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• Alexander Díaz Báez

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INSTALACIONES ELECTRICAS DOMICILIARIAS

- ANTOFAGASTA 2011INSTALACIONES ELECTRICAS DOMICILIARIAS

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CAPITULO 1: LA ELECTRICIDAD Y SUS UNIDADES FUNDAMENTALES 1.1. CARGAS ELECTRICAS. 1.2. GENERACION DE LA ENERGÍA ELECTRICA. La Electricidad es un fenómeno físico que resulta de la existencia de cargas eléctricas y de la interacción entre ellas. Se denomina energía eléctrica a la forma de energía que resulta de la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos que tienen cargas eléctricasdiferentes. Si se pone un elemento conductor de electricidad en contacto con ambos puntos permite establecer un flujo de corriente eléctrica con la cual la energía eléctrica puede ser transformada en otro tipo de energía y así obtener trabajo. El estudio de su generación, control, transporte y distribución es la finalidad de la ingeniería eléctrica en la actualidad. La corriente eléctrica es la manifestación de que existe energía eléctrica y se define como el flujo de electrones a través de un material conductor como consecuencia de la diferencia de potencial existente entre dos puntos. Fuentes de Energía eléctrica. La energía eléctrica no existe en la naturaleza de manera directamente aprovechable (por ejemplo las tormentas eléctricas generan gran cantidad de energía eléctrica pero no se ha podido encontrar utilidad hasta el momento) por lo CORRIENTE ELECTRICA Cual el hombre descubrió métodos de generarla en las cantidades y proporciones directamente aprovechables. Ésta se lleva a cabo mediante diversas técnicas como por ejemplo las conocidas hasta ahora son: Frotamiento: Al frotar dos materiales diferentes, se produce una transferencia de electrones de un material al otro lo que como resultado deja un material con exceso de electrones (cargado negativamente) y el otro con deficiencia de electrones (cargado positivamente). Ejemplo: Baquelita (-) con piel (+), Vidrio (+) con seda (-). Salvo el Generador de VanderGraff, no tiene mucha aplicación. Presión: Algunos materiales especiales al ejercerseles presión sobre su superficie generan electricidad a los extremos de los mismos, como por ________________________________________________________________________________________ OTEC Linzor Capacitaciones Certificada ISO 9001-2000 Fono: 55-786057 Fax: 55- 786057 [email protected] [email protected] Antofagasta

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ejemplo los cristales de cuarzo, turmalina y sales de Róchele. No tiene mucha aplicación. Calor: La primera forma es que al unir dos metales diferentes y someter la unión al calor, en los terminales de los mismos aparece una diferencia de potencial. Es muy usado para fabricar sensores de calor como por ejemplo termopares o termocuplas. Por ejemplo la unión de Hierro y cobre, plata y hierro, etc. La segunda forma es que al aplicarle calor a ciertos materiales, tiene la capacidad de absorberlo y calentarse a temperaturas muy elevadas, lo cual se utiliza para producir vapor. Es muy utilizada en los paneles solares de las centrales solares. Luz: La luz que incide sobre la superficie de ciertos materiales fotosensibles como el selenio, hace que en sus extremos aparezca una diferencia de potencial. Su aplicación se da en las celdas solares utilizadas para calculadoras, relojes, tiene aplicación industrial pero no ha sido muy comercializada. Magnetismo: Electricidad producida por la combinación adecuada de imanes, espiras de un material conductor y movimiento. Es la mas utilizada para producir energía a escala industrial. Por ejemplo en las centrales hidroeléctricas, térmicas, cólicas, etc. Acción Química: La primera forma es que la combinación de sustancias produce reacciones químicas que pueden separar las cargas eléctricas mediante el uso de metales conductores diferentes. Por ejemplo las pilas y las baterías. Tienen mucha aplicación para el suministro de energía en autos, motocicletas, etc. La segunda forma es que existen elementos químicos como el plutonio y el uranio entre otros, que al hacerlos reaccionar químicamente generan elevadas temperaturas que sirven para producir vapor. Utilizados en las centrales nucleares. Tipos de centrales generadoras de Energía eléctrica. La generación de la energía eléctrica en términos generales, en transformar alguna clase energía no eléctrica, como por ejemplo química, mecánica, térmica, luminosa etc. en energía eléctrica. Dependiendo de la fuente primaria de energía utilizada, pueden ser: ________________________________________________________________________________________ OTEC Linzor Capacitaciones Certificada ISO 9001-2000 Fono: 55-786057 Fax: 55- 786057 [email protected] [email protected] Antofagasta

