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• Daniel Hernandez Soria

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DESCUBRIMIENTO DE LA ELECTRICIDAD Mucha gente se pregunta... ¿Quien inventó la Electricidad?. La electricidad es una forma de energía y se produce en la naturaleza, por lo que "No fue Inventada”. La electricidad, como otros muchos fenómenos, Se Descubrió y poco a poco se fueron ampliando y mejorando los conocimientos sobre ella para el uso práctico por el ser humano.

En cuanto a quien lo descubrió, abundan muchos conceptos erróneos. Algunas personas dan por cierto que el descubridor de la electricidad fue

Benjamín Franklin por sus experimentos con una cometa y posterior invento del pararrayos, pero esto sólo ayudó a establecer la conexión entre el rayo y la electricidad, nada más. La humanidad tenía que conocer la primera carga eléctrica para descubrir verdaderamente la electricidad. La verdad sobre el descubrimiento de la electricidad es un poco más complejo que un hombre haciendo volar su cometa. En realidad se remonta a más de dos mil años y se podría hablar mejor que del descubrimiento, de la "historia de la electricidad".

Historia de la Electricidad La primera mención de los fenómenos eléctricos se encuentra en los textos egipcios antiguos alrededor del año 2.750 antes de Cristo (hace unos 4.750 años). Estos textos hablan de peces eléctricos que se conocen como 'atronadores del Nilo' y defensores de otros peces. Así que el primer descubrimiento de la electricidad en la historia registrada del hombre fue en forma de bio-electricidad. La mención a estos peces eléctricos se han encontrado también en griego, romano y crónicas árabes. De hecho, en algunos casos, incluso hay una mención a las descargas eléctricas de estos peces para utilizarla como una cura para los dolores de cabeza y la gota. En el año 600 antes de Cristo (ac), los antiguos griegos descubrieron que el roce de la lana, la piel y otros objetos ligeros como las plumas con el ámbar (resina de árbol fosilizada) causaba una atracción entre los dos objetos, y por lo tanto, lo que los griegos descubrieron en realidad era la electricidad estática. En aquella época, un filósofo griego llamado Tales de Mileto fue el que hizo este primer experimento e investigó el efecto de electricidad estática del ámbar y erróneamente lo clasificó como un efecto magnético resultante de la fricción. El Griego Tales, no sabía que el descubrimiento era realmente electricidad. Tuvieron que pasar muchos años y siglos para que se conociera la electricidad. Los investigadores y arqueólogos en la década de 1930 descubrieron macetas con láminas de cobre en su interior que consideran que podrían haber sido las baterías antiguas destinados a producir luz en

antiguos sitios romanos. Dispositivos similares fueron encontrados en excavaciones arqueológicas cerca de Bagdad. lo que significa que los antiguos persas también podrían haber utilizado una forma parecida a las baterías electricas. En el siglo 17, se han hicieron muchos descubrimientos relacionados con la electricidad, tales como la invención de un generador electrostático, la diferenciación entre las corrientes positivas y negativas, y la clasificación de los materiales como conductores o aislantes. En el año 1600, el médico Inglés William Gilbert utiliza la palabra latina “electricus” para describir la fuerza que ejercen ciertas sustancias cuando se frotan unas contra otras. Estudió tanto los fenómenos de la electricidad y el magnetismo que fue él quien distinguió entre el efecto eléctrico del ámbar y el efecto magnético del imán. Le puso el nombre de "Electricus" porque se derivaba de la antigua palabra griega para denominar el ámbar, que era 'Elektron'. Pocos años después, otro científico Inglés, Thomas Browne, escribió varios libros y él usó la palabra “electricidad” para describir sus investigaciones sobre la base de la obra de Gilbert. En 1752, Benjamín Franklin llevó a cabo su experimento con una cometa, una llave, y una tormenta. Esto simplemente demostró que el rayo y las pequeñas chispas eléctricas eran la misma cosa. En el año 1791, Luigi Galvani demostró que los nervios conducen señales a los músculos en forma de corrientes eléctricas, lo que daría lugar a la ciencia de la bio-electricidad. El físico italiano Alessandro Volta descubrió que determinadas reacciones químicas podrían producir electricidad, y en 1800 se construyó la primera pila voltaica (una batería eléctrica) que producía una corriente eléctrica constante, y por lo que fue la primera persona para crear un flujo constante de carga eléctrica o electrones en movimiento. Alessandro Volta también creó la primera transmisión de electricidad

uniendo conectores cargados positivamente y negativamente y condujo una carga eléctrica, o el voltaje, a través de ellos. Ya fue en 1831 cuando se convirtió viable el uso de la electricidad por el hombre cuando Michael Faraday creó la primera dínamo eléctrica o generador eléctrico, que resolvió el problema de la generación de corriente eléctrica de forma continua y práctica. El invento de la dinamo por Faraday abrió la puerta al estadounidense Thomas Edison que inventó la bombilla incandescente de filamento en 1878. Anteriormente, las bombillas habían sido inventadas por otros, pero la bombilla incandescente de filamento fue la primera bombilla que podía iluminar durante horas. Edison utilizó su sistema de corriente continua (DC) para proporcionar energía para iluminar las primeras farolas eléctricas de Nueva York en septiembre de 1882. Más tarde, en la década de 1800 y principios de 1900 Nikola Tesla se convirtió en un colaborador importante para el nacimiento de la electricidad comercial por ser considerado el padre de la corriente alterna. Trabajó con Edison y más tarde tuvo muchos desarrollos revolucionarios en el electromagnetismo. Además tenía las patentes que compiten con Marconi por la invención de la radio. Es muy conocido por su trabajos en corriente alterna (CA), motores de corriente alterna, y el sistema de distribución polifásica. El inventor y empresario George Westinghouse compró y desarrolló el motor patentado de Tesla para la generación de corriente alterna, pensando que el futuro de la electricidad pasaría por este tipo de corriente y así fue. Hoy en día toda la electricidad generada para nuestras casas y viviendas es corriente alterna.

