad fija, sin variaciones desde que se conecta hasta que se desconecta.

Esta es la corriente que nos ofrecen las bateras o generadores de corriente directa.

Representacin de la Corriente Directa.

DIFERENCIA ENTRE CORRIENTE CONTINUA Y CORRIENTE ALTERNALa corriente continua (CC o DC)se genera a partir de un flujo continuo de electrones (cargas negativas) siempre en el mismo sentido,el cual esdesde el polo negativo de lafuente al polo positivo. Al desplazarse en este sentido los electrones, los huecos o ausencias de electrones(cargas positivas)lo hacen en sentido contrario, es decir, desde el polo positivo al negativo.

Por convenio, se toma como corriente elctricaal flujo de cargas positivas, aunque ste es a consecuencia del flujo de electrones, por tanto el sentido de la corriente elctrica es del polo positivo de la fuente al polo negativo y contrario al flujo de electrones y siempre tiene el mismo signo.

La corriente continua se caracteriza por su tensin, porque, al tener un flujo de electrones prefijado pero continuo en el tiempo, proporciona un valor fijo de sta (de signo continuo), y en la grfica V-t (tensin tiempo) se representa como una lnea recta de valor V.

Ej.: Corriente de +1v

En la corriente alterna (CA o AC), los electrones no se desplazan de un polo a otro, sino que a partir de su posicinfija en el cable (centro), oscilan de un lado al otro de su centro, dentro de un mismo entorno o amplitud, a una frecuencia determinada (nmero de oscilaciones por segundo).

Por tanto, la corriente as generada (contraria al flujo de electrones) no es un flujo en un sentido constante, sino que va cambiando de sentido y por tanto de signo continuamente,con tanta rapidez como la frecuencia de oscilacin delos electrones.

En la grfica V-t, la corriente alterna se representa como una curva u onda, que puede ser de diferentes formas (cuadrada, sinusoidal, triangular..) pero siempre caracterizada por su amplitud (tensin de cresta positiva a cresta negativa de onda), frecuencia (nmero de oscilaciones de la onda en un segundo) y perodo (tiempo que tarda en dar una oscilacin).Ej.: Corriente de 2Vpp (pico a pico) de amplitud, frecuencia 476'2 Hz (oscil/seg)

Potencia elctrica

La energa elctrica se transmite por lneas sobre torres, como estas en Brisbane,Australia.

Lapotencia elctricaes la relacin de paso de energa de un flujo por unidad de tiempo; es decir, la cantidad deenergaentregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado. La unidad en elSistema Internacional de Unidadeses el vatio(watt).

Cuando una corriente elctrica fluye en cualquier circuito, puede transferir energa al hacer untrabajo mecnicoo termodinmico. Los dispositivos convierten la energa elctrica de muchas maneras tiles, comocalor,luz(lmpara incandescente),movimiento(motor elctrico),sonido(altavoz) oprocesos qumicos. La electricidad se puede producir mecnica o qumicamente por lageneracin de energa elctrica, o tambin por la transformacin de la luz en lasclulas fotoelctricas. Por ltimo, se puede almacenar qumicamente enbateras.

La energa consumida por un dispositivo elctrico se mide envatios-hora(Wh), o en kilovatios-hora(kWh). Normalmente las empresas que suministran energa elctrica a la industria y los hogares, en lugar de facturar el consumo en vatios-hora, lo hacen en kilovatios-hora (kWh). La potencia en vatios (W) o kilovatios (kW) de todos los aparatos elctricos debe figurar junto con la tensin de alimentacin en una placa metlica ubicada, generalmente, en la parte trasera de dichos equipos. En los motores, esa placa se halla colocada en uno de sus costados y en el caso de las bombillas de alumbrado el dato viene impreso en el cristal o en su base.

Potencia en corriente continuaCuando se trata decorriente continua(CC) la potencia elctrica desarrollada en un cierto instante por un dispositivo de dos terminales, es el producto de ladiferencia de potencialentre dichos terminales y laintensidad de corrienteque pasa a travs del dispositivo. Por esta razn la potencia es proporcional a la corriente y a la tensin. Esto es,

(1)dondeIes el valor instantneo de la intensidad de corriente yVes el valor instantneo del voltaje. SiIse expresa enamperiosyVenvoltios,Pestar expresada en watts (vatios). Igual definicin se aplica cuando se consideran valores promedio paraI,VyP.

Cuando el dispositivo es unaresistenciade valorRo se puede calcular laresistencia equivalentedel dispositivo, la potencia tambin puede calcularse como,

(2)recordando que a mayor corriente, menor voltaje.

Potencia en corriente alterna[Cuando se trata decorriente alterna(AC) sinusoidal, el promedio de potencia elctrica desarrollada por un dispositivo de dos terminales es una funcin de losvalores eficaceso valores cuadrticos medios, de la diferencia de potencial entre los terminales y de la intensidad de corriente que pasa a travs del dispositivo.

Si a un circuito se aplica una tensin sinusoidalconvelocidad angulary valor de picode forma

Esto provocar, en el caso de un circuito de carcter inductivo (caso ms comn), una corrientedesfasada un ngulorespecto de la tensin aplicada:

Donde, para el caso puramente resistivo, se puede tomar el ngulo de desfase como cero.

La potencia instantnea vendr dada como el producto de las expresiones anteriores:

Mediantetrigonometra, la expresin anterior puede transformarse en la siguiente:

Y sustituyendo los valores del pico por los eficaces:

Se obtiene as para la potencia un valor constante,y otro variable con el tiempo,. Al primer valor se le denominapotencia activay al segundopotencia fluctuante.

Componentes de la intensidad[editar]

Figura 1.- Componentes activa y reactiva de la intensidad; supuestos inductivo, izquierda y capacitivo, derecha.

Consideremos un circuito de C. A. en el que la corriente y la tensin tienen un desfase. Se define componente activa de la intensidad,Ia, a la componente de sta que est en fase con la tensin, y componente reactiva,Ir, a la que est en cuadratura con ella (vase Figura 1). Sus valores son:

El producto de la intensidad,I, y las de sus componentes activa,Ia, y reactiva,Ir, por la tensin,V, da como resultado las potencias aparente(S), activa(P)y reactiva(Q), respectivamente:

Potencia aparente[editar]

Figura 2.- Relacin entre potencia activa, aparente y reactiva.

Lapotencia complejade un circuito elctrico de corriente alterna (cuya magnitud se conoce comopotencia aparentey se identifica con la letraS), es la suma (vectorial) de la potencia que disipa dicho circuito y se transforma encalorotrabajo(conocida comopotencia promedio, activa o real, que se designa con la letraPy se mide envatios(W)) y la potencia utilizada para la formacin de los campos elctrico y magntico de sus componentes, que fluctuar entre estos componentes y la fuente de energa (conocida comopotencia reactiva, que se identifica con la letraQy se mide envoltiamperiosreactivos(var)). Esto significa que la potencia aparente representa la potencia total desarrollada en un circuito con impedancia Z. La relacin entre todas las potencias aludidas es.

Estapotencia aparente(S) no es realmente la "til", salvo cuando elfactor de potenciaes la unidad(cos =1), y seala que la red de alimentacin de un circuito no slo ha de satisfacer la energa consumida por loselementos resistivos, sino que tambin ha de contarse con la que van a "almacenar" las bobinas y condensadores. Se mide envoltiamperios(VA), aunque para aludir a grandes cantidades de potencia aparente lo ms frecuente es utilizar como unidad de medida el kilovoltiamperio (kVA).

La frmula de la potencia aparente es:Potencia activa o Potencia absorbida[editar]Es la potencia capaz de transformar laenerga elctricaen trabajo. Los diferentes dispositivos elctricos existentes convierten la energa elctrica en otras formas de energa tales como: mecnica, lumnica, trmica, qumica, etc. Esta potencia es, por lo tanto, la realmente consumida por los circuitos y, en consecuencia, cuando se habla de demanda elctrica, es esta potencia la que se utiliza para determinar dicha demanda.

Se designa con la letraPy se mide en vatios -watt-(W)o kilovatios -kilowatt-(kW). De acuerdo con su expresin, laley de Ohmy el tringulo deimpedancias:

Resultado que indica que la potencia activa se debe a loselementos resistivos.

