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• Akire' Sebastiani

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República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Educación Instituto Universitario Politécnico Santiago Mariño Extensión Maturín Ing. Civil COD.: 42

Conductores eléctricos Profesora:

Bachiller:

Ing. José Tómas López

Erika Sebastiani

Electiva III Seccion “V”

C.I: 26.933.365

Septiembre de 2017

Índice

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Introducción Desarrollo: 1. ¿Qué es un conductor eléctrico? 2. Propiedades físicas de los metales. 3. Conductores de cobre y aluminio. 4. Características de los conductores. 5. Conductores para comunicación y control. 6. Calibres de conductores 7. Identificación de conductores 8. Tipos de empalmes. Conclusión Bibliografía

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Introducción Los materiales que permiten el paso fácil de electrones libres se llaman conductores, mientras que los materiales que impiden el paso de electrones libres se llaman aisladores. Las teorías científicas que explican por qué ciertos materiales conducen y otros no son bastante complejas, arraigadas en explicaciones mecánicas cuánticas en cómo los electrones se arreglan alrededor de los núcleos de átomos. Contrariamente al conocido modelo "planetario" de electrones girando alrededor del núcleo de un átomo como trozos bien definidos de materia en órbitas circulares o elípticas, los electrones en "órbita" no actúan realmente como pedazos de materia en absoluto. Todos los elementos metálicos son buenos conductores de electricidad, debido a la forma en que los átomos se unen entre sí. Los electrones de los átomos que comprenden una masa de metal están tan desinhibidos en sus estados de energía permisibles que flotan libremente entre los diferentes núcleos de la sustancia, fácilmente motivados por cualquier campo eléctrico. Los electrones son tan móviles, de hecho, que a veces son descritos por los científicos como un gas de electrones, o incluso un mar de electrones en el que descansan los núcleos atómicos. Esta movilidad de electrones explica algunas de las otras propiedades comunes de los metales: buena conductividad térmica, maleabilidad y ductilidad (fácilmente formada en diferentes formas), y un acabado brillante cuando es puro.

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¿Qué son conductores eléctricos?

Un conductor eléctrico es un material que ofrece poca resistencia al movimiento de la carga eléctrica. Son materiales cuya resistencia al paso de la electricidad es muy baja. Los mejores conductores eléctricos son metales, como el cobre, el oro, el hierro, la plata y el aluminio, y sus aleaciones, aunque existen otros materiales no metálicos que también poseen la propiedad de conducir la electricidad, como el grafito o las disoluciones y soluciones salinas (por ejemplo, el agua del mar) o cualquier material en estado de plasma. Para el transporte de energía eléctrica, así como para cualquier instalación de uso doméstico o industrial, el mejor conductor es el cobre (en forma de cables de uno o varios hilos). Aunque la plata es el mejor conductor, pero debido a su precio elevado no se usa con tanta frecuencia. También se puede usar el aluminio, metal que si bien tiene una conductividad eléctrica del orden del 60% de la del cobre, es sin embargo un material tres veces más ligero, por lo que su empleo está más indicado en líneas aéreas que en la transmisión de energía eléctrica en las redes de alta tensión. A diferencia de lo que mucha gente cree, el oro es levemente peor conductor que el cobre; sin embargo, se utiliza en bornes de baterías y conectores eléctricos debido a su durabilidad y “resistencia” a la corrosión.

Propiedades físicas de los metales

Se define como conductor al material metálico, usualmente en forma de alambre o cable, adecuado para el transporte de corriente eléctrica. Entre estas pueden seleccionarse por semas interesantes las siguientes: a) peso específico. b) coeficiente de temperatura (coeficiente de variación de resistencia con la temperatura) c) calor especifico d) punto de temperatura o de fusión e) coeficiente de dilatación térmica f) coeficiente de dilatación lineal

