Conmutador e Inversor

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CICLO III A

CONMUTADOR E INVERSOR

1. OBJETIVOS Determinar cómo es posible intercambiar entre dos aplicaciones eléctricas de un circuito y, como se conecta un circuito alterno. 2. MATERIALES - INSTRUMENTOS         

Tableros de conexión Interruptor Conmutador Alambre en bloque de conexión Portalámparas E10 Cable de conexión ,25cm, rojo Cable de conexión ,25cm, azul Bombilla ,12V/0,1 A, E1, 1pzs Fuente de alimentación 0-12V-/6V--,12V-

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3. PRINCIPIOS TEÓRICOS A. CONMUTADOR ELÉCTRICO Conmutador Eléctrico. Un conmutador es un interruptor eléctrico rotativo en ciertos tipos de motores eléctricos y generadores eléctricos que periódicamente cambia la dirección de la corriente entre el rotor y el circuito externo. En una instalación eléctrica, un conmutador es un dispositivo eléctrico o electrónico que permite modificar el camino que deben seguir los electrones. Son típicos los manuales, como los utilizados en las viviendas y en dispositivos eléctricos, y los que poseen algunos componentes eléctricos o electrónicos como el relé. Se asemejan a los interruptores en su forma exterior, pero los conmutadores a la vez que desconectan un circuito, conectan otro. Seguidamente se describen los tipos de conmutadores más usuales. FUNCIÓN Hoy en día, aunque a veces los usemos como sencillos, la inmensa mayoría de interruptores que se comercializan son conmutados. Su función es permitir controlar un punto de luz desde dos interruptores diferentes, muy útil por ejemplo en pasillos, donde un interruptor se coloca al principio y otro al final. En este caso la fase debe pasar por los dos interruptores antes de dirigirse a la lámpara en cuestión, con la particularidad de que ambos interruptores deben de estar unidos por una pareja de cables, que es lo que permite que al abrir o cerrar cualquiera de las dos llaves, la luz pase de encendida a apagada o viceversa.

La mejor forma de entender esto es con diagramas. En el primero vemos como la corriente no puede llegar hasta la lámpara porque el segundo interruptor se lo impide. No obstante, si accionamos el primero, la corriente ya puede pasar, aunque no hayamos tocado el segundo. Si luego accionamos el segundo, vuelve a no llegar hasta su destino.

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En la imagen podéis ver cómo son las conexiones de un interruptor conmutado. La mayúscula marca la entrada del cable de fase (o línea) y las flechas dónde debemos colocar el par de cables que unan este interruptor con su pareja. Observaréis que hay un par de agujeros en cada lugar. Es indiferente donde coloquemos los cables, y su finalidad es posibilitar derivaciones y empalmes. Por ejemplo, si de un cable de línea que llega a la caja del interruptor queremos alimentar otro interruptor para otra lámpara. TIPOS DE INTERRUPTORES 

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Interruptor basculante: Interruptor cuyo miembro de actuación es una palanca de bajo perfil (basculador) que debe inclinarse en la/las posición(es) indicada(s) para lograr un cambio en el estado del contacto. Interruptor de pulsador: Interruptor cuyo miembro de actuación es un botón que debe presionarse para lograr un cambio en el estado del contacto. Interruptor rotativo: Interruptor cuyo miembro de actuación es una barra o un eje que debe rotarse en la/las posición(es) indicada(s) para lograr un cambio en el estado del contacto. El Interruptor magnetotérmico o Interruptor automático incluye dos sistemas de protección. Se apaga en caso de cortocircuito o en caso de sobre carga de corriente. Se utiliza en los cuadros eléctricos de viviendas, comercios o industrias para controlar y proteger cada circuito individualmente. Reed switch es un interruptor encapsulado en un tubo de vidrio al vacío que se activa al encontrar un campo magnético.

Interruptor centrífugo se activa o desactiva a determinada fuerza centrífuga. Es usado en los motores como protección. Interruptores de transferencia trasladan la carga de un circuito a otro en caso de falla de energía. Utilizados tanto en subestaciones eléctricas como en industrias.

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MEDIDAS DE SEGURIDAD Antes de comenzar cualquier trabajo que suponga el manejo de corriente eléctrica vamos a tener que tomar una serie de precauciones para evitar cualquier accidente indeseado. Desconecta la corriente eléctrica: Lo primero que se debe hacer es desconectar la instalación eléctrica bajando los fusibles. También se recomienda trabajar de día o con otra fuente de iluminación artificial que no requiera el uso de la corriente eléctrica general de la casa. B. INVERSOR ELÉCTRICO Un inversor de corriente es un dispositivo que convierte la corriente continua (CC) a corriente alterna (CA) de forma segura. La corriente continua es el tipo de electricidad que funciona simultáneamente en los polos eléctricos positivo y negativo. Por ejemplo, es el tipo de corriente eléctrica que se encuentra dentro de una batería. La corriente alterna es el tipo de voltaje encontrado en el hogar. Este fluye de un lado a otro entre los polos, en vez de hacerlo al mismo tiempo.