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Hidroeléctricas, térmicas, Nucleares, cólicas, solares termoeléctricas, solares fotovoltaicas. Hidroeléctricas: Aprovecha la energía de la presión del agua para mover una turbina que a su vez, le transmite el movimiento por medio de correas al generador. Térmicas: Aprovecha el calor producido mediante la combustión de algún tipo de material combustible fósil tales como petróleo, gas natural o carbón. El calor es empleado para hacer hervir un líquido y producir vapor, el cual es guiado por una tubería especial que eleva la presión del fluido. A la salida de la tubería se coloca una turbina la cual es movida por la presión del fluido. El movimiento de la turbina es transmitido al generador por medio de correas. Nucleares: Emplea materiales químicos para producir reacciones nucleares en cadena, la cual una vez realizada libera grandes cantidades de energía en forma de calor. Este calor al igual que en la térmica se utiliza para producir vapor que al final mueve una turbina y por medio de correas al generador. Eólicas: Aprovecha la presión del viento, en zonas donde se dan fuertes corrientes de aire, para mover unas aspas o hélices y por acoples mecánicos mueve una turbina que a su vez le transmite el movimiento al generador mediante correas. Solares termoeléctricas: También llamadas “Termosolares”, aprovecha la radiación solar, la cual es concentrada mediante espejos o paneles especiales a un foco central donde se alcanzan temperaturas de más de 1000°C. Este calor es utilizado para producir vapor que al final mueve una turbina y por medio de correas al generador. Solares Fotovoltaicas: Aprovecha la acción de que ciertos materiales semiconductores pueden generar diferencia de potencial en sus extremos al hacerles incidir la luz en su superficie. A estos elementos se les llama paneles solares fotovoltaicos y es la única central que no utiliza el movimiento para transformar otro tipo de energía en energía eléctrica. 1.3. CLASIFICACION DE LOS MATERIALES. Los materiales según su respuesta frente a la electricidad se clasifican como: Conductores: Son elementos que permiten el paso de los electrones a través de ellos. 1. Plata 2. Oro ________________________________________________________________________________________ OTEC Linzor Capacitaciones Certificada ISO 9001-2000 Fono: 55-786057 Fax: 55- 786057 [email protected] [email protected] Antofagasta

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3. Cobre 4. Aluminio 5. Tungsteno 6. Níquel 7. Estaño 8. Hierro 9. Plomo 10. Mercurio 11. Agua salada 12. Agua Aislantes: Son elementos que permiten el paso restringido de los electrones a través de ellos. 1. Vidrio 2. Plástico 3. Caucho vulcanizado 4. Cerámica 5. Porcelana 6. Aceite mineral (Para Transf.) 7. Papel 8. Madera seca Semiconductores: Son elementos que permiten el paso de los electrones a través de ellos dependiendo de una excitación externa. Son fabricados en laboratorio. Germanio Silicio Galio-Astato Superconductores: Son elementos que permiten un excelente paso de electrones a través de ellos. Son creados y fabricados en laboratorio para aplicaciones aeroespaciales. Nb56 - Ti (Niobio - Titanio) Nb25 – Zr (Niobio - Zirconio) 1.4. DEFINICION DE LAS UNIDADES ELECTRICAS. Para analizar, controlar y trabajar con la energía eléctrica de una manera optima y sacándole el mejor provecho, es necesario conocer las variables que se presentan durante su manifestación. Estas variables pueden ser medidas y calculadas por medio de diversas leyes de la electricidad, estas variables son: ________________________________________________________________________________________ OTEC Linzor Capacitaciones Certificada ISO 9001-2000 Fono: 55-786057 Fax: 55- 786057 [email protected] [email protected] Antofagasta

