Electricidad general

Electricidad general: conceptosfísicos y técnicosAutor: Marcos Tostado Véliz

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Presentación del curso

La electricidad es un fenómeno físico cuyo origen se encuentra enlas cargas eléctricas y cuya energía se manifiesta en fenómenosmecánicos, térmicos, luminosos, químicos, entre otros.

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1. Conceptos básicos[http://www.mailxmail.com/curso/informatica/electricidad-fisicos-tecnicos/capitulo1.htm]

1. Efectos prácticos de la electricidad.

Efecto térmico: consiste en transformar la energía eléctrica en calormediante las resistencias.

Efecto luminoso: transformación de la energía eléctrica en luz, paraello se usan lámparas y tubos fluorescentes.

Efecto químico: transformar la energía eléctrica en química (pilas,baterías).

Efecto magnético: si alimentamos una bobina eléctrica concorriente, ésta se comportará como un electroimán.

Efecto de movimiento: transformar la energía eléctrica en energíamecánica en forma de rotación (motores).

2. Teoría atómica de la corriente eléctrica.

La materia está formada por átomos, los átomos a su vez no soncompactos ya que tienen dos partes fundamentales:

Núcleo: es la parte central del átomo en la cual se concentran dostipos de partículas:

- Protones: son partículas de carga eléctrica positiva.

- Neutrones: partículas sin carga eléctrica.



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Orbitales: alrededor del núcleo se encuentran los electrones,girando a gran velocidad y describiendo órbitas. Los electrones sonpartículas con carga eléctrica negativa.

2.1. Corriente eléctrica.

Los electrones de las capas más exteriores, pueden desprendersedel átomo y empezar a moverse, al ser sometidos a una fuerzaexterna. Para provocar este movimiento tenemos que poner encontacto un cuerpo al que le sobren electrones (negativo), con otrocuerpo al que le falten electrones (positivo). En estas condiciones,si unimos los dos cuerpos mediante un elemento conductor, seestablecerá una circulación de electrones desde el cuerpo al que lesobran hacia el cuerpo al que le faltan, a este movimiento deelectrones se le llama corriente eléctrica. En este caso habrácorriente hasta que los dos cuerpos queden eléctricamente neutros.

A la diferencia de carga eléctrica que hay entre los dos cuerpos sele llama diferencia de potencial (ddp), o tensión, y se puedeconsiderar como la fuerza que provoca el movimiento de electrones.

El sentido real de la corriente, es del cuerpo negativo al postitivo,sin embargo, curiosamente, en los circuitos eléctricos ocurre alrevés, el movimiento se produce del cuerpo positivo al negativo.






2. Circuito eléctrico[http://www.mailxmail.com/curso/informatica/electricidad-fisicos-tecnicos/capitulo2.htm]

3. Circuito eléctrico.

Básicamente lo componen los siguientes elementos:

Pila o generador: es el elemento que produce la circulación deelectrones o corriente eléctrica, para ello entre sus extremosmantiene siempre una diferencia de potencial. Cables oconductores: están hechos de cobre o aluminio y a través de ellosse mueven los electrones. Interruptor: es un elemento de control,abre y cierra el circuito. Receptores: son todos aquellos aparatosque transforman la energía eléctrica en otro tipo de energía.

4. Magnitudes eléctricas fundamentales.

Son los parámetros que se utilizan para medir el fenómeno de lacorriente eléctrica. Los fundamentales son los siguientes:

Intensidad de corriente: es la cantidad de carga eléctrica quecircula por un conductor en unidad de tiempo, su símbolo es I y suunidad el amperio A, el múltiplo del amperio es el kiloamperio kA,y el submúltiplo el miliamperio mA. El aparato utilizado para medirla intensidad es el amperímetro, este aparato se conecta en serie,es decir, intercalado en el cable cuya intensidad queremos medir.







Tensión: es la diferencia de potencial entre dos puntos del circuito,su símbolo es V, y su unidad el voltio; su múltiplo el kilovoltio kV, ysu submúltiplo el milivoltio mV. El aparato que mide la tensión esel voltímetro, este aparato se conecta en paralelo a los dospuntoscuya tensión queremos medir.