Potencia Reactiva Inductiva[editar]Esta potencia no se consume ni se genera en el sentido estricto (el uso de los trminos "potencia reactiva generada" y/o "potencia reactiva consumida" es una convencin) y en circuitos lineales solo aparece cuando existen bobinas o condensadores. Por ende, es toda aquella potencia desarrollada en circuitos inductivos. Considrese el caso ideal de que un circuito pasivo contenga exclusivamente, un elementoinductivo(R = 0; Xc = 0 y Xl = o) al cual se aplica una tensin senoidal de la forma u(t) = Umx * sen w*t. En dicho caso ideal se supone a la bobina como carente de resistencia y capacidad, de modo que slo opondr su reactancia inductiva a las variaciones de la intensidad del circuito. En dicha condicin, al aplicar una tensin alterna a la bobina la onda de la intensidad de corriente correspondiente resultar con el mximo ngulo de desfasaje (90). La onda representativa de dicho circuito es senoidal, de frecuencia doble a la de red, con su eje de simetra coincidiendo con el de abscisas, y por ende con alternancias que encierran reas positivas y negativas de idntico valor. La suma algebraica de dichas sumas positivas y negativas da una potencia resultante nula, fenmeno que se explica conceptualmente considerando que durante las alternancias positivas el circuito toma energa de la red para crear el campo magntico en la bobina; mientras en las alternancias negativas el circuito la devuelve, y a dicha devolucin se debe la desaparicin temporaria del campo magntico. Esta energa que va y vuelve de la red constantemente no produce trabajo y recibe el nombre de "energa oscilante", correspondiendo a la potencia que vara entre cero y el valor (Umx*Imx)/2 tanto en sentido positivo como en negativo.

Por dicha razn, para la condicin indicada resulta que P = 0 y por existir como nico factor de oposicin la reactancia inductiva de la bobina, la intensidad eficaz del circuito vale:

El desfasaje angular de la corriente (I) respecto de la tensin (U) es de 90, tal como se puede apreciar en este diagrama de un circuito inductivo puro. Ntese como la sinusoide correspondiente a la Potencia (P = U*I) es positiva en las partes en que tanto I como U son positivas o negativas, y cmo es negativa en las partes en que ya sea U o I es positiva y la otra negativa.

En circuitos inductivos puros, pese a que no existe potencia activa alguna igual se manifiesta la denominada "Potencia reactiva" de carcter inductivo que vale:

Siendo = 90 (Dado que la corriente atrasa con respecto de la tensin)

La potencia reactiva tiene un valor medio nulo, por lo que no produce trabajo y se dice que es una potenciadesvatada(no produce vatios), se mide envoltiamperiosreactivos(var)y se designa con la letraQ.

A partir de su expresin,

Lo que reafirma en que esta potencia se debe nicamente a los elementos reactivos.

Potencia Reactiva CapacitivaEs toda aquella potencia desarrollada en un circuito capacitivo. Considerando el caso ideal de que un circuito pasivo contenga unicamente uncapacitor(R = 0; Xl = 0; Xc = 0) al que se aplica una tensin senoidal de la forma U(t) = Umx*sen w*t, la onda correspondiente a la corriente I, que permanentemente carga y descarga al capacitor resultar 90 adelantada en relacin a la onda de tensin aplicada. Por dicha razn tambin en este caso el valor de la potencia posee como curva representativa a una onda senoidal de valor oscilante entre los valores cero y (Umx*Imx)/2 en sentido positivo y negativo.

Las alternancias de dicha onda encierran reas positivas correspondientes a los perodos en que las placas del capacitor reciben la carga de la red; significando los perodos negativos el momento de descarga del capacitor, que es cuando se devuelve a la red la totalidad de la energa recibida. En esta potencia tambin la suma algebraica de las reas positivas y negativas es nula dado que dicha reas son de igual y opuesto valor. La potencia activa vale cero, y por existir como nico factor de oposicin la reactancia capacitiva del circuito la intensidad eficaz que recorre al mismo vale:

Siendo = 90 (La tensin atrasa respecto de la corriente)

Diagrama de un circuito puramente capacitivo en el cual la tensin atrasa 90 respecto de la corriente.

En los circuitos capacitivos puros no existe potencia activa, pero si existe la potencia reactiva de carcter capacitivo que vale:

Potencia de cargas reactivas e in-reactivas[editar]Para calcular la potencia de algunos tipos de equipos que trabajan con corriente alterna, es necesario tener en cuenta tambin el valor delfactor de potenciao coseno dephi() que poseen. En ese caso se encuentran los equipos que trabajan con carga reactiva o inductiva, es decir, aquellos aparatos que para funcionar utilizan una o ms bobinas o enrollado de alambre de cobre, como ocurre, por ejemplo, con losmotores elctricos, o tambin con los aparatos de aire acondicionado o los tubos fluorescentes.

Las cargas reactivas o inductivas, que poseen los motores elctricos, tienen un factor de potencia menor que 1 (generalmente su valor vara entre 0,85 y 0,98), por lo cual la eficiencia de trabajo del equipo en cuestin y de la red de suministro elctrico disminuye cuando el factor se aleja mucho de la unidad, traducindose en un mayor gasto de energa y en un mayor desembolso econmico.

Potencia trifsica[editar]La representacin matemtica de la potencia activa en unsistema trifsicoequilibrado(las tres tensiones de fase tienen idntico valor y las tres intensidades de fase tambin coinciden) est dada por la ecuacin:

Siendola intensidadde lneayla tensinde lnea(no deben emplearse para esta ecuacin los valores de fase). Para reactiva y aparente:

EQUIPOS DE MEDICION ELECTRICAMEDIR: Es determinar cuntas veces se encuentra la unidad patrn del sistema en cantidad que se mide.

TIPOS DE MEDIDORES POR SU FORMA DE SU PANTALLA.

Medidores analgicos o anlogo: Estos realizan la medicin a travs del movimiento de una aguja que se de fleta (mueve) sobre una escala graduada. Generalmente este tipo de medidor posee un selector de rango a escala (RDE).

Medidores Digitales: realizan la medida a traves de lectrura numerica Valor en una pantalla de cristal liquido( LCD).

Este medidor puede tener un selector de rango o de escala RDE o puede ser autorango.

CUADRO DE LAS MEDICIONES ELECTRICASParametroSimbolo del MedidorUnidad de MedidaEquipo con que se mideTipo de circuitoTipo de lineaPolaridad

Voltaje de ACACV/V VoltioVoltimeroParaleloPotencial y

NeutroNo tiene

Voltje de DCDCV/V VoltioVoltimetroParaleloPositivo y negativoTiene Polaridad

Corriente de ACACA/AAmperioAmperimetroSerie Amp. Fijo. Magn. Amp. De GanchoPotencial y NeutroNo tiene

Corriente de DCDCA/AAmperioAmperimetroSerie Amp. Fijo Magn. Amp. De ganchoPositivo y NegativoTiene Polaridad

Resistencia ElectricaOhmioOhmimtro MeghometroParalelo

TerminalesNo tiene Polaridad

Frecuncia HZHertzFrecuncimetroParaleloPotencil y NeutroNo tiene Polaridad

SemiconductoresEstadoTesterParaleloAnodo y KatodoTiene polaridad

Realizar ejercicios en aula

1. Manejo del multitester en AC/DC

2. Prueba de continuidad

3. Medicin de voltaje en AC/DC

4. Medicin de resistencia elctrica

RESISTENCIA ELECTRONICA: Es un dispositivo pasivo que tiene la particularidad de oponerse al paso de la corriente elctrica. Se emplea para ocasionar cada de tensin de circuito donde se requiere ocasionar cada de voltaje. Se fabrican desde una fraccin de ohmios hasta varios mega ohmios y para una potencia desde de vatio o watts hasta 1/2w, 1w, 2w 5w.

Tipos de resistencias:

Por su estructura y fabricacin estos pueden ser:

Resistencia de carbn: son la de mayor uso debido a que son para pequea potencia. Estn construidas de carbn en polvo, con un pegamento especial y de acuerdo a la cantidad de carbn, as ser el valor en ohmio.

Resistencia de Pelcula de Carbn: Esta consiste en una pelcula de carbn enrollada en un cilindro de cermica, la longitud de la pelcula determina el valor hmico.

Resistencia Bobinada de Alambre: Consiste en un tubo en la cual se enrolla alambre de nicromo (aleacin de nquel y cromo), la longitud del alambre determina el valor. Este tipo de resistencia son las ms utilizada en circuito de alta potencia.

