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• Cesar Antonio Rojas Solis

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UNIDAD TEMÁTICA CONCEPTOS DE ELECTRICIDAD INDUSTRIAL ELEC-09-008

INACAP 2009

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Mayo 2009

Definición y leyes de la electricidad

El origen de la electricidad esta en la naturaleza misma de la materia: los átomos. Una corriente eléctrica es un flujo de electrones que se desplazan de átomo en átomo, pudiendo circular a lo largo de un conductor.

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Definición y leyes de la electricidad

Las variables más importantes en la electricidad son el voltaje o diferencia de potencial y la intensidad de corriente eléctrica. La Ley de Ohm relaciona el voltaje con la corriente eléctrica a través de una formula simple que incorpora un parámetro físico denominado resistencia

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Definición y leyes de la electricidad

Leyes de Kirchhoff 1° Ley: "la suma de las intensidades que van hacia un nudo es igual a la suma de las intensidades que se alejan del mismo nudo." 2° Ley: "En una malla la suma de todas las diferencias de potencial es igual a cero"

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Unidades y magnitudes

Resistencia(R): Ohmio(Ω). Tensión(V): Voltios(V). Intensidad(I): Amperio(A). Potencia(P): Vatio(W). Energía(E): Julio(J). Capacidad(C): Faradio(F). Frecuencia(F): Hercio(Hz). Reactancia(X): Ohmio(Ω). Impedancia(Z): Ohmio(Ω).

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Energía activa(E): KW-h. Energía reactiva(Ex): KV Ar-h. Energía aparente(Ez): KV A-h. Potencia activa(P): vatio(W). Potencia reactiva(Px): V Ar. Potencia aparente(Pz): V A.

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Unidades y magnitudes

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Unidades y magnitudes

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Componentes eléctricos

Tablero eléctrico: Dispositivo de centralización de líneas y donde se ubican los elementos de control, protección y medición.

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Componentes eléctricos

Transformador: Dispositivo que cuenta con dos o más devanados (bobinas) en torno a un núcleo de hierro y que permite efectuar reducción o elevación del voltaje para ciertos niveles de potencia .

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Componentes eléctricos Transformador trifásico: Este dispositivo cuenta con tres núcleos para efectuar la transformación.

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Componentes eléctricos Motor eléctrico: Dispositivo que transforma la energía eléctrica en energía mecánica para múltiples usos. Esta formado por una parte fija (estator) y una móvil (rotor).

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Componentes eléctricos Motor trifásico: Motor eléctrico que admite conexiones trifásicas (estrella o triángulo)

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Componentes eléctricos Motor de corriente continua: Motor eléctrico alimentado con corriente continua y que tiene diversas aplicaciones industriales (por ejemplo en transporte)

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Componentes eléctricos

Contactor: Es un dispositivo electro-mecánico de mando, que actúa de forma similar a un interruptor, y puede ser gobernado a distancia, a través del electroimán que lleva incorporado.

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Componentes eléctricos Relés eléctricos: Básicamente se pueden distinguir tres clases de relés:

a) Relé térmico (fig.).

b) Relé electromagnético.

c) Relé magneto térmico . Gerencia Desarrollo de Producto

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Componentes eléctricos Fusibles eléctricos a) Fusibles de distribución: Utilizan la nomenclatura tipo g. Usados para la protección contra cortocircuitos y sobrecargas en los circuitos que no tienen variaciones importantes de intensidad. b) Fusibles de acompañamiento. Utilizan la nomenclatura tipo a. Usados para proteger de variaciones altas de intensidad. Por ejemplo para motores asíncronos, pero siempre deben acompañar a otro elemento de protección. Gerencia Desarrollo de Producto

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Componentes eléctricos Seccionador eléctrico: Dispositivo mecánico capaz de mantener aislada una instalación eléctrica de su red de alimentación. Es un dispositivo de ruptura lenta, puesto que depende de la manipulación de un operario. Este dispositivo, por sus características, debe ser utilizado siempre sin carga o en vacio. El seccionador, puede ir acompañado de fusibles, dependiendo de sus características físicas. Gerencia Desarrollo de Producto www.inacap.cl .

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Componentes eléctricos Disyuntor: Dispositivos que protegen contra los cortocircuitos y sobrecargas. También son llamados interruptor de potencia automático. Disyuntor-contactor.: Dispositivos que reúnen características físicas de contactores y disyuntores, permitiendo un mayor número de maniobras. Normalmente van asociados a un relé térmico y tienen un gran poder de corte. Gerencia Desarrollo de Producto

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Componentes eléctricos Baterías: Aparato electroquímico que transforma una energía química en eléctrica. Componentes: 1. Electrolito: Es un conductor iónico que con el paso de la corriente eléctrica se transforma. 2. Electrodos: Son dos conductores que se encuentran sumergidos en el electrolito. 3. Rejilla: Facilita el traspaso de electrones de una celda a otra. Gerencia Desarrollo de Producto

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Componentes eléctricos Instrumentos de medición: Las variables más comunes a medir son el voltaje, la corriente, la potencia y la energía consumida.

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Circuitos eléctricos

Circuito serie resistivo

Circuito paralelo resistivo

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Circuitos eléctricos

Circuito serie capacitivo

Circuito paralelo capacitivo

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Normativa Normativa establecida por la Superintendencia de Electricidad y Combustibles SEC ( www.sec.cl): MEDIDORES NSEG_3.71 NCh_32.85 NCh_34.86

DISTRIBUCIÓN: NSEG_20.78 NSEG_16.78 NSEG_6.71

INSTALACIONES: Norma N°5/55 Norma N°4/2003 NSEG_8.75 NCh_2.84 NCh_10.84

EMPALMES:

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NSEG 14.76 NSEG 12.87 NSEG_3.71 NCh_32.85

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Generación, distribución y consumo de energía

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Sistemas monofásicos y trifásicos Un sistema de distribución de energía tiene dos tipos de tensiones: las de fases y las de líneas. Las tensiones de fases son las que existen entre cada fase y el neutro y, se denominan U10, U20 y U30. Cada una de estas tensiones dan origen al sistema monofásico, con 220 V CA. Las tensiones de línea U12, U23 y U31 dan origen al sistema trifásico con 380 V CA. Gerencia Desarrollo de Producto

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Eficiencia en el consumo industrial En general en aplicaciones industriales el consumo tiene una alta componente reactiva, debido a la inductancia de transformadores y motores. Esto origina un desfase entre el voltaje y la corriente, cuyo valor se refleja en el factor de potencia f.d.p. (correspondiente al coseno del ángulo entre el voltaje y la corriente). • Un f.d.p. bajo comparado con otro alto, origina, para una misma potencia, una mayor demanda de intensidad, lo que implica la necesidad de utilizar cables de mayor sección. • La potencia aparente es tanto mayor cuanto más bajo sea el f.d.p., lo que origina una mayor dimensión de los generadores.

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Mayo 2009

Cálculos de electricidad industrial Determinar el valor de una resistencia cuando se aplican 220 Volts y se disipa una potencia de 500 Watts.

En el circuito de la figura los instrumentos indican: V = 220 Volts, I = 3 A y P = 440 Watts. Determinar el f.d.p.

El factor de potencia de un motor monofásico es 0,7. ¿Qué corriente circulará cuando se conecte a la red eléctrica y el consumo sea 2 KW?

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