Resistencia: es la oposición que presenta cualquier elemento alpaso de la corriente eléctrica, su símbolo es R o Z, se mide enohmios, su múltiplo es el kiloohmio k ohmios Potencia: se puededefinir como el producto de tensión e intensidad, es el valorcaracterístico de todo receptor eléctrico, su símbolo es P, se mideen vatios w y sus múltiplos son el kilovatio kW y el megavatio MW.Existen vatímetros, que conectados en serie y paralelo te dan elvalor de la potencia (un vatímetro no es más que la combinación deun amperímetro y un voltímetro en un mismo aparato).






3. Maneras de producir electricidad[http://www.mailxmail.com/curso/informatica/electricidad-fisicos-tecnicos/capitulo3.htm]Por reacción química: este procedimiento sucede en pilas ybaterías, el sistema transformado en su forma más básica, formadopor un baño de ácido en el que se introducen dos electrodos, elánodo de zinc (-) y el cátodo de cobre (+), entre los dos apareceuna tensión, y careando el circuito con algún receptor, unaintensidad.

Por presión: algunos materiales tienen la propiedad de que, alaplicar sobre ellos una fuerza, producen una pequeña corrienteeléctrica. Un ejemplo es el cuarzo, usado en encendedores,reflectantes de zapatillas... Por acción de la luz: algunosmateriales como el silicio, tienen la propiedad de producir unacorriente eléctrica cuando incide sobre ellos energía luminosa. Éstees el funcionamiento de las placas solares, y a esto se le llamaefecto fotovoltaico. Por acción del calor: uniendo dos materialesdiferentes, como cobre y níquel, y aplicándoles calor, se crea unatensión. Así funcionan los termómetros digitales, a esto se lo llamaefecto fotoeléctrico. Por acción magnética: haciendo girar unabobina dentro de un campo magnético formado por dos imanes,así funcionan dinamos y alternadores, a esto de lo llama efectoelectromagnético.












4. Resistencia de un conductor[http://www.mailxmail.com/curso/informatica/electricidad-fisicos-tecnicos/capitulo4.htm]

La resistencia de un cable conductor depende de tres factoresfundamentales: material, longitud y sección.

La expresión matemática es la siguiente:

Donde:

R= resistencia

= resistividad del conductor

S= sección del conductor.

Explicación de la constante:

Viene dada por el material, se mide en "ohmios por milímetrocuadrdado partido de metros", y cuanto menor es su valor mejorconductor es el material. Otro parámetro importante es lacoductividad, que no es más que la inversa de la resistividad.Valores de estas constantes para los dos materiales más usados:

Cobre:

Conductividad: 56 Resistividad: 0,0178

Aluminio:

Conductividad: 35 Resistividad: 0,028 Influencia de la temperatura en laresistencia:

La resistencia eléctrica de los materiales metálicos utilizados comoconductores (cobre, aluminio, acero¡), varía con la temperatura, deforma que al aumentar esta, aumenta la resistencia.

La expresión matemática de este fenómeno es la siguiente:







Donde:

R= resistenciaR0= resistencia a la temperatura inicialconstante que depende de cada material.At= incremento de la temperatura.

Resistencia de los materiales aislantes:

Los materiales aislantes también reciben el nombre de dieléctricos,en las instalaciones eléctricas tienen tanta importancia como losmateriales conductores, ya que protegen de posibles accidentes alas personas.

Los aislantes tienen resistencias en torno a los millones de ohmios.Para indicar la mayor o menor calidad de un material aislante, seemplea un concepto distinto al de la resistencia llamado rigidezdieléctrica, que se puede definir como la tensión a la que unmaterial pierde sus características aislantes y se convierte enconductor, también se lo llama tensión de perforación y se sueleexpresar en Kv/mm.