Puente H usado en inversores multinivel

FUNCIÓN Un inversor eléctrico toma la corriente directa (CD) de una fuente de batería y la convierte a corriente alterna (CA). Cuando el respaldo de la batería o el inversor se conectan a la pared, la energía CA carga la batería. Cuando se pierde la energía, el inversor entonces cambia a un modo de descarga y pasa la energía a la conexión de salida del componente que va al inversor. El inversor también funciona de la misma manera para los hogares con energía solar, convirtiendo la energía de la batería producida por las celdas fotovoltaicas y cambiándola a energía CA. TIPOS DE INVERSORES Hay dos tipos básicos de inversores eléctricos. Una unidad de carga a bordo es completamente autónoma y generalmente se usa para pequeñas cargas debajo de 1.000 watts. Las unidades familiares más grandes pueden alimentar un hogar completo. La carga de

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las baterías para las unidades más grandes se realiza con celdas fotovoltaicas grandes o con molinos de viento. CARACTERÍSTICAS Todos los inversores eléctricos convierten la energía de Corriente Directa a Corriente Alterna. Algunos modelos tienen la capacidad de crear mayores voltajes que el nominal de 120 voltios que pueden proporcionar la toma de corriente de una casa. Por supuesto mientras mayor sea la salida de voltaje, mayor será la disminución del sistema de batería. BENEFICIOS En las locaciones remotas donde el costo de llevar energía eléctrica desde la red eléctrica principal es prohibitivo, los inversores eléctricos pueden ser invaluables. Los molinos de viento y paneles solares pueden generar grandes cantidades de energía eléctrica que puede guardarse para usarse después en el sistema de batería. El inversor permite al usuario utilizar esta energía cuando la requiera. ADVERTENCIA Los inversores eléctricos pueden calentarse mucho cuando tienen una carga muy pesada y deben colocarse en áreas bien ventiladas. El área de almacenamiento de batería para este tipo de sistema debe colocarse lejos de cualquier chispa y flama. Cuando se cargan o se descargan, los inversores pueden emitir un gas inflamable. Los gases de la carga de batería también pueden ser extremadamente corrosivos para la piel, ojos y ropa. 4. MONTAJE – PROCEDIMIENTO PRIMER EXPERIMENTO      

Conecte el circuito como se muestra en la figura.1, con el interruptor abierto. Encienda la fuente de alimentación y ajuste la tensión a la lámpara, 12 V. Cierre el interruptor, observe lámpara y anote en (1), lo que observa. Opere repetidamente el conmutador y observe la conducta de la lámpara. Anote en (2) lo que observa. Ponga la fuente de alimentación en 0 V y apáguela.

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Figura.1

Observaciones (1) Al cerrar el interruptor la corriente eléctrica proveniente de la fuente de alimentación recorre desde el polo positivo (+) hacia el polo negativo (-) de manera horaria (Fig.1), haciendo que la bombilla A se encienda con luminosidad estable tal como debería serlo al calibrar la fuente de alimentación con la bombilla de 12 V. La corriente eléctrica no enciende la bombilla B, porque no le llega flujo ya que no tiene un puente para el paso de la corriente eléctrica.

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(2) Al operar el conmutador por primera vez y cerrar el interruptor, la bombilla B de 12V se enciende dejando un lado la bombilla A la cual no enciende como lo observado en (2). La corriente eléctrica fluye hacia la bombilla B, gracias al conmutador que sirve como un puente para el paso de la corriente eléctrica, impidiendo que fluya hacia la bombilla B. Al operar esta acción repetidamente el conmutador permite e impide el paso del fluido eléctrico ambas bombillas A y B alternadamente, haciendo que se enciendan respectivamente. Las bombillas se encenderán siempre cuando el interruptor se cierre, de lo contrario no se encenderá ninguna.

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SEGUNDO EXPERIMENTO     

Conecte el circuito tal como se muestra en la Fig.2, pero antes de conectar los conmutadores, observe el símbolo que está impreso en la parte superior de ellos. Encienda la fuente de alimentación y ajústela a la tensión de la lámpara, 12V. Opere sucesivamente los conmutadores en la forma que Ud. Desee, observando la conducta de la lámpara. Anote en (3) lo que Ud. Observa. Ponga la fuente de alimentación en 0 V y apáguela.

Figura.2

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Observaciones (3) La Fig.2 muestra un circuito donde la corriente eléctrica pasara directo del polo positivo hacia las bombillas (resistencias).  La bombilla A se encenderá al unir los contactos 1 – 4 y 2 – 5.

