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INSTALACIONES ELECTRICAS

APUNTE INSTALACIONES ELECTRICAS

1 Ramón E. flores Pino Profesor de Estado para la Enseñanza Industrial Mención Electricidad

INSTALACIONES ELECTRICAS

INDICE Tema

Pagina

Conceptos previos

3

Herramientas eléctricas

5

Aparatos y artefactos eléctricos

6

Accesorios, artefactos

7-8

Equipos y dispositivos

8-9

Conductores eléctricos

10

Uniones eléctricas

16

Simbología

17

Sistema de protección

18

Canalizaciones

25

Técnicas de representación

34

Diagramas técnicos de circuitos

40

¿Cómo se ejecuta una instalación eléctrica en una casa habitación?

48

2 Ramón E. flores Pino Profesor de Estado para la Enseñanza Industrial Mención Electricidad

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Conceptos previos Las generadoras de electricidad producen la energía y la entregan a los centros de consumo a través de las empresas distribuidoras (Chilectra por ejemplo).- Los consumidores sean estos; domicilios o industrias, la energía que reciben es de tipo alterna a través de dos valores comerciales de voltajes: 220 v entre Fase y neutro y 380 v entre Fase y fase.-

Estos voltajes se producen a una frecuencia comercial de 50 Hertz (Hz). De acuerdo a lo anterior cuando los voltajes son alternos no tienen polaridad fija (+ o --) ya que está cambiando constantemente. El conductor que tiene la energía se denomina FASE y por el cual retorna después de haber pasado por algún consumo se denomina NEUTRO.- No extrañarse que en la jerga laboral algunas personas le denominen a la fase “vivo” y al neutro “retorno”, pero lo correcto para un técnico es lo anterior.-

Si la energía que se distribuye fuera continua los conductores se denominarían Positivo y Negativo. Esto se utiliza solo en circuitos a nivel local que son alimentados con voltajes continuos.3 Ramón E. flores Pino Profesor de Estado para la Enseñanza Industrial Mención Electricidad

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INSTALACION ELECTRICA Es el conjunto de equipos y materiales que permiten distribuir la energía eléctrica partiendo desde el punto de conexión de la compañía (empalme) hasta cada uno de los equipos conectados, de una manera eficiente y segura, garantizando al usuario flexibilidad y comodidad.Según Reglamento eléctrico chileno: 4.1.21.- INSTALACION DE CONSUMO: Instalación eléctrica construida en una propiedad particular, destinada al uso exclusivo de sus usuarios o propietarios, en la cual se emplea la energía eléctrica con fines de uso doméstico, comercial o industrial.

Toda instalación está regulada por un código eléctrico, el que se debe respetar en un 100% ya que está hecho para garantizar buen funcionamiento y seguridad para el consumidor.- En este reglamento está claramente detallado la terminología utilizada, características de los componentes que se deben utilizar y en qué forma se deben instalar.

4 Ramón E. flores Pino Profesor de Estado para la Enseñanza Industrial Mención Electricidad

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Lo primero es saber la terminología básica que está en el capítulo 4 de la norma NCH Elec.4/2003 que esta en este código, por lo tanto es imprescindible leerla si se desea comprender los otros artículos de este reglamento y poder realizar una instalación correcta. Este código se renueva cada año ya que constantemente se le están haciendo modificaciones en algunos artículos para mejorar las instalaciones.Herramientas de uso eléctrico Las herramientas básicas que todo eléctrico debe tener son: Alicate universal, Alicate de puntas semiredonda, alicate cortante, Destornillador con punta Paleta con mango aislado, Alicate de punta en cruz con mango aislado, Un buscapolos (o probador neón), Un desguarnecedor de conductores (pelacables) , un Cautín .

Pero al realizar una instalación se requieren otras herramientas que la experiencia y según la instalación se irán incorporando.-

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Aparatos eléctricos Según código eléctrico 4.1.7.- APARATO: Elemento de la instalación destinado a controlar el paso de la energía Eléctrica. Esta definición indica que cualquier aparato que controle el paso de la corriente eléctrica ya sea interrumpiéndola o dándole el paso se le denomina interruptor. Algunos ejemplos: Interruptores de uno o varios efectos, disyuntores (Interruptor termomagnetico), Interruptor diferencial. En las siguientes imágenes se pueden apreciar algunos de ellos.

Todos estos interruptores estan en todos los hogares ya que forman parte de una instalacion

Artefactos Son todos aquellos consumos eléctricos que se conectan a una instalación y que producen un beneficio, como por ejemplo: Estufa, ampolleta, Refrigerador, Televisor, Juguera, Computador, Equipo de música, Aspiradora, Hervidor, Horno microondas, etc. Todos estos artefactos y otros que suelen estar en un domicilio traen características técnicas de fábrica, tales como: Voltaje de funcionamiento (en Chile 220v) frecuencia de funcionamiento (en Chile 50 Hz), Potencia que consume en watts o kw en algunos casos. Todos estos datos son muy importantes ya que permiten saber si se pueden conectar a una instalación, sobre todo el dato de la potencia que cuando esta es muy alta, puede sobrepasar el límite asignado por la compañía distribuidora y al conectarlos hacen operar el disyuntor termomagnetico del medidor, cortando la energía.6 Ramón E. flores Pino Profesor de Estado para la Enseñanza Industrial Mención Electricidad

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Un ejemplo. La plancha marca Somela Modelo PV320, tiene una potencia de 1200 w funciona con un voltaje de 220 v a una frecuencia de 50 Hz, consume una corriente de 5,45 A. Al conectarla al mismo tiempo que un hervidor de 1500 w (que consume 6,8 A), si el medidor tiene un automático de 10 A, este operara y cortara la energía ya que estos dos consumos superan los 10 A (5,45 + 6,8 = 12,25 A).-

Las imágenes muestran algunos artefactos

Accesorios Definición según código eléctrico 4.1.3.1.- Aplicado a materiales: Material complementario utilizado en instalaciones eléctricas, cuyo fin es cumplir funciones de índole más bien mecánicas que eléctricas. De acuerdo a esta definición son accesorios: Las tuberías, las abrazaderas, las canalizaciones, tarugos, cajas de derivación, salidas de cajas, tornillos, riel din, cajas de tableros, regletas, etc, que en general permiten fijar componentes de una instalación.- La figura muestra accesorios:

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Equipos Según el código eléctrico 4.1.19.- EQUIPO ELÉCTRICO: Término aplicable a aparatos de maniobra, regulación, seguridad o control y a los artefactos y accesorios que forman parte de una instalación eléctrica. Dependiendo de su forma constructiva y características de resistencia a la acción del medio ambiente se calificarán según los tipos detallados a continuación y de acuerdo al cumplimiento de la norma específica sobre la materia. Los diversos tipos de equipos que detalla el código verlos en la Ref. 4 Terminología.Como ejemplo aclaratorio sobre este término puede ser un equipo de aire acondicionado, como el que muestra la figura.