Aqui tienes una línea del tiempo sobre la electricidad:

Para acabar te proponemos un ejercicio. Rellena la siguiente tabla con el texto anterior:

Vamos hacer un recorrido por los fundamentos básicos de la electricidad para principiantes. Explicaremos qué es la electricidad, cómo se genera y para qué sirve. Aprenderemos Conceptos de Electricidad Basica.

¿Qué es la Electricidad? La electricidad es un conjunto de fenómenos físicos que se producen cuando existe un movimiento de los electrones de los átomos que forman cualquier tipo de materia. Los fenómenos físicos que produce pueden ser luz (bombilla), calor (radiador eléctrico), movimiento (motores), etc. Luego veremos estos fenómenos.

Es decir cuando se mueven los electrones de los átomos de un material

(cobre, aluminio, etc.) se produce la electricidad. Este movimiento de electrones se conoce como corriente eléctrica.

Este movimiento de los electrones puede ser causado de forma natural, un rayo por ejemplo, o pueden ser causados por el hombre (artificial), por ejemplo una dinamo que produce corriente eléctrica. Si conseguimos mover electrones a través de un conductor (cable) o receptor (por ejemplo un motor, bombilla, etc.) hemos conseguido generar electricidad. Pero expliquemos un poco mejor todo esto y luego veremos como podemos conseguir generar electricidad. Para hablar de la electricidad debemos conocer el átomo. Esto no esun curso de química, por eso explicaremos solo lo necesario para entender la electricidad, sin profundizar demasiado, lo justo para entenderlo. La materia o cualquier material está formado por partículas muy pequeñas (no se ven a simple vista) llamadas átomos.

El átomo está formado por un núcleo en cuyo interior se encuentran otras partículas, aún más pequeñas, llamadas protones y neutrones. Los protones tienen carga eléctrica positiva y los neutrones solo tienen

masa pero no tienen carga eléctrica. Pero lo que realmente nos importa para la electricidad son los electrones. Son partículas con carga eléctrica negativa que están girando alrededor del núcleo del átomo. Recuerda, tenemos que moverlos. El átomo, en estado neutro, tiene el mismo número de protones que de electrones, como los dos tienen la misma carga pero uno + y el otro negativa, el cómputo global de su carga es cero, es decir el átomo no tiene carga eléctrica en estado natural. Recuerda: 1 electrón tiene una carga eléctrica negativa (-). 1 protón tiene carga eléctrica positiva (+). Pero los electrones podemos arrancarlos del átomo al que pertenecen y moverlos a otro átomo que esté a su lado, es decir podemos "mover electrones", o lo que es lo mismo generar electricidad. Date cuenta que si quitamos un electrón (abreviatura e-) a un átomo, este átomo quedará con carga positiva porque ahora tiene un protón más que el número de electrones. Si este electrón se lo damos a otro átomo que esté a su lado, este átomo quedará cargado con carga negativa, ya que tendrá un e- de más. Veamos esto con un ejemplo: Imagina dos átomo (átomo 1 y 2) de un material con 5 protones y 5 neutrones. Inicialmente la carga de cada átomo es 0. 5 electrones = 5 cargas negativas (-) 5 protones = 5 cargas positivas (+) Ahora si le robamos un electrón al átomo 1 para dárselo al átomo 2. ¿Qué pasará? Átomo 1 = 4 electrones = 4 cargas negativas y 5 protones = 5 cargas positivas.

Átomo 1 = -4 + 5 = +1 ; este átomo se queda con carga eléctrica positiva. Átomo 2 = 6 electrones = 6 cargas negativas y 5 protones = 5 cargas positivas; Átomo 2 = -6 + 5 = -1; este átomo ahora tendrá carga negativa. Conclusión: Átomo que le robamos electrones = queda con carga positiva. Átomo que le cedemos el electrón robado = queda con carga negativa. Si te fijas, los átomos a los que les quitamos o les ponemos un e- ahora sí que tienen carga eléctrica. Pero insistimos, lo que nos interesa es que los e- se muevan a través de los átomos de un material, de un átomo a otro, por ejemplo electrones moviéndose a través de los átomos de un cable o conductor, ya que es la forma de generar electricidad. Hemos ampliado millones de veces los átomos de un material, por ejemplo cobre, nos quedamos con 3 y mira lo que hacemos.

Cada átomo tiene 6 e- con carga negativa y 6 protones en el núcleo con carga positiva. Quitamos un e- al primero y se lo pasamos al segundo. Automáticamente el primer átomo queda con carga positiva y el segundo queda con carga negativa. Ahora movemos el e- al tercer átomo y así sucesivamente. Si te das cuenta, cuando robamos un e- al átomo, este se queda con un "hueco" vacío. Nada más que pueda, rellenará este hueco con otro epara estar en estado neutro que es como le gusta estar.