La rigidez dieléctrica de los materiales aislantes más usados es lasiguiente:

Agua pura 12Papel 16Aceite mineral 4PVC 50Aire seco 3,1






5. Ley de ohm[http://www.mailxmail.com/curso/informatica/electricidad-fisicos-tecnicos/capitulo5.htm]

Es la Ley más básica, y sobre la cual se desarrollan todas lasexpresiones más complejas. Hay un truco para aprenderse susexpresiones:

VR I

De este triángulo salen las tres fórmulas básicas de la Ley de ohm:







6. Potencia y energía eléctrica[http://www.mailxmail.com/curso/informatica/electricidad-fisicos-tecnicos/capitulo6.htm]

En física se define la potencia como la rapidez con la que se realizaun trabajo y se calcula dividiendo el trabajo entre el tiempo, enelectricidad la potencia se obtiene multiplicando la fuerza quemueve a los electrones (tensión), por la cantidad de electrones quecirculan en un segundo (intensidad), resumiendo, potencia=tensiónpor intensidad.

Potencia perdida en un conductor.

En un conductor eléctrico, al circular intensidad por él, sepresentan unas pérdidas debidas a la resistencia que presenta elmaterial al paso de ésta corriente. El valor de ésta potencia perdidase expresa de la siguiente manera:

Donde:Pp= potencia perdidaRl= resistencia de la línea (se calcula con la expresión vista en elcap:4) I= intensidad

Medida de la potencia eléctrica.

El aparato utilizado para medir la potencia eléctrica es el vatímetro,como se dijo anteriormente no es más que la combinación de unvoltímetro, y un amperímetro. Al estar formado por los dos debeconectarse en serie y paralelo. A continuación se representan suesquema interno, y la forma en la que he de conectarse:







Energía eléctrica.

Se puede definir como cantidad de potencia en unidad de tiempo,su unidad es el julio, pero esta unidad se queda pequeña y se suelemedir en kilovatios hora: kW/h.

Medida de la energía eléctrica.

El aparato utilizado para medir la energía eléctrica es el contador.En su interior incorpora un motor eléctrico, que gira en función dela intensidad absorbida, al final lo que hace es multiplicar lasvueltas que ha dado por el tiempo que ha estado dándolas, endefinitiva que al ser la tensión constante, se cumple lo siguiente:E= V*I*t. El contador eléctrico sigue el mismo esquema deconexiones de un vatímetro.






7. Formulario[http://www.mailxmail.com/curso/informatica/electricidad-fisicos-tecnicos/capitulo7.htm]

Ley de ohm:

Potencia:

Energía:







8. Efecto Joule[http://www.mailxmail.com/curso/informatica/electricidad-fisicos-tecnicos/capitulo8.htm]

Cuando la corriente eléctrica circula por un conductor, encuentra una dificultad quedepende de cada material y que es lo que llamamos resistencia eléctrica, estoproduce unas pérdidas de tensión y potencia, que a su vez den lugar a uncalentamiento del conductor, a este fenómeno se lo conoce como efecto Joule. Endefinitiva, el efecto Joule provoca una pérdida de energía eléctrica, la cual setransforma en calor, estas pérdidas se valoran mediante la siguiente expresión:

Donde:Pp= potencia perdidat = tiempo en segundos.

Este efecto es aprovechado en aparatos caloríficos, donde estas pérdidas setransforma en energía calorífica, que se expresa por la letra Q, y se mide en calorías.

Calor específico.

Cantidad de calor que se le comunica a un cuerpo para elevar un grado latemperatura, de un gramo del total de la masa. A continuación se indican los valoresde calor específico para algunos materiales:

La energía calorífica en función del calor específico y de la variación de latemperatura, se expresa de la siguiente manera:

Donde:

Q= Energía calorífica en caloríasCe= calor específico Cal/g*ºCm= masa del cuerpo en gramosAt= incremento de la temperatura en grados centígrados.







9. Cálculo de sección de conductores porintensidad[http://www.mailxmail.com/curso/informatica/electricidad-fisicos-tecnicos/capitulo9.htm]

Como hemos visto anteriormente, al circular una corriente por unconductor se produce un calentamiento debido al efecto Joule. Sieste calentamiento es excesivo pueden ocurrir varias cosas:

Que debido a las grandes pérdidas producidas, no funcionescorrectamente la instalación. Que se queme el conductor.