Dispositivos y sistemas Un sistema es un conjunto de elementos relacionados entre sí y que funcionan como un todo. De aquí es que se habla de; Sistema económico, sistema político, sistema de frenos, etc. En nuestro caso se refiere a un Sistema eléctrico. Como a los que especifica el código eléctrico en las referencias: 8 Ramón E. flores Pino Profesor de Estado para la Enseñanza Industrial Mención Electricidad

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4.1.10.1.- Sistemas de Emergencia: Conjunto de instalaciones y equipo eléctrico destinado a proporcionar energía a aquellas partes de una instalación de consumo cuyo funcionamiento es esencial para la protección de la vida, la propiedad privada, por razones de seguridad o por necesidad de continuidad de un proceso, cuando se interrumpe la alimentación normal de la instalación desde la red pública. 4.1.10.2.- Sistemas para corte de puntas: Conjunto de instalaciones y equipo eléctrico destinado a proporcionar energía independiente de la red pública a toda o parte de una instalación de consumo durante los períodos definidos como horas de punta en los decretos de fijación de tarifas, con la finalidad de aprovechar las ventajas económicas que esta condición ofrece. 4.1.10.3.- Sistemas de cogeneración: Es aquel sistema que puede operar interconectado permanentemente con la red pública para abastecer parte o todas las necesidades de energía de la instalaciones de consumo e incluso entregar excedentes de generación a dicha red, si ello se conviene entre las partes. Este último, es muy interesante ya que permite que una persona pueda generar por algún medio, su propia Energía, devolver a la red los excedentes y obtener beneficios.-

El esquema básico de un sistema de generación por panel solar, está representado en la figura:

Conductores eléctricos Según código eléctrico 4.1.15.- CONDUCTOR: Hilo metálico, de cobre dentro del alcance de esta Norma, de sección transversal frecuentemente cilíndrico o rectangular, destinado a conducir corriente eléctrica. De acuerdo a su forma constructiva podrá ser designado como alambre, si se trata de una sección circular sólida única, barra si se trata de una sección rectangular o conductor cableado si la sección resultante está formada por varios alambres iguales de sección menor.

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4.1.15.1.- Conductor activo: Conductor destinado al transporte de energía eléctrica. Se aplicará esta calificación a los conductores de fase y neutro de un sistema de corriente alterna o a los conductores positivo, negativo y neutro de sistemas de corriente continua.

4.1.15.2 Conductor aislado: Conductor en el cual su superficie está protegida de los contactos directos mediante una cubierta compuesta de una o más capas concéntricas de material aislante.

4.1.15.3 Conductor desnudo: Conductor en el cual su superficie está expuesta al contacto directo sin protección de ninguna especie.

Sección de un conductor Es el área circular que tiene un conductor, pero en electricidad no se denomina área, sino “sección”.

La sección corresponde exclusivamente al área del conductor NO incluye el aislante. La sección es lo que hace que el conductor sea más grueso o más delgado. La sección está relacionada con la capacidad de transportar corriente que tiene un conductor, a mayor sección mayor cantidad de corriente puede transportar.10 Ramón E. flores Pino Profesor de Estado para la Enseñanza Industrial Mención Electricidad

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Como se calcula La sección se calcula a partir de la misma fórmula que se utiliza para calcular el área de un círculo:

Ejemplo Que sección tiene un conductor cuyo diámetro (

) al medirlo con el pie de metro marca 4 mm

Por conocimientos matemáticos se sabe que en una circunferencia parámetros, según se aprecia en la figura:

De esta figura se deduce que

están los siguientes

= 2 r, por lo tanto al despejar el valor del r queda:

El radio de este conductor tiene entonces un valor de r = 2 mm. Se aplica la formula anterior y se obtiene la sección del conductor considerando que la constante π = 3,14.

En Chile y según el código eléctrico que rige las instalaciones, la sección de un conductor se puede especificar en dos sistemas: uno milimétrico que especifica la sección en mm 2 , que correspondería a este caso y otro en Nº AWG , Las siglas AWG (American Wire Gauge) es una referencia de clasificación de conductores eléctricos de acuerdo a sus diámetros. Cuanto más alto es el número, menor es el diámetro. 11 Ramón E. flores Pino Profesor de Estado para la Enseñanza Industrial Mención Electricidad

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La siguiente es una tabla de equivalencia entre sistema AWG y Milimétrico AWG

= mm

Sección mm2

AWG

= mm

Sección mm2

1

7.35

42.40

16

1.29

1.31

2

6.54

33.60

17

1.15

1.04

3

5.86

27.00

18

1.024

0.823

4

5.19

21.20

19

0.912

0.653

5

4.62

16.80

20

0.812

0.519

6

4.11

13.30

21

0.723

0.412

7

3.67

10.60

22

0.644

0.325

8

3.26

8.35

23

0.573

0.259

9

2.91

6.62

24

0.511

0.205

10

2.59

5.27

25

0.455

0.163

11

2.30

4.15

26

0.405

0.128

12

2.05

3.31

27

0.361

0.102

13

1.83

2.63

28

0.321

0.0804

14

1.63

2.08

29

0.286

0.0646

15

1.45

1.65

30

0.255

0.0503

Cuando algún técnico se refiere a los conductores “comprar el conductor de 1,5”, él se está refiriendo a un conductor de 1,5 mm2 de sección. Por norma la sección de un conductor debe estar impresa en la aislación del conductor ya sea en mm2 o en Nº AWG.

Tal como se dijo en páginas anteriores la sección de un conductor nos indica cuanta corriente puede transportar. En el código esta la siguiente tabla que indica que corriente puede transportar un conductor según su sección en mm2 y al grupo que pertenecen.

Grupo 1: Conductores monopolares en tuberías. Grupo 2: Conductores multipolares con cubierta común; cables planos, cables móviles, portátiles y Similares. Grupo 3: Conductores monopolares tendidos libremente al aire con un espacio mínimo entre ellos igual al diámetro del conductor. .