Ahora vamos a explicarlo al revés. Si al tercer átomo le quitamos un e-. ¿Qué hará? Pues le robará el e- al segundo átomo para estar neutro. Este a su vez, el segundo, quedará con un hueco y le robará un e- al primero. Si esto lo viéramos como en una película, el efecto que veríamos es un movimiento de electrones, de átomo en átomo a través del material. ¡¡¡Eso es la electricidad!!!. El problema es como robamos ese electrón tan importante para generar electricidad. Más adelante veremos como. ¿Por qué es tan importante todo esto?. Bueno pues resulta que se demostró que cuando circulaba electricidad, recuerda se movían e- por ciertos materiales, se producían efectos muy útiles y beneficiosos para el hombre. Efectos o Fenómenos de la electricidad Por ejemplo si hacemos pasar electricidad por un filamento, hilo enroscado, por un material llamado tungsteno o de wolframio, resulta que... ¡¡¡se genera luz!!!. ¿útil no?. Pero los efectos de la electricidad son muchos más. Los elementos que producen efectos al ser atravesados por la electricidad (e-) se llaman receptores. Veamos algunos de los principales: - Receptores luminosos: los que producen luz. - Receptores magnéticos: producen electromagnetismo. - Motores: producen giro. - Receptores Sonoros: producen sonido. Fíjate, gracias a la electricidad podemos construir bombillas, imanes, motores, timbres, etc. Por eso es tan importante. ¿Cómo Generamos Electricidad?

Solo necesitamos tener un cuerpo con carga positiva (con átomos que le falten e-) a un lado y a otro lado un cuerpo con carga negativa (que le sobren e-). Si ahora los unimos con un material conductor, es decir un material que por él pasen o se muevan los e- fácilmente, como es el caso del cobre, ya tenemos la solución.

En la imagen de arriba tenemos un cuerpo con carga negativa y otro con carga positiva unidos por un conductor. Como los átomos de carga positiva quieren electrones para estar en estado neutro, y los átomos de carga negativa le sobran e- y quieren echarlos para también estar neutros. ¿Qué pasará?. Pues sencillo pasarán los e- que sobran del material negativo al positivo. Hemos conseguido movimiento de electrones o lo que es lo mismo electricidad. ¿Cuando parará la electricidad?. Cuando todos los ede la parte negativa pasen a la positiva y los dos materiales estén en estado neutro o sin carga. Ojo si cortamos el conductor también cesará la electricidad. Como ves la idea es tener algo que siempre mantenga el material de arriba con carga negativa y el de abajo positiva o lo que es lo mismo que tengamos una diferencial de potencial entre dos puntos (d.d.p.). Una máquina que sea capaz de robar los e- cuando lleguen a la parte positiva y los devuelva a la parte negativa, será una máquina con la que conseguimos mantener la d.d.p. siempre entre los dos puntos. Será un Generador de Electricidad. Las máquinas que son capaces de mantener una d.d.p entre dos puntos con el paso del tiempo se llaman generadores eléctricos.

Una pila, por ejemplo, tiene 2 polos, el positivo y el negativo. Mediante un proceso químico en su interior, es capaz de mantener esta d.d.p o tensión entre sus dos polos durante un tiempo. Si la conectamos a una bombilla los e- de la parte negativa pasarán a la parte positiva a través de su filamento produciendo luz. La pila con el tiempo se va agotando, es decir la d.d.p o tensión entre sus dos polos va siendo menor. Si llega a 0 la pila está agotada, no hay diferencia de carga entre sus polos y no es capaz de generar electricidad. Hay máquinas rotativas como las dinamos o alternadores que son capaces de mantener una d.d.p entre 2 puntos cuando las hacemos girar. Mientras giren tendremos tensión entre sus dos extremos y serán capaces de generar electricidad por un circuito eléctrico.

CABLES ELECTRICOS Y TIPOS Vamos a explicar los cables y/o conductores eléctricos. Características, Empecemos

tipos,

secciones,

por

los

colores, conceptos

usos,

etc. básicos.

¿Qué es un conductor? Es un material que permite fácilmente el paso de la corriente eléctrica por él, o lo que es lo mismo, el paso de los electrones. Se utilizan para transportar de un sitio a otro la corriente eléctrica (transmisión de energía eléctrica). Normalmente a los conductores con su funda aislante la gente les suele llamar Cables o Cables Eléctricos. Realmente el conductor es la parte interior del cable. El oro es uno de los mejores conductores eléctricos, pero lógicamente no vamos a realizar conductores de oro por su elevado costo. Tendremos que combinar el coste, con la conductividad. La mayoría de los conductores están formados por cobre, metal que tiene una buena conducción y su precio no es demasiado elevado. Antiguamente se utilizaba el aluminio para fabricar conductores, es peor conductor, pero más barato. Hoy en día solo se fabricarían de aluminio si el cobre subiera mucho en su cotización (en valor). El tipo de cobre que se utiliza en la fabricación de conductores es el cobre electrolítico de alta pureza, 99,99%. Diferencia entre Hilo y Cable La diferencia es muy fácil. Cuando el conductor es solo uno se llama Hilo, si está formado por varios hilos, se llama cable. Tanto uno como el otro tienen funda aislante o protectora.