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De acuerdo a los componentes del material de su aleación el conductor tendrá una conductividad que lo caracteriza, los más importantes son: el platino, plata, cobre, aluminio, hierro, etc. Tomando como base la plata, la conductividad relativa en otros metales es la siguiente:                

plata 100% cobre 94% aluminio 57% hierro 16% La conductividad real a 0º C es la siguiente: Plata: 66 (ohmios.m)-1 Tungsteno: 20,4 (ohmios.m)-1 Cobre: 64,5 (ohmios.m)-1 Potasio: 16 (ohmios.m)-1 Oro: 49 (ohmios.m)-1 Litio: 11,8 (ohmios.m)-1 Aluminio: 40 (ohmios.m)-1 Hierro: 11,5 (ohmios.m)-1 Magnesio: 25,4 (ohmios.m)-1 Cesio: 5,2 (ohmios.m)-1 Sodio: 23,4 (ohmios.m)-1

Conductores de cobre y aluminio

Durante años, se han preguntado que usar sobre cobre o aluminio, cual es mejor. Pero no importa cual es mejor, si no para que se usa. El cobre es utilizado en su condición pura, pues tiene una conductividad comercial de 98 por ciento, basado en el International Annealed Copper Standard (IACS). Por otro lado, el aluminio puro no puede emplearse como conductor eléctrico, debido a que es muy suave para los ensambles mecánicos, por lo que siempre se utiliza en aleación con otros materiales (aleación Al 6101). El cobre es un metal de color rojizo, dúctil y maleable, se puede fundir, forjar en láminas y estirarlo por medios mecánicos. En principio, del metal se obtiene el alambrón, que es macizo, de sección circular producido por laminación o "extrusión" en caliente; luego por "trefilación" y laminación en frío se produce el alambre de cobre. El alambre de cobre se presenta en el mercado nacional en las formas siguientes: duro, semiduro y blando recocido. En el primero, el cobre es resistente y se puede trabajar con cierta dificultad, no se usa en instalaciones interiores; sino en la elaboración de componentes tales como: grapas, conectores, platinas, barras, etc. El semiduro es el

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que se produce con características mecánicas intermedias entre el duro y el blando para fines que así lo requieran tales como bornes, contactos en tableros, láminas, etc. El blando o recocido se logra a partir del cobre duro, mediante un calentamiento progresivo y aplicando el estirado y laminado también progresivamente. Es por estas condiciones que se puede trabajar mejor, aunque su resistencia mecánica es menor que el duro. El cobre recocido se utiliza en la elaboración de hilos y cables utilizados en canalizaciones eléctricas. Por su parte, el aluminio también se obtiene en forma similar, lográndose el tipo recocido de dureza media, tres cuartos de dureza y duro. El aluminio mezclado con acero, o en aleaciones especiales, logra mejor la resistencia mecánica. Comparando el cobre y el aluminio se puede concluir que el primero es 2 veces más pesado que el otro, teniendo el aluminio una resistividad 1.65 veces mayor que la del cobre. El volumen del aluminio es mayor y en ciertos casos habría que tomarlo en cuenta como desfavorable

Características de los conductores eléctricos

El cableado puede hacerse en forma concéntrica, circular, compactado, comprimido sectorial o anular, según se haya procesado el paquete de hilos para fines específicos. Los conductores de un solo hilo se denominan sólidos y se utilizan hasta el N° 10 en instalaciones residenciales, comerciales o de oficinas. Para calibres mayores se emplean cableados, para facilitar el manejo en el proceso de instalación. A) conductores desnudos: Conforme a las necesidades un conductor eléctrico podrá estar al aire montado sobre soportes aislados de vidrio o porcelana, en redes aéreas, en líneas o redes de distribución, o líneas de alta o muy alta tensión. Para el caso de redes subterráneas, o bien en canalizaciones eléctricas residenciales, comerciales o industriales, se emplean conductores aislados. Los conductores desnudos también se utilizan para la puesta a tierra, para barras en sistemas de distribución industrial, barras también en tableros suspendidos por aisladores y para aterramiento de transformadores, pararrayos o el neutro de una red de distribución. B) conductores aislados: Cuando un grupo de conductores van dentro de una canalización deben estar aislados, para mantener fuera de contactos entre sí, con tierra o estructuras. El aislante y el componente metálico de un conductor deben estar elaborados de tal forma que resistan los agentes externos que se indican a continuación. o Agentes mecánicos: Tales como presión, abrasión, elongación y dobleces a l80º. o Agentes químicos: Agua, humedad, hidrocarburos, ácidos y alcalinos.