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Tabla Nº 8.7 Intensidad de Corriente Admisible para Conductores Aislados Fabricados según Normas Europeas. Secciones Milimétricas. Temperatura de Servicio: 70º C; Temperatura Ambiente: 30º C. Sección nominal (mm2) Grupo 1

Corriente Admisible Amperes ( A ) Grupo 2

Grupo 3

11 15 20 25 33 45 61 83 103 132 164 197 235 -

12 15 19 25 34 44 61 82 108 134 167 207 249 291 327 374 442 510 -

15 19 23 32 42 54 73 98 129 158 197 244 291 343 382 436 516 595 708 809

0,75 1 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300 400 500

Para el caso de las secciones en AWG, la tabla del código es la siguiente (Modificada para una mejor comprensión)

Tabla Nº 8.7a Intensidad de Corriente Admisible para Conductores Aislados Fabricados según Normas Norteamericanas. Secciones AWG. Temperatura Ambiente de: 30º C.

Sección ( mm2 )

Sección AWG

2,08 3,31 5,26 8,37 13,3 21,2 26,7

14 12 10 8 6 4 3

60 Tipos TW, UF

Grupo A 20 25 30 40 55 70 85

Grupo B 25 30 40 60 80 105 120

Temperatura de servicio [ºC] 75 Tipos THW, THWN, TTU, TTMU, PT, PW

Grupo A 20 25 35 50 65 85 100

Grupo B 30 35 50 70 95 125 145

90 Tipos THHN,XTU, XTMU,EVA, USE-RHH, USE-RHHM, ET, EN

Grupo A 25 30 40 55 75 95 110

Grupo B 35 40 55 80 105 140 165 13

Ramón E. flores Pino Profesor de Estado para la Enseñanza Industrial Mención Electricidad

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33,6 42,4 53,5 67,4 85 107,2 126,7 151,8 177,3 202,7 253,2 303,6 354,7 379,5 405,4 456,0 506,7 633,4 750,1 886,7 1013

2 1 1/0 2/0 3/0 4/0

95 110 125 145 165 195 215 240 250 280 320 355 385 400 410 435 455 495 520 545 560

140 165 195 225 260 300 340 375 420 455 515 575 630 655 680 730 780 890 980 1070 1155

115 130 150 175 200 230 255 285 310 335 380 420 460 475 490 520 545 590 625 650 665

170 195 230 265 310 360 405 445 505 545 620 690 755 785 815 870 935 1065 1175 1280 1385

130 150 170 195 225 260 290 320 350 380 430 475 520 535 555 585 615 665 705 735 750

190 220 260 300 350 405 455 505 570 615 700 780 855 885 920 985 1055 1200 1325 1455 1560

Grupo A.- Hasta tres conductores en ducto, en cable o directamente enterrados. Grupo B.- Conductor simple al aire libre. Para aplicar esta capacidad, en caso de conductores que corran paralelamente, debe existir entre ellos una separación mínima equivalente a un diámetro del conductor. No obstante lo indicado en la tabla, las protecciones de cortocircuito de los conductores de 2,08 mm2, 3,31 mm2 y 5,26 mm2, no deberán exceder de 16, 20 y 32 A, respectivamente.Tener presente siempre que el uso de los conductores está determinado por el ambiente en que estará instalado .Esto significa que se fabrican en varios tipos que están detallados en el código eléctrico en el apéndice 8.1 al 8.1.2.6 en las tablas respectivas.-

14 Ramón E. flores Pino Profesor de Estado para la Enseñanza Industrial Mención Electricidad

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Ejercicio: Se desea instalar una carga monofásica de 2500 w. ¿Cuál debe ser la sección del conductor que la alimentara?-

Solución: Lo primero es saber que corriente consumirá la carga, esto se puede calcular mediante la fórmula I = P / V (w):

La carga consumirá 11,36 A, por lo tanto se busca en la tabla de corrientes admisibles que conductor puede transmitirla.- Por el sistema milimétrico, según la tabla del código el conductor que corresponde utilizar es el de 1,5 mm2 correspondiente al grupo 1. Por seguridad dado que este valor está muy cercano al valor máximo admisible de 15 A del conductor es recomendable utilizar el de la sección superior, en este caso 2,5 mm2 .Si se desea hacerlo con calibres AWG, el conductor adecuado según la tabla del código eléctrico es el Nº 14 que soporta una corriente de 20 A y estaría garantizada la seguridad en cuanto a capacidad de transmisión.-

Código de colores Según el código eléctrico, los colores de los conductores son 8.0.4.15.- Los conductores de una canalización eléctrica se identificarán según el siguiente código de Colores: • • • • •

Conductor de la fase 1 Azul Conductor de la fase 2 Negro Conductor de la fase 3 Rojo Conductor de neutro y tierra de servicio Blanco Conductor de protección Verde o Verde/Amarillo

8.0.4.16.- Para secciones superiores a 21 mm2, si el mercado nacional sólo ofreciera conductores con aislaciones de color negro, se deberán marcar los conductores cada 10 m, con un tipo de pintura de buena adherencia a la aislación u otro método que garantice la permanencia en el tiempo de la marca, respetando el código de colores establecido en 8.0.4.15. En el caso de una instalación monofásica para la fase se puede utilizar cualquier color menos blanco ni verde o verde/amarillo. Lo recomendable para facilitar la instalación es utilizar colores distintos para la fase del circuito de alumbrado y otro de color diferente para la fase del circuito de enchufes.En la aislación del conductor deben estar impresas las siguientes características según se puede apreciar en el artículo respectivo del código eléctrico: 8.1.2.4.- Identificación de los conductores. Sobre la aislación o la cubierta exterior de los conductores, según corresponda, deberán ir impresas a lo menos las siguientes indicaciones: • Nombre del fabricante o su marca registrada 15 Ramón E. flores Pino Profesor de Estado para la Enseñanza Industrial Mención Electricidad

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• Tipo de conductor, indicado por las letras de código, por ejemplo, THW, NYA, EVA, etc. • Sección en mm2 para las secciones métricas y sección en mm2 y en paréntesis el número AWG para secciones AWG. • Tensión de servicio. Corresponde a la tensión entre fases • Número de certificación, si procede. Esta inscripción deberá hacerse en un color de contraste con el color de la aislación o cubierta del conductor de modo tal que esta información sea fácilmente legible y se deberá repetir con un espaciamiento máximo de 0,50 m, en toda la longitud del conductor.