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Voltaje: También conocida como “Tensión eléctrica”, es la cantidad de diferencia de potencial existente entre dos puntos que tienen cargas eléctricas diferentes. Su unidad de medida es el Voltio, su símbolo es V y el instrumento con que se mide se llama Voltímetro. Amperaje: También conocida como “Intensidad de corriente eléctrica”, es la cantidad de electrones que pasan a través de un material conductor. Su unidad de medida es el Amperio, su símbolo es (A) usado en instrumentos o (I) usado en diagramas eléctricos. El instrumento de medida es el Amperímetro. Resistencia: Es la oposición al paso de los electrones a través de un material eléctrico. Su unidad de medida es el Ohmio, su símbolo es ( W ) y el instrumento con que se mide es el “Ohmetro”. FUENTE DE ALIMENTACION VOLTAJE POTENCIA RESISTENCIA INTENSIDAD DE CORRIENTE Potencia: También conocida como “Vatiaje”, es la fuerza con que se desplazan los electrones en un medio conductor, esto hace que un elemento que transforma energía eléctrica en otro tipo de energía pueda realizar Trabajo. Existen artefactos eléctricos que pueden generar y otras que pueden absorber potencia eléctrica. Su unidad de medida es el Vatio (Watt), su símbolo es W y el instrumento con que se mide es el Vatimetro. Energía: Es cantidad de potencia generada o consumida en un periodo de tiempo determinado. Su unidad de medida es el Kilovatio/hora, su símbolo es Kw/H y su instrumento de medida son los contadores de energía. 1.5. CONVERSIÓN DE UNIDADES ELÉCTRICAS. Las unidades de medida de las variables eléctricas como el Voltio, el Amperio, el Ohmio y el Vatio a veces vienen expresadas en valores muy grandes o muy pequeños de tal manera que se hace dispendioso el análisis de calculo y medición y puede generar errores en la respuesta final. Por esta razón se estandarizó darle unos valores en múltiplos de mil y darle nombre a cada escala. Por ejemplo, para el Voltio: Nombre Abreviatura Cantidad Notación Científica Giga voltio GV 1.000’000.000 1 x109 ________________________________________________________________________________________ OTEC Linzor Capacitaciones Certificada ISO 9001-2000 Fono: 55-786057 Fax: 55- 786057 [email protected] [email protected] Antofagasta

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Megavoltio MV 1’000.000 1 x106 Kilovoltio KV 1000 1 x103 Unidad base ( V ) V 1 1 x100 Milivoltio mV 0.001 1 x10-3 Micro voltio mV 0.00001 1 x10-6 NanoVoltio nV 0.00000001 1 x10-9 Pico voltio pV 0.00000000001 1 x10-12 NOTA: El valor de la cantidad convertida aunque tenga diferente numero (mas bajo o mas alto) produce el mismo efecto, solo que están expresados en escalas diferentes. Por ejemplo, un bombillo en su casa trabaja con 120V, que es lo mismo decir que trabaja a 0.120 KV o 120’000.000 mV. La conversión se hace de la siguiente manera: ¸ 1.000 Nombre Abreviatura X 1.000 Giga voltio GV Megavoltio MV Kilovoltio KV Unidad base ( V ) V milivoltio mV Micro voltio mV NanoVoltio mV Pico voltio pV Para convertir de una escala a otra, tomar el valor dado y multiplicarlo (si va bajar en la escala) o dividirlo (si va a subir en la escala) por mil, tantas escalas deba saltar para llegar a la escala objetivo. EJEMPLO: Convertir 50V a mV. Debe saltar dos escalas hacia abajo, por lo cual debe multiplicar dos veces por mil la cantidad dada. 50V = 50 x 1.000 x 1.000 = 50’000.000mV = 50 x 106 mV MULTIMETROS. Son instrumentos que pueden medir Voltaje AC – DC, Amperaje AC – DC y Resistencia, además de otras funciones. Pueden ser digitales o análogos; por lo general tienen una perilla giratoria para elegir la variable a medir y su escala. Todos tienen demarcado el símbolo de la variable a medir, por ejemplo: Voltímetro ( V ), Amperímetro ( A ), Ohmetro ( _ ). NOTA: La escala elegida indica el máximo valor a medir. A mA COM V / _ 120.8 ________________________________________________________________________________________ OTEC Linzor Capacitaciones Certificada ISO 9001-2000 Fono: 55-786057 Fax: 55- 786057 [email protected] [email protected] Antofagasta

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V == V~ A == A~ W Rangos de la Escala CAPITULO 2: CIRCUITOS ELECTRICOS Y LEYES FUNDAMENTALES (23H). 2.1. DEFINICIÓN DE CIRCUITO ELÉCTRICO. Un circuito eléctrico es un conjunto de dispositivos eléctricos, conductores y accesorios empleados para que la electricidad mueva cargas eléctricas a través de trayectorias cerradas. Este debe tener como mínimo, una fuente de alimentación, un elemento que consuma potencia eléctrica para transformarlo en otro tipo de potencia y los conductores. El circuito puede ser de AC o DC. Eso depende exclusivamente de la fuente de alimentación. VAC Alternador VDC Dínamo Batería I ac I dc 2.2. FUENTES DE VOLTAJE AC – DC. VOLTAJE AC: Es la fuente de voltaje que cambia periódicamente su polaridad. Esto hace que la corriente también cambie periódicamente su dirección. Ejemplo: El alternador. VOLTAJE DC: Es la fuente de voltaje que mantiene su polaridad en la salida. Esto hace que la corriente mantenga siempre la misma dirección. R NS + _ R NS + _ +V t -V ________________________________________________________________________________________ OTEC Linzor Capacitaciones Certificada ISO 9001-2000 Fono: 55-786057 Fax: 55- 786057 [email protected] [email protected] Antofagasta

