u d 1 electricidad bc3a1sica

7/24/2019 u d 1 Electricidad Bc3a1sica

1/43

Mdulo de electricidad Pablo Pujol Prez1

Escnica. Programa de Estudios Tcnicos

Unidad didctica 1: Electricidad bsica

CONTENIDOS: En este tema aprenders:- Qu es la electricidad y sus tipos.- Cmo se genera, se transmite y se distribuye la electricidad.- Efectos y aplicaciones generales de la electricidad.- Componentes de los circuitos generales y de viviendas.- Magnitudes, frmulas, y clculos elctricos.

OBJETIVOS: Al final sers capaz de:- Supervisar, operar e instalar los elementos elctricos presentes en el teatro.- Trabajar de forma segura en un espectculo en vivo.- Disear circuitos elctricos generales.

- Interpretar las fichas tcnicas de aparatos y espectculos.

NDICE:1 Introduccin ................................................................................................. 3

1.1 Historia ................................................................................................. 31.2 Electricidad! Cmo? .......................................................................... 31.3 Generacin ........................................................................................... 41.4 Distribucin ........................................................................................... 5

2 Conceptos y magnitudes bsicas ................................................................ 62.1 Electricidad ........................................................................................... 6

2.2

Tipos de electricidad ............................................................................ 6

2.3 Elementos fundamentales de un circuito elctrico ............................... 72.4 Magnitudes bsicas .............................................................................. 82.5 Ley de Ohm .......................................................................................... 82.6 Potencia elctrica ................................................................................. 92.7 Energa elctrica .................................................................................. 92.8 Efecto Joule .......................................................................................... 92.9 Smil hidrulico ................................................................................... 102.10 Bateras .............................................................................................. 11

3 Asociacin de elementos ........................................................................... 123.1 Serie ................................................................................................... 123.2

Paralelo .............................................................................................. 12

4 Efectos electromagnticos y sus aplicaciones. ......................................... 135 Instalaciones elctricas de baja tensin. ................................................... 15

5.1 Reglamento electrotcnico para baja tensin..................................... 155.2 Elementos de una instalacin elctrica .............................................. 155.3 Clculo de instalaciones ..................................................................... 195.4 Instalacin de puesta a tierra ............................................................. 20

6 Riesgo elctrico ......................................................................................... 226.1 Introduccin ........................................................................................ 226.2 Tipos de protecciones ........................................................................ 23

6.3

Clases de materiales elctricos .......................................................... 24


2/43



6.4 ndices de proteccin IP ..................................................................... 246.5 Primeros auxilios ................................................................................ 256.6 Equipos de proteccin individual (EPI) ............................................... 25

6.7

Procedimiento de trabajo.................................................................... 26

7 La corriente alterna. ................................................................................... 277.1 Valores fundamentales de la corriente alterna ................................... 277.1 Circuitos RCL. .................................................................................... 277.2 Inductor .............................................................................................. 287.3 Condensador ...................................................................................... 307.4 Potencia en C.A. ................................................................................ 317.5 Factor de potencia .............................................................................. 32

8 Sistemas trifsicos ..................................................................................... 338.1 Potencia en trifsica ........................................................................... 348.2 Formas de conectar un Dimmer ......................................................... 34

9

Simbologa. ............................................................................................... 35

10 Tablas .................................................................................................... 3611 Anexo 1: Formacin/capacitacin mnima de los trabajadores. ............. 3912 Anexo 2: Tipos de cables. ...................................................................... 4013 Bibliografa ............................................................................................. 43


3/43



1 Introduccin

1.1 HistoriaHace ms de 2000 aos que los griegos descubrieron la electricidad, al frotarmbar con un trozo de tela, atrayendo pequeos trozos de plumas.De hecho lapalabra electricidad deriva de la palabra griega elektron: mbar.1749: Benjamn Franklin analiz diminutas chispas de cuerpos cargados ygigantescas chispas de los rayos, hablando de flujo y corriente elctrica.Experimento de la cometa, invencin del pararrayos.1777: Ley de Coulomb: F= k (qQ) / d21800: Alessandro Volta desarroll la llamada pila de Volta, precursora de labatera elctrica.

1820: Faraday descubre el generador elctrico.1879: Edison perfecciona la bombilla.1893: Nikola Tesla pone en funcionamiento la primera gran central elctrica.1904: Diodo de vaco; inicio de la electrnica.1947: Transistor (Bardeen, Shockley y Brattain): revolucin en la electrnica.1971: Microprocesador: informtica.Futuro: fuentes de energa renovable. Superconductividad, conexininalmbrica?

1.2 Electricidad! Cmo?La materia est constituida de tomos, y stos a su vez de electrones (carga -),protones (carga +) y neutrones (sin carga).De esta forma se establecen diversos tipos de cargas en los cuerpos: negativas(ms electrones que protones), positivas (menos electrones que protones), ysin carga (mismo nmero de electrones que de protones), por lo que lostomos se atraen (diferente carga) o repelen (misma carga) entre s.

Los nicos que se mueven en untomo son los electrones, y elflujo de estos electrones de untomo a otro es la electricidad.


4/43



1.3 GeneracinLo que se pretende es generar un flujo de electrones de un tomo a otro.Para esto se requiere cierta energa, que puede proceder de:Frotamiento, presin, calor, luz, magnetismo y reacciones qumicas.En la prctica se utilizan: la qumica (pila, en mnimas cantidades), elmagnetismo (alternador o dnamo) y la luz (fotovoltaica).

Ley de Faraday: cuandose mueve un conductorelctrico en el seno de un

campo magntico apareceuna corriente elctrica pordicho conductor.