Como veremos a continuación los hilos tienen un alma conductora y los cables varias. Los cables de alimentación se utilizan principalmente para la transmisión de energía eléctrica. Por lo tanto a la pregunta de ¿Que es Cable? Podemos definirlo como: Un Cable es el conjunto de varios conductores eléctricos, normalmente aislados por una funda protectora y aislante eléctrica. Partes

de

los

Conductores

Los conductores eléctricos, ya sean hilos o cables, están formados por 3 partes: - Alma conductora: fabricado de cobre y por donde circula la corriente eléctrica. - Aislante: material por el que no puede pasar la corriente eléctrica y que envuelve al alma conductora para que la corriente no salga fuera de la misma. Normalmente suele ser de un material polímero, es decir de plástico. Los más usados son el Policloruro de Vinilo (PVC), el Caucho Etileno-Propileno (EPR) y el Polietileno Reticulado (XLPE). - Cubierta protectora. Sirve para proteger mecánicamente al cable o hilo. Protege al alma y al aislante de daños físicos y/o químicos como el calor, la lluvia, el frío, raspaduras, golpes, etc. Se suelen construir de nailon, aunque no todos los conductores tienen esta cubierta, a veces el

propio aislante hace las veces de aislante y cubierta protectora. Cuando el conductor estará sometidos a desgastes externos muy grandes la cubierta protectora puede ser de acero, latón u otro material resistente. En este caso a la cubierta protectora se la denomina "armadura".

Según lo que hemos visto, los hilos solo tendrían un alma conductora y los cables varias. A los hilos, también se les llama monoconductores y a los cables multiconductores. En la siguiente imagen vemos lo que comúnmente, en el argot eléctrico se llama "manguera", que son varios hilos, recubiertos cada uno con su aislante y todos ellos recubiertos por la cubierta protectora dando la sensación de ser un solo elemento. La manguera lógicamente es un cable porque está formado por varios hilos.

Nombre

y

Colores

de

los

Cables

Eléctricos

Los cables tienen diferentes colores que nos sirven para identificarlos. Conductor de Fase: marrón, negro y gris. Esta cable es por el que entra la corriente eléctrica. Conductor Neutro: azul claro. Esta cable es por el que sale la corriente

eléctrica

en

el

circuito.

Conductor de Protección o T.T (toma de tierra): verde-amarillo. Es el cable de toma de tierra y sirve para proteger la instalación y a las personas.

Tipos de Cables Comercialmente hay muchos tipos de conductores eléctricos pero vamos a ver los principales y más usados. Abajo tiene imágenes de cada uno. -

Unipolares:

-

Multipolares:

formados formados

por

un

hilo

por

más

de

conductor. un

hilo.

- Mangueras: formado por 2 o 3 conductores rodeados de protección. -

Rígidos:

difíciles

de

deformar.

-

Flexibles:

fáciles

de

deformar.

-

Planos:

de

-

Redondos:

de

forma forma

plana. redonda.

- Coaxial: Tiene un núcleo chapado en cobre, rodeado por un aislante dieléctrico. Un escudo tejido de cobre rodea la capa aislante, el cual está finalmente unido por una cubierta de plástico más exterior. - Trenzado: consiste en pares de alambres de cobre aislantes, los cuales

están -

trenzados Con

alrededor

aislante: Al

aire:

del

con

capa sin

otro. protectora. aislamiento.

- Blindados: Está hecho de uno o más alambres aislantes que están colectivamente adjuntos por una lámina de aluminio Mylar o tejido trenzado de blindaje. - Cables para Baja Tensión, para Media y para Alta Tensión.

Esta

sería

una

clasificación

general.

En cuanto al material de la parte conductora y del aislante, los

cables llevan impreso en su aislante unas letras y números que nos dicen el material de los que están hechos. 3 Ejemplos de diferentes materiales de aislante son, PVC que significa que su aislante es policloruro de vinilo, XLPE que es de Polietileno Reticulado y EPR Elastómero de etileno-propileno. Si ves una R en el cables es que es de XLPE, si es ves una D quiere decir que el aislante es de EPR y si ves una V es de PVC. -La letra K nos indica que se trata de un conductor flexible de cobre (clase 5), para instalaciones fijas. Por ejemplo un conductor en el que veas en su aislante: TOP CABLE TOXFREE RZ-K Significa que es de la marca top cable modelo toxfree, de aislante XLPE (R) y flexible de cobre (K). La Z significa que está libre de halógenos. Para saber la nomenclatura utilizada visita esta página: Designación de los Cables.

Tipos de Empalmes Para unir dos o más conductores eléctricos tenemos varias formas de hacerlo. Esta unión se llama empalme eléctrico de conductores. Veamos los más utilizados.

Tamaño de los Cables Conductores El tamaño de un conductor viene determinado por su sección. La sección del conductor es el área del alma conductora. A niveles de cálculos eléctricos, todas las demás partes no nos interesan, lo que realmente interesa es la sección del alma conductora, ya que es por la que va a circular la corriente. Esta sección es la que tendremos que calcular para que nuestro conductor sea el correcto para la instalación.

Los conductores elegidos deben tener suficiente sección para que permita todo el paso de la corriente que va a circular por el circuito, en caso contrario se calentarían en exceso pudiendo llegar a quemarse. Para aprender facilmente a calcular la sección de los conductores en una instalación eléctrica te recomendamos la siguiente web: Secciones de los Cables donde viene muy bien explicado. Además de esto, su resistencia total no debe ser muy grande, ya que si fuera muy grande estaríamos perdiendo mucha energía en forma de caídas de tensión, en resumidas cuentas, tendríamos muchas pérdidas de energía en la instalación por culpa de esta resistencia, que por culpa del efecto Joule se perdería en forma de calor. La caída de tensión no debería ser mayor del 3% de la tensión total en ninguna instalación eléctrica de interior. La potencia perdida, en líneas monofásicas, la podemos calcular con la siguiente fórmula: Pperdida = 2 x R x I2 En las líneas trifásicas serían por 3 en lugar de por 2. La fórmula general de la resistencia eléctrica es la siguiente:

Donde L es la longitud del cable, S la sección del cable y p es la resistividad del conductor o cable, un valor fijo que nos da el fabricante del cable. La L se pone en metros, la Sección o diámetro en mm cuadrados y la resistencia nos dará en ohmios.