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Ejemplo: La dinamo y las baterías. BATERÍA: La pila química es una combinación de 2 electrodos de distinta especie de metal o compuesto metálico y un electrolito, el cual hace que los metales se carguen eléctricamente con polaridad distinta mediante reacción química. La pila se convierte en Batería cuando tiene varias celdas que se conectan entre si. V t Pueden ser: _ Plomo – Acido sulfúrico, usados en los automóviles. _ Carbono – Zinc con electrolito de Hidróxido de potasio, usado en las pilas normales. _ Alcalinas: Zinc – Dióxido de Manganeso. _ Recargables: Níquel – Cadmio. 2.3. CONDUCTORES ELECTRICOS. Son elementos que permiten el paso de electrones a través de ellos con muy baja oposición a que ello ocurra. La resistencia que ofrecen al flujo de electrones depende de dos condiciones: Primera condición: La longitud (L), la resistencia especifica del material (r) y la sección o área transversal del mismo (S). S L R =´r La resistencia específica es un valor constante para cada material y ya viene especificado por tablas. Para calcular mediante la formula la Resistencia del conductor y expresarla en Ohmios, las variables deben tener las siguientes unidades: r = Expresado en Ohmios por cada 100 mts. (Ya viene dado en las tablas). L rs V t L = Expresado en Hectómetros, es decir el numero de metros dividido entre 100. S = Expresado en mm2 . Tabla de Resistencias Específicas. METAL OHMIOS POR CADA 100 METROS ________________________________________________________________________________________ OTEC Linzor Capacitaciones Certificada ISO 9001-2000 Fono: 55-786057 Fax: 55- 786057 [email protected] [email protected] Antofagasta

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Plata 1.47 Cobre 1.58 Oro 2.19 Aluminio 2.62 Tungsteno 4.36 Niquel 10.00 Estaño 10.49 Hierro 11.20 Plomo 19.77 EJEMPLO # 1: Se tiene un tramo de un conductor de cobre de 150 mts, cuya sección es de 0,5 mm2. Calcular su resistencia si el conductor está sometido a una temperatura de 0°C. =W ´ = ´ = 4 .74 0 .5 1 . 58 100 150 mm 2 m S L Rr EJERCICIO: Que pasa si el tramo es de 1.500 mts. =W ´ = ´ = 47 .4 0 .5 1 .58 100 1500 mm 2 m S L Rr CONCLUSION: La resistencia de un conductor es directamente proporcional a su longitud, es decir su resistencia aumenta si su longitud aumenta y disminuye si su longitud disminuye. Segunda condición: ________________________________________________________________________________________ OTEC Linzor Capacitaciones Certificada ISO 9001-2000 Fono: 55-786057 Fax: 55- 786057 [email protected] [email protected] Antofagasta

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La resistencia de un conductor también depende de la temperatura a la que está sometido. El coeficiente de temperatura de los materiales depende específicamente de cada material y se define como la constante de cambio por cada grado de cambio de temperatura a que se someta el material. Se calcula Como: RR(t)t=´1+a× Donde: R = Resistencia en Ohmios a 0°C a = Coeficiente de temperatura, viene dado en tablas. t = Temperatura a la que cambia. Tabla de Coeficiente de temperatura de ciertos metales: METAL COEFICIENTE DE TEMPERTAURA A 0°C Plata 0.0040 Cobre 0.0043 Oro 0.0037 Aluminio 0.0042 Tungsteno 0.0051 Niquel 0.0044 Estaño 0.0047 Hierro 0.0042 Plomo 0.0041 EJEMPLO # 2: Calcular la nueva resistencia del ejercicio anterior si el conductor se somete a una temperatura de 45°C R = R ´ (1 + × t ) = 47.4W ´ (1 + 0.0043 × 45°C) = 56.6W t a CONCLUSION: La resistencia de un conductor es directamente proporcional a la temperatura a la que esta sometido, es decir su resistencia aumenta si su temperatura aumenta y disminuye si su temperatura disminuye. A NIVEL COMERCIAL Los metales que se emplean en aplicaciones de conducción de corriente deben tener adecuadas propiedades eléctricas, físicas y mecánicas. Los mas utilizados por costo, peso y abundancia en la naturaleza son: plata, cobre, aluminio y una aleación de latón y bronce. En las instalaciones eléctricas los conductores mas utilizados son el cobre y el aluminio en presentaciones de alambre duro o cable, los cuales de acuerdo a la sección en mm2 en que se fabrican se les clasifica con un numero que los identifica. Este método fue introducido por la American Wire Standard Gauge (AWG). ________________________________________________________________________________________ OTEC Linzor Capacitaciones Certificada ISO 9001-2000 Fono: 55-786057 Fax: 55- 786057 [email protected] [email protected] Antofagasta