Dnamo cargando una batera

En una central elctrica se genera la corriente haciendo girar grandes turbinascon energa de distintas fuentes; hidrulica, trmica, nuclear, elica.


5/43



En Espaa el consumo

mximo es de 44.000 MW,siendo la capacidadmxima productora de95.000 MW totales.

Produccin de energa elctrica en Espaa portipos

1.4 DistribucinLa distribucin se realiza aaltas tensiones para evitarprdidas y ahorrar en el

dimetro de los conductoresutilizados, sirvindose deestaciones transformadoraspara subir y bajar la tensinantes de ser consumida.

RED ELECTRICA DEESPAA es la responsablede la operacin del sistemaelctrico, que consiste enrealizar las actividades

necesarias para mantener elequilibrio instantneo entreproduccin y consumo.

Las interconexiones proporcionan estabilidad y seguridad a los sistemaselctricos.El sistema elctrico espaol est interconectado con los sistemas msprximos: el portugus conformando as el sistema elctrico ibrico, el europeoa travs de la frontera con Francia y el del norte de frica a travs del estrecho

de Gibraltar.


6/43



2 Conceptos y magnitudes bsicas

2.1 ElectricidadLa electricidad es una corriente de electrones que al pasar por un receptor lecomunica energa (en forma de luz, calor, campos magnticos, movimiento,efectos qumicos...)

Circuito elctrico de corriente continua

2.2 Tipos de electricidad

- Electrosttica: cuando un cuerpo posee carga positiva o negativa, pero no setraslada a ningn sitio. Por ejemplo frotar un bolgrafo de plstico con una telapara atraer trozos de papel.

- Corriente continua (CC): Cuando los electrones se mueven siempre en elmismo sentido, del polo negativo al positivo. Las pilas, las bateras de telfonosmviles y de los coches producen CC, y tambin la utilizan pero transformadade CA a CC, los televisores, ordenadores, aparatos electrnicos, etc.

- Corriente alterna (CA): Los electrones no circulan en un sentido nico, sinoalterno. Este tipo de corriente es la utilizada en viviendas, industrias, etc., porser ms fcil de transportar.La frecuencia a la que cambia el sentido en Europa es de 50Hz.

F = 50Hz (ciclos/s)

Corriente alterna Corriente continua


7/43



2.3 Elementos fundamentales de un circuito elctrico

2.3.1 GeneradorProporciona una diferencia de potencial entre dos puntos, provocando elmovimiento de electrones, es decir, la corriente elctrica.CC: pilas, bateras (acumuladores), dinamos, fuente de alimentacin.CA: alternadores, tomas de corriente de la red elctrica (bases de enchufe).

2.3.2 ReceptorTransforman la electricidad en calor, luz, campo magntico, movimiento,sonido...Oponen cierta oposicin al paso de la corriente, se mide en Ohmios ().

2.3.3 ConductorClasificacin de materiales:

Aislantes: oponen mucha resistencia al paso de la corriente elctrica;Madera, plsticos, vidrio, aire...(R = 1M)

Semiconductores: Su conductividad es intermedia, dejan conducir lacorriente segn las condiciones; Silicio, germanio.

Conductores: Permiten la circulacin de electrones; Oro, plata, cobre,aluminio.

Los conductores son el soporte fsico por el que circula la electricidad entre los

diversos componentes del circuito. Idealmente su resistencia es cero (R = 0).

Los conductores de baja tensin son de cobre, recubiertos de material aislantede distintos colores:- Marrn, negro o gris:Fase. Con tensin. La corriente elctrica se estableceentre fase y neutro.- Azul: Neutro. Sin tensin.- Amarillo y verde: Tierra. Sin tensin. Es un conductor de proteccin.Ver anexo tipos de cables.

2.3.4 Elementos de maniobra y control

Permiten controlar el paso de la corriente

Interruptores

Pulsadores

Conmutadores


8/43



2.3.5 Elementos de proteccinProtegen a los circuitos contra sobre intensidades;

Fusibles

Magnetotrmicos

Protegen a las personas;

Diferencial

2.4 Magnitudes bsicas

2.4.1 IntensidadEs el nmero de electrones que atraviesan la seccin de un conductor por

segundo. Se mide en Amperios (A).

s

en

t

QI

==

2.4.2 Tensin o diferencia de potencialEnerga necesaria para que los electrones se pongan en movimiento, laproporciona el generador y la consumen los receptores.Se mide en voltios (V).Tambin llamado voltaje.

2.4.3 ResistenciaEs la oposicin que presenta un elemento al paso de la corriente elctrica.Se mide en ohmios ().Metales: R = 0 Aislantes: R = 1 MTipos de resistencias;

Fijas.

Variables (potencimetros).

Dependientes (de la luz, temperatura etc).

2.5 Ley de Ohm

I = U / R (Amperios = Voltios / Ohmios)


9/43



2.6 Potencia elctricaLa potencia elctrica se define como la cantidad de trabajo realizado por unacorriente elctrica en un instante.

Wt

EP ==

IVP = (Watios)

2.7 Energa elctricaLa cantidad de potencia consumida o generada a lo largo del tiempo es laenerga.El contador mide la energa en Kw-h, que es lo que pagamos.

E = P x t (Julios)E = Kw x h (Kilowatios-hora)

2.8 Efecto JouleQ: Cantidad de calor que desprende un conductor al ser atravesado por unacorriente elctrica.

Q = 0.24 x E

Q: calor en calorasE: energa en JuliosSiendoE = P x tP(W)T(s)


10/43



2.9 Smil hidrulicoTodo circuito elctrico o electrnico puede ser comparado con un circuito

hidrulico o neumtico, de hecho la mayora de sus caractersticas y logsticason muy parecidas.