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El material aislante debe soportar a los anteriores a fin de que no se produzcan desprendimientos de sus partes, agrietamiento, escamas o bien que disminuya su espesor. o Agentes eléctricos: El fabricante debe garantizar la rigidez dieléctrica del aislante, estableciendo un control de calidad estricto donde se fijan los Kilovoltios mínimos y máximos de prueba. C) cables de semiplomo: Se denomina así a los conductores cableados que llevan una cubierta de plomo o semiplomo como se utiliza actualmente. El plomo por su costo elevado ha sido reemplazado por un termoplástico de alta resistencia y retardante de llama.

Conductores para comunicación y control

Las empresas fabricantes de conductores eléctricos suelen presentar los cables de control formados por 21 conductores, o menos, pudiendo llegar hasta 60 con un código de colores para identificación, con trazos y señales que la facilitarán. Los cables para telefonía se fabrican de a pares de cables, desde el calibre N° 24, 22, 20 y 18 según las necesidades. El aislante puede ser de tela, barniz, plástico, etc., según el uso y aplicación que se le dé. La gama de cables multipares es amplia y se denominan según ciertos fabricantes tipo "TDI" A nivel residencial con cables de 1 par máximo N° 22, es suficiente, estos se pueden alojar en una tubería de φ ¾“. En edificios se utiliza por lo general 1 par por apartamento, más un 20% adicional; por lo general se emplean cables de 5 pares en delante de acuerdo a las necesidades. CANTV posee un reglamento de servicio donde establece las características de construcción de las instalaciones telefónicas en edificio residencial, las cuales serán convenientes consultar en el ámbito de planificación y diseño. Puntos de conexión: Los puntos de conexión están preparados para conectores de 8 puntos, de tipo RJ-45 son conectores más anchos que los comúnmente usados para telefonía (los de telefonía son de 2 puntos, llamados RJ-11), permiten conexiones de 2, 4, 6 y 8 puntos. Cableado: El cableado se realiza con conductores especiales de 8 cables, siendo conveniente utilizar de buena calidad y que permitan la mayor velocidad de transmisión posible.

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Conductores: Los conductores no pueden ser cortados ni empalmados; por ello se deben efectuar estas instalaciones con sumo cuidado y atención, verificando las bajantes, ya que de tener que hacer modificaciones, puede tornarse muy dificultoso. Los conductores de señal deben ir separados en distintas canalizaciones que los conductores de energía eléctrica. Para los casos de cableado estructurado, debe cuidarse que no se produzcan interferencias debido al campo magnético que generan las líneas de corriente de 220 v y de 380 v. Cuando se disponen en canales plásticos, se colocan separadores que aíslen unos de otros.

Calibres de conductores

Los conductores se identifican por un número que corresponde a su sección o calibre y que se basa en el sistema americano de designación AWG (American Wire Gauge). En este sistema los números son regresivos y, el número mayor que es el 36, representa el conductor de menor diámetro. En la medida en que se reduce el número a partir del 36, aumenta la sección transversal del conductor hasta llegar al número 1 y, después de éste, se encuentran los calibres 1/0 (un cero), 2/0 (dos ceros), 3/0 (tres ceros) y 4/0 (cuatro ceros) que es el conductor más grueso en la designación AWG.

Identificación de conductores

Según el código nacional, los conductores eléctricos aislados deberán ser identificados con marcas permanentes en su superficie a intervalos no mayores de 60 cm. En casos de cables multipolares se identificarán con cintas, o por etiquetas, en casos especiales. Los conductores usados para el neutro, serán blancos o grises, para la puesta a tierra de equipos se utilizará color verde o verde con franjas amarillas. Los conductores activos monopolares o multipolares se distinguirán del hilo neutro o de puesta a tierra y podrán ser negros, rojos, azules o amarillos, preferentemente.

En el caso de Europa: conductor verde con amarillo es tierra. Conductor azul es conductor neutro y los conductores marrón negro o gris son los conductores de fase.