INCLUDEPICTURE "http://img.directindustry.es/images_di/photo-g/resistencias-alambre-bobinado-cementadas-62485-2345699.jpg" \* MERGEFORMATINET

INCLUDEPICTURE "http://www.shoptronica.com/img/p/Hilo%20de%20cobre%20esmaltado_0.jpg" \* MERGEFORMATINET Resistores de cermet.

Este tipo de resistores est formado por un recubrimiento de carbn sobre un

sustrato de cermica slida. Los resistores de cermet tienen valores ms precisos de

resistencia R y son ms estables frente al calor. El encapsulado ms frecuente tiene la

forma de un cuadrado y las terminales son las apropiadas para efectuar la conexin de

este tipo de resistores en tarjetas de circuito impreso. Resistores fusible.

Este tipo de resistores es de alambre devanado y se fabrica con el fin de que se

abra cuando se exceda su disipacin nominal de potencia. De acuerdo con lo anterior,

las funciones de estos resistores son: servir como fusibles y limitar la corriente.

Resistores no lineales.

Todos los anteriores tipos de resistores son lineales, lo cual significa que su

Comportamiento puede describirse por la ley de ohm I = V/R. En algunas aplicaciones

resultan muy tiles ciertas caractersticas especiales, un ejemplo de lo anterior es el

termistor, el cual incrementa su resistencia R cuando aumenta la temperatura, otro tipo

de estos es el varistor, en el cual el valor de la resistencia R depende del voltaje aplicado

a sus terminales un tipo ms son las fotorresistencias ya que la resistencia R varia de acuerdo a la incidencia de luz sobre su cuerpo, un

ejemplo de esto es la figura de la derecha. Para los resistores de alambre devanado, es comn, que debido a su mayor

tamao es posible inscribir sobre el recubrimiento aislante el valor de su resistencia. Es

comn que el valor de la tolerancia para este tipo de resistores sea de 5%, con

excepcin de los resistores de precisin que tienen una tolerancia igual o menor a

1%, en ocasiones la resistencia de los resistores de alambre devanado cuyo tamao

fsico es pequeo viene codificada en bandas de colores, como ocurre con resistores de

carbn. En este caso, la primera banda tiene un ancho igual al doble de las restantes y

sirve para indicar que el resistor es de alambre devanado. La disipacin nominal de

potencia de este tipo de resistores es de 3 o 4 W.

Para minimizar el problema de fabricar valores diferentes de resistores para una

casi ilimitada variedad de circuitos, los resistores se producen en grandes cantidades con

valores especficos. Los resistores comnmente pueden ser encontrados con valores

especficos como son; 10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, y 82, contando adems

de sus mltiplos y submltiplos.

Resistores variables

Estos resistores pueden ser de alambre devanado o de carbn.

Elemento resistivo de carbn Contacto deslizante Brazo rotatorio

Terminales de conexin En el interior del encapsulado metlico del resistor de la figura anterior el control

tiene un disco metlico en el que se encuentra el elemento resistivo de carbn.

Es comn que el valor de la disipacin nominal de potencia en este tipo de

resistores se encuentre entre y 2 W. En ocasiones es posible encontrar a estos resistores variables en combinacin con interruptores de cierta potencia, con lo que se logra abrir o cerrar un interruptor al

girar el vstago y posterior mente variar la resistencia, este tipo de elementos era muy frecuente encontrarlos en radios, al girar la perilla del volumen era posible encender tambin el aparato.CODIGO DE COLORES DE UNA RESISTENCIALa resistencia de carbn y resistencia devanada con conductores axiales las lneas axiales de la resistencia tambin se llaman franja o anillo de color.

El valor hmico de estas resistencias se indica por bandas de colores en un extremo de la resistencia. Las mayoras de las resistencias tienen cuatro bandas, las tres primeras indican el valor en ohmio mientras que la curta indica la tolerancia.

Cdigo de colores

Colores1 Cifra2 CifraMultiplicadorTolerancia

Negro00

Marrn11x 101%

Rojo22x 1022%

Naranja33x 103

Amarillo44x 104

Verde55x 1050.5%

Azul66x 106

Violeta77x 107

Gris88x 108

Blanco99x 109

Orox 10-15%

Platax 10-210%

Sin color20%

Ejemplo:

Si los colores son: (Marrn -Negro -Rojo -Oro) su valor en ohmios es: 10x 1005 %= 1000 =1KTolerancia de 5%5 bandas de coloresTambin hay resistencias con 5 bandas de colores, la nica diferenciarespecto a la tabla anterior, es qu la tercera banda es la 3 Cifra, elresto sigue igual.

LOS CONDENSADORES

Uncapacitorcondensadores un dispositivo formado por dosconductores armaduras, generalmente en forma de placas o lminas, separados por un materialdielctrico, que sometidos a unadiferencia de potencialadquieren una determinadacarga elctrica. A esta propiedad de almacenamiento de carga se le denomina capacidad, y en elSistema Internacional de Unidades se mide en Faradios (F), siendo unfaradiola capacidad de un condensador en el que, sometidas sus armaduras a una diferencia de potencial de 1voltio, estas adquieren una carga elctrica de 1culombioEl valor de la capacidad viene definido por la frmula siguiente:

en donde:

C= CapacidadQ= Carga elctricaV= Diferencia de potencial

En cuanto al aspecto constructivo, tanto la forma de las placas o armaduras como la naturaleza del material delctrico es sumamente variable. Asi tenemos condensadores formados por placas, usualmente de aluminio, separadas simplemente por aire, por materiales cermicos, mica, poliester, papel incluso por una capa de xido de aluminio obtenido por medio de la electrolsis.

Para los capacitores en paraleloVarios Capacitores condensadores en una configuracin paralela cada uno tiene la misma tensin aplicada. Sus capacidades se suman. La carga se repartir entre ellos por el tamao. Usando el diagrama esquemtico para visualizar placas paralelas, es evidente que cada condensador contribuye a la superficie total.

Para los condensadores en serieCondensadores varios series. Conectado en serie, el esquema revela que la distancia de separacin, y no la superficie de la placa, se suma. Los condensadores de cada almacn de carga instantnea acumulacin igual a la de todos los condensadores de otros en la serie. La diferencia de voltaje de extremo a extremo se reparte a cada uno de condensadores de acuerdo a la inversa de su capacidad. Los actos serie entera como un condensador ms pequeo que cualquiera de sus componentes.

Condensadores se combinan en serie para conseguir un mayor voltaje de trabajo, por ejemplo para suavizar una fuente de alimentacin de alta tensin. Las valuaciones de voltaje, que se basan en la separacin de las placas, se suman. En dicha solicitud, las conexiones de varias series a su vez pueden ser conectadas en paralelo, formando una matriz. El objetivo es maximizar la utilidad de almacenamiento de energa de cada condensador sin sobrecargarlo.

La conexin en serie tambin se utiliza para adaptar los condensadores electrolticos para el uso de CA.

En electricidad y electrnica, un condensador, capacitor o capacitador es un dispositivo que almacena energa elctrica, es un componente pasivo. Est formado por un par de superficies conductoras en situacin de influencia total (esto es, que todas las lneas de campo elctrico que parten de una van a parar a la otra), generalmente en forma de tablas, esferas o lminas, separados por un material dielctrico (siendo este utilizado en un condensador para disminuir el campo elctrico, ya que acta como aislante) o por el vaco, que, sometidos a una diferencia de potencial (d.d.p.) adquieren una determinada carga elctrica, positiva en una de las placas y negativa en la otra (siendo nula la carga total almacenada).