Para evitarlo existe un proceso cálculo, y una serie de tablas yvalores normativos de referencia. El proceso de cálculo se divide endos grandes pasos bien diferenciados:

Primero: cálculo del conductor por intensidad. Segundo: cálculo delconductor por caída de tensión.

Es importante realizar los cálculos por este orden. Antes deempezar es necesario conocer una serie de datos:

Potencia total absorbida, o en su defecto intensidad. ¿La instalaciónes trifásica o monofásica? Tensión de la instalación (normalmente230V si es monofásica, o 400V si es trifásica). Material delconductor. Longitud del condutor. Como está instalado elconductor (empotrado bajo tubo, superficial...) ¿De que tipo deconductor se trata: unipolar (varios cables), o multipolar (varioscables envueltos por un material aislante común, comúnmenteconocido por manguera). Material aislante de la línea (para estoscasos PVC, XLPE o EPR). En algunos momentos de este cálculonecesitaremos consultar algunos aspectos normativos, en este linkpodrás consultar en todo momento las guías del ReglamentoElectrotécnico de Baja Tensión (REBT), que será las quenecesitemos para este proceso. Para este cálculo usaremos laITC-BT 19, la encontrarás entre otras en este link: http://www.ffii.nova.es/puntoinfomcyt/rebt_guia.asp

Una vez conocidos estos datos podremos comenzar:

Nota: este procedimiento solo es válido para instalacionesrecogidas en la ITC-BT 019, interiores de viviendas y locales, nosirven para líneas generales de alimentación, cables enterrados o




http://www.ffii.nova.es/puntoinfomcyt/rebt_guia.asp




líneas aéreas o posadas sobre fachada, este proceso se describirámás adelante, al ser más complejo y requerir unos conocimientosmás avanzados.

Ahora bien, será necesario llegados a este punto conocer dosaspectos:

¿Es trifásica la línea?. ¿Alimenta la línea un motor de granpotencia?. Si es así sería bueno considerar una cosa llamada factorde potencia, este factor será descrito en su momento, pero decirteque es un valor comprendido entre 0,8 y 1, que aumentará laintensidad absorbida.

Para que te sirva de ejemplo calcularemos la sección de la siguientelínea:

Línea trifásica de PVC (3 fases más neutro), a 400V, que alimentaráun motor de 5CV. La longitud de la línea es de 30 metros, se tratade una manguera tetrapolar y va instalada bajo un tubo de PVC,empotrado en la pared.

1er paso: calcular la intensidad total. Como bien hemos vistoanteriormente, la fórmula de la intensidad es la siguiente:

La resistencia es un valor que no solemos tener, es más fácil quedispongamos de la potencia consumida por el aparato, por ello esmás usada esta fórmula:

PERO al ser trifásica la línea, y alimentar un motor de granpotencia, hemos aplicado una serie de factores quedando así laecuación:

Lo de la raíz de tres va cuando la instalación es trifásica y siempreen el mismo sitio, lo del 0,9 es más relativo, normalmente cuandohay un motor se suele aplicar, si este motor es muy grande o haymuchos motores se le aplica el 0,8, pero normalmente solo seaplica el 0,9 en algunos casos.






Para pasar los CV a kilovatios basta con multiplicar los caballos por3,75. En este caso:

5CV*3,75= 18,75kW

Y sabiendo que un kilovatio son mil vatios tendremos: 18.750 w.

Por lo tanto tendremos:

La Normativa indica que para receptores con gran consumo deelectricidad en el arranque, se apliquen además otros factores,nosotros de momento no haremos eso, ya los veremos másadelante.

Ahora tocará consultar la ITC-BT 19, más concretamente la tabla 1.

Tendremos que buscar el tipo de instalación que coincide con lanuestra en la columna de la izquierda.






Veremos que coincide con la A2 (no os fiéis del dibujo, leed eltexto).

Si seguimos hacia la derecha veremos que aparecen unas celdas enlas que pone 3 PVC, 2 XLPE o EPR..., nosotros buscaremos el 3 PVC(ya que la línea es trifásica y está aislada con PVC, si fueramonofásica de XLPE, habría que buscar 2 XLPE), muy importantesin salirte de la fila A2.