Uniones eléctricas en conductores En las instalaciones eléctricas es necesario unir conductores para así distribuir los diversos circuitos que la componen. Para tal efecto se utilizan varios tipos de uniones (conexiones) y que todo técnico eléctrico debe tener las competencias para ejecutarlas.Las más comunes de estas conexiones son:

De todas estas conexiones, la más utilizada en una instalación es la de tipo terminal (cola de rata) ya que es la que se debe hacer en todas las cajas de derivación. Esta unión puede ser de dos, tres o cuatro conductores.Al ejecutar las uniones se debe tener mucho cuidado de no dañar los conductores, ya que de ser así pueden cortarse e interrumpir la alimentación de algún circuito.Para realizar una conexión cola de rata en una caja de derivación, según la normativa vigente (Art. 8.0.4.6) los conductores deben tener un largo mínimo de 15 cm desde el borde de la caja.16 Ramón E. flores Pino Profesor de Estado para la Enseñanza Industrial Mención Electricidad

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Esta dimensión es para facilitar la mantención o el reemplazo del componente de la instalación.-

Simbología Otra competencia importante que todo técnico eléctrico debe poseer es la capacidad de identificar símbolos que representen componentes de las instalaciones, ya que al momento de ejecutar una instalación deberá hacerlo siguiendo planos representativos en base a símbolos.Los símbolos y abreviaturas eléctricas que se utilizan para las instalaciones, son los que aparecen en el código bajo la norma Ch 2/84.A continuación algunos símbolos de componentes que están presentes en una instalación de una casa habitación: Símbolo

Significado

Componente real Vista frontal

V. posterior

Caja de derivación

------

Interruptor de un efecto (9/12) Interruptor de dos efectos (9/15) 17 Ramón E. flores Pino Profesor de Estado para la Enseñanza Industrial Mención Electricidad

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Interruptor de tres efectos (9/32) Interruptor de combinación (9/24) Interruptor enchufe Enchufe simple Enchufe doble Lámpara simple (Ampolleta) X

---------

Tablero de distribución de alumbrado

--------

Medidor de energía

--------

Cruce de conductores

--------

Unión de conductores

--------

Sistema de protección Toda instalación eléctrica debe ser provista de Protecciones; cuyo objetivo es reducir al máximo los efectos producidos por una Falla (sobrecargas, cortocircuitos, o pérdidas de aislación). Las protecciones de mayor aplicación: Los Fusibles. Los fusibles son dispositivos de protección de las instalaciones o sus componentes, diseñados para interrumpir la corriente por la fusión de uno de sus elementos integrantes.

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Los fusibles están compuestos por un hilo conductor de bajo punto de fusión, el que se sustenta entre dos cuerpos conductores, en el interior de un envase cerámico o de vidrio, que le da su forma característica al fusible. Este hilo conductor permite el paso de corriente por el circuito mientras los valores de esta se mantengan entre los límites aceptables. Si estos límites son excedidos, el hilo se funde, despejando la falla y protegiendo así la instalación de los efectos negativos de este exceso. Los Disyuntores magneto-térmicos. Un disyuntor es un equipo de conexión capaz de establecer, soportar e interrumpir corrientes en condiciones normales y anormales. Su función principal es proteger los bienes (y las personas).

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Los disyuntores magneto-térmicos, automáticos, se caracterizan por:

conocidos

comúnmente

como

interruptores

Desconectar o conectar un circuito eléctrico en condiciones normales de operación. Desconectar un circuito eléctrico en condiciones de falla, sobrecargas ó corto circuitos. Poseer un elevado número de maniobras, lo que le permite ser utilizado nuevamente después del “despeje” de una falla, a diferencia del fusible, que solo sirve una vez. El disyuntor magneto-térmico es un interruptor que desconecta el circuito, a través del accionamiento de dos unidades:

Su estructura interna es la siguiente

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El Interruptor termomagnético o disyuntor cuenta con un sistema magnético de respuesta rápida ante sobrecorrientes abruptas (cortocircuitos), y una protección térmica basada en un bimetal que desconecta ante sobrecorrientes de ocurrencia más lenta (sobrecargas). Estos disyuntores se emplean para proteger cada circuito de la instalación, siendo su principal función resguardar a los conductores eléctricos ante sobrecorrientes que pueden producir peligrosas elevaciones de temperatura. ¿Cómo escoger un disyuntor? Se deben considerar las siguientes características: La tensión (Voltaje) asignada de uso La corriente asignada In en condiciones normales (Nominal) , El número de polos, El poder de corte (Icu) o corriente máxima que puede cortar el disyuntor en kA (corriente de corta duración admisible), La curva de disparo según el tipo de consumos que tenga el circuito. Curvas de disparo de un disyunto

Protección Cortocircuitos = Im = A este valor de corriente actuara el disyuntor In = Corriente normal de funcionamiento (Nominal) Curva B Disparo: Im = 3 a 5 In Uso: Protección de generadores, de cables de grande longitud y de las personas Curva C Disparo: Im = 5 a 10 In Uso: Aplicaciones comunes en instalaciones eléctricas domiciliarias Curva D 21 Ramón E. flores Pino Profesor de Estado para la Enseñanza Industrial Mención Electricidad

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Disparo: Im = 10 a 14 In Uso: Protección de circuitos con fuertes corrientes de arranque Curva Z Disparo: Im = 2,4 a 3,6 In Uso: Protección de circuitos electrónicos Curva MA Disparo: Im = 12,5 In Uso: Protección de circuitos guardamotores Como calcular un disyuntor Calcular el disyuntor de protección para los siguientes casos: 1.- Circuito con 11 centros de alumbrado de 100 w c/u.Potencia total del circuito . 11 x 100 = 1100 w, con este valor se calcula la In del circuito

De acuerdo a nuestra normativa se debe considerar un 25 % de tolerancia (cuando los consumos son de alumbrado solamente) sobre el valor de esta corriente para elegir el disyuntor; por lo tanto: Disy = In x 1,25

= 5 x 1.25 = 6,25 A

De acuerdo a este valor se elige un disyuntor de 10 A Con curva tipo C de 6 KA de capacidad de ruptura. 2.- Circuito con 6 centros de enchufes normales.Por norma (Art. 11.04.11 del código) se considera que cada enchufe tiene una potencia de 150 w. La potencia total del circuito es : 6 x 150 = 900 w La In del circuito se calcula de la misma forma que el ejercicio anterior y da como resultado