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La bombilla B se encenderá junto con la bombilla A al unir los contactos 1 – 3 y 2 – 6.

La bombilla B no puede ser encendida solo.

La corriente fluye en sentido horario siempre en cuando los conmutadores cierren el circuito eléctrico tanto de A y A – B.

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5. CUESTIONARIO Evaluación 1. Describe la construcción y el modo de acción de un conmutador. En de experimento de laboratorio la construcción y el modo de acción de un conmutador lo realizaremos en una vivienda de la siguiente manera: En la caja de conexiones (B), por donde pasan los cables de la línea (A) (L negro y N azul), hay conectados dos cables, uno en el cable negro de la línea (L) y que baja al conmutador (C1), quedando conectado en el borne que tiene distinto color o que se encuentra en el centro, (el cable se conecta con un tornillo o a presión). En la caja de conexiones hay conectado otro cable en el de color azul (N) de la línea, y que va directo hasta una de las dos conexiones de la lámpara (es indiferente). En el otro conmutador (C2), y desde el borne marcado, sale un cable marrón que va directo al borne que está libre en la lámpara. Para unir entre sí los conmutadores se utilizan dos cables de color gris (D) que se conectan a los dos bornes no marcados, cerrando así el circuito. En el esquema se ven los cables grises (vueltas de los conmutadores) en esa posición para que se comprenda mejor el circuito, pero en realidad caminan junto con los de la línea (A) y bajan verticales al conmutador cuando está a su altura. Puede ver como se conectan los cables en los mecanismos eléctricos en el vídeo: Mecanismos eléctricos de una vivienda. ESQUEMA DEL CIRCUITO DE UNA CONMUTACIÓN SIMPLE (Encendido de una lámpara desde dos puntos)

Normalmente junto a los cables azul y negro de la línea (A), va otro de color amarillo verde o de toma a tierra, que no he puesto al no intervenir en este circuito y para que se entienda mejor el circuito.

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2. El interruptor en el segundo experimento se llama inversor. ¿Cuál es su ventaja más importante el cual puede ser derivado de las observaciones anotadas en (3)? La ventaja más importante observada en (3) seria que al conectar los inversores se tiende a facilitar el encendido de focos, se tiene la opción de encender la cantidad que se requiera necesaria. Esto usado más frecuentemente en espacios amplios en la que se requiera encender uno o vario focos a la vez. 3. Nombre un ejemplo del uso del inversor. Un ejemplo muy práctico de aplicación del inversor seria en el circuito eléctrico de una vivienda. Cuando se quiere encender un espacio amplio se recurre al inversor ya que convierte la corriente continua en alterna, así haciendo encender varios focos. La corriente no se dirige del polo + al – sino que va de foco en foco. Otras aplicaciones en que participa el inversor eléctrico son:  Convertir la energía continua que proporcionan las placas solares en energía alterna y así poder ser inyectada directamente en la red eléctrica.  Inversor de potencia en industrias.  Fuentes de alimentación para ordenadores.  Obtener corriente alterna partiendo de baterías, las cuales son de corriente continua para ejercer su función de acumular la energía.  Alimentación de televisores, reproductores de video y electrodomésticos en automóviles.

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ÍNDICE

1. OBJETIVO……………………………………………………………………………..1 2. MATERIALES - INSTRUMENTOS……….…...………...……………………….…1 3. PRINCIPIOS TEÓRICOS...................................................................................2 4. MONTAJE - PROCEDIMIENTO…………………………………………………….5 5. CUESTIONARIO……………………………………………………………………...9 6. CONCLUSIONES………...………………………………………………….……….2 BIBLIOGRAFÍA………………………..………………………………………...……6

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BIBLIOGRAFÍA

LIBROS   

Interruptores y Conmutadores – TELERGÓN Inversor para conexión red eléctrica – EMERSOR INDUSTRIAL AUTOMATION Inversores capítulo 1 – PDF Scrib.

INTERNET          

http://es.wikipedia.org/wiki/Conmutador_(dispositivo) http://bricolajedecabecera.es/informacionutil-electricidad_circuito-electrico-y-comoconectar-un-interruptor-conmutador-sencillo-reparar-las-averias-_140 http://angelatedo-angelatedo.blogspot.com/2012/08/interruptores-y-conmutadoresesquemas.html https://es.answers.yahoo.com/question/index?qid=20100920180643AAwLRGn http://es.slideshare.net/ricardogueto/interruptores-y-conmutadores-2003 http://es.wikipedia.org/wiki/Inversor_(electr%C3%B3nica) http://www.ehowenespanol.com/inversor-electrico-sobre_49684/ http://www.solostocks.com/venta-productos/inversor-electrico_b http://ccpot.galeon.com/enlaces1737111.html http://www.imporex.com.mx/Inversores/Inversores.html

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