Capacidad y uso de condensadores

Capacitancia o Capacidad

Capacitancia (simbolo C) es una medida de la habilidad de un Capacitor o condensador para almacenar carga elctrica. Una gran capacidad significa que ms carga puede ser almacenada. La capacidad es medida en faradios o Faraday, su smbolo es F. Sin embargo 1F es una unidad muy grande, son usados prefijos (multiplicadores) para mostrar los valores ms pequeos:

* m (mili) quiere decir 10-3 , as 1000 mF = 1 F

* (micro) quiere decir 10-6, as 1000 F = 1 mF

* n (nano) quiere decir 10-9 , as 1000nF = 1 F

* p (pico) quiere decir 10-12 , as 1000pF = 1 nF

Capacitores polarizados Vs no polarizados.

la diferencia entre los capacitores polarizados y los que no lo estn, es que los polarizados son de tipo electroltico. En su interior se encuentra un compuesto especial, un dielctrico impregnado en una gaza(los de tipo seco) o un elemento lquido (hmedos). Estos necesitan una polarizacin especfica, o sea que la terminal positiva debe estar siempre conectada a un potencial mayor que el de la terminal negativa. Si inviertes la polaridad, la constante del dielctrico se pierde con mayo rapidez, y su vida se agota muy rpido. Por eso, estos se usan en corrientes continuas, para filtrar ruido o rizos en las seales elctricas. Si los sometieras a corrientes alternas, es como si les cambiaras la polaridad varias veces por segundo, lo que termina afectando su desempeo.

Para la corriente alterna, se usan capacitores cermicos, que generalmente usan dixido de titanio en el interior. Estos son los llamados "sin polaridad". Son capacitores de "menor" calidad que los electrolticos, pero soportan el cambio de polaridad en sus terminales por mucho ms tiempo sin disminuir su constante dielctrica.

Por eso, no debes usar unos en lugar de otros. Si usas polarizados en una aplicacin que necesita sin polaridad, con el tiempo terminarn estropendose o al menos reduciendo su capacidad de carga.Si usas sin polaridad en una aplicacin que necesita electrolticos, realizars un filtrado deficiente.Smbolo capacitor no polarizado

Smbolo capacitor polarizado

Carga y Energa almacenada

La cantidad de carga (smbolo Q) almacenada por un capacitor est dada por:

Carga, Q =CV donde:

Q = carga in coulombs (C)

C = capacidad in faradios (F)

V = voltaje en voltios (V)

Cuando almacenan carga, los condensadores estn tambin almacenando energa:

Energa, E = QV = CV donde E = energa en joules (J).

Nota que los condensadores devuelven al circuito su energa almacenada. Ellos no usan la energa elctrica para convertirla en calor como lo hace una resistencia. La energa almacenada por un condensador es mucho ms pequea que la almacenada por una batera as que no pueden ser usados como una fuente prctica de energa para la mayora de los propsitos.Carga de un condensador

Considrese el circuito en serie de la figura. Inicialmente el condensador est descargado. Si se cierra el interruptor I la carga empieza a fluir produciendo corriente en el circuito, el condensador se empieza a cargar. Una vez que el condensador adquiere la carga mxima, la corriente cesa en el circuito.

En el circuito de la figura tendremos que la suma

Vab+Vbc+Vca=0 El extremoatiene un potencial mayor que el extremobde la resistenciaRya que la corriente fluye deaab. De acuerdo a la ley de OhmVab=iR La placa positiva del condensadorbtiene mayor potencial que la placa negativac, de modo queVbc=q/C.

El terminal positivo de la bateraatiene mayor potencial que el terminal negativoc, de modo queVca=-Ve, dondeVees la fem de la batera

Descarga de un condensador

Consideremos ahora el circuito que consta de un condensador, inicialmente cargado con cargaQ, y una resistenciaR, y se cierra el interruptor I.

La ecuacin del circuito ser la siguiente.

Vab+Vba=0 Como la corriente va deahaciab, el potencial deaes ms alto que el potencial deb. Por la ley de OhmVab=iR.

En el condensador la placa positivaatiene ms potencial que la negativab, de modo queVba=-q/C.

La ecuacin del circuito es

iR-q/C=0

Enelectrnicayelectrotecnia, se denominareactanciaa la oposicin ofrecida al paso de lacorriente alternaporinductores(bobinas) ycondensadores, se mide enOhmiosy su smbolo es . Junto a laresistencia elctricadeterminan laimpedanciatotal de un componente o circuito, de tal forma que la reactancia (X) es la parte imaginaria de la impedancia (Z) y la resistencia (R) es la parte real, segn la igualdad:

REACTACIA CAPACITIVA: en el caso de los condensadores. Esto produce un adelanto o atraso entre laonda de corrientey laonda de tensin. Este desfase hace disminuir lapotenciaentregada a una carga resistiva conectada tras la reactancia sin consumir energa.REACTANCIA INDUCTIVA O BOBINA: Cuando circula corriente alterna por alguno de dos elementos que poseen reactancia, la energa es alternativamente almacenada y liberada en forma decampo magntico, en el caso de las bobinas, o decampo elctrico,Si se realiza una representacinvectorialde la reactancia inductiva y de la capacitiva, estos vectores se debern dibujar en sentido opuesto y sobre el eje imaginario, ya que las impedancias se calculan comoyrespectivamente.

No obstante, las bobinas y condensadores reales presentan una resistencia asociada, que en el caso de las bobinas se considera en serie con el elemento, y en el caso de los condensadores en paralelo. En esos casos, y como ya se indic arriba, laimpedancia(Z) total es lasuma vectorialde la resistencia (R) y la reactancia (X).

En frmulas:

Donde:

"j" es la unidad imaginaria

es la reactancia en Ohm.

es la frecuencia angular a la cual est sometido el elemento, L y C son los valores de inductancia y capacitancia respectivamente.

Dependiendo del valor de la energa y la reactancia se dice que el circuito presenta:

Si, reactanciaInductiva Si, no hay reactancia y la impedancia es puramenteResistiva Si, reactanciaCapacitivaReactancia capacitiva[editar]Lareactancia capacitivase representa pory su valor viene dado por la frmula:

en la que:

=Reactancia capacitivaenohms=Capacidad elctricaenfarads=Frecuenciaenhertzs=Frecuencia angularReactancia inductivaLareactancia inductivase representa pory su valor viene dado por:

en la que:

=Reactancia inductivaenohm=Inductanciaenhenrios=Frecuenciaenhertz=Frecuencia angularCONCEPTO DE RELE

Rel

Rel

TipoInterruptor

Principio de funcionamientoMagnetismo

Smbolo electrnico

ConfiguracinBobina (dos terminales), interruptor (de dos posiciones)

Figura 1.- Rel enchufable para pequeas potencias.

Figura 2.- Partes de un rel.

Figura 3.- Funcionamiento de un rel

Figura 4.- Smbolo elctrico de un rel de 1 circuito.

Figura 5.-Regletacon rels.

Elrelorelevadores un dispositivo electromecnico. Funciona como un interruptor controlado por un circuito elctrico en el que, por medio de una bobinay unelectroimn, se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos elctricos independientes. Fue inventado porJoseph Henryen 1835.

Dado que el rel es capaz de controlar un circuito de salida de mayor potencia que el de entrada, puede considerarse, en un amplio sentido, como un amplificador elctrico. Como tal se emplearon entelegrafa, haciendo la funcin derepetidoresque generaban una nueva seal con corriente procedente de pilas locales a partir de la seal dbil recibida por la lnea. Se les llamaba "relevadores"]. De ah "rel".

Estructura y funcionamientoEl electroimn hace bascular la armadura al ser excitada, cerrando los contactos dependiendo de si es N.A N.C (normalmente abierto o normalmente cerrado). Si se le aplica un voltaje a la bobina se genera un campo magntico, que provoca que los contactos hagan una conexin. Estos contactos pueden ser considerados como el interruptor, que permite que la corriente fluya entre los dos puntos que cerraron el circuito.

Tipos de relsExisten multitud de tipos distintos de rels, dependiendo del nmero de contactos, de su intensidadadmisible, del tipo de corriente de accionamiento, del tiempo de activacin y desactivacin, entre otros. Cuando controlan grandespotenciasse llamancontactoresen lugar de rels.

Rels electromecnicos[ Rels de tipo armadura: pese a ser los ms antiguos siguen siendo lo ms utilizados en multitud de aplicaciones. Un electroimn provoca la basculacin de una armadura al ser excitado, cerrando o abriendo los contactos dependiendo de si es NA (normalmente abierto) o NC (normalmente cerrado).

Rels de ncleo mvil: a diferencia del anterior modelo estos estn formados por un mbolo en lugar de una armadura. Debido a su mayor fuerza de atraccin, se utiliza unsolenoidepara cerrar sus contactos. Es muy utilizado cuando hay que controlar altas corrientes

Rel tiporeedo de lengeta: estn constituidos por una ampolla de vidrio, con contactos en su interior, montados sobre delgadas lminas de metal. Estos contactos conmutan por la excitacin de una bobina, que se encuentra alrededor de la mencionada ampolla.