Disy = In x 1,25 4,1 x 1,25 = 5,125 A El disyuntor a utilizar es 1x10 A curva tipo C de 6 kA

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3.- Circuito con dos enchufes especiales; uno para microondas de 800 w y otro para una lavadora de ½ HP. Potencia total del circuito: 1 HP = 746 w , ½ HP = 373 w Pt = 800 + 373 = 1173 w La corriente Nominal In, al calcularla:

Para este caso, por el factor térmico del microondas y del arranque del motor de la lavadora, la tolerancia sobre el valor de In, es de un 50 % de acuerdo a la normativa.Disy = In x 1,5 = 5,33 x 1,5 = 7,995 = 8 A El disyuntor a utilizar es de 1x10 A curva tipo D, 10 kA En el caso que se tuviera que ejecutar esta instalación con los tres circuitos, se deben utilizar colores diferentes para el conductor fase según el siguiente detalle: Circuito alumbrado : Fase color rojo Circuito enchufes normales : Fase color azul Circuito enchufes especiales : Fase color negro

Curvas de respuestas de las protecciones térmica y magnética

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Los Diferenciales

. El interruptor diferencial es un dispositivo de seguridad que sirve para proteger a la personas frente a los contactos eléctricos Es un interruptor que tiene la capacidad de detectar la diferencia entre la corriente de entrada y salida en un circuito, por este motivo se le denomina diferencial. Cuando esta diferencia supera un valor determinado (sensibilidad), para el que está calibrado (10 mA, 20 mA, 30 mA, etc.), el dispositivo abre el circuito, interrumpiendo el paso de la corriente a la instalación que protege. Se le utiliza comúnmente para proteger circuitos de enchufes aunque en ocasiones también se le utiliza para proteger ambos circuitos de una instalación pero lo correcto es que sea el primer caso.-

Como funciona Al producirse cualquier circulación de corriente por algún medio conductor (se incluye a una persona) que no sea por el retorno (neutro) y que supere la sensibilidad del disyuntor diferencial, este desconecta el circuito y con ello protegiendo la vida de la persona si este es el caso por donde circula la corriente de fuga. Debido a esto es también se le considera un “salvavidas” . La sensibilidad es la corriente de fuga que detecta el disyuntor y que una vez superado el valor que trae de fábrica, por ejemplo 10 mA 24 Ramón E. flores Pino Profesor de Estado para la Enseñanza Industrial Mención Electricidad

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desconecta el circuito. A mayor sensibilidad mayor costo del aparato. (A menor corriente mayor sensibilidad).-

A estos aparatos, en su entrada se conecta la fase y el neutro y en la salida lo mismo. Es por esto que traen indicado claramente los terminales para cada caso ya que si se conectan invertidos no funciona.-

Canalizaciones eléctricas

Se entiende por canalizaciones eléctricas a los dispositivos que se emplean en las instalaciones eléctricas para contener a los conductores de manera que queden protegidos contra deterioro mecánico y contaminación, y que además protejan a las instalaciones contra incendios por arcos eléctricos que se presentan en condiciones de cortocircuito.

Según código eléctrico 4.1.11.- CANALIZACIÓN: Conjunto formado por conductores eléctricos y los accesorios que aseguran su fijación y protección mecánicas. 4.1.11.1.- A la vista: Canalizaciones que son observables a simple vista. 4.1.11.2.- Embutida: Canalizaciones colocadas en perforaciones o calados hechos en muros, losas o tabiques de una construcción y que son recubiertas por las terminaciones o enlucidos de éstos. 25 Ramón E. flores Pino Profesor de Estado para la Enseñanza Industrial Mención Electricidad

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4.1.11.3.- Oculta: Canalizaciones colocadas en lugares que no permiten su visualización directa, pero que son accesibles en toda su extensión. Este término es aplicable también a equipos. 4.1.11.4.- Preembutida: Canalización que se incorpora a la estructura de una edificación junto con sus envigados. 4.1.11.5.- Subterránea: Canalizaciones que van enterradas en el suelo.

Los medios de canalización más comunes en las instalaciones eléctricas son: Tubos conduit Ductos Escalerillas

Tubos conduit El tubo conduit es usado para contener y proteger los conductores eléctricos utilizados en las instalaciones. Estos tubos pueden ser de pvc, aluminio, acero o aleaciones especiales. Los tubos de acero a su vez se fabrican en los tipos pesado, semipesado y ligero, distinguiéndose uno de otro por el espesor de la pared. Tubo de plástico rígido (pvc) Este tubo está fabricado de policloruro de vinilo (PVC), junto con las tuberías de polietileno se clasifican como tubos conduit no metálicos. Este tubo debe ser autoextinguible, resistente a la compresión, a la humedad y a ciertos agentes químicos.

Su uso se permite en: Instalaciones ocultas Instalaciones visibles donde el tubo no se encuentre expuesto a daño mecánico Ciertos lugares donde se encuentren agentes químicos que no afecten al tubo y a sus accesorios Locales húmedos o mojados instalados de manera que no les penetren los líquidos y en lugares donde no les afecte la corrosión que pudiera existir 26 Ramón E. flores Pino Profesor de Estado para la Enseñanza Industrial Mención Electricidad

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Directamente enterrados a una profundidad no menor de 0.50 metros a menos que se proteja con un recubrimiento de concreto de 5 centímetros de espesor como mínimo. Diámetro del tubo (mm) 13-19 25-51 63-76 89-102

Distancia entre apoyos (mts) 1.20 1.50 1.80 2.10

Es recomendable cuando se ejecute una instalación eléctrica las tuberías sean de un color para los circuitos de alumbrado y de otro color para los de enchufes, se facilita el trabajo.Tubo conduit de acero pesado