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Clasificación de los calibres de acuerdo a la AWG. CALIBRE AWG SECCION EN mm2 ALAMBRE CABLE 26 0.128 24 0.20 22 0.32 20 0.52 0.52 18 0.82 0.82 16 1.31 1.31 14 2.08 2.08 12 3.31 3.31 10 5.26 5.26 8 8.37 8.37 6 - 13.30 4 - 21.15 2 - 33.63 0 - 53.48 EJEMPLO # 3: El alambre N°8 AWG tiene una sección d e 8.37 mm2 en presentación de alambre o cable. CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES CONDUCTORES ELECTRICOS. COBRE. Abundante en la naturaleza. Color rojizo. Temperatura de fusión 1.083°C No es magnético. Presenta baja resistencia eléctrica. No se deteriora con la oxidación. Es maleable y se puede manipular con facilidad. Se utiliza como alambre y cable. ALUMINIO. Abundante en la naturaleza. Color plateado. Más liviano que el cobre. Temperatura de fusión 650°C Buen conductor del calor y la electricidad. Su conductividad es menor que la del cobre. No se oxida. Se deteriora en contacto con el bronce y el cobre.

MAS

USADOS

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COMO

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CAPACIDAD DE CORRIENTE DE LOS CONDUCTORES. Por norma se ha definido la máxima cantidad de corriente que a una determinada temperatura puede soportar cada calibre (# AWG) de conductor de forma segura, es decir sin que se dañe el conductor por efecto del calor producido por la corriente en la resistencia eléctrica del mismo conductor. La capacidad de corriente del conductor depende de: _ El material aislante que lo recubre. _ Su sección o área transversal. _ Y de la temperatura a la cual está sometido dicho conductor. MATERIAL AISLANTE DE LOS CONDUCTORES. Es el material que cubre los conductores con el objeto de no permitir corto circuito o choques eléctricos cuando dos o mas de ellos entran en contacto y portan cargas eléctricas contrarias. Son también conocidos como “Dieléctricos” y se fabrican en diferentes materiales. Deben tener las siguientes características: _ Alta resistencia al paso de electrones a través de ellos. _ Soportar altas tensiones mecánicas. _ Deben ser flexibles. _ A nivel comercial interesan su duración y economía. _ Deben soportar en cierto grado temperatura, agentes atmosféricos como humedad, calentamiento del sol y agentes químicos como salinidad y ácidos. Los más comunes son: Polietileno: Excelentes propiedades dieléctricas, resistente a la humedad, es inflamable, resiste la acción solar, es económico, solo viene en color negro. Cloruro de polivinilo (PVC): También conocido como “Termoplástico”, presenta muy buenas propiedades dieléctricas, resistente a la humedad y sustancias químicas, resistente al calor, viene en varios colores y es económico. A NIVEL COMERCIAL: Los conductores traen el aislamiento con una identificación escrita en letras las cuales por estándares especifican el tipo de material aislante y la temperatura que soporta. NOTA: Salvo que se especifique lo contrario los aislantes comerciales pueden soportar hasta 600 V. NOTA: La especificación VW – 1 indica que el conductor pasó la prueba de no permitir la propagación de la llama en caso de incendio, como lo exige la norma NTC2050. Las identificaciones más comunes en instalaciones eléctricas domiciliarias son: T Cubierta Termoplástico. Temperatura máxima de operación: 60°C. Utilizada en interiores. ________________________________________________________________________________________ OTEC Linzor Capacitaciones Certificada ISO 9001-2000 Fono: 55-786057 Fax: 55- 786057 [email protected] [email protected] Antofagasta