Los conductores eléctricos, a más longitud mayor resistencia y a más sección menor resistencia. Puedes comprobarlo por la fórmula anterior. Lógico, si es muy largo la corriente tendrá más dificultad para llegar desde el principio hasta el final, y si es más ancho menos dificultad tendrá para pasar por el conductor que si es más estrecho. Hablemos de la sección de los conductores. Tenemos varias fórmulas para su cálculo, dependiendo si es en corriente continua o alterna, pero lo forma más utilizada es mediante tablas. Una vez que sabemos la intensidad de corriente eléctrica que va a travesar nuestro conductor, en amperios, el lugar donde estará colocado y el tipo de conductor que usaremos, deberemos buscar la sección adecuada del cable en las tablas del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (REBT), para el caso de España. En otros países tendrán que consultar sus propios reglamentos. Por ejemplo el NFPA en Estados Unidos, Reglamentación para la Ejecución de las Instalaciones Eléctricas en Inmuebles de la Asociación Electrotécnica Argentina (AEA 90364), REGLAMENTO DE OBRAS E INSTALACION ELECTRICA para México, etc. En cualquier caso, siempre tenemos que tener en cuenta los siguiente: - la sección del conductor neutro será como mínimo igual a la de las fases (suelen ser iguales siempre). - La sección del cable de puesta o toma de tierra será según la siguiente tabla:

- Los conductores empleados en las instalaciones interiores son, por lo general, de cobre, bien rígidos, con tensión nominal de 750 V, o flexibles, con tensión nominal de 440 V. - Busca información sobre cuáles son las secciones normalizadas de los conductores en el reglamento. - La sección mínima de conductores aconsejada para cableado doméstico, para una instalación de dos conductores y tierra con aislamiento de PVC bajo tubo empotrado es: - Cable de 1,5mm2 para iluminación - Cable de 2,5 mm2 para tomas de uso general - Cable de 2,5 mm2 para el baño y el cuarto de cocina - Cable de 4 mm2 para lavadora, secadora, lavavajillas y termo eléctrico. - Cable de 6 mm2 para la cocina y horno, aire acondicionado y la calefacción eléctrica. Todo esto lo puedes ver mejor explicado en: Secciones de los Cables Para ver un ejemplo desarrollado puedes ver el siguiente video:

RIESGOS ELECTRICOS El voltaje o tensión de la energía eléctrica y la corriente eléctrica disponible en las empresas y en los hogares tiene energía suficiente para causar la muerte por electrocución de una persona. Incluso cambiar una bombilla sin desenchufar la lámpara puede ser peligroso. Es por eso que es importante conocer los riesgos eléctricos, como prevenirlos, los tipos, efectos y que hacer en caso de un accidente. ¿Qué son los Riesgos Electricos? Los riesgos eléctricos son todos aquellos riesgos derivados del uso de la electricidad. Si nos fijamos en el diccionario: Riesgo: Posibilidad de que se produzca un contratiempo o una desgracia, de que alguien o algo sufra perjuicio o daño. Según esto, podríamos definir el riesgo eléctrico como: Riesgo Eléctrico: Posibilidad de que se produzca un contratiempo o una desgracia, de que alguien o algo sufra perjuicio o daño por el uso de la electricidad.

La electricidad siempre está buscando un camino hacia la tierra (terreno) y si llegamos a estar en ese camino, podríamos recibir una descarga, que incluso podría matarnos.

¿Porqué es Tan Peligrosa la Electricidad? - No es perceptible por los sentidos del humano. - No tiene olor, solo es detectada cuando en un corto circuito se descompone el aire apareciendo Ozono. - No es detectado por la vista. - No se detecta al gusto ni al oído. - Al tacto puede ser mortal si no se está debidamente aislado. El cuerpo humano actúa como circuito entre dos puntos de diferente potencial (bajo tensión). No es la tensión la que provoca los efectos fisiológicos sino la corriente que atraviesa el cuerpo humano. ¿Cómo Prevenir los Riesgos Eléctricos? Si debes trabajar en instalaciones eléctricas recuerda las cinco reglas de oro y por este orden. El orden es muy importante: 1º. Abrir todas las fuentes de tensión. Lo que se debe hacer es cortar la fuente de tensión, por ejemplo en las viviendas cortando el interruptor automático. Si trabajamos con baterías desconectarla de la instalación antes de emprender algún trabajo. 2º. Bloquear los aparatos de corte. Se trata pues de asegurar que no puedan producirse cierres intempestivos en los seccionadores, interruptores, etc., bien sea por un fallo técnico, error humano o causas imprevistas. 3º. Verificar la ausencia de tensión mediante un aparato de medida (por ejemplo con un fluke). 4º. Poner a tierra y en cortocircuito todas las posibles fuentes de tensión. Ver: Puesta a Tierra. 5º. Delimitar y señalizar la zona de trabajo. Se debe informar de los trabajos y señalizar (en los tableros) con tarjetas de seguridad a fin de evitar la acción de terceros, los cuales podrían energizar sectores intervenidos. En el siguiente enlace puedes ver las Señales de Seguridad.