Una vez ahí iremos para abajo hasta llegar a unas celdas connumeros (hay muchas).

Buscaremos en nuestra columna nuestro valor de intensidad, si noestuviera, que es lo más normal, habrá que irse al inmediatamentesuperior. Veremos que en este caso deberemos coger 34A.






Una vez encontrado, sin salir de esa fila en la que está el valorde la intensidad, volveremos a la izquierda, allí hay una columnacon unos valores que van tal que así: 1,5; 2,5; 4... estos son losvalores normalizados de sección, te vas a encontrar con el tuyo encuanto vayas para la izquierda. Si lo has hecho bien este valor será10 mm2.

De momento esta sería la sección de nuestro cable, pero aún no haacabado el proceso.






10. Cálculo de sección de condcutores porcaída de tensión[http://www.mailxmail.com/curso/informatica/electricidad-fisicos-tecnicos/capitulo10.htm]

Esta parte del cálculo es tan importante como la anterior, como yase ha explicado anteriormente, en los conductores se producen unaserie de pérdidas, que de ser excesivas, pueden generar un malfuncionamiento de la instalación.

El REBT, establece lo siguiente: para instalaciones interiores oreceptoras (nuestro caso), no deberán superarse en ningún caso lossiguientes valores de caída de tensión: 3% de la tensión nominalpara receptores de alumbrado. 5% para receptores de fuerza motriz(todo aquello que no es alumbrado).

Siguiendo esto sabemos que el valor máximo de caída de tensiónque podremos tener en nuestra instalación será:

Una vez hecho esto, será necesario aplicar la siguiente fórmula:Para instalaciones monofásicas:

Donde:

u= caída de tensión producida en voltios.

P= potencia consumida en vatios.

L= longitud de la línea en metros.

e= conductividad del material (56 cobre, 35 aluminio).

V= tensión nominal de la línea en voltios.

S= sección de la línea en milímetros cuadrados.

Para instalaciones trifásicas:







Para nuestra línea, la expresión quedaría así:

Como vemos, la caída de tensión que se produce, es menor de20V, por lo que la línea estaría bien dimensionada con 10mm2, encaso de que la caída hubiera superado los 20V, habría que coger lasiguiente sección, en este caso 16mm2, y repetir el cálculo, asíhasta que el valor baje de el máximo permitido.






11. Aplicaciones de los efectos térmico yluminoso[http://www.mailxmail.com/curso/informatica/electricidad-fisicos-tecnicos/capitulo11.htm]

Resistencias de calentamiento:

En algunos aparatos, el efecto Joule que produce el calentamientode los conductores, no supone una pérdida, si no precisamentetodo lo contrario, es el efecto útil que se trata de conseguir. Este esel caso de los aparatos eléctricos de calefacción, en su interiorestán formados por resistencias de alta resistividad, con esto loque se consigue es transformar una gran parte de energía eléctricaen calorífica. Casi todos estos aparatos están controlados mediantetermostatos, que son interruptores que se conectan y desconectanen función de la temperatura.

Lámparas incandescentes:

Estas lámparas están formadas por filamentos de un materialllamado wolframio, este material tiene un punto de fusión muyelevado de unos 3.300ºC. Cuando es atravesado por la corrienteeléctrica, un 90% de ésta se transforma en energía calorífica, y un10% en energía luminosa, que es la que se aprovecha.












12. Esquemas unifilares y multifilares[http://www.mailxmail.com/curso/informatica/electricidad-fisicos-tecnicos/capitulo12.htm]

Estos esquemas son los más utilizados para representarinstalaciones eléctricas, ya que son más simples y rápidos derealizar, además pueden sintetizar mayor cantidad de datos que losmultifilares, a diferencia entre ambos es, que mientras que en elmultifilar se representan todas las líneas, en el unifilar solo se haceun trazo, y tantos trazos transversales como líneas lleve el circuito,en estos circuitos se pueden indicar todos los datos que se quiera:sección, caída, longitud, potencia o intensidad, medidas de lacanalización, calibre de las protecciones....