Diferencia de potencial: diferencia de altura.

Generador: motor que provoca esa diferencia de altura.

Intensidad: cantidad de fluido que circula por un conductor.

Conductor: tubera.

Resistencia: estrechamiento en la tubera.


11/43



2.10 BaterasSe entiende por batera o acumulador elctrico a todo elemento capaz dealmacenar energa elctrica para ser utilizada posteriormente. Almacenancorriente continua. Esta energa resulta accesible mediante dos terminales,llamados polos, electrodos o bornes. Uno de ellos es el polo positivo o nodo yel otro es el polo negativo o ctodo.

Por pila (pila voltaica) denominamos los generadores de electricidad norecargables.

2.10.1 Caractersticas de las bateras;

Tensin de trabajo (se mide en Voltios).

La corriente que puede suministrar (medida en Amperios).

Capacidad (se mide en A/h, representa la cantidad de amperios quepuede suministrar en una hora antes de agotarse).

La carga de la batera debe hacerse con el regulador del cargador a un 10% desu capacidad, conectando correctamente los polos (+ a +, - a -).

2.10.2 Asociacin de bateras;Serie: se suman las tensiones de las bateras. Es importante que las baterastengan la misma capacidad.

Paralelo: se suman las capacidades.Los fabricantes de aparatos elctricos recomiendan para sus aparatos nomezclar las pilas nuevas con las viejas. Por qu?, porque la intensidad quenos dara sera la de la ms gastada, limitando a las dems.

2.10.3 Bateras y medio ambiente;Las bateras contienen metal pesado y compuestos qumicos, muchos de ellosperjudiciales para el medio ambiente, por lo que debern ser llevadas a uncentro de reciclado. Una micro pila de mercurio, puede llegar a contaminar600.000 litros de agua.

2.10.4 Experimento;Un vaso de agua, unas gotas de cido sulfrico, una barra de cobre y una dezinc y un voltmetro.


12/43



3 Asociacin de elementos

3.1 Serie

Se dice que dos o ms elementos estn enserie cuando son recorridos por la mismaintensidad.t = 1 = 2La tensin a la que estar sometido cadareceptor ser una fraccin de la que generala fuente.Vt = V1+ V2

La resistencia total del circuito ser la sumade cada una de las resistencias de losreceptores. Rt = R1 + R2

La potencia total del circuito es la suma de las potencias de cada uno de losreceptores, al igual que en los circuitos en serie.Pt = P1 + P2En caso de que uno de los elementos se estropee (por ejemplo se funda unabombilla) dejar de funcionar el sistema completo.

3.2 ParaleloSe dice que dos o ms elementos estnen paralelo cuando soportan la mismatensin.Vt = V1 = V2La intensidad total ser la suma de lasintensidades que circulan por cada rama.t = 1 +2

La expresin de la resistencia total del circuito es la siguiente;

21

11

1

RR

RT

+

=

La potencia total del circuito ser la suma de las potencias de cada receptor.

Pt = P1 +P2


13/43



4 Efectos electromagnticos y sus aplicaciones.Un imnes un cuerpo o dispositivo con un campo magntico significativo, de

forma que tiende a alinearse con otros imanes, u objetos derivados del hierro.

Induccin electromagntica: un campo magntico variable produce un campoelctrico (generadores elctricos, motores de induccin elctrica,transformadores elctricos).Inversamente, un campo elctrico variable genera un campo magntico (elelectroimn).

Electroimn:ncleo de hierro dulce rodeado de una bobina, que se imanta alhacer pasar una corriente elctrica.Intensidad del campo magntico;

L

INH

=

Aplicaciones prcticas de los electroimanes.

Rels y contactores.

Frenos magnticos.

Electrovlvulas.

Timbres.

Electroimn


14/43



Transformador elctrico: mquina electromagntica que permite aumentar odisminuir la tensin en un circuito elctrico de corriente alterna, manteniendo lafrecuencia.

Esquema de transformador Transformador

La variacin de tensin es funcin de la relacin de espiras a la entrada(primario) y a la salida (secundario).

mN

N

V

V==

2

1

2

1

Idealmente las prdidas son cero, por lo que:

2211

21

VIVI

PP

=

=


15/43



5 Instalaciones elctricas de baja tensin.

El Reglamento Electrotcnico para Baja Tensines un reglamento espaolde obligado cumplimiento que prescribe las condiciones de montaje,explotacin y mantenimiento de instalaciones de baja tensin.

5.1 Reglamento electrotcnico para baja tensin.Real Decreto 842/2002 de 2 Agosto de 2002.

Consta de tres partes:

Real Decreto.

Articulado del Reglamento de Baja Tensin: dividido en 29 artculos que

describen el objetivo, el campo de aplicacin, el alcance y caractersticasdel reglamento.

Instrucciones tcnicas Complementarias: ITC-BT. Instrucciones decarcter concreto que desarrollan los 29 artculos. Dispone de un ndicecon referencia a las normas citadas en cada instruccin.

A efectos de aplicacin de las prescripciones del presente Reglamento,las instalaciones elctricas de baja tensin se clasifican, segn lastensiones nominales que se les asignen, en la forma siguiente:

Corriente alterna(Valor eficaz)

Corriente continua(Valor medio aritmtico)

Muy baja tensin.... Un 50V Un 75VTensin usual........ 50 < Un 500V 75 < Un 750VTensin especial.... 500 < Un 1000V 750 < Un 1500V

5.2 Elementos de una instalacin elctrica

5.2.1 Instalaciones de enlaceSon aquellas que unen la red de distribucin de las empresas suministradoras

con las instalaciones interiores. Se subdividen en:Acometida.