Rels polarizados o biestables: se componen de una pequea armadura, solidaria a unimnpermanente. El extremo inferior gira dentro de los polos de un electroimn, mientras que el otro lleva una cabeza de contacto. Al excitar el electroimn, se mueve la armadura y provoca el cierre de los contactos. Si se polariza al revs, el giro ser en sentido contrario, abriendo los contactos cerrando otro circuito.

Rel de estado slidoSe llama rel de estado slido a un circuito hbrido, normalmente compuesto por un optoacoplador que asla la entrada, un circuito de disparo, que detecta el paso por cero de la corriente de lnea y un triac o dispositivo similar que acta de interruptor de potencia. Su nombre se debe a la similitud que presenta con un rel electromecnico; este dispositivo es usado generalmente para aplicaciones donde se presenta un uso continuo de los contactos del rel que en comparacin con un rel convencional generara un serio desgaste mecnico, adems de poder conmutar altos amperajes que en el caso del rel electromecnico destruirian en poco tiempo los contactos. Estos rels permiten una velocidad de conmutacin muy superior a la de los rels electromecnicos.

Rel de corriente alternaCuando se excita la bobina de un rel con corriente alterna, el flujo magntico en el circuito magntico, tambin es alterno, produciendo una fuerza pulsante, con frecuencia doble, sobre los contactos. Es decir, los contactos de un rel conectado a la red, en algunos lugares, como varios pases de Europa y latinoamrica oscilarn a 2 x 50Hzy en otros, como en Estados Unidos lo harn a 2 x 60 Hz. Este hecho se aprovecha en algunos timbresyzumbadores, como un activador a distancia. En un rel de corriente alterna se modifica la resonancia de los contactos para que no oscilen.

Rel de lminasEste tipo de rel se utilizaba para discriminar distintasfrecuencias. Consiste en unelectroimnexcitado con la corriente alterna de entrada que atrae varias varillas sintonizadas pararesonara sendas frecuencias de inters. La varilla que resuena acciona su contacto, las dems no. Los rels de lminas se utilizaron enaeromodelismoy otros sistemas de telecontrol.

Ventajas del uso de relsLa gran ventaja de los rels electromagnticos es la completa separacin elctrica entre lacorrientede accionamiento, la que circula por la bobina del electroimn, y los circuitos controlados por los contactos, lo que hace que se puedan manejar altosvoltajeso elevadaspotenciascon pequeas tensiones de control. Tambin ofrecen la posibilidad de control de un dispositivo a distancia mediante el uso de pequeas seales de control. En el caso presentado podemos ver un grupo de rels en bases interfases que son controlado por mdulos digitales programables que permiten crear funciones de temporizacin y contador como si de un mini PLD (Dispositivo Lgico Programable) se tratase. Con estos modernos sistemas los rels pueden actuar de forma programada e independiente lo que supone grandes ventajas en su aplicacin aumentando su uso en aplicaciones sin necesidad de utilizar controles como PLD's u otros medios para comandarlos (ver fig 7). Se puede encender por ejemplo una bombilla o motor y al encenderlo se apaga el otro motor o bombilla.

Rels

Tipos de rels

Estructura de un rel

Caractersticas generales

Rels electromecnicos.

Funcionamiento de rels de tipo armadura

Rels de estado slido

Optoacopladores

Funcionamiento

Tipos

Rels

Un rel es un sistema mediante el cul se puede controlar una potencia mucho mayor con un consumo en potencia muy reducido.

Tipos de rels

Rels electromecnicos:

A)Convencionales.

B)Polarizados.

C)Reed inversores.

Rels hbridos.

Rels de estado slido.

Estructura de un rel

En general, podemos distinguir en el esquema general de un rel los siguientes bloques:

Circuito de entrada, control o excitacin.

Circuito de acoplamiento.

Circuito de salida, carga o maniobra, constituido por:

- circuito excitador.

- dispositivo conmutador de frecuencia.

- protecciones.

Caractersticas generales

Las caractersticas generales de cualquier rel son:

El aislamiento entre los terminales de entrada y de salida.

Adaptacin sencilla a la fuente de control.

Posibilidad de soportar sobrecargas, tanto en el circuito de entrada como en el de salida.

Las dos posiciones de trabajo en los bornes de salida de un rel se caracterizan por:

- En estado abierto, alta impedancia.

- En estado cerrado, baja impedancia.

Para los rels de estado slido se pueden aadir :

Gran nmero de conmutaciones y larga vida til.

Conexin en el paso de tensin por cero, desconexin en el paso de intensidad por cero.

Ausencia de ruido mecnico de conmutacin.

Escasa potencia de mando, compatible con TTL y MOS.

Insensibilidad a las sacudidas y a los golpes.

Cerrado a las influencias exteriores por un recubrimiento plstico.

Rels electromecnicos

Estn formados por una bobina y unos contactos los cuales pueden conmutar corriente continua o bien corriente alterna. Vamos a ver los diferentes tipos de rels electromecnicos.

Rels de tipo armadura

Son los ms antiguos y tambin los ms utilizados. El esquema siguiente nos explica prcticamente su constitucin y funcionamiento. El electroimn hace vascular la armadura al ser excitada, cerrando los contactos dependiendo de si es N.O N.C (normalmente abierto o normalmente cerrado).

Rels de Ncleo Mvil

Estos tienen un mbolo en lugar de la armadura anterior. Se utiliza un solenoide para cerrar sus contactos, debido a su mayor fuerza atractiva (por ello es til para manejar altas corrientes).

Rel tipo Reed o de Lengeta

Formados por una ampolla de vidrio, en cuyo interior estn situados los contactos (pueden se mltiples) montados sobre delgadas lminas metlicas. Dichos contactos se cierran por medio de la excitacin de una bobina, que est situada alrededor de dicha ampolla.

Rels Polarizados

Llevan una pequea armadura, solidaria a un imn permanente. El extremo inferior puede girar dentro de los polos de un electroimn y el otro lleva una cabeza de contacto. Si se excita al electroimn, se mueve la armadura y cierra los contactos. Si la polaridad es la opuesta girar en sentido contrario, abriendo los contactos cerrando otro circuito( varios)

Funcionamiento de rels de tipo armadura

Rel interruptor

Cuando el interruptor del circuito del electroimn se cierra, llega corriente a la bobina que forma el electroimn y el ncleo de hierro dulce de ste se convierte en un imn. El rel pasa a estado de trabajo y el electroimn atrae a un extremo de la armadura de hierro en forma de (L). el otro extremo de dicha armadura empuja a una de las lminas del interruptor y hace que se ponga en contacto con la otra, quedando as cerrado el circuito sobre el que acta el rel, que, en este caso, alimenta a un lmpara conectada a la red a 220 Voltios. Cuando dejemos de pulsar el interruptor que gobierna el circuito del electroimn, el rel vuelve a estado de reposo, quedando el circuito de la lmpara abierto y sta, apagada.

Rel conmutador

Cuando el interruptor del circuito del electroimn se cierra, llega corriente a la bobina que forma el electroimn y el ncleo de hierro dulce de ste se convierte en un electroimn. El rel pasa a estado de trabajo y el electroimn atrae a un extremo de la armadura de hierro en forma de (L). el otro extremo de dicha armadura empuja a una de las lminas del interruptor (la central en este ejemplo) y hace que se ponga en contacto con la de la derecha, quedando as cerrado el circuito sobre el que acta el rel, que, en este caso, alimenta a un lmpara conectada a la red a 220 Voltios. Cuando dejamos de pulsar el interruptor del circuito del electroimn, el rel vuelve al estado de reposo y la lmina central del conmutador se pone en contacto con la lmina de la izquierda, con lo que se cierra el segundo circuito sobre el que manda el rel: otra lmpara conectada a 220 Voltios.

Rel con enclavamiento

Cuando el interruptor de la izquierda se pulsa (pulsador de activacin: se activa cuando lo pulsas) se cierra, llega corriente a la bobina que forma el electroimn y el ncleo de hierro dulce de ste se convierte en un electroimn. El rel pasa a estado de trabajo y el electroimn atrae a un extremo de la armadura de hierro en forma de (L). el otro extremo de dicha armadura empuja a una de las lminas del interruptor (la central en este ejemplo) y hace que se ponga en contacto con la de la derecha, quedando as cerrado el circuito sobre el que acta el rel, que, en este caso, alimenta a un lmpara conectada a la misma pila.