De todos modos como mejor se ve esto, es con un ejemplo de cadauno:

Ejemplo de esquema multifilar:

Ejemplo de esquema unifilar:












13. El cortocircuito y la sobrecarga[http://www.mailxmail.com/curso/informatica/electricidad-fisicos-tecnicos/capitulo13.htm]

El cortocircuito: se produce cuando entran en contacto eléctricosdos partes de la instalación, que están a distinto potencial. El casomás habitual es cuando contactan dos fases diferentes del circuito,o una fase y el neutro. El cortocircuito produce unas intensidadesmuy elevadas, del orden de cientos de amperios, lo cual produce ungran calentamiento de los condutores que pueden llegar aquemarse. Es una de las principales causas de accidentes eléctricos,

La sobrecarga: se produce cuando a través de la línea eléctrica,circula una intensidad mayor que la intensidad nominal (intensidadpara la cual está diseñada una línea, y la que absorben los aparatoscuando su funcionamiento es correcto). Se pueden producir porvarios factores, como un fallo de aislamiento. Las sobrecargastambién pueden producir daños importantes, dependiendo de dosfactores:

- Valor en amperios de la sobrecarga.

- Tiempo que dura la sobrecarga.







14. Protecciones eléctricas: interruptoresmagnetotérmicos[http://www.mailxmail.com/curso/informatica/electricidad-fisicos-tecnicos/capitulo14.htm]

Son aparatos de protección contra sobrecargas ycortocircuitos, se abren y cortan el circuito cuando por ellos pasaun intensidad superior a la nominal. Esta intensidad es la que sellama calibre del aparato, y es la característica principal deldispositivo, los valores más normales de calibre son: 5A, 10A, 16A,20A, 25A, 30A, 40A, 50A...con respecto a los fusibles tienen laventaja de que no es necesario reponerlos cada vez que actúan.

Funcionamiento: los interruptores magnetotérmicos, estáncompuestos por dos partes fundamentales:

Relé magnético: es la parte encargada de la protección contracortocircuitos, su función es desconectar el interruptor en el menortiempo posible. En su interior hay una bobina enrollada sobre unapieza de acero que hace de electroimán, y por otro lado una piezamóvil unida a los contactos. La bobina está preparada de tal formaque, cuando circula por ella una corriente superior a la nominal,atrae a la parte móvil, aprovechando este movimiento para abrir loscontactos.







Relé térmico: es la parte del interruptor automático encargada de laprotección contra sobrecargas, por lo cual actúa de una manera tanrápida como el relé magnético. Este relé está formado por unalámina bimetálica, es decir formada por dos metales con diferentecoeficiente de dilatación. Cuando se produce una sobrecarga, elcalor producido por el efecto Joule hace que los metales se curvenuno más que otro (debido al distinto coeficiente). Este movimientose utiliza para mover el contacto y abrir el circuito.






15. Protecciones eléctricas: fusibles einterruptores diferenciales[http://www.mailxmail.com/curso/informatica/electricidad-fisicos-tecnicos/capitulo15.htm]

Fusible: un fusible es un elemento conductor cuya misión esfundirse cuando pasa a través de él una intensidad superior a lanominal. Al fundirse, el fusible abre el circuito, quedando de estamanera el resto de la instalación protegida. Para fundirse, el fusiblees de menor sección que el resto de conductores y también demenor resistividad. Se suelen hacer con plomo, estaño o plata. Elhilo conductor está introducido dentro de un cartucho rodeado dearena, la función de la arena es extinguir posibles llamas, que sepudieran producir por la fundición del elemento conductor. Elfusible es un elemento muy eficaz en la protección contracortocircuitos ya que funde rápidamente, sin embargo contrasobrecargas, este tiempo se incrementa, perdiendo efectividad.

Interruptor/relé diferencial: se trata del único dispositivo ideadopara la protección de las personas, protege contra contactosindirectos, y debe estar asociado a una correcta toma de tierra parasu funcionamiento. Su funcionamiento se basa en la detección deuna intensidad de defecto (Idef), que es una intensidad que surgecuando ocurre un defecto en la instalación, ya que NUNCA debe







circular corriente por la red de tierra, este dispositivo es capaz dedetectar diferencias entre la intensidad que entra y la que vuelve,abriendo sus contactos cuando los valores de estas intensidades nocoinciden. El valor mínimo de intensidad de defecto que es capazde detectar es la sensibilidad, característica principal de estosdispositivos.