Estos tubos conduit se encuentran en el mercado ya sea en forma galvanizada o bien con recubrimiento negro esmaltado, normalmente en tramos de 3.05 metros de longitud con rosca en ambos extremos. Se usan como conectores para este tipo de tubo los llamados coples, niples (corto y largo), así como niples cerrados o de rosca corrida. El tipo de herramienta que se usa para trabajar en los tubos conduit de pared gruesa es el mismo que se utiliza para tuberías de agua en trabajos de plomería. Estos tubos se fabrican en secciones circulares con diámetros que van desde los 13 mm (0.5 pulgadas) hasta 152.4 mm (6 pulgadas). La superficie interior de estos tubos como en cualquiera de los otros tipos debe ser lisa para evitar daños al aislamiento o a la cubierta de los conductores. Los extremos se deben limar para evitar bordes cortantes que dañen a los conductores durante el alambrado. Los tubos rígidos de pared gruesa del tipo pesado y semipesado pueden emplearse en instalaciones visibles u ocultas, ya sea embutido en concreto o embutido en mampostería (Sistema de construcción que consiste en levantar muros a base de bloques que pueden ser de arcilla cocinada, piedra o concreto entre otros ) en cualquier tipo de edificios y bajo cualquier condición atmosférica. También se pueden usar directamente enterrados, recubiertos externamente para satisfacer condiciones más severas. En los casos en que sea necesario realizar el doblado del tubo metálico rígido, éste debe hacerse con la herramienta apropiada para evitar que se produzcan grietas en su parte interna y no se reduzca su diámetro interno en forma apreciable.

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Tubo conduit metálico de pared delgada (thin Wall)

A este tubo se le conoce también como tubo metálico rígido ligero. Su uso es permitido en instalaciones ocultas o visibles, ya sea embutido en concreto o embutido en mampostería en lugares de ambiente seco no expuestos a humedad o ambiente corrosivo. No se recomienda su uso en lugares en los que, durante su instalación o después de ésta, se encuentre expuesto a daños mecánicos. Tampoco debe usarse directamente enterrado o en lugares húmedos, así como en lugares clasificados como peligrosos. El diámetro máximo recomendable para esta tubería es de 51 mm (2 pulgadas) y debido a que la pared es muy delgada, en estos tubos no debe hacerse roscado para atornillarse a cajas de conexión u otros accesorios, de modo que los tramos deben unirse por medio de accesorios de unión especiales. Tubo conduit flexible En esta designación se conoce al tubo flexible común fabricado con cinta engargolada (en forma helicoidal), sin ningún tipo de recubrimiento. A este tipo de tubo también se le conoce como Greenfield. Se recomienda su uso en lugares secos y donde no se encuentre expuesto a corrosión o daño mecánico. Puede instalarse embutido en muro o ladrillo, así como en ranuras. No se recomienda su aplicación en lugares en los cuales se encuentre directamente enterrado o embutido en concreto. Tampoco se debe utilizar en lugares expuestos a ambientes corrosivos, en caso de tratarse de tubo metálico. Su uso se acentúa en las instalaciones de tipo industrial como último tramo para conexión de motores eléctricos. En el uso de tubo flexible el acoplamiento a cajas, ductos y gabinetes se debe hacer utilizando los accesorios apropiados para tal objeto. Asimismo, cuando este tubo se utilice como canalización fija a un muro o estructura, deberá sujetarse con abrazaderas que no dañen al tubo, debiendo colocarse a intervalos no mayores a 1.50 metros.

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Cajas y accesorios para canalización con tubo conduit Todas las conexiones o uniones entre conductores deben ser realizadas dentro de cajas de conexión diseñadas y aprobadas para este fin. Estas cajas deben estar instaladas en lugares en los que resulten accesibles para poder realizar cambios y modificaciones en el cableado. Además, todos los apagadores y salidas para lámparas, así como los contactos, deben encontrarse alojados en cajas. Estas cajas se construyen de metal o de plástico, según su uso. Las cajas metálicas se fabrican con acero galvanizado en cuatro formas: cuadradas, octagonales, rectangulares y circulares. Las hay en varios anchos, profundidades y perforaciones que faciliten el acceso de las tuberías. Estas perforaciones se localizan en las paredes laterales y en el fondo.

Dimensiones de cajas de conexión  Tipo rectangular (Chalupas): 6 X 10 cms de base y 3.8 cms de profundidad con perforaciones para tubería conduit de 13 mm.  Redondas: Diámetro de 7.5 cms y 3.8 cms de profundidad para tubo conduit de 13 mm.  Cuadradas: Tienen distintas medidas y se designan o clasifican de acuerdo con el diámetro de sus perforaciones, por ejemplo, cajas cuadradas de 13, 19, 25, 32 mm, etc. En instalaciones residenciales se utilizan principalmente cajas cuadradas de 13 mm, cuyas medidas son 3 x 3 pulgadas con 1.5 pulgadas de profundidad. Estas solamente sujetan tuberías de 13 mm. Otros tipos de cajas cuadradas como la de 19 mm tienen base de 4 x 4 pulgadas con profundidad de 1.5 pulgadas y con perforaciones para tuberías de 13 y 19 mm. Las de 25 mm son de 12 x 12 cm de base con 55 mm de profundidad y perforaciones para tubos de 13, 19 y 25 mm. Cuando se utilicen cajas metálicas en instalaciones visibles sobre aisladores o con cables con cubierta no metálica, o bien, con tubo no metálico, es recomendable que dichas cajas se instalen rígidamente a tierra. En los casos de baños y cocinas, este requisito es obligatorio. En este caso hay que tener especial cuidado que los conductores queden protegidos contra agentes abrasivos. Las cajas no metálicas se pueden usar en: instalaciones visibles sobre aisladores, con cables con cubierta no metálica y en instalaciones con tubo no metálico.

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Molduras y Bandejas tipo DLP Es un sistema de canalización a la vista de muy fácil ejecución y que permite gran versatilidad y presentación con respecto a una misma canalización en base a tubería.-

Tiene variados diseños que permite canalizar conductores de diversos circuitos a través de una misma bandeja ya que cuentan con separadores.-

Se pueden lograr excelentes presentaciones pero son más frágiles en algunos casos ya que un golpe las puede dañar.-

Los accesorios permiten un rápido montaje

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Ductos Estos son otros medios para la canalización de conductores eléctricos. Se usan solamente en las instalaciones eléctricas visibles ya que no pueden montarse embutidos en pared, ni dentro de lazos de concreto. Los ductos se fabrican en lámina de acero acanalada de sección cuadrada o rectangular. Las tapas se montan atornilladas. Su aplicación más común se encuentra en instalaciones industriales y laboratorios. Los conductores se colocan dentro de los ductos en forma similar a los tubos conduit. Pueden utilizarse tanto para circuitos alimentadores como para circuitos derivados. Su uso no está restringido a los que se mencionaron en el párrafo anterior, ya que también pueden emplearse en edificios multifamiliares y oficinas, por ejemplo. La instalación de ductos debe hacerse tomando algunas precauciones, como evitar su cercanía con tuberías transportadoras de agua o cualquier otro fluido. Su uso se restringe para áreas consideradas como peligrosas.

Los ductos ofrecen muchas ventajas en comparación con la tubería conduit: Por ejemplo mayor espacio para el alojamiento de conductores, también son más fáciles de cablear. En un mismo ducto se pueden tener circuitos múltiples, así se aprovecha mejor la capacidad conductiva de los cables al tenerse una mayor disipación de calor. La desventaja es que necesitan mayor mantenimiento. Se permite un máximo de 30 conductores hasta ocupar un 20% del interior del ducto. En el caso de empalmes o derivaciones puede ser hasta un 75%. El empleo de ductos en instalaciones industriales, de laboratorios, edificios de viviendas o edificios de oficinas tienen ciertas ventajas como: • Facilidad de instalación. • Se fabrica en tramos de diferentes medidas, lo que hace su instalación más versátil. • Facilidad y versatilidad para la instalación de conductores dentro del ducto, teniéndose la posibilidad de agregar más circuitos a las instalaciones ya existentes. 31 Ramón E. flores Pino Profesor de Estado para la Enseñanza Industrial Mención Electricidad

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• • •

Son 100% recuperables: al modificarse una instalación se desmontan y pueden ser usados nuevamente. Fáciles de abrir y conectar derivaciones. Ahorro en herramienta y en mano de obra para la instalación.

Escalerillas Son bandejas portadoras de cables eléctricos, es común que sean metálicas pero también se fabrican con plástico reforzado.

Las charolas portacables tienen una función muy importante en la industria, ya que nos permiten tener una buena distribución de fuerza en toda la instalación eléctrica. Las charolas como se les denomina también a las escalerillas portacables pueden ser usadas para tender cables de corriente, fuerza, señalización, control, alumbrado; todos estos deben tener su respectivo aislamiento para su óptimo funcionamiento. Las charolas portacables, normalmente están fabricadas en aluminio 6063, acero galvanizado en inmersión en caliente y acero inoxidable. Los accesorios de ensamble (tornillos, tuercas y arandelas) son de acero con acabado galvanizado. En el uso de escalerillas se tienen aplicaciones parecidas a las de los ductos con algunas limitantes propias de los lugares en los que se hace la instalación. En cuanto a la utilización de escalerillas se dan las siguientes recomendaciones: • Procurar alinear los conductores de manera que queden siempre en posición relativa en todo el trayecto, especialmente los de grueso calibre. • En el caso de tenerse un gran número de conductores delgados, es conveniente realizar amarres a intervalos de 1.5 a 2 metros aproximadamente, procurando colocar etiquetas de identificación cuando se trate de conductores pertenecientes a varios circuitos. En el caso de conductores de grueso calibre, los amarres pueden hacerse cada 2 ó 3 metros. • En la fijación de conductores que viajan a través de charolas por trayectorias verticales largas es recomendable que los amarres sean hechos con abrazaderas especiales. Es común ver escalerillas portaconductores en las instalaciones eléctricas de los supermercados.

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Escalerilla de plástico reforzado

La charola para cables eléctricos de plástico reforzado (FRP) representa una excelente opción para instalaciones eléctricas,. El plástico reforzado (FRP) es un material no conductor que protege a toda la instalación y evita accidentes en los trabajadores al fallar algún aislamiento de los cables con lo cual se energizarían si fueran de acero o aluminio. Se elimina la necesidad de instalar sistemas de tierra.Como se puede deducir, hay que tener mucha precaución al momento de elegir la canalización para una instalación ya que se deben considerar muchos factores tales como ; características técnicas de los componentes, ambiente donde estará la instalación y sobre todo que debe estar de acuerdo en un 100 % con la normativa.-

Técnicas de representación Es una forma de representar mediante símbolos, diagramas y esquemas la estructura de una instalación eléctrica.- Por lo tanto cualquier actividad a realizar en una instalación se puede expresar mediante una representación técnica, por ejemplo:

Ubicación técnica de componentes según código eléctrico

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Conexión de aparatos eléctricos que están comúnmente en una instalación eléctrica domiciliaria.

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Como se conecta un interruptor de cruzamiento 35 Ramón E. flores Pino Profesor de Estado para la Enseñanza Industrial Mención Electricidad

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Conexión de un tablero de distribución de alumbrado (TDA)

Esquema de un Diagrama unilineal 36 Ramón E. flores Pino Profesor de Estado para la Enseñanza Industrial Mención Electricidad

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Un diagrama unilineal es una representación simbólica de cómo se distribuyen los componentes de un TDA y su función por cada circuito.- Para una rápida comprensión ver la figura ilustrativa de un DU.-

En esta figura se aprecia el símbolo y el componente que representa, pero en la realidad al realizar un plano eléctrico el DU se hace solo con la simbología, como es el que se presenta en la siguiente figura:

Diagrama unilineal real (como debe presentarse en un proyecto de instalación) 37 Ramón E. flores Pino Profesor de Estado para la Enseñanza Industrial Mención Electricidad

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Como se puede apreciar en el DU se detallan todas las características técnicas de los componentes que van conectados en el TDA (Tablero de Distribución de Alumbrado), también las secciones y los tipos de conductores que alimentaran los diversos circuitos y los dos tipos de tierra que tendrá la instalación. Tierra de servicio : Es aquella que entrega la compañía y que consiste en conectar el conductor neutro que viene del empalme a esta tierra. Tierra de protección: Es aquella que corre por todo el circuito de la instalación, aquella que está en los enchufes y en los centros de alumbrado. Ambas tierras se deben construir por separado ya que no deben estar conectadas la una con la otra.

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Estructura de una tierra de protección

En esta figura se indica claramente cómo construir una tierra de protección que corre por todos los circuitos de las instalaciones, la que está en los enchufes. No se puede ejecutar una instalación eléctrica sin tierra de protección. En algunas instalaciones muy antiguas que aún persisten no tienen esta tierra, lo correcto es advertir de esta grave falencia y que debe ser corregida lo antes posible.