Caja general de proteccin: contiene los fusibles que protegen a la lnearepartidora. Marca el principio de la instalacin del usuario. Se sita en lafachada o en la valla y siempre accesible desde la va publica.

Lnea repartidora.

Derivacin individual. Comprende: equipo de medida, conductores ycuadro general de distribucin.


16/43



5.2.2 Cuadro general de distribucinCompuesto por: interruptor de control de potencia (I.C.P.), interruptor generalautomtico (I.G.A.), interruptor diferencial e interruptor automticomagnetotrmico.

Cuadro general de distribucin

5.2.2.1 I.C.P.Los interruptores automticos de control de potencia son limitadores deconsumo para abonados a compaas elctricas.

5.2.2.2 I.G.A.

Interruptor general automtico, sirve para cortar el suministro en todo el cuadro.

5.2.2.3 Interruptor diferencialLos interruptores diferenciales protegen a las personas contra contactosdirectos e indirectos y sus consecuencias (electrocucin, incendios).El diferencial se activa al detectar una salida indeseada de corriente elctrica,cortando inmediatamente el suministro de energa y evitando desagradablesconsecuencias.Las caractersticas principales que lo definen son:Corriente mxima admisible: Lmite de corriente que admite el Interruptor

Diferencial. No corta al ser superada sta.Sensibilidad: Mxima diferencia entre la corriente que entra en el circuito y laque sale antes de cortar. Su eleccin depender de la instalacin a proteger,distinguiendo tres valores:Alta sensibilidad: 30 mA.Media sensibilidad: 300 mA.Baja sensibilidad: 500 mA.


17/43



Foto y esquema de diferencial Funcionamiento del diferencial ante una derivacin

Selectividad en diferenciales;

Interruptor de lnea: 15msInterruptor de grupo: 100msInterruptor principal: 200ms

5.2.2.4 Conductor de proteccin. Tierra.La puesta a tierra es la unin elctrica directa de una parte del circuito a unatoma de tierra con un electrodo enterrado en el suelo.Mediante la conexin de puesta a tierra se evitarn diferencias de potencialpeligrosas y al mismo tiempo permitir el paso de la corriente de defecto o lasde descarga de origen atmosfrico.

Esquema con y sin conductor de tierra


18/43



5.2.2.5 Interruptor automtico magnetotrmico.Los interruptores automticos magnetotrmicos estn destinados a laproteccin y maniobra individual de circuitos contra sobrecargas ycortocircuitos.Superada la intensidad nominal el interruptor abre el circuito.Las caractersticas principales son:

Intensidad mxima admisible.

Corriente de cortocircuito.

Curva de desconexin.

El interruptor magnetotrmico est compuesto por un interruptor magntico yotro trmico;

Magntica: protege de los cortocircuitos Trmica: protege de las sobrecargas

Comportamiento de desconexin segn EN 60898 Tipos B, C yD;

Las distintas caractersticas de desconexin hacenparticularmente indicados a los interruptores de la curva B parala proteccin de lneas con cargas resistivas tales comocalefaccin elctrica, calentadores de agua, cocinas, etc.

Los interruptores de la curva C son ms apropiados para usosgenerales tales como: alumbrado, tomas de corriente, pequeosmotores, etc. Finalmente, el uso de la curva D se indica para laproteccin de lneas que contienen cargas con fuerte corriente de

conexin como pueden ser motores elctricos con arranquedirecto.

Existe selectividad (o discriminacin) entre dos elementos de proteccin enserie, cuando ante un cortocircuito acciona primero el situado elctricamente

ms prximo al punto de defecto, sin afectar al situado aguas arriba.


19/43



La selectividad est condicionada por las caractersticas de los dosinterruptores o elementos de proteccin, por la intensidad mxima de parolimitada por el aparato aguas abajo y por la intensidad mnima de desconexin

del situado aguas arriba.

5.2.3 Instalaciones interioresSon aquellas que parten del cuadro general de distribucin y enlazan con losreceptores. Con objeto de conseguir que los defectos y averas que surjan enun punto no afecten a la totalidad de la instalacin, las instalaciones interioresse subdividen dando lugar a una estructura ramificada.

5.3 Clculo de instalaciones5.3.1 Clculo de seccin

Por intensidad mxima admisible.Se usarn las tablas (ITC-BT-19) para evitar un calentamiento excesivo de losconductores en funcin de su montaje.

Por cada de tensinLa cada mxima de tensin la especifica el REBT.

En monofsico;22

mmVV

PLS T

=

En trifsico;

2mmVV

PLS T

=

En caso de calcular la seccin tanto por intensidad mxima admisible como porcada de tensin tendremos que escoger el valor ms alto de los dos.

5.3.2 Clculo de los tubosSe usarn las tablas para calcular su seccin.

5.3.2.1 Clculo de las proteccionesSe calcularn en funcin de los circuitos asociados a ellas.Deber cumplirse que;

ZNB III


20/43



En caso de estructura ramificada tendremos en cuenta la selectividad. Laselectividad asegura que la apertura del interruptor se produzca en aquelsituado ms prximo al defecto.Tipos de selectividad:

Selectividad amperimtrica. El interruptor que est aguasabajo debe cortar el circuito ante cortocircuitos, antes de que lo haga elsuperior

Selectividad cronomtrica. El interruptor que est aguas abajodebe cortar el circuito en un tiempo inferior al de aguas arriba para una mismasobreintensidad

5.4 Instalacin de puesta a tierraRequisitos expuestos en la ITC-BT-18.

1. Conductor de proteccin.2. Conductor de unin equipotencialprincipal.

3. Conductor de tierra.B. Borne principal de tierra.M. Masa.C. Elemento conductor.P. Canalizacin metlica de agua.T. Toma de tierra.