Contactos directos e indirectos: la diferencia es muy sencilla, hayelementos que no deben estar en tensión y otros que sí: la carcasadel frigorífico y un cable. Pues bien, un contacto indirecto escuando tocamos una parte de la instalación que no debería estar entensión, pero que accidentalmente lo está, evidentemente nos da loque conocemos por calambre. Un contacto directo se producecuando tocamos un elemento que debe estar en tensión, porejemplo, tocar un cable sin aislar. Ambos contactos son igual depeligrosos, y nos protegemos frente a ellos de maneras distintas:

- Contactos directos: mediante elementos aislantes.

- Contactos indirectos: interruptores diferenciales y toma de tierra.






16. Protecciones eléctricas: toma de tierra ydescargadores de sobretensión[http://www.mailxmail.com/curso/informatica/electricidad-fisicos-tecnicos/capitulo16.htm]

Toma de tierra: no es un dispositivo de protección propiamente, sino un circuito más de la instalación, cuya misión es derivar a tierratodas las corrientes de defecto que puedan producirse. Consiste enunir con cables (esos cables amarillos y verdes que vemos por ahí),todos los elementos de la instalación susceptibles de ponerseaccidentalmente en tensión (masas metálicas), de esta manera,siempre que se produzca una intensidad de defecto, esta circularápor estos cables, los cuales, a su vez, están unidos a tierramediante un electrodo (normalmente una pica de cobre clavada enla tierra que rodea al edificio o la casa), derivándose a tierra todaslas intensidades de defecto que se produzcan, impidiendo quepueda ocasionar daños en personas.

El esquema de la toma de tierra de un edificio es el siguiente:

Conductor de protección (une las masas metálicas). Conductor deunión equipotencial (se usa en los aseos para grifos y demás)Conductor de tierra, o línea de enlace principal con el electrodo de







tierra (une los conductores de protección con el electrodo de tierra)Conductor de equipotencialidad suplementaria (misma función queel principal, para otros elementos).

B- Borne principal de puesta a tierra, o punto de puesta a tierra(parte que une la masa metálica con el conductor de protección.

M- Masa metálica.

C- Elemento conductor.

P- Canalización principal de agua.

T- Electrodo de puesta a tierra.

Descargadores de sobretensión: el más conocido es elpararrayos, no es más que un elemento metálico, conectadodirectamente a la red de tierra, situado en la parte más alta de laedificación, para que sea capaz de atraer los rayos antes de quepuedan conectar con cualquier otra parte de la edificación.También existen una especie de interruptores automáticos, que seinstalan en el mismo cuadro de protección de las instalaciones, yque si detectan una subida de tensión abren el circuito protegiendola instalación.






17. Circuitos serie[http://www.mailxmail.com/curso/informatica/electricidad-fisicos-tecnicos/capitulo17.htm]

Un circuito serie está formado por dos o más receptoresconectados uno a continuación de otro, las dos característicasfundamentales de los circuitos serie son:

La intensidad es la misma en todo el circuito. La tensión se reparteentre los receptores.

Aplicaciones prácticas de los circuitos serie: este tipo decircuitos apenas se usa, ya que presenta dos grandesinconvenientes:

Si se estropea un receptor, interrumpe todo el circuito, la soluciónsería compleja y cara:

La tensión de cada receptor se va sumando, por lo que al principiodel circuito se pueden presentar tensiones muy elevadas.

En la práctica los circuitos serie se usan por ejemplo para regular la







En la práctica los circuitos serie se usan por ejemplo para regular laintensidad de una lámpara, o el sonido de un altavoz, intercalandouna resistencia variable llamada reostato o potenciómetro, antesdel receptor.

Cálculo: simplemente saber que en los circuitos serie se cumpleque, la resistencia total del circuito, es igual a la suma de laresistencia de todos los receptores, el resto es simplemente aplicarla Ley de ohm.