En cuanto a las Instalaciones eléctricas debemos: a) Puesta a tierra en todas las masas de los equipos e instalaciones. b) Instalación de dispositivos de fusibles por corto circuito. c) Dispositivos de corte por sobrecarga. d) Tensión de seguridad en instalaciones de comando (24 Volt). e) Doble aislamiento eléctrica de los equipos e instalaciones. f) Protección diferencial. Las 4 causas más comunes de accidentes eléctricos son: 1. Equipo de protección personal defectuoso, contacto con cables o alambres que no estén debidamente aislados y contacto indirecto con conductores de electricidad. 2. Tocar con las manos secas un artefacto que tenga carga eléctrica, contacto con cables o alambres que no estén debidamente aislados y contacto indirecto con conductores de electricidad. 3. No seguir los procedimientos de seguridad, equipo de protección personal defectuoso y contacto directo con conductores de electricidad. 4. Tocar con las manos mojadas un artefacto con carga eléctrica, contacto con

cables o alambres que no estén debidamente aislados y contacto directo con conductores de electricidad. Todo accidente eléctrico tiene origen en un defecto de aislamiento y la persona se transforma en una vía de descarga a tierra. Al tocar un objeto energizado o un conductor con la mano, se produce un efecto de contracción muscular que tiende a cerrarla y mantenerla por más tiempo con mayor firmeza. Ten en cuenta 3 cosas muy importantes: 1. A MAYOR INTENSIDAD, MAYOR RIESGO. 2. A MAYOR DURACIÓN DEL CONTACTO, MAYOR RIESGO. 3. LA PELIGROSOSIDAD DISMINUYE AL AUMENTAR EL NÚMERO DE HERCIOS. ¿Qué Hacer en Caso de un Accidente? - No toque a la víctima. - Llame para obtener inmediatamente ayuda médica profesional. - Apague la fuente de electricidad si puede hacerlo sin correr riesgo. - Use un palo seco (o cualquier otra cosa que no sea conductora de electricidad) para empujar a la persona fuera de la fuente eléctrica. Nunca la toque directamente. Nota: No hay que olvidar que una persona electrizada que se encuentre en un lugar elevado, corre el riesgo de caer a tierra en el momento en que se corte la corriente. En casos así hay que tratar de aminorar el golpe de la caída mediante colchones, ropa, goma, o manteniendo tensa una lona o manta entre varias personas. - Una vez que la víctima esté separada de la fuente de energía, adminístrele tratamiento para choque, y cúbrala ligeramente hasta que llegue ayuda. - Adminístrele respiración artificial si dejó de respirar. - Adminístrele resucitación cardio-pulmonar (CPR, por sus siglas en inglés) en caso de paro cardíaco, y cubra las quemaduras ocasionadas por la electricidad con un paño limpio y seco.

En caso de incendios eléctricos: - Notifique al departamento de bomberos local o llame al 911 inmediatamente. - No toque el objeto que se está quemando. - No use agua en un incendio eléctrico. - Use un extinguidor “Clase C” tal como dióxido de carbono o un extinguidor ABC multipropósito para apagar incendios pequeños, y salga del área y espere a los profesionales, a menos que usted esté calificado para combatir este tipo de incendio

¿De qué depende el Peligro de la Electricidad? La gravedad de una descarga se mide por la cantidad de corriente que fluye por el cuerpo, el camino que lleva la corriente por el cuerpo, y el tiempo que el cuerpo está en contacto con la corriente. El cuerpo humano es un conductor muy bueno de la electricidad debido a su contenido de agua. Pero veamos todos los factores de los que depende el peligro eléctrico: - Resistencia del individuo al paso de la corriente: la piel seca del ser humano ofrece resistencia al paso de la corriente eléctrica. Pero la piel húmeda pierde esta capacidad casi por completo. - Trayecto de la corriente por el organismo: la corriente eléctrica al circular por el cuerpo puede afectar órganos vitales (cerebro, corazón, pulmones, riñones, etc.), con fatales consecuencias. - Voltaje o tensión de corriente: a mayor voltaje, mayor fuerza, y por lo tanto mayor peligro para las personas. - Tiempo de contacto: a mayor tiempo de contacto pasa más corriente por el organismo y más severos son los daños. - Intensidad de corriente: el organismo humano sólo puede soportar pequeñas cantidades de corriente eléctrica. Veamos algunos efectos: - Para corrientes entre 1 y 3 miliamperios o miliamperes no hay peligro de mantener contacto el tiempo que sea.