5.4.1 Tomas de tierraSe utilizarn electrodos formados por: barras, tubos, pletinas, etc.

5.4.2 Conductor de tierraLa seccin mnima no podr ser menor de 16 mm.

5.4.3 Borne de puesta a tierra

A l deben unirse los conductores de tierra, los de proteccin y los de uninequipotencial principal.

5.4.4 Conductores de proteccinLa seccin ser funcin de las secciones de los conductores activos en lainstalacin. Ver tablas.

5.4.5 Resistencia de la toma de tierra.El electrodo se dimensionar de modo que la resistencia de tierra no seasuperior al valor especificado para ella en cualquier circunstancia. Tendremosque tener en cuenta la naturaleza del terreno (Ver tablas).


21/43



El valor de la resistencia ser tal que cualquier masa no pueda dar lugar atensiones de contacto superiores a;

24 V en local o conductores.50 V en los dems casos.

Ra * Ia


22/43



6 Riesgo elctrico

6.1 IntroduccinEl Real Decreto 614/2001establece las condiciones mnimas para la proteccinde la salud y seguridad de los trabajadores frente al riesgo elctrico.

Riesgo elctrico: riesgo originado por la energa elctrica. Quedanespecficamente incluidos los riesgos de:

Choque elctrico.

Quemaduras por choque elctrico, o por arco elctrico (75%).

Cadas o golpes como consecuencia de choque o arco elctrico.

Incendios o explosiones originados por la electricidad.

Carcter de los peligros elctricos:

No tiene olor.

No se detecta por la vista.

Generalmente no se aprecia al odo.

Factores tcnicos de riesgo:

Intensidad de la corriente que pasa por el cuerpo humano.

Tiempo de exposicin al riesgo.

Trayectoria de la corriente elctrica por el cuerpo humano.

Naturaleza de la corriente (alterna/continua).

Resistencia elctrica del cuerpo humano.

Factores humanos de riesgo:

Edad.

Enfermedades.

Sexo.

Estado emocional.

Profesin habitual.

Experiencia.


23/43



Efectos sobre el organismo:

Paro cardaco.Asfixia.

Quemaduras.

Tetanizacin.

Fibrilacin ventricular.

Lesiones permanentes(parlisis, contracturaspermanentes, etc.).

Efecto en el organismo producido por C.A.

6.2 Tipos de protecciones

6.2.1 Protecciones contra contactos elctricos indirectos

Proteccin por corte automtico de la alimentacin. Se utilizarninterruptores diferenciales. Ver instalacin de puesta a tierra.

Proteccin por empleo de equipos de la clase II o por aislamiento

equivalente.Proteccin en los locales o emplazamientos no conductores.

Proteccin mediante conexiones equipotenciales locales no conectadas atierra.

Separacin de circuitos.

6.2.2 Protecciones contra contactos elctricos directos

Proteccin por aislamiento de partes activas.

Proteccin por medio de barreras o envolventes.

Proteccin por medio de obstculos.

Proteccin por puesta fuera del alcance por alejamiento.


24/43



6.3 Clases de materiales elctricos

Material clase 0: la proteccin se basa en el aislamiento principal.

Material clase I: conductor de proteccin puesto a tierra.

Material clase II: doble aislamiento.

Material clase III: la proteccin se basa en una alimentacin a muy bajatensin ( 50 V en C.A. o 75 V en C.C. )

6.4 ndices de proteccin IPLa proteccin de la envolvente de los equipos elctricos se indica mediante lassiglas IP.1 cifra: grado de proteccin de las personas contra el acceso a partes

peligrosas y grado de proteccin del equipo contra penetracin de objetosslidos extraos.2 cifra: grado de proteccin contra la penetracin de agua.Letra adicional: grados de proteccin contra el acceso a partes peligrosas.Letra suplementaria: informacin suplementaria.

1 cifra Proteccin0 No protegido.1 Protegido contra acceso a partes peligrosas con el dorso de la mano y contra cuerpos

slidos extraos superiores a 50 mm .2 Protegido contra acceso a partes peligrosas con un dedo y contra los cuerpos slidos

extraos de 12,5 mm y mayores.3 Protegido contra acceso a partes peligrosas con un dedo y contra cuerpos slidos extraosde 2,5 mm de y mayores.

4 Protegido contra el acceso a partes peligrosas con un alambre y contra los cuerpos slidosextraos de 1,0 mm de y mayores.

5 Protegido contra el acceso a partes peligrosas con un alambre y contra el polvo.6 Protegido contra el acceso a partes peligrosas con un alambre y totalmente contra el polvo.

2 cifra Proteccin0 No protegido contra el agua.

1 Protegido contra la cada vertical de gotas de agua.

2 Protegido contra la cada vertical de gotas de agua hasta una inclinacin mx. de 15.3 Protegido contra el agua en forma de lluvia con inclinacin mxima de 60.4 Protegido contra proyecciones de agua en cualquier direccin

5 Protegido contra chorros de agua en cualquier direccin.

6 Protegido contra fuertes chorros de agua en cualquier direccin.

7 Protegido contra los efectos de la inmersin temporal en agua.

8 Protegido contra la inmersin prolongada en agua.


25/43



6.5 Primeros auxiliosEn caso de accidente la secuencia de acciones debera ser:

Peticin de ayuda.