18. Circuitos paralelo[http://www.mailxmail.com/curso/informatica/electricidad-fisicos-tecnicos/capitulo18.htm]

En un circuitos paralelo, los puntos por donde entra la corriente alos receptores están unidos, al igual que por donde sale. En uncircuito paralelo, todos los receptores tienen la misma tensión, sinembargo la intensidad cambia en función de la resistencia. Es elcircuito más común en instalaciones reales, ya que en éstas, lo quese persigue es que todos los receptores tengan el mismo valor detensión.

Cálculo: la intensidad parcial es la suma de las intensidadesparciales, para hallar cada intensidad bastará con aplicar la Ley deohm. Sin embargo para obtener la intensidad total del circuito secumple lo siguiente:

La inversa de la resistencia total es igual, a la suma de las inversasde las resistencias parciales.







19. Circuitos mixtos[http://www.mailxmail.com/curso/informatica/electricidad-fisicos-tecnicos/capitulo19.htm]

Son una combinación de los serie y paralelo, para calcularlos, hayque identificar las partes del circuito que se vean están claramenteen paralelo o serie, y buscaremos simplificarlas por separadosacando la resistencia total de cada una, al final quedaría uncircuito serie con todas las resistencias totales de los circuitos enlos que se ha descompuesto, basta con sumarlas y se acabó.

Conexión en instalaciones reales: en las instalaciones eléctricasreales, cada receptor se conecta directamente a los hilos de línea,por lo que la conexión se hace, normalmente en paralelo.







20. El alternador y la dinamo[http://www.mailxmail.com/curso/informatica/electricidad-fisicos-tecnicos/capitulo20.htm]

Ambos se diferencian en muy poco, quizás en el uso que se le dehabitualmente a cada uno. La misión de ambos es la de producirenergía eléctrica, a partir de un movimiento de rotación(procedimiento inverso al del moto eléctrico), ambos se basan en elprincipio de principio de que en un conductor sometido a un campomagnético variable se crea una tensión eléctrica. En la dinamo sinembargo, aunque produce corriente alterna al igual que elalternador, ésta es convertida en continua, ya que habitualmente ladinamo está destinada a usos donde es más aprovechable este tipode corriente.

Alternador:

Dinamo:












21. El motor eléctrico[http://www.mailxmail.com/curso/informatica/electricidad-fisicos-tecnicos/capitulo21.htm]

Su función es justo la contraria a los alternadores y dinamos,transforma la energía eléctrica en un movimiento de rotación. Estáformado por dos piezas fundamentales:

Rotor: es la pieza central, es la que gira. Estator: rodea al rotor, enel se sitúan las bobinas de cobre y es donde se produce el flujomagnético que genera al movimiento.

Su funcionamiento se basa, en que cuando circula corriente através de un elemento conductor, se genera a su alrededor uncampo magnético. En el estator se colocan, dos bobinas de cobrepor fase, cada una genera un campo que se contrapone al de lasdemás, degenerando en un campo giratorio a través del estator,que provoca el movimiento giratorio del rotor.







22. El transformador eléctrico[http://www.mailxmail.com/curso/informatica/electricidad-fisicos-tecnicos/capitulo22.htm]

Se trata de una máquina eléctrica estática (sin movimiento), decorriente alterna que transforma una señal alterna senoidal, en otrade diferente tensión e intensidad.

Vienen definidos por su relación de transformación, que es larelación que existe entre la tensión de entrada y la de salida.

Se compone de dos bobinados de material conductor sin contactodirecto entre ellos, ambos bobinados se arrollan sobre un núcleoformado por láminas metálicas.

Su funcionamiento se basa en el fenómeno de que, al suministraruna tensión al bobinado primario, sin estar este en contacto con elbobinado secundario, se formará en el núcleo un flujo magnéticoque, al pasar por el bobinado secundario hará aparecer entre losextremos de éste, una tensión de características distintas a lasuministrada a la entrada del aparato.

La tensión obtenida en el bobinado secundario dependerá de lasuministrada en el primario, y del número de espiras (vueltas), queambos bobinados den alrededor del núcleo.

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