Cuando dejamos de pulsar el interruptor, el rel sigue en estado de trabajo porque, aunque ya no es alimentado por el circuito del primer interruptor, si nos fijamos con atencin en el diseo del circuito, la patilla del electroimn que reciba el positivo de la pila, lo sigue ahora recibiendo, porque est conectada al contacto derecho del conmutador del rel, con el que se ha puesto en contacto la lmina del centro, esto hace que, al mismo tiempo que se alimenta a la lmpara, se siga alimentando el electroimn y el rel contina en posicin de trabajo.

Para pararlo y devolverlo a posicin de reposo, debemos pulsar el 2 interruptor, el de la derecha, que es unpulsador de desactivacin,(se desactiva cuando lo pulsas y se desactiva cuando lo sueltas, al contrario del pulsador de activacin, que se activa cuando lo pulsas y se desactiva cuando dejas de pulsarlo). Al pulsarlo se abre el circuito que mantena alimentndose al electroimn y ste deja de atraer a la armadura del rel, que vuelve a su posicin de reposo desconectndose la lmina central de la lmina de la derecha y volvindose a conectar con la de la izquierda.

Rels de estado slido

Un rel de estado slido SSR (Solid State Relay), es un circuito elctrnico que contiene en su interior un circuito disparado por nivel, acoplado a un interruptor semiconductor, un transistor o un tiristor. Por SSR se entender un producto construido y comprobado en una fbrica, no un dispositivo formado por componentes independientes que se han montado sobre una placa de circuito impreso.

Estructura del SSR:

Circuito de Entrada o de Control:

Control por tensin continua: el circuito de entrada suele ser un LED ( Fotodiodo), solo o con una resistencia en serie, tambin podemos encontrarlo con un diodo en antiparalelo para evitar la inversin de la polaridad por accidente. Los niveles de entrada son compatibles con TTL, CMOS, y otros valores normalizados ( 12V, 24V, etc.).

Control por tensin Alterna: El circuito de entrada suele ser como el anterior incorporando un puente rectificador integrado y una fuente de corriente continua para polarizar el diodo LED.

Acoplamiento.

El acoplamiento con el circuito se realiza por medio de un optoacoplador o por medio de un transformador que se encuentra acoplado de forma magntica con el circuito de disparo del Triac.

Circuito de Conmutacin o de salida.

El circuito de salida contiene los dispositivos semiconductores de potencia con su correspondiente circuito excitador. Este circuito ser diferente segn queramos conmutar CC, CA.

Optoacopladores

Un optoacoplador combina un dispositivo semiconductor formado por un fotoemisor, un fotoreceptor y entre ambos hay un camino por donde se transmite la luz. Todos estos elementos se encuentran dentro de un encapsulado que por lo general es del tipo DIP.

Funcionamiento del Optoacoplador

La seal de entrada es aplicada al fotoemisor y la salida es tomada del fotoreceptor. Los optoacopladores son capaces de convertir una seal elctrica en una seal luminosa modulada y volver a convertirla en una seal elctrica. La gran ventaja de un optoacoplador reside en el aislamiento elctrico que puede establecerse entre los circuitos de entrada y salida.

Los fotoemisores que se emplean en los optoacopladores de potencia son diodos que emiten rayos infrarrojos (IRED) y los fotoreceptores pueden ser tiristores o transistores.

Cuando aparece una tensin sobre los terminales del diodo IRED, este emite un haz de rayos infrarrojo que transmite a travs de una pequea guia-ondas de plstico o cristal hacia el fotorreceptor. La energa luminosa que incide sobre el fotorreceptor hace que este genere una tensin elctrica a su salida. Este responde a las seales de entrada, que podran ser pulsos de tensin.

Diferentes tipos de Optoacopladores

Fototransistor: se compone de un optoacoplador con una etapa de salida formada por un transistor BJT.

Fototriac: se compone de un optoacoplador con una etapa de salida formada por un triac

Fototriac de paso por cero: Optoacoplador en cuya etapa de salida se encuentra un triac de cruce por cero. El circuito interno de cruce por cero conmuta al triac slo en los cruce por cero de la corriente alterna.

Los circuitosUncircuitoes una Red elctrica (interconexin de dos o ms componentes, tales comoresistencias,inductores,condensadores,fuentes,interruptoresysemiconductores) que contiene al menos una trayectoria cerrada. Los circuitos que contienen solo fuentes, componentes lineales (resistores, condensadores, inductores), y elementos de distribucin lineales (lneas de transmisin o cables) pueden analizarse por mtodos algebraicos para determinar su comportamiento encorriente directao encorriente alterna. Un circuito que tienecomponentes electrnicoses denominado un circuitoelectrnico. Estas redes son generalmente no lineales y requieren diseos y herramientas de anlisis mucho ms complejos.Diferencia entre un circuito abierto y un cerrado

Un circuito cerrado es aquel que permite la circulacin de la corriente (interruptor cerrado) y de esa forma hacer funcionar la carga. Un circuito abierto es aquel que no permite la circulacin de corriente (interruptor abierto)

PartesComponente: Un dispositivo con dos o ms terminales en el que puede fluir interiormente una carga

Nodo: Punto de un circuito donde concurren ms de dos conductores. A, B, D, E son nodos. Ntese que C no es considerado como un nuevo nodo, puesto que se puede considerar como un mismo nodo en A, ya que entre ellos no existe diferencia de potencial o tener tensin 0 (VA- VC= 0).

Rama: Conjunto de todos los elementos de un circuito comprendidos entre dos nodos consecutivos. En la figura 1 se hallan siete ramales: AB por la fuente, BC por R1, AD, AE, BD, BE y DE. Obviamente, por un ramal slo puede circular una corriente.

Malla: Cualquier camino cerrado en un circuito elctrico.

Fuente: Componente que se encarga de transformar algn tipo de energa en energa elctrica. En el circuito de la figura 1 hay tres fuentes, una de intensidad, I, y dos de tensin, E1 y E2.

Conductor: Comnmente llamado cable; es un hilo de resistencia despreciable (idealmente cero) que une los elementos para formar el circuito.

Clasificacin

Los circuitos elctricos se clasifican de la siguiente forma:

Unacorriente peridicael flujo de cargas toma una serie de valores distintos que se repiten con el tiempo.

Si las cargas se desplazan Siempre en La Misma Direccin propiamente, qu dice La Corriente espulsatoriay en Caso contrarioalternativa.

En La Figura De La Derecha pueden observarse algunos Ejemplo de ondasde Distintas Corrientes Peridicas.Los Tiposa, dYehijo Corrientes alternas Yb, cYf pulsatorias hijo.

Rgimen transitorio, es aquella respuesta de uncircuito elctricoque se extingue en el tiempo. Rgimen permanente, que es la respuesta que permanece constante hasta que se vara bien el circuito o bien la excitacin del mismo.

Leyes fundamentalesExisten unas leyes fundamentales que rigen a cualquier circuito elctrico. Estas son:

Ley de OhmLaley de Ohmestablece que laintensidad elctricaque circula entre dos puntos de un circuito elctricoes directamente proporcional a latensin elctrica( v) entre dichos puntos, existiendo una constante de proporcionalidad entre estas dos magnitudes. Dicha constante de proporcionalidad es laconductancia elctrica, que es inversa a laresistencia elctrica Ejemplo: cuando una resistencia es atravesada por una corriente se cumple que: I = V/ RDonde ( V ) es la tensin que se mide en voltiosDonde ( I ) es la intensidad de la corriente que atraviesa la resistencia, y que se mide en Amperios (A).Donde ( R ) es la resistencia que se mide en Omh ().

Ley de corriente de Kirchhoff: La suma de las corrientes que entrante a un nodo deben ser igual a la suma de la corriente saliente del nodo. I1=I2+I3+I4

Ley de tensiones de Kirchhoff: La suma de las cadas de tensiones en todos los componentes una malla cerrada debe ser =0. v =0 de donde V2+V3+V4-V1=0

Circuito en serie

Uncircuito en seriees una configuracin de conexin en la que los bornes o terminales de los dispositivos los cuales estn unidos para un solo circuito (generadores,resistencias,condensadores,interruptores, entre otros.) se conectan secuencialmente. La terminal de salida del dispositivo uno se conecta a la terminal de entrada del dispositivo siguiente.