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TW Cubierta Termoplástico resistente a la humedad. Temp. Máx.: 60°C. Utilizada en interiores y zonas húmedas. THW Cubierta termoplástico resistente al calor y a la humedad. Temp. Máx.: 75°C. Utilizada en interiores y exteriores. THHN / THWN Cubierta termoplástico con refuerzo de Nylon, resistente al calor y a la humedad. Temp. Máx.: 90°C. Utilizada e n interiores y exteriores. Especial para instalaciones en sitios abrasivos o contaminados con aceite, grasas, gasolina y otras sustancias químicas. CAPACIDAD DE CORRIENTE PERMISIBLE PARA LOS CONDUCTORES AISLADOS A UNA TENSION NOMINAL DE 0 – 2000V. NO MAS DE 3 CONDUCTORES EN UNA CANALIZACION Y A UNA TEMPERATURA AMBIENTE DE 30°C MAXIMO. CAPACIDAD DE CORRIENTE (A)°C 18 14 - - 16 18 - - 14 20 20 25 - - 12 25 25 30 15 20 25 ALAMBRE Cu THW 10 AWG 650 V 75°C VW – 1 CENTELSA 10 30 35 40 20 30 35 8 40 50 55 30 40 45 6 55 65 75 40 50 60 4 70 85 95 55 65 75 2 95 115 130 75 90 100 0 125 150 170 100 120 135 2.4. LEY DE OHM. Es una de las leyes fundamentales de la electricidad y relaciona las variables fundamentales que existen en un circuito eléctrico tales como: VOLTAJE, INTENSIDAD DE CORRIENTE (AMPERAJE) y RESISTENCIA. Si I está dada en Amperios y R en Ohmios, V estará expresado en Voltios. ESTA SOLO ES VALIDA CUANDO LA RESISTENCIA NO ES AFECTADA POR LA TEMPERATURA. NOTA: En un circuito en Paralelo, la resistencia total se calcula como: V R I V=IxR V IR R1 R2 R3 V 123 ________________________________________________________________________________________ OTEC Linzor Capacitaciones Certificada ISO 9001-2000 Fono: 55-786057 Fax: 55- 786057 [email protected] [email protected] Antofagasta

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111 1 RRR Rt ++ = EJERCICIO: Calcular el calibre del conductor de una extensión eléctrica para energizar los siguientes elementos: 2.5. LEY DE WATT. Es otra ley muy utilizada en la electricidad, que aparece como consecuencia de que la ley de Ohm no puede ser aplicada a elementos que en estado normal presenten una resistencia y al ponerse en funcionamiento, eleven su temperatura y por efecto de ello alteren su resistencia. Por ejemplo las bombillas, las planchas, la resistencia de las estufas, los hornos, etc. Esta ley relaciona las variables fundamentales que existen en un circuito eléctrico tales como: POTENCIA, VOLTAJE y la INTENSIDAD DE CORRIENTE (AMPERAJE). Si I está dada en Amperios y V en Voltios, W estará expresada en Vatios. MMMMMM 120 V DUPLEX 2 x ?? V W I W=VxI W VI NOTA: En un circuito en Paralelo o en serie, la resistencia total se calcula como: 123WWWWt=++ Esta ley en conjunto con la ley de OHM relacionan todas las cuatro variables fundamentales de la electricidad y cada una de ellas puede ser calculada. La potencia (W) es laque normalmente aparece en los equipos eléctricos y electrodomésticos. EJERCICIO: W1 W2 W3 ________________________________________________________________________________________ OTEC Linzor Capacitaciones Certificada ISO 9001-2000 Fono: 55-786057 Fax: 55- 786057 [email protected] [email protected] Antofagasta

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V VW RI VxI I2xR W/V √(W / R) V/R IxR W/I V/I V2xR V2/W W/I2 √(W x R) CAPITULO 3: TIPOS DE CIRCUITOS De manera general, un circuito eléctrico es la conexión de conductores y accesorios empleados para que la electricidad se transforme en otro tipo de energía produciendo un trabajo; por ejemplo alumbrado, calefacción, fuerza motriz, etc. De la manera como se interconectan los elementos, los circuitos pueden ser: Serie, Paralelo y Mixto. Para que tengan esta denominación, los elementos deben ser mas de uno. 3.1. CIRCUITO SERIE Son aquellos circuitos en donde los elementos que absorben potencia de la fuente de alimentación se conectan uno a continuación del otro. CONSIDERACIONES: 1. La corriente que circula por todos los elementos tiene el mismo valor. + 120V RMRMRM 120 DUPLEX 2 x ?? V1 V2 V5 V3 ________________________________________________________________________________________ OTEC Linzor Capacitaciones Certificada ISO 9001-2000 Fono: 55-786057 Fax: 55- 786057 [email protected] [email protected] Antofagasta