Rescate o desenganche. Cortar la electricidad o utilizar elementosaislantes.

Aplicar primeros auxilios.

Comprobar conocimiento.

Comprobar si respira/tiene pulso.

Si no: maniobra de reanimacin.

En caso de quemaduras:

Eliminar la causa.

Muy importante: qu no se debe hacer!

Aplicar pomadas.

Aplicar fro de forma general.

Despegar la ropa.

Dejar sola a la vctima.

Demorar el transporte.

6.6 Equipos de proteccin individual (EPI)Los equipos de proteccin individual debern llevar la marca CE y estarrevisados en las fechas correspondientes.

6.6.1 Equipos de proteccin individual;

Casco de seguridad aislante con proteccin de mentn.

Gafas o pantalla facial inactnicas.

Guantes de proteccin.6.6.2 Equipo colectivo

Material de sealizacin.

Herramientas aisladas.

Accesorios aislantes: capuchones, pantallas...

Dispositivos aislantes: alfombras, banquetas, escaleras, metros...


26/43



6.7 Procedimiento de trabajo

6.7.1 Antes de realizar un trabajoEs necesario elaborar una sistemtica segura de ejecucin que incluya:

La secuencia de operaciones.

Los equipos auxiliares y EPIs.

Que problema puede obligar a suspender.

Prever el fallo material y tcnico.

En instalaciones complejas el procedimiento deber elaborarse porescrito.

6.7.2 Normas a seguirTodo trabajo en una instalacin elctrica, o en su proximidad, que conlleve unriesgo elctrico deber efectuarse sin tensin

Excepto en los casos siguientes:

Operaciones elementales como conectar y desconectar en BT.

Trabajos en instalaciones con tensiones de seguridad.

Maniobras, mediciones, verificaciones (ya que no podrn hacerse sintensin).

Trabajos en o en proximidad de instalaciones cuyas condiciones deexplotacin o de continuidad del suministro as lo requieran (como trabajaren grupo en el plat).

6.7.2.1 Normas a seguir para dejar una instalacin sin tensin

Desconectar.

Prevenir cualquier posible realimentacin, enclavando los aparatos decorte y fijando letreros con: no activar este equipo.

Verificar la ausencia de tensin.

6.7.2.2 Trabajo en una instalacin con tensinUtilizacin de los EPIs: guantes, casco con gafas inactnicas, alfombra...Sealizacin de la zona de seguridad.


27/43



7 La corriente alterna.

7.1 Valores fundamentales de la corriente alterna

Diagrama de la C.A.

Valor mximo.

Valor instantneo.

Valor eficaz. VV

V 2202

311

2

max===

Valor medio.

Perodo: tiempo que se invierte en completar un ciclo completo (T).

Frecuencia: nmero de veces que se repite un ciclo en un segundo.

)(1Hz

TF =

7.1 Circuitos RCL.Al ser variable la corriente electrica en C.A. aparecen una serie de fenomenosnuevos al utilizar como receptores bobinas y condensadores. Estos junto con laresistencia pura limitaran la intensidad de corriente de la forma;

ZIV =

Siendo Z la impedancia que corresponde a la carga, medida en ohmios.Analizaremos ahora la influencia de la resistencia, la bobina y el condensador

de forma separada.Circuito con resistencia pura;

RZ = La inductancia es igual a la resistencia.En un circuito con resistencia pura la intensidad y tension estan en fase.Circuito con bobina;

LXZL ==

F=2 Siendo;L: coeficiente de autoinduccion medido en Henrios.

W: velocidad angular del alternador.


28/43



F: la frecuencia medida en hercios.La inductancia es igual a la reactancia inductiva.Un circuito con inductancia pura produce un angulo de 90 de retraso de la

corriente respecto a la tensin.Circuito con condensador;

CXZ

C

==

1

Siendo C la capacidad del condensador medida en Faradios.La inductancia es igual a la reactancia capacitiva.Un circuito con reactancia pura adelanta un angulo de 90 la corriente conrespecto a la tensin.

Circuito RCL;El valor de la impedancia para uncircuito con bobinas, resistencias ycondensadores es;

( )( )22CL XXRZ +=

El desfase de la tension con respecto a la corriente ser funcion de la cantidadde reactancia capacitiva e inductiva del circuito.

7.2 InductorUn inductor o bobina es un

componente pasivo de un circuitoelctrico que, debido al fenmeno dela autoinduccin, almacena energaen forma de campo magntico.

7.2.1 Comportamiento en corriente continuaUna bobina ideal en CC se comporta como un cortocircuito, mientras que lareal se comporta como una resistencia cuyo valor R

Lser el de su devanado.


29/43



Esto es as en rgimen permanente ya que en rgimen transitorio, esto es, alconectar o desconectar un circuito con bobina, suceden fenmenoselectromagnticos que inciden sobre la corriente.

7.2.2 Comportamiento en corriente alterna

En CA, una bobina ideal ofrece una resistencia al paso de la corriente querecibe el nombre de reactancia inductiva, XL, cuyo valor viene dado por elproducto de la pulsacin ( ) por la inductancia, L:

Al conectar una CA senoidal v (t)a una bobina aparecer unacorriente i (t), tambin senoidal,

esto es, variable, por lo que,como se coment ms arriba,aparecer una fuerzacontraelectromotriz, -e (t), cuyovalor absoluto puede demostraseque es igual al de v (t). Por tanto,cuando la corriente i (t) aumenta,e (t) disminuye para dificultardicho aumento; anlogamente,cuando i (t) disminuye, e (t)aumenta para oponerse a dichadisminucin.