- Para valores de corriente de 8 miliamperios, aparecen hormigueo desagradable, choque indoloro y un individuo puede soltar el conductor ya que no pierde control de sus músculos. - Para valores mayores de 10 miliamperios, el paso de corriente provoca contracción muscular en manos y brazos, efectos de choque doloroso pero sin pérdida del control muscular, pueden aparecer quemaduras. Entre 15 a 20 miliamperio este efecto se agrava. - Para valores entre 25 a 30 miliamperio la tetanización afecta los músculos del tórax provocando asfixia. - Para valores superiores de miliamperios con menor o mayor tiempo de contacto aparece la fibrilación cardiaca la cual es mortal. Son contracciones anárquicas del corazón. Fíjate en la siguiente tabla:

Pero como ya dijimos no solo la corriente eléctrica produce daños, también el tiempo de contacto o circulación de la misma por el cuerpo. A mayor tiempo de exposición más graves serán los daños sufridos. ¿Qué Tipo de Riesgos Eléctricos Hay? - El contacto directo con conductores con corriente o partes del circuito. Cuando la corriente eléctrica viaja a través de nuestro cuerpo, puede interferir con las señales eléctricas normales entre el cerebro y los músculos (por ejemplo, el corazón puede dejar de latir correctamente, la respiración puede parar, o los músculos puede espasmo). - Contacto Indirecto. Cuando tocamos algún sitio que no tiene que tener corriente eléctrica, pero por algún fallo hay corriente.

- Cuando los arcos de electricidad (saltos, o "arcos") de un conductor energizado expuesto o parte del circuito (por ejemplo, líneas de alta tensión) a través de un gas (como el aire) a una persona que está conectada a tierra (que proporcionaría una ruta alternativa a la terreno para la corriente eléctrica). Recuerda: entre dos puntos con tensión la corriente puede pasar por el aire o por el agua, usando estos como conductores y provocando lo que se llama un arco eléctrico. - Las quemaduras térmicas incluyendo quemaduras por el calor generado por un arco eléctrico, y arde la llama de los materiales que capturan en el fuego de la calefacción o ignición por corrientes eléctricas o un flash de arco eléctrico. Contacto quemaduras de recibir descargas pueden quemar los tejidos internos, dejando solamente lesiones muy pequeñas en la parte externa de la piel. - Las quemaduras térmicas del calor irradiado por un flash de arco eléctrico. La radiación ultravioleta (UV) y (IR) de luz infrarroja emitida desde el arco eléctrico también pueden causar daño a los ojos.

- Una explosión de arco puede incluir una onda de presión potencial liberado de un arco eléctrico. Esta onda puede causar lesiones físicas, colapso de los pulmones, o crear ruido que puede dañar la audición. - Las contracciones musculares, o una reacción de sobresalto, pueden hacer que una persona se caiga desde una escalera, andamio o un cubo aérea. La caída puede causar lesiones graves.

¿QUÉ ES UN CIRCUITO ELÉCTRICO? "Un Circuito Eléctrico es un conjunto de elementos conectados entre si por los que puede circular una corriente eléctrica". La corriente eléctrica es un movimiento de electrones, por lo tanto, cualquier circuito debe permitir el paso de los electrones por los elementos que lo componen. Si quieres saber más sobre qué es, como se genera y los fundamentos de la corriente eléctrica, te recomendamos que visites el siguiente enlace: Electricidad Básica. Aquí nos centraremos en los circuitos eléctricos.

Solo habrá paso de electrones por el circuito si el circuito es un circuito cerrado. Los circuitos eléctricos son circuitos cerrados, aunque podemos abrir el circuito en algún momento para interrumpir el paso de la corriente mediante un interruptor, pulsador u otro elemento del circuito. Ahora vamos a estudiar los elementos que forman los circuitos eléctricos y los tipos de circuitos que hay. PARTES Los

DE

elementos

UN

que

forman

CIRCUITO un

ELÉCTRICO

circuito eléctrico básico

son:

Generador: producen y mantienen la corriente eléctrica por el circuito. Son la fuente de energía. Hay 2 tipos de corrientes: corriente continua y alterna (pincha en el enlace subrayado si quieres saber más sobre c.c. y c.a.) Pilas

y

Baterías:

Alternadores:

son

son

generadores

generadores

de de

corriente corriente

continua

(c.c.)

alterna

(c.a.)

Conductores : es por donde se mueve la corriente eléctrica de un elemento a otro del circuito. Son de cobre o aluminio, materiales buenos conductores de la electricidad, o lo que es lo mismo que ofrecen muy poca resistencia electrica a que pase la corriente por ellos. Hay muchos tipos de cables eléctricos diferentes, en el enlace puedes ver todos. Receptores: son los elementos que transforman la energía eléctrica que

les llega en otro tipo de energía. Por ejemplo las bombillas transforma la energía eléctrica en luminosa o luz, los radiadores en calor, los motores en movimiento, etc. Elementos de mando o control: permiten dirigir o cortar a voluntad el paso de la corriente eléctrica dentro del circuito. Tenemos interruptores, pulsadores, conmutadores, etc. Elementos de protección : protegen los circuitos y a las personas cuando hay peligro o la corriente es muy elevada y puede haber riesgo de quemar los elementos del circuito. Tenemos fusibles, magneto térmicos, diferenciales, etc. Para simplificar el dibujo de los circuitos eléctricos se utilizan esquemas con símbolos. Los símbolos representan los elementos del circuito de forma simplificada y fácil de dibujar. Veamos los símbolos de los elementos más comunes que se usan en los circuitos eléctricos.