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En el caso de América del norte es: El conductor de tierra se puede identificar de tres formas: 1. Aislante de color verde 2. Puede ser un alambre o cable desnudo (sin aislante). Este cable por lo general es de cobre. 3. Aislante de color amarillo en algunas ocasiones. Los conductores neutros son: blanco o gris las faces son más fáciles de identificar ya que tienes: rojo, negro, café, naranja, violeta o amarillo

Tipos de empalmes

En los empalmes hay que tener en cuanta en que se usara, ya que los empalmes dependiendo de su uso y el lugar son muy distintos. Empalmes para residencias: Entre los empalmes para residencias los más comunes son: Cola de rata, Western Corto, Western Largo, Derivación Simple, Derivación Doble. También hay otros que están siendo usados y son los siguientes:

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Empalme para alta y baja tensión:

Para canalizaciones eléctricas residenciales se usan las siguientes:

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Empalmes termo contraíbles para baja tensión: En el caso de empalmes rectos se suelen unir dos (2) conductores mecánicamente, mediante un conector a compresión tipo manguito y luego cubrir el mismo con un tubo contraíble, el cual lleva en su interior un adhesivo termoplástico que al suministrarle calor con un soplete de gas, se contrae, adhiriéndose fácilmente al conductor y a las partes aislantes de los cables unidos. empalmes termo contraíbles rectos y en derivación para alta tensión: El procedimiento de instalación es similar al de baja tensión, pues al calentarse el tubo aislante se contrae hasta llegar ajustado al conductor y aislante de los mismos, quedando finalmente un espesor de aislamiento apropiado al requerido. Terminales para alta tensión: Se utilizan en la transición del conductor mismo desde aislado hasta pasar a desnudo, donde se forma un campo eléctrico que es necesario controlar para no dañar las partes. Se puede utilizar de varios tipos a saber: Para uso interior o exterior, de porcelana y con cintas aislantes tipo "3M", o similares. De materiales pre moldeados elastoméricos enchufables tipo "ELASTIMOLD" o similares. También existen los termo contraíbles tipo "RAYCHEN" o similares, cuyas técnicas de montajes son análogas a los empalmes antes descritos. Sistema de distribución de barras: Los alimentadores con barras están construidos en aluminio o cobre debidamente aislados, ubicadas dentro de un ducto metálico de gran robustez. Tanto los tramos rectos como las conexiones para derivación o cruces a 45° ó 90° son elementos diseñados especialmente para tal fin. En caso de que decida cambiar la trayectoria del alimentador, el sistema tiene la ventaja que se puede desarmar y construir un nuevo diseño de acuerdo a las necesidades.

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Conclusión

Un conductor eléctrico es, en esencia, un medio a través del cual una corriente eléctrica fluirá fácilmente. Esto incluye materiales tales como metales, soluciones iónicas y gas ionizado. Cuando se habla de sistemas de circuitos eléctricos, el término conductores eléctricos se refiere específicamente al componente que lleva una corriente eléctrica desde su fuente hasta su carga. En un conductor eléctrico, la corriente eléctrica es capaz de fluir libremente. En este caso, los electrones externos del átomo conductor están sueltos y, por lo tanto, son fácilmente compartidos y libres de moverse a través del material. Cuando se aplica una carga eléctrica, estas cargas electrónicas se moverán, repeliéndose entre sí y permitiendo que la corriente fluya por la línea. Debe entenderse que no todos los materiales conductores tienen el mismo nivel de conductividad, y no todos los aisladores son igualmente resistentes al movimiento de electrones. La conductividad eléctrica es análoga a la transparencia de ciertos materiales a la luz: los materiales que "conducen" fácilmente la luz se llaman "transparentes", mientras que los que no lo hacen se llaman "opacos". Sin embargo, no todos los materiales transparentes son igualmente conductores a la luz. El vidrio de la ventana es mejor que la mayoría de los plásticos, y ciertamente mejor que la fibra de vidrio "clara". Lo mismo ocurre con los conductores eléctricos, algunos siendo mejores que otros.

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Bibliografía

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https://es.wikipedia.org/wiki/Conductor_el%C3%A9ctrico http://factorelectrico.blogspot.com/2014/03/calibre-de-conductoreselectricos.html http://www.construmatica.com/construpedia/Instalaciones_Telef%C3%B3nicas http://faradayos.blogspot.com/2014/01/colores-cables-electricos-normas.html http://www.eest1.com.ar/tips_empalmes_electricos_sistemas_1_2.pdf

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