En una bobina ideal (la que no tiene resistencia hmica ni capacidad, que porotra parte no existe) la corriente sufre un retraso de 90 respecto de la tensinaplicada.

7.2.3 Asociacion de bobinas.

Serie

Paralelo


30/43



7.3 CondensadorEn electricidad y electrnica, un condensadoro capacitador es un dispositivo que almacenaenerga elctrica, es un componente pasivo.Est formado por un par de superficiesconductoras, separados por un materialdielctrico

7.3.1 Comportamiento en corriente continua

Un condensador real en CC se comporta prcticamente como uno ideal, esto

es, como un circuito abierto. Esto es as en rgimen permanente ya que enrgimen transitorio, esto es, al conectar o desconectar un circuito concondensador, suceden fenmenos elctricos transitorios que inciden sobre lad.d.p. en sus bornes.

7.3.2 Comportamiento en corriente alterna

En CA, un condensador idealofrece una resistencia al paso de lacorriente que recibe el nombre dereactancia capacitiva, XC, cuyovalor viene dado por la inversa del

producto de la pulsacin( ) por la capacidad, C:

CXC

=

1

De todo lo anterior se deduce quela corriente queda adelantada 90respecto de la tensin aplicada.

7.3.3 Asociaciones de condensadores

Serie:

Paralelo:


31/43



7.4 Potencia en C.A.Debido al desfase entre tension y corriente podemos hablar de tres

componentes de la potencia en corriente alterna;

Tringulo de potencias

Potencia activa P: es la potencia que produce un trabajo efectivo en elreceptor (producida por una resistencia).

cos= IVP (Watios; W)Potencia reactiva Q:es aquella producida por bobinas y condensadores y queno se transforma en un trabajo efectivo en el receptor. Esta potencia fluctaentre generador y receptor y hace circular una corriente de lnea no til.

senIVQ = (Voltio amperios reactivos; VAR)Potencia aparente S: potencia que se mueve por los conductores desde elgenerador hasta el receptor. Es la suma vectorial de la potencia activa ms lareactiva.

IVS = (Voltio amperios; VA)


32/43



7.5 Factor de potenciaNos indica que parte de la potencia aparente es activa.

cos==S

PFP

En los receptores suelen venir indicado el valor del factor de potencia.En una instalacin nos interesa tener un factor de potencia alto, ya que aunquela potencia que pagamos es la activa por los conductores circular la potenciaaparente, y la empresa suministradora nos obliga a tener un FP cercano a 1(FP>0.9), pudiendo recargar la tarifa en caso contrario.En caso de tener un FP bajo estaremos sobrecargando nuestras lneas con

una corriente que no realizar trabajo til.

7.5.1 Correccin del factor de potenciaEn las instalaciones industriales se utilizan receptores de tipo inductivo, lo quehace que el FP disminuya alejndose de 1.Para contrarrestar el carcter inductivo se instalan condensadores en paralelocon la red o con los receptores individualmente, con lo que se mejora el FPacercndolo a 1.En caso de compensacin en red llamaremos al dispositivo regulador depotencia reactiva.

Esquema de conexin, antes y despus de mejorar el F.P. en trifsica


33/43



N 1 1

2

3

2

3

8 Sistemas trifsicos

La energa elctrica se produce, transporta y distribuye en forma de corrientealterna trifsica. La monofsica no es ms que una derivacin de la trifsica.La caracterstica principal es que utilizamos cuatro hilos, (tres fases msneutro).

Ventajas:

Dos tensiones diferentes (entre fase-fase y entre fase y neutro)Arranque en motores trifsicos. Mejor rendimiento, mejor FP.Sistemas trifsicos reducen en el peso de los conductores de lnea paramisma U y P.

Generacin:De las tres bobinas del alternador se consiguen seis terminales que puedenconectarse de dos formas distintas: en estrella y en tringulo.

Conexiones estrella y tringulo

La ms utilizada es en estrella, que permite el uso del conector neutro. Elneutro se conecta a tierra junto con el chasis del generador por seguridad.En una conexin en estrella podemos encontrar;

Tensin simple o de fase Vs: tensin en cada bobina del alternador.

Intensidad de lnea: corriente por cada conductor de lnea.

Tensiones compuestas Vc: tensiones entre cada una de las fases. Secumple que:

SC VV = 3

Actualmente encontramos dos tipos de tensiones;230v F-F y 127 F-N (antigua)


34/43



T

T

220v

N F

N R S T

3X220v

R S

N R S T

T

3X220v+N

N R

N R S T

S T

3X380v+N

N R

N R S

S

400 v F-F y 230 F-N (la ms comn)

Conexin de los receptores

Podremos conectar cargas conectadas en estrella, tringulo o cargasmonofsicas.Al conectar cargas monofsicas a un sistema trifsico es importante equilibrarlas diferentes cargas entre las tres fases.

8.1 Potencia en trifsica

FPIVPLC = 3

8.2 Formas de conectar un DimmerEn funcin de la acometida que tengamos conectaremos el dimmer yposicionaremos el selector de tensin;Podremos seleccionar entre dos posibilidades:230v: cuando tengamos 3 fases x 230v + neutro.400v: cuando tengamos 3 fases x 400v + neutro (lo mas comn).

Acometida

Conexin en dimmer

Diferentes formas de conectar nuestro equipo segn la acometida.


35/43



9 Simbologa.


36/43



10 Tablas

Intensidades admisibles (A) al aire 40 C. N de conductores con carga ynaturaleza del aislamiento. Extrada de ITC-BT-19


37/43



Conductores de proteccin

Secciones de los conductores de fase opolares de la instalacin (mm2)

Secciones mnimas de losconductores de proteccin (mm2)

S 16 S (*)

16 < S 35 16

S > 35 S/2

(*) Con un mnimo de:2.5 mm2 si los conductores de proteccin no forman parte de la canalizacin dealimentacin y tienen una proteccin mecnica;

4 mm2

si los conductores de proteccin no forman parte de la canalizacin y no tienenuna proteccin mecnica.