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V4 I I I I In t ...... 1 2 3 = = = = 2. El voltaje se reparte entre los dispositivos de manera que la suma de ellos es igual al de la fuente de alimentación. V V V V Vn t ...... 1 2 3 = + + = 3. Dependiendo de la resistencia del elemento puede absorber mayor o menor potencia. 4. La resistencia total del circuito es la suma de cada una de las resistencias de los elementos. R R R R Rn t ...... 1 2 3 = + + = 5. No tiene mucha aplicación en instalaciones eléctricas domiciliarias, salvo en las luces navideñas. 6. La potencia que absorbe cada elemento depende de la corriente que circula por el circuito y del voltaje que tiene en sus bornes. PVIt=*óPIRt=2*ó R VV Pt *= 7. Si un elemento se daña, los demás dejan de funcionar. 3.1. CIRCUITO PARALELO Son aquellos en donde a los elementos que absorben potencia le llegan los dos polos de la fuente de alimentación. CONSIDERACIONES: 1. El voltaje que se le aplica a los bornes de los elementos que están en paralelo tiene el mismo valor. V V V V Vn t ...... 1 2 3 = = = = 2. La corriente se reparte entre las ramas de los dispositivos de manera que la suma de ellas es igual a la corriente total del circuito, es decir la que entrega la fuente de alimentación. I I I I In t ...... 1 2 3 = + + = 3. Dependiendo de la resistencia del elemento puede absorber mayor o menor potencia. 4. La resistencia total del circuito se calcula como: 123 111 1 RRR Rt ++ ________________________________________________________________________________________ OTEC Linzor Capacitaciones Certificada ISO 9001-2000 Fono: 55-786057 Fax: 55- 786057 [email protected] [email protected] Antofagasta

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5. Es la que se aplica en instalaciones eléctricas domiciliarias. 6. La potencia que absorbe cada elemento depende de la corriente que circula por el circuito y del voltaje que tiene en sus bornes. PVIt=*óPIRt=2*ó R VV Pt *= 7. Si un elemento se daña, los demás siguen funcionando de forma normal. + 120V V1 V2 V3 V4 3.2. CIRCUITO MIXTO Es la combinación de los dos anteriores y no es muy usado en instalaciones eléctricas domiciliarias. CONSIDERACIONES: Para su análisis se utiliza la combinación de las consideraciones de los circuitos serie y paralelo. EJERCICIO: con el circuito anterior, Hallar el calibre del conductor por donde circula IT si los bombillos son todos de 500W a 120V y presentan una resistencia de 30 Ohmios cuando están encendidos. V1 V2 + 120V + 120V V1 V2 V3 V4 IT I1 I2 IT CAPITULO 4: MATERIALES Y CONSTRUCCION DE REDES ELECTRICAS 4.1. MATERIALES ELÉCTRICOS. ________________________________________________________________________________________ OTEC Linzor Capacitaciones Certificada ISO 9001-2000 Fono: 55-786057 Fax: 55- 786057 [email protected] [email protected] Antofagasta

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En las instalaciones eléctricas domiciliarias, además de los conductores, se utilizan diversos elementos que al ser conectados brindan seguridad y comodidad en el uso de los circuitos eléctricos, estos son: Interruptores o suiches, tomacorrientes, plafones, breakers, cuchillas, fusibles, tomasuiches, canalizaciones eléctricas, grapas de sujeción, cajas de conexiones ó derivación, tableros de distribución, entre otros. 4.1.1. Bombillos incandescentes: 4.1.2. Lamparas fluorescentes: BALASTO FACTOR NORMAL DE POTENCIA PARA TUBO DE PRECALENTAMIENTO DE 40W. 120V – 0.65 A – 60 Hz. MODELO 1 x 40 FN. BALASTO FACTOR NORMAL DE POTENCIA PARA 2 TUBOS DE PRECALENTAMIENTO DE 20W. 120V – 0.72 A – 60 Hz. MODELO 2 x 20 FN. Balasto 2 x 20W Negro Azul FS - 2 FS - 2 Azul FASE NEUTRO Balasto 1 x 40W Blanco Negro Azul FS - 4 FASE NEUTRO 4.1.3. Interruptores o suiches: Son dispositivos utilizados para abrir o cerrar un circuito de forma manual (local o a distancia). Se conectan en serie con el elemento a controlar. Pueden ser sencillos, dobles, triples, conmutables, etc. En usos residenciales vienen en presentaciones para soportar de 3 a 15A. 4.1.4. Tomacorrientes: Son dispositivos utilizados como extensión de la fuente de alimentación. Siempre se les conecta los dos polos de la fuente. Pueden ser sencillos, dobles y con conexión de polo a tierra o no. 4.1.5. Tomasuiches: Son dispositivos que tienen los servicios de interruptor y toma a la vez. Son independientes y cada uno debe ser conectado como si fuera un elemento sencillo. 4.1.6. Plafones: Son dispositivos utilizados para instalación de luminarias como bombillos y algunas lámparas fluorescentes que usan este sistema.