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Diagramas técnicos de circuitos Todos los circuitos de una instalación se especifican a través de un diagrama técnico que el especialista eléctrico debe ser capaz de interpretar para llevarlo a la práctica. Un ejemplo es el siguiente: Circuito de un efecto ( 9/12) : Permite comandar uno o más centros desde un interruptor

En este diagrama solo se utilizan símbolos que están en el código eléctrico y para este caso se tiene: Una lámpara, un interruptor de un efecto (9/12), una caja de derivación, un enchufe. Los subíndices indican la cantidad de conductores que tiene esa línea (canalización). Basta solo este diagrama para que un técnico sea capaz de entender en que consiste el circuito y como ejecutarlo..-Para una mejor comprensión se puede hacer un diagrama de conexiones de este circuito que corresponde a lo siguiente:

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Finalmente si este circuito fuera armado en un panel utilizando como canalización tubería de 13 mm, su presentación seria aproximadamente así:

Otros circuitos básicos de instalaciones Circuito de dos efectos (9/15). Es aquel que permite controlar dos centros en forma independiente a través de dos interruptores ubicados en un mismo punto.-

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Diagrama de conexiones

Circuito practico

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Circuito de combinación (9/24) : Permite comandar uno o más centros desde dos puntos distintos. Se utiliza para iluminar escalas o pasillos largos.Diagrama Unilineal o técnico

Diagrama de conexiones del 9/24:

Circuito Práctico con tubería

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Circuito de tres efectos (9/32):

Es aquel que permite controlar tres centros en forma independiente a través de tres interruptores ubicados en un mismo punto.Diagrama unilineal o técnico

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Diagrama de conexiones circuito 9/32

Circuito practico con tubería

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Circuito equipo fluorescente con enchufe

Circuito eléctrico equivalente

Diagrama de conexiones

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Presentación del circuito practico

Todos estos circuitos básicos, están presentes en toda instalación eléctrica .Pero hoy en día las instalaciones más sofisticadas incluyen circuitos más complejos sobre todo los que están relacionados con la domótica que conlleva a las instalaciones catalogadas como “inteligentes” que permiten automatizar procesos, como por ejemplo abrir y cerrar puertas, programar encendido de luces, regadío de jardines etc. Pero la domótica requiere de algunos conocimientos especiales para poder comprenderla, pero es lo que está en vanguardia hoy.-

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¿Cómo se ejecuta una instalación eléctrica en una casa habitación? a). Lo primero es disponer del plano arquitectónico de la casa habitación. Este plano es solo referencial ya que lo más importante es la instalación eléctrica que se dibujará sobre él.-

b). A continuación se ubican los centros y aparatos que estarán en cada espacio interior como exterior según el plano.

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Hoy la normativa vigente exige que los circuitos de enchufes deben estar separados de los circuitos de alumbrado, se pueden hacer ambos circuitos en un solo plano, pero es conveniente hacer dos planos, uno con los circuitos de alumbrado y otro con los circuitos de enchufes. Para el ejemplo el de alumbrado queda así:

Algunos alcances para este plano: La parte de este plano que se indica en la figura, significa que el interruptor marcado con las letras ab comanda los centros a y b, que es el mismo caso para el marcado con las letras cd.

En este plano hay tres tipos de circuitos; De un efecto (9/12), de dos efectos (9/15) y de combinación (9/24).Utilizar como máximo cuatro salidas por caja de derivación y lograr así comodidad y seguridad en las conexiones de los conductores y que estas no queden demasiado llenas 49 Ramón E. flores Pino Profesor de Estado para la Enseñanza Industrial Mención Electricidad

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facilitando su cierre.- Pero en ocasiones como excepción se pueden ocupar cinco, pero tratar de utilizar cuatro aunque signifique una mayor cantidad de cajas.-

El circuito de enchufes

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c). El diagrama Unilineal resultante de este plano corresponde al siguiente

d). Realizar un cuadro de cargas con la siguiente información: Nombre y Rut del propietario, ubicación de la casa habitación, cantidad de centros del circuito de alumbrado, cantidad de centros del circuito de enchufes, potencia total de cada circuito, Voltaje de uso, corriente de cada circuito, etc. y su estructura es la siguiente:

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Las dimensiones de este cuadro de cargas están descritas en el código eléctrico norma chilena 2/84. e). Toda la información anterior se debe presentar en una lámina técnica llamada Formato. Existen varios tipos de formatos, cada uno recibe una denominación según las dimensiones que tiene. La norma 2/84 dice: A.1.3. La serie normal de formatos se obtiene multiplicando o dividiendo sucesivamente por dos el formato base. En la tabla Nº 1, se muestran los formatos normales usados en la presentación de proyectos. Figura Nº 1

Formatos 4A0 2A 0 A0 A1 A2 A3 A4

Dimensiones mm 1682 x 2378 1189 x 1682 1189 x 841 594 x 841 420 x 594 297 x 420 210 x 297

Márgenes Izquierdo 35 35 35 30 30 30 30

Otros 15 15 10 10 10 10 10

Cabe señalar que estos formatos se utilizan también para otros proyectos no tan solo eléctricos. El formato a elegir depende de la complejidad del proyecto eléctrico, lo importante es que debe quedar lo más claro posible.52 Ramón E. flores Pino Profesor de Estado para la Enseñanza Industrial Mención Electricidad

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Para nuestro caso el plano tendría la siguiente estructura

Toda la normativa sobre la presentación de proyectos esta detallado en la norma 2/84 que está en el código eléctrico.f). Finalmente se presenta este plano al SEC (Servicio de Electricidad y Combustibles) en forma digital para su aprobación. Una vez aprobado se procede a la ejecución de la instalación. Otros antecedentes Junto con cumplir con los puntos anteriores hay otros pasos que se deben realizar, por ejemplo. Cubicación de materiales: Consiste en contabilizar los materiales que se utilizaran en la instalación y el costo que involucra. Como sugerencia siempre se calcula un porcentaje sobre la cantidad obtenida por razones de seguridad, ya que algunos materiales podrían fallar o destruirse por algún error cometido.Mano de obra: Es el valor económico que el técnico instalador le asigna al trabajo que le demandara la instalación.- Este valor debe considerar valores reales y sobre todo honestidad y ética profesional.53 Ramón E. flores Pino Profesor de Estado para la Enseñanza Industrial Mención Electricidad

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Es de esperar que este apunte sirva de apoyo pero lo más importante es nunca conformarse con lo aprendido, siempre es necesario saber más y hoy en día en internet está disponible el conocimiento para ser un muy buen estudiante.Atte. Ramón Flores Pino

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