38/43



Valores orientativos de la resistividad en funcin del terreno

Naturaleza terreno Resistividad en Ohm x m

Terrenos pantanosos de algunas unidades a 30

Limo 20a 100

Humus 10 a 150

Turba hmeda 5 a 100

Arcilla plstica 50

Margas y Arcillas compactas 100 a 200

Margas del Jursico 30 a 40

Arena arcillosas 50 a 500

Arena silcea 200 a 3.000

Suelo pedregoso cubierto de csped 300 a 500

Suelo pedregoso desnudo 1500 a 3000

Calizas blandas 100 a 300

Calizas compactas 1.000 a 5.000

Calizas agrietadas 500 a 1000

Pizarras 50 a 300

Roca de mica y cuarzo 800

Granitos y gres procedente de alteracin 1. 500 a 10.000Granito y gres muy alterado 100 a 600

Frmulas para estimar la resistencia de tierra en funcin de la resistividaddel terreno y las caractersticas del electrodo

Electrodo Resistencia de Tierra en Ohm

Placa enterrada R = 0,8/P

Pica vertical R =/L

Conductor enterrado horizontalmente R = 2/L

,resistividad del terreno (Ohm x m)P, permetro de la placa (m)

L, longitud de la pica o del conductor (m)


39/43



11 Anexo 1: Formacin/capacitacin mnima de los

trabajadores.Trabajos sin tensin Trabajos en tensin

Maniobras,mediciones, ensayos y

verificacionesTrabajos en proximidad

Supresin yreposicion

de la tensin

Ejecucinde los

trabajossin tensin

Realizacin

Reponerfusibles

Medicionesensayos y

verificaciones

Maniobras locales

Preparacin Realizacin

B.T. A T C A A A A T

A.T. C T

C + AE(con

vigilancia

de un jefede trabajo)

C ( adistancia

)

C o Cauxiliado por

A

A CA o T

vigilado por

A

T = CUALQUIER TRABAJADORA = AUTORIZADOC = CUALIFICADOC + AE = CUALIFICADO Y AUTORIZADO POR ESCRITO

1.-Los trabajos con riesgos elctricos en AT no podrnserrealizados por trabajadores de una Empresa de TrabajoTemporal(RD 616/1999).2.-La realizacin de las distintas actividadescontempladasse harn segn lo establecido en las disposiciones delpresenteReal Decreto.

Trabajador autorizado: trabajador que ha sido autorizado por el

empresario para realizar determinados trabajos con riesgo elctrico, enbase a su capacidad para hacerlos de forma correcta, segn losprocedimientos establecidos en este Real Decreto.

Trabajador cualificado: trabajador autorizado que posee conocimientosespecializados en materia de instalaciones elctricas, debido a suformacin acreditada, profesional o universitaria, o a su experienciacertificada de dos o ms aos.

Jefe de trabajo: persona designada por el empresario para asumir laresponsabilidad efectiva de los trabajos.


40/43



12 Anexo 2: Tipos de cables.

En los ultimos aos han aparecido en el mercado los cables de alta seguridad otambien llamados libre de halogenos.La normativa los hace obligatorios para los locales de pblica concurrencia.Tipos de cable de alta seguridad;

Cables no propagadores del incendio (AS): Son aquellos cables que nopropagan el fuego a lo largo de la instalacin, incluso cuando staconsta de un gran nmero de cables, ya que se autoextinguen cuando lallama que les afecta se retira o apaga.

Cables resistentes al fuego (AS+): Son aquellos cables que, adems deno propagar el fuego a lo largo de la instalacin, mantienen el servicio

durante y despus de un fuego prolongado, a pesar de que durante elfuego se destruyan los materiales orgnicos del cable en la zonaafectada.

En caso de incendio ambos tipos de cable tienen una emisin de gasesopacos y de gases halgenos y corrosivos muy reducida.


41/43

Mdulo

deelectricidad

PabloPujolPrez

41

Escnica.P

rogramadeEstudiosTcnicos

Tiposdecablesmascomunes;


42/43

Mdulo

deelectricidad

PabloPujolPrez

42

Escnica.P

rogramadeEstudiosTcnicos


43/43


13 Bibliografa

Gua tcnica para la evaluacin y prevencin del riesgo elctrico. REALDECRETO 614/2001, de 8 de junio BOE n 148, de 21 de junio.

Reglamento Electrotcnico para Baja Tensin. Real Decreto 842/2002de2 de Agosto de 2002.

Medidas de prevencin frente al riesgo elctrico en las instalaciones dealta y baja tensin. Juan A. Calvo Sez.

Reglamento Electrotcnico para Baja Tensin. R.D 842/2002.

Trabajos y maniobras en instalaciones elctricas de baja tensin. Juan A.Calvo Sez.

Electrotecnia. Pablo Alcalde S. Miguel.Manual prevencin riesgos laborales. Escnica.

Manual de consulta para la imparticin de acciones formativas sobreseguridad de los trabajadores en operaciones con riesgo elctrico,System Centros de Formacin, 2006.

Control de la iluminacin. Tecnologa y aplicaciones. Robert S. Simpson.Focal Press, 2003.

La luz en el teatro. Manual de iluminacin. Eli Sirlin. Editorial inteatro.

u d 1 electricidad bc3a1sica

Documents