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4.1.7. Breakers: Son dispositivos de protección para los circuitos en caso de sobrevoltaje o cortocircuito. Se disparan automáticamente y pueden ser térmicos, magnéticos o termo magnéticos. 4.1.8. Cuchillas: Son dispositivos utilizados para abrir o cerrar un circuito de forma manual. Generalmente vienen acompañadas de un fusible como elemento de protección del circuito. Al igual que los interruptores se conectan en serie con el elemento a controlar. Vienen en presentaciones de 30A en adelante y se conectan en equipos de alto consumo como motores, hornos, estufas, etc. Han sido desplazadas por los breakers pero aun se encuentran en el comercio. 4.1.9. Fusibles: Son dispositivos de protección para los circuitos en caso de cortocircuito. Constan de un hilo metálico o una laminilla metálica interior que está calibrado de fabrica, para que se rompa en caso de un cortocircuito y deben ser reemplazados por uno nueva. 4.1.10. Canalizaciones eléctricas: Constituyen el medio rígido que sirve de soporte y protección mecánica para los conductores eléctricos. También son llamados tubería “CONDUIT” y pueden ser: - Tubería metálica de hierro (gris o negra). - Tubería metálica galvanizada. - Tubería de plástico rígido o flexible (PVC). Esta tubería se fabrica en pared delgada para reducir su costo, peso liviano, y para facilitar cortarlo y doblarlo. PVC (Cloruro de polivinilo): se destaca ante los demás por su fácil manejo, transporte -por ser liviano- menos costosos, gran resistencia a la corrosión, al impacto, a la inflamación por fuego y fácil instalación pues no presentan dificultad para doblar y formar. La tubería conduit en general utiliza accesorios como curvas de 90° y 45°, uniones y adaptadores con sus respectivas boquillas y tuercas de sujeción. Se maneja una tabla para conocer el # de conductores que puede conducir de acuerdo al calibre, calentamiento del conductor por el paso de la corriente y la temperatura externa a la que está sometida la canalización. CALIBRE AWG DIÁMETRO DE LA TUBERÍA EN PULGADAS 1/2 3/4 1 1 1/4 1 1/2 2 14 4 6 10 18 25 41 12 3 5 8 15 21 34 10 1 4 7 13 17 29 ________________________________________________________________________________________ OTEC Linzor Capacitaciones Certificada ISO 9001-2000 Fono: 55-786057 Fax: 55- 786057 [email protected] [email protected] Antofagasta

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8 1 3 4 7 10 17 6 1 1 3 4 6 10 4-11358 2--1336 0--1124 4.1.11. Grapas de sujeción: Son utilizadas para sostener y empotrar la tubería conduit a la superficie. Pueden ser plásticas o metálicas y es necesario utilizar con ellas chazos y tornillos. 4.1.12. Cajas de conexiones ó derivación: Son receptáculos a donde llega la canalización para instalar una salida eléctrica. En ella se pueden realizar empalmes, instalar dispositivos eléctricos, realizar inspecciones, etc. Pueden ser: RECTANGULARES: Para instalar interruptores y tomacorrientes empotrados en muros. Son conocidas como cajas 4 x 2. CUADRADAS: Para instalar tomacorrientes trifilares, como cajas de paso para realizar empalmes, inspecciones, etc. Son conocidas como cajas 4 x 4. OCTOGONALES: Para instalar plafones en cielo raso o muros. CONDULETAS: Son una especie de caja de paso que se coloca al extremos de tubería muy larga o en esquinas en lugar de las curvas. Se fabrican en aleación de aluminio o hierro galvanizado. Pueden ser tipo I, L o T. Es utilizada en tubería conduit a la vista y sirven para que el cableado sea mas fácil. 4.1.13. Tablero de distribución: Es aquel en donde se ubican las protecciones para cada uno de los circuitos ramales; normalmente estas protecciones son breakers que se conectan al barraje por presión y sin necesidad de tornillos.

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