Caracterstica del circuito con conexin en serie.

1-Todos los elementos estn conectado uno a continuacin del otro.

2-La corriente total es la misma en cualquier punto.

3-El voltaje total es igual a la suma de cada una de la cada de voltaje de cada elemento

4-La resistencia total es la suma de cada una de ella, por tanto ser mayor que la mayor de ella.

Elcircuito elctrico en paraleloes una conexin donde los puertos de entrada de todos los dispositivos conectados coincidan entre s, lo mismo que sus terminales de salida.

1/RT=1/R1+1/R2+1/R3 Caracterstica de los Circuito Conectado en Paralelo.

1-Los elementos de cargas se conectan entre los conductores que se alimenta de la fuente de voltaje y por lo tanto el voltaje es el mismo en cada uno de los elementos conectado en paralelo.

2-La corriente total es la suma de cada una de las corrientes individuales de cada elemento.

3- la resistencia total es menor que la menor del circuito y ser igual a la suma de la inversa de cada una de la resistencia individuales

Circuito Mixto

Un circuito mixto es una combinacin de varios elementos conectados tanto en paralelo como en serie, estos pueden colocarse de la manera que sea siempre y cuando se utilicen los dos diferentes sistemas de elementos, tanto paralelo como en serie. Estos circuitos se pueden reducir resolviendo primero los elementos que se encuentran en serie y luego los que se encuentren en paralelo, para luego calcular y reducir un circuito nico y puro.

POTENCIA ELCTRICA

Potencia es la velocidad a la que se consume la energa. Si la energa fuese un lquido, la potencia sera los litros por segundo que vierte el depsito que lo contiene. La potencia se mide en joule por segundo (J/seg) y se representa con la letra P.Un J/seg equivale a 1 watt (W), por tanto, cuando se consume 1 joule de potencia en un segundo, estamos gastando o consumiendo 1 watt de energa elctrica.La unidad de medida de la potencia elctrica P es el watt, y se representa con la letra W.

Veamos, por ejemplo, cul ser la potencia o consumo en watt de una bombilla conectada a una red de energa elctrica domstica monofsica de 220 volt, si la corriente que circula por el circuito de la bombilla es de 0,45 ampere.Sustituyendo los valores en la frmula 1 tenemos:P = V IP = 220 0,45P = 100 wattEs decir, la potencia de consumo de la bombilla ser de 100 W.

ANALISIS DE CIRCUITOS

Anlisis de un circuito serie por ley de Ohm.

R1= 5 RT= R1+R2+R3+R4

R2= 10 Rt.= 5 +10+12+3R3= 12 Rt. = 30

R4= 3 It. = V/R V= 120 V It. = 120voltios/30ohmios= 4 Amp.

V1=R1*It. V1=5*4Amp. =20V

V2=R2*It. V2=10.*4Amp. =40V

V3=R3*It. V3=12*4Amp. =48V

Vt= Rt*It. Vt=30*4Amp. =120v.

Po lo tanto el voltaje total es igual a 120 voltsAnlisis de un circuito paralelo por ley de ohm.

R1=6 R2=4 R3= 8 V=120V It=Vt/Rt

1/RT=1/R1+1/R2+1/R3 It.=120V/1.83 = 65.57 Amp.

1/RT=1/6 +1/4 +1/8 I1= VT/R1= 120V/6 =20Amp.

1/RT=0.545 I2=VT/R2= 120V/4= 30Amp.

Rt. = 1/0.545= 1.83 I3=VT/R3=120V/ 8= 15 Amp.

Problemas para resolver

1. De acuerdo al circuito, cunta corriente producira un voltaje aplicado de 10 volts a travs de una resistencia de 5 ohm? 2. De acuerdo al diagrama, cul es la resistencia que, si se le aplica un voltaje de 60 volts, producira una corriente de 3 amperes?

3. Si el foco del circuito del diagrama tiene una resistencia de 100 ohm y una corriente de 1 ampere, cul ser el voltaje producido por la fuente?

4. Calcular la corriente total que circula en el siguiente circuito con cargas en serie, Considerando que la fuente es de 90 volts. R1=10, R2=5, R3=2, R4=8, R5=20.

5. Encontrar la corriente que circula por el circuito mostrado, suponiendo que se tiene una fuente de 12V.

TAREAS A REALIZAR EN EL LABORATORIOHacer instalaciones de circuitos series sin Interruptor.Hacer instalaciones de circuitos paralelos sin Interruptor.

Medir la resistencia elctrica de un dispositivo elctrico con multmetro.

Medir la corriente elctrica de dispositivos y circuitos elctricos.Medir voltaje en fuentes y circuitos elctricos.Empalmar alambres, Medir y empalmar cables y cordones.

Prensar terminales Y Soldar empalmes.

PARTE III

INSTALACIONES ELECTRICAS RESIDENCIALES (IER)

INSTALACIONES ELECTRICAS

Entendemos por instalaciones elctricas al conjunto de elementos necesarios para conducir y transformar la energa elctrica, para que sea utilizada en las maquinas elctricas y aparatos receptores para su utilizacin final. Cumpliendo siempre conforme a las normas del MOPC adema que cumpla con los siguientes requisitos:1-Seguridad contra accidentes e incendios: La presencia de la energa elctrica significa un riesgo para el humano, as como, la de los bienes materiales.

2- Eficiencia y economa: Se debe conciliar lo tcnico con lo econmico

3-Accesibilidad y distribucin: Es necesario ubicar adecuadamente cada parte integrante de la instalacin elctrica, sin perder de vista la funcionabilidad y la esttica.Para que una instalacin elctrica sea considerada como segura y eficiente se requiere que los productos empleados en ella estn aprobados por las autoridades competentes, que est diseada para las tensiones nominales de operacin, que los conductores y sus aislamientos cumplan con lo especificado, que se considere el uso que se dar a la instalacin y el tipo de ambiente en que se encontrar.

ELEMENTOS QUE CONSTITUYEN UNA INSTALACION ELECTRICA:1. Conductores elctricos2. Canalizaciones elctricas 3. Conectores para las canalizaciones elctricas4. Dispositivo de control (interruptores)

5- Salidas elctricas 6- Panel de distribucin

7- Dispositivo de medicin

8 - Dispositivos de proteccin.

Conductores elctricos Son materiales que conducen con facilidad la corriente elctrica. Los ms utilizados son el cobre y el aluminio. El material es buen conductor si posee gran cantidad de electrones libres.

Desde el punto de vista de las normas los conductores se han identificado por un nmero, que corresponden a lo que generalmente se le conoce como calibre y que normalmente se sigue el sistema americano de designacin AWG. (American Wire Gauge). Siendo el ms grueso el 4/0 y luego le sigue en orden descendente del rea del conductor los nmeros 3/0, 2/0, 1/0, 1, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20. Que es el ms delgado usado en instalaciones elctricas.

CLASES DE CONDUCTORES.En instalaciones residenciales normalmente 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, viene recubiertos a su vez, por otro aislante comn.

TIPOS DE AISLAMIENTO EN LOS CONDUCTORES.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:

*A: Aislamiento de asbesto.

* R: Aislamiento de hule* T: Aislamiento termoplstico.*V: Aislamiento barnizado

Los conductores tambin se designan por su medio de operacin como son:

H: resistente al calor hasta 75 grados Celsius

HH: resistente al calor hasta 90 grados Celsius

Si no tiene designacin significa que resiste 60 grado Celsius

N: Recubrimiento de nylon

W: Resistente a la humedad

UF: para uso soterrado

Un conductor con asignaciones THW indica que resiste una temperatura de 75 grados Celsius con aislamiento termoplstico y para uso en un ambiente hmedo.

Un conductor con designaciones THHN indica que resiste una temperatura de 90 grados Celsius con aislamiento termoplstico y recubrimiento de nylon.

Un conductor con designaciones RHW indica que resiste una temperatura de75 grados Celsius con aislamiento de hule para ser usado en ambiente seco y hmedoCALIBRE 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.

El calibre de los conductores es inversamente proporcional a la seccin o sea un conductor de menor calibre ms grande es su seccin.

GALGA PARA MEDIR CONDUCTORES ELECTRICOS

AMPACIDAD: Es la capacidad de conduccin de corriente elctrica continua que poseen un conductor bajo condiciones especifica.

CALIBRE DE LOS CONDUCTORES Y CAPACIDAD DE CORRIENTE ADMISIBLENo AWG14 12 10 8 6 4 3 2 1 1/0 2/0 3/0 4/0

AMP15 20 30 40 55 70 80 95 110 125 145 165 195

Tabla de capacidad de conduccin de los conductores segn su calibre

COLORES DE LOS CONDUCTORES EN UNA INSTALACION ELECTRICA

Los conductores para la instalacin residencial vienen de varios colores y no por capricho, sino por alguna razn. Los conductores blancos o gris solo pueden utilizarse en las instalaciones como neutro a tierra.

El esquema de colores ms frecuentemente utilizado es:

Circuito de 2 conductores: Blanco y Negro

Circuito de 3 conductores: Blanco, negro y Rojo

Circuito de 4 conductores: Blanco, Negro, Rojo y Azul

Circuito de 5 conductores: Blanco, Negro, Rojo, Azul, Amarillo

Conductor de tierra verde con amarillo o simplemente verde

CANALIZACIONES ELECTRICASDEFINICION:

Canal cerrado de material metlico o no metlico, expresamente diseado para alojar conductores elctricos.

CLASIFICACIONPor su material de fabricacin:

a) Metlicas

b) No metlicasLas canalizaciones pueden ser:

a) Tubo conduit

b) Canaleta

c) Ducto

d) Bandeja

USOS:

A nivel residencial normalmente se usan tuberas de PVC y en algunos casos se usan tuberas metlicas.

Las tuberas metlicas son ampliamente usadas en la industria donde se instalan a la vista, la tubera metlica de mayor uso es la galvanizada tipo pesado.

TUBO CONDUIT

El tubo Conduit es un tipo de tubo de metal o plstico que se usa para contener y proteger los conductores elctricos usados en las instalaciones elctricas. Los tubos conduit metlicos pueden ser de aluminio, acero, o aleaciones especiales; a su vez los tubos de acero se fabrican en los tipos pesado- semi pesado y ligero distinguindose uno de otro por su espesor de la paredTubo conduit de acero pesado (pared gruesa)Estos tubos conduit se venden de forma galvanizada o con recubrimiento negro esmaltado, normalmente en tramos de 3.05 m de longitud con rosca en ambo extremos. Para este tipo de tubo se usan conectores llamados coples, nicles (corto y largo) as como nicles cerrado o de cuerdas corrida. Se fabrican en secciones circulares con dimetro que van de 13mm (1/2 pulgada) a 152.2 mm (6 pulgadas). La superficie de estos tubos como lo de cualquier otro debe ser lisa para evitar daos a la cubierta de los conductores.

TUBO CONDUIT METALICO DE PARED DELGADA EMT

A este tubo se le conoce como tubo metlico rgido ligero, su uso es permitido en instalaciones elctricas ocultas y visibles en lugares de ambiente seco no expuesto a la humedad y ambiente corrosivo. No se recomiendan en lugares que durante su instalacin o despus de esta se exponga a dao mecnico. Tampoco se usar directamente enterrado en lugares hmedos y mojados, as como en lugares clasificados como peligrosos. Estos tubos no vienen roscados para conectarse a cajas de conexin u otros accesorios debe de ser por medio de conectores o uniones especiales

INCLUDEPICTURE "https://encrypted-tbn2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSJmPaNKrf_J3LfPzx9MZl945aAABMIyPGejp_H5J8n9Pe4ZNBT" \* MERGEFORMATINET

TUBO CONDUIT METALICO FLEXIBLE

Se fabrican con cinta metlica engalgonada (en forma helicoidal) sin ningn recubrimiento. No se recomienda su uso en dimetro inferiores a 13mm (1/2 pulgadas ni superiores a 102 mm (4 pulgadas).

No se recomienda su uso en lugares donde se encuentre directamente enterrado ni tampoco se debe usar en lugares expuesto a ambiente corrosivo. Su uso se acenta en las instalaciones de tipo industrial como ltimo tramo para conexin de motores elctricos.

En uso de tubo flexible el acoplamiento a cajas, ductos y gabinetes se debe hacer usando los accesorio apropiados para tal fin, adems cuando se use como canalizacin fija en muro o estructura se deben usar para su montaje o fijacin abrazadera, grapas o accesorios similares que no daen al tubo, debiendo colocarse a intervalo no mayores de 1.50 metros y a 30 cm como mximo, con respeto a cada caja o accesorio.

INCLUDEPICTURE "https://encrypted-tbn3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQaAxOqNsC2uDJg1HeVSpVMHuiEmV-S3sdySIRXCh0XRM25CejB5g" \* MERGEFORMATINET TUBOS CONDUIT DE PLASTICO RIGIDO (PVC)

El tubo PVC es la designacin comercial que se le da al tubo de policloruro de vinilo (PVC). El tubo plstico PVC debe ser auto extinguible, resistente al aplastamiento y a la humedad y a ciertos agentes qumicos. El uso permitido del tubo PVC se encuentra en:

Instalaciones ocultas

En instalaciones visibles donde el tubo no est expuesto a dao mecnico.

En ciertos lugares donde existen agente qumicos que no afecten al tubo y sus asesorios.

En locales hmedo o mojados instalado de manera que no le penetre el agua y el lugares donde no le afecte la corrosin que asista en medio de ambiente corrosivo.

Directamente enterrado a una profundidad no menor de 0.50 m a meno que no se proteja con un recubrimiento de concreto de 5 cm de espesor como mnimo.

El tubo de PVC rgido no se usar en las siguientes condiciones:

En locales o reas que estn considerados como peligrosos.

Para soportar luminarias u otros equipos.

En lugares donde la temperatura del medio ambiente ms la producida los conductores no exceda lo 70 grados Celsius

INCLUDEPICTURE "https://encrypted-tbn2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTVHHd8biHc56sZXN0axx7VuV_3GT9J1ChVaME97wGdc8qXzIxn" \* MERGEFORMATINET

TABLA DE DIMENSIONES DE TUBOS CONDUIT

Dimetro NominalDimetro Interiorrea Interior

Mm Pulgs Mm Pulgs mm2 Pulgs2

1315.810.6221960.30

1921.300.8243560.53

25126.501.0495520.86

321 35.311.3809791.50

381 41.161.61013312.04

51252.762.06721863.36

632 62.712.46930884.79

76377.933.16847697.28

893 90.123.54863789.90

1024102.964.026821312.72

NUMERO DE CONDUCTORES EN UN TUBO CONDUIT

Normalmente los conductores en las instalaciones elctricas se encuentran alojados ya sea en tubos conduit o en otros tipos de canalizaciones. Como se ha mencionado, los conductores estn limitados en su capacidad de conduccin de corriente por el calentamiento, debido a las limitaciones que se tienen en la disipacin de calor y a que el aislamiento mismo presenta tambin limitaciones del tipo trmico.

Debido a estas restricciones trmicas el nmero de conductores dentro de un tubo conduit se limita de manera tal que, permita un arreglo fsico de conductores de acuerdo a la seccin del tubo conduit o de la canalizacin facilitando su alojamiento de aire necesario para disipar el calor, se establecer la relacin adecuada entre la seccin del tubo y las de los conductores, para esto se puede proceder en la forma siguiente:

Si (A) es rea interior del tubo en mm. O pulgada cuadrada y (Ac) es el rea total de los conductores, el Factor de relleno es: F=Ac/A

Este factor de relleno tiene los siguientes valores establecidos para instalaciones en tubos conduit.

F= 53% Para un solo conductor

31% Para dos conductores

43 % Para tres conductores 40 % Para cuatro conductores o msEl Factor de Relleno permite calcular el dimetro de la tubera que se utiliza en una Instalacin Elctrica.Ejemplo

Calcular el tamao del tubo conduit que debe contener los siguientes conductores: 2 conductores numero 12, 4 conductores nmero 14, 2 conductores numero 8

Solucin.

Como se trata de conductores de diferente calibre hay que elaborar una tabla con las reas de los conductores como sigue a continuacin.

Nmero de conductores AWGSeccin del conductor en mm2Seccin total en mm2

2123.30906.6180

4142.08108.3240

288.367016.740

Ac= 31.6760

Como se tienen ms de cuatro conductores el factor de relleno es:

F=40% =0.40

El