TIPOS DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS Dependiendo de como se conecten los receptores tenemos varios tipos de circuitos eléctricos diferente, aunque como luego veremos, también

depende si el tipo de corriente que se utiliza en el circuito es corriente continua o corriente alterna trifásica. Circuitos de 1 Receptor Son aquellos en los que solo se conecta al circuito un solo receptor: lámpara, motor, timbre, etc. Veamos un ejemplo de un circuito con una lámpara:

Características de un Circuito con un Receptor El receptor quedará conectado a la misma tensión que el generador, por el receptor circulará una intensidad de corriente igual a la del circuito total y la única resistencia del circuito será la del receptor. Aquí tienes las fórmulas para este tipo de circuitos: It = I1; Vt = V1; Rt = R1 Si quieres aprender a calcular este tipo de circuito vete a este enlace: Calcular Circuitos de 1 Receptor. Circuitos en Serie En los circuitos en serie los receptores se conectan una a continuación del otro, el final del primero con el principio del segundo y así sucesivamente. Veamos un ejemplo de dos lámparas en serie:

Características Circuitos en Serie Este tipo de circuitos tiene la característica de que la intensidad que atraviesa todos los receptores es la misma, y es igual a la total del circuito. It= I1 = I2. La resistencia total del circuito es la suma de todas las resistencias de los receptores conectados en serie. Rt = R1 + R2. La tensión total es igual a la suma de las tensiones en cada uno de los receptores conectados en serie. Vt = V1 + V2. Podemos conectar 2, 3 o los receptores que queramos en serie. Si desconectamos un receptor, todos los demás receptores en serie con el, dejaran de funcionar (no puede pasar la corriente). Puedes ver como se calculan en este enlace: Circuitos en Serie Circuitos en Paralelo Son los circuitos en los que los receptores se conectan unidas todas las entradas de los receptores por un lado y por el otro todas las salidas. Veamos el ejemplo de 2 lámparas en paralelo.

Característica de los Circuitos en Paralelo Las tensiones de todos los receptores son iguales a la tensión total del circuito. Vt = V1 = V2. Las suma de cada intensidad que atraviesa cada receptor es la intensidad total del circuito. It = I1 + I2. La resistencia total del circuito se calcula aplicando la siguiente fórmula: 1/Rt = 1/R1 + 1/R2; si despejamos la Rt quedaría: Rt = 1/(1/R1+1/R2) Todos los receptores conectados en paralelo quedarán trabajando a la misma tensión que tenga el generador. Si quitamos un receptor del circuito los otros seguirán funcionando. Puedes ver como se calculan en este enlace: Circuitos en Paralelo Aquí te dejamos un ejemplo de conexión real en serie y en paralelo de

2 bombillas con cables. Fíjate sobre todo en el circuito paralelo que no hace falta hacer ningún empalme en los cables, se unen en los bornes (contactos) de las propias lámparas.

Circuito Mixtos o Serie-Paralelo Son aquellos circuitos eléctricos que combinan serie y paralelo. Lógicamente estos circuitos tendrán más de 2 receptores, ya que si tuvieran 2 estarían en serie o en paralelo. Veamos un ejemplo de un circuito mixto.

En este tipo de circuitos hay que combinar los receptores en serie y en paralelo para calcularlos. Puedes ver como se calculan en este enlace: Circuitos Mixtos Eléctricos. En cuanto a las potencias en los circuitos, si te interesa saber como se calculan, te dejamos este enlace: Potencia Eléctrica Conmutadas Las conmutadadas son circuitos eléctricos cuya misión es poder encender una o varias lámparas, pero desde 2 o más puntos diferentes. Un ejemplo claro es en los pasillos largos en los que podemos encender la lámpara desde 2 sitios o más diferentes (al principio y al final del pasillo, por ejemplo). Ojo estos circuitos llevan conmutadores. Los conmutadores por fuera son igual que los interruptores, pero por dentro tienen 3 bornes (contactos) en lugar de 2 que tendría un interruptor normal. Veamos un conmutador de 3 bornes:

Los conmutadores de 4 bornes se llaman conmutadores de cruzamiento, necesario para instalaciones donde podemos encender un punto de luz desde 3 o más sitios diferentes y tienen 4 bornes en lugar de 3 como los conmutadores simples.. Vemos como son los circuitos de conmutadas Conmutada desde 2 Puntos Podemos encender o activar un receptor desde 2 sitios diferentes.

Conmutada desde 3 Sitios diferentes (cruzamiento) Podemos encender o activar un receptor desde 3 o más sitios diferentes. Veamos la conexión.

Como has podido ver aquí ya necesitamos un conmutador de cruzamiento. Si queremos desde 4 sitios solo tendríamos que colocar otro conmutador de cruzamiento en el medio. Así, colocando más conmutadores de cruzamiento, podemos encender un receptor desde tantos puntos diferentes como queramos. Para saber mucho más sobre circuitos con conmutadas visita: Circuitos Conmutados. CIRCUITOS ELÉCTRICOS EN CORRIENTE ALTERNA Los circuitos con corriente alterna (c.a.) se calculan y analizan de diferente manera que los de c.c. aunque seguimos teniendo las

conexiones de receptores en serie, paralelo o mixtos igualmente, además de alguna más que veremos. Aquí solo veremos los tipos de circuitos en corriente alterna, pero si lo que quieres es conocer en detallle y aprender a calcular los circuitos en c.a. visita este enlace: Circuitos de Corriente Alterna. En corriente alterna trifásica, al ser como mínimo 3 conductores (3 fases), en lugar de 2 conductores como en monofásica o corriente continua, los tipos de circuitos o conexiones pueden ampliarse. En estos casos tenemos, además de serie, paralelo y mixtos, las conexiones o circuitos en estrella, en triángulo, en zig-zag y en uve. Si suponemos un receptor, lámpara, motor, etc., como si fuera una resistencia podemos tener los siguientes tipos de circuitos o conexiones:

Aquí tienes algunos circuitos con lámparas: