INSTALACIONES ELECTRICAS MONOFASICAS EN VIVIENDAS...
César Anibal Rey
Instalación Eléctrica Monofásica en Viviendas
Rey, César Aníbal Instalación eléctrica monofásica en viviendas - 1a ed. Resistencia: Librería de la Paz, 2007 . 216 p.; 23 x 15,5 cm. ISBN 978-987-1224-38-8 1. Instalaciones Eléctricas.!. Título CDD 621 .3
© Librería de la Paz 2006 Av. 9 de Julio 359. H3500ABD Resistencia. Chaco. Argentina Tel: 03722. 444937/435555. Correo electrónico:
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ISBN 978-987-1224-38-8 Libro de edición Argentina. Queda hecho el depósito que indica la ley 11.723
Todos los derechos reservados. Ninguna parte de esta publicación puede ser reproducida, conservada en un sistema reproductor o transmitirse en cualqui er forma o por cualquier medio electrónico, mecánico, fotocopia , grabación o cualquier otro, sin previa autorización del editor.
A los lectores El tema de estudio es La Instalación Eléctrica Monofásica en Viviendas Unifamiliares. El contenido del libro, pretende ser un curso introductorio y preparatorio que permita el acceso a cursos de perfeccionamiento. En este contexto, el objetivo que se persigue es: ./
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La divulgación de la aplicación de la Reglamentación para la Ejecución de Instalaciones Eléctricas en Inmuebles de la Asociación Electrotécnica Argentina, la cual establece las condiciones mínimas que deberán cumplir las instalaciones eléctricas para preservar la seguridad de las personas y de los bienes así como asegurar la confiabilidad de su funcionamiento . La adquisición de la terminología y los conceptos teóricos que permitan la comprensión del sistema eléctrico de una vivienda . Informar sobre la prevención de accidentes eléctricos . Informar sobre el uso eficiente de la energía eléctrica, a través de la aplicación de lámparas que permiten un ahorro de energía.
Asimismo, como efecto de lo mencionado, se aspira también a que el lector pueda realizar reparaciones, modificaciones o ampliaciones en la instalación eléctrica de su vivienda, o controlar que el trabajo realizado por el instalador electricista se encuadre dentro del reglamento vigente.
"Nunca enseri.o a mis alumnos. Sólo les brindo las condiciones con las cuales pueden aprender." Albert Einstein
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INDICE Tema 1 ................................................................................... 9 Circuito eléctrico. Estudio de un circuito eléctrico . Variables Eléctricas en un Circuito. Tensión o Diferencia de Potencial. Corriente Eléctrica. Resistencia Eléctrica. Potencia Eléctrica. Energía Eléctrica. Ley de Ohms. Múltiplos y submúltiplos de las unidades eléctricas. Resumen de formulas y unidades. Tema II ................................................................................ 27 Elementos que conforman un circuito eléctrico. Fuente de energía. Consumos. Factor de potencia. Aislación Eléctrica de los Artefactos. Relación entre la Fuente y la Carga en un Circuito Eléctrico. Conexión de Consumos en un Circuito Eléctrico. Interruptores. Tabla de consumos de artefactos eléctricos. Medición de las Variables Eléctricas. Medición de Tensión o Diferencias de Potencial. Medición de Resistencias. Medición de Continuidad. Pinza Amperométrica. Buscapolo.
Tema 111 ............................................................................... 47 Cables. Características técnicas de los cables. Secciones Normalizadas Procedimiento General Para la Elección de un Cable. Cálculo de la potencia a alimentar. Intensidad de la corriente eléctrica demandada por la carga. Selección de la sección del conductor. Intensidad de la corriente admisible corregida. Factores de corrección. Caida Porcentual de Tensión. Colores de los cables. Empalmes de conductores. Ejemplo de selección de un conductor. Tabla de corrientes admisibles para uso práctico. Tema IV ............................................................................... 71 Protección Eléctrica. Accidente Eléctrico. Sistema TI'. Contacto entre Fase - Tierra. Contacto entre Fase - Neutro. Contacto entre Neutro y Tierra. Protección de los Usuarios. Protección contra Contactos Directos. Protección contra Contactos Indirectos. Puesta a Tierra de Protección (PAT). Interruptor Diferencial Por Corriente de Fuga. Causas principales que provocan un accidente eléctrico. Reglas ge-
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nerales para evitar accidentes eléctricos. Protección del Sistema Eléctrico. Sobrecarga y Cortocircuito. Interruptor Termomagnético. Datos técnicos de un interruptor termomagnetico. Elección de un Interruptor Termomagnetico. Tabla para seleccionar interruptores termomganéticos en función de los cables. Gráfico Didáctico
TemaV ............................................................................... 109 Tableros. Tablero principal. Tablero seccional. Conductos eléctricos. Cajas para uso eléctrico. Boca de Energía. Llaves y Tomas. TemaVI .............................................................................. 119 Proyecto según reglamento de la Instalación Eléctrica Monofásica de una Vivienda Unifamiliar. Plano de la vivienda. Circuitos Eléctri- . coso Grados de Electrificación. Ubicación de las Boca~ de Energía. Potencia Demandada. Inspecciones. Mediciones de control. Tema VII ............................................................................. 135 Ejemplo Tipo de Proyecto Eléctrico Para una Vivienda. Selección del número de bocas y circuitos. Determinación de la Potencia Máxima Demandada. Selección de los Conductores. Selección de las protecciones de los Circuitos Eléctricos. Selección del Interruptor Diferencial. Selección del diámetro de los caños. Planilla de circuitos. Plano Eléctrico. Diagrama Unifilar de tableros. Tema VIII ...........................................:................................ 167 Fuentes Luminosas. Espectro Visible. Flujo Luminoso. Rendimiento Luminoso. Vida útil. Lámparas Incandescentes. Portalámpara. Lámparas Fluorescentes. Apariencia en Color. Reproducción cromática. Calculo simplificado del número de Lámparas y Luminarias
Tema IX .............................................................................. 191 Conexiones en cuartos de baños. Conexión mixta e independiente. Esquema de conexión de: Lámpara incandescente. Lámpara fluorescente. Llave combinación. Tomas. Velador. Fotocélula. Timbre. Automático de tanque. Ventilador de techo Bibliografía ... .. ..... ....... .... ... .. .. .. ... ... ...... ... ... .. .... ...... .... .... .. ...... .... .... ..... 215
TEMAI Circuito eléctrico La instalación eléctrica de una vivienda está formada por un conjunto de circuitos eléctricos interconectados. Entonces, el primer paso para comenzar a comprender la instalación eléctrica de una vivienda, es definir el concepto de Circuito Eléctrico. ¿Que es un circuito eléctrico? Es un camino eléctrico, un recorrido por donde circula el fluido eléctrico. El camino eléctrico impuesto por el circuito, puede variar de un circuito a otro, la forma o recorrido del circuito eléctrico está en función del fin que se persigue, es decir, el recorrido del circuito depende de lo que se quiera lograr con el circuito, ya sea mover un motor, generar luz a través de una lámpara, producir calor a través de la resistencia de una plancha, etc .. Los circuitos eléctricos, que dan forma a la instalación eléctrica de una vivienda, se representan para su estudio, por medio de un esquema, un esquema es un mapa, una representación gráfica del circuito eléctrico real a través de símbolos. Los símbolos representan los diferentes elementos que conforman el circuito eléctrico. Un circuito eléctrico típico esta formado por cinco (5) elementos: la fuente de energía, la carga o consumo, los cables, la protección y el interruptor. Esquema de un circuito Eléctrico Básico Protección
interruptor
(;\ fi---/ Fuente
0
de energía
cable
/'k
+ ____________\V---l consumo cable
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Si bien, a través del libro, vamos a estudiar todos los elementos de un circuito, focalicemos, por ahora, nuestra atención en el interruptor. Un interruptor es un elemento de maniobra, que permite, en forma automática o manual, modificar el estado eléctrico del circuito. Un interruptor abierto, significa un circuito abierto. Un interruptor cerrado, significa un circuito cerrado. Tomemos como ejemplo, un velador con lámpara incandescente, la lámpara apagada es sinónimo de circuito abierto, en cambio la lámpara encendida es sinónimo de circuito cerrado.
CIRCUITO ABIERTO
CIRCUITO CERRADO
Interruptor Abierto
Interruptor cerrado
____~/____~
~
~
Fuente
~,--
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Un circuito eléctrico abierto, es un circuito cuya continuidad está interrumpida por el interruptor. Lámpara apagada
~
Fuente
______~X~__~
'$
Un circuito eléctrico cerrado, es un circuito cuya continuidad está posibilitada por el interruptor. Lámpara encendida
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Estudio de un circuito eléctrico ¿cómo se estudia un circuito eléctrico? El estudio o análisis de un circuito eléctrico se realiza a través de las variables eléctricas. Una variable es una propiedad del circuito eléctrico, no constante, es decir, una propiedad que varía de circuito en circuito. Las variables eléctricas son magnitudes o propiedades físicas que pueden ser medidas o captadas en forma indirecta a través de instrumentos específicos y se denominan variables por el hecho de que pueden adoptar diferentes valores. Conocer un circuito eléctrico significa conocer las variables o parámetros eléctricos que lo caracterizan, en otras palabras, un circuito eléctrico o un elemento de este, queda definido por sus variables eléctricas. Tomemos como ejemplo el hecho de comprar un foco, cuando compramos el foco, no alcanza con decir" deme un foco", necesitamos decir "deme un foco de una determinada potencia eléctrica", la variable o parámetro eléctrico que define el foco que estoy comprando es la "potencia eléctrica", y es una variable por el simple hecho de que dicha magnitud puede tomar diferentes valores. El análisis o estudio de las variables eléctricas se realiza a través de fórmulas matemáticas, la matemática es una herramienta que permite reconstruir o poner en relieve las relaciones observables entre dichas variables. Las variables que vamos a estudiar son: diferencia de potencial eléctrica, corriente eléctrica, resistencia eléctrica, potencia eléctrica y energía eléctrica.
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Esquema didáctico
CIRCUITO ELÉCTRICO
Camino eléctrico por donde circula el fluido eléctrico. _ /
L..-_E_I_é_c_tr_i_c~_m_e_r:_:_:_o_Po_o_:_:_ie_dr_~_~_e_st_a_d_o_s_---, ~
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, ,'.' variables eléctricas que lo caracterizan
Elementos que lo conforulml
Diferencia de potencial
Corriente eléctri cn ElemenLos de prolerxión
elementos de maniobra
A- Variables Eléctricas en un Circuito Tensión o Diferencia de Potencial Con el fin de aproximarnos al concepto de diferencia de poten-
cial eléctrico o Tensión, tomemos, como herramienta didáctica, el ejemplo del subibaja representado en la figura 1 y 2. En la figura 1 el subibaja se
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encuentra en equilibrio, es decir, las personas ubicadas en Ay B están a la misma altura. Ahora concentremos nuestra atención en la figura 2, si una tercer persona e, fuera del sistema en equilibrio, aplica una fuerza determinada sobre la parte B, la persona que está en el parte A, adquiere una cierta altura sobre el suelo en directa proporción a la fuerza ejercida en B. De esta manera lo que se consiguió es una diferencia de altura entre la persona ubicada en A y la persona ubicada en B, la cual se mantendrá gracias al trabajo generado o aportado al sistema en equilibrio por la persona e.
rl
EQUILIBRIO
I
~
Diferencia de altura
A
DESEQUILIBRIO
I
A Figura 1
Figura 2
En electricidad, el rol que cumple la tercer persona ce), es decir, la persona que aporta un trabajo exterior, está a cargo de un generador o fuente de energía. Una fuente de energía eléctrica es un aparato capaz de lograr entre dos puntos físicos de un conductor un desequilibrio de tipo eléctrico, denominado diferencia de potencial eléctrico. Ejemplos de fuente de energía serían los toma corrientes de nuestras viviendas y las pilas comerciales. En electricidad no necesitamos una diferencia de altura entre dos puntos, sino una "diferencia de potencial eléctrico" entre dos puntos físicos de un conductor, lo cual se consigue gracias a los generadores o fuentes de energía eléctrica.
En una pila comercial encontramos un punto indicado como positivo punto indicado como ne,gativo C-), eléctricamente decimos que el punto eléctrico positivo C+) está a mayor potencial eléctrico que el punto eléctrico negativo C-). Si comparamos la pila con nuestro ejemplo del C+) y otro
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subibaja, el punto positivo sería la persona ubicada en Ay el punto negativo sería la persona ubicada en B. Cuando nos referimos al valor de tensión de una fuente de energía eléctrica, estamos ablando del valor o magnitud que surge de la resta o diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos de la fuente de energía, la Tensión eléctrica es un término técnico-eléctrico alternativo para significar o expresar la diferencia de potencial entre esos dos puntos, bornes o cables, de una fuente de energía eléctrica. La unidad de medida de la tensión eléctrica es el voltios, y su símbolo es una v corta.
La Tensión
Eléctrica
-
Es sinónimo de
1_
Diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos físicos
La fuente de energía eléctrica es la encargada, entre otras cosas, de proveer el valor de tensión o diferencia de potencial necesario para el funcionamiento del circuito eléctric9' La magnitud o valor de tensión con el cual trabaja un circuito, depende del tipo de circuito eléctrico y fundamentalmente de la carga o consumo que va conectada al mismo. Como ejemplo comparemos el circuito eléctrico de una linterna y el circuito eléctrico de " un velador, ambos circuitos funcionan con ·diferentes fuentes de energías y con diferentes valores de tensión, en el caso de la linterna la fuente de energía es la pila y en el caso del velador la fuente de energía es el toma corriente, ambas fuentes de energía aportan diferentes valores de tensión, la pila 1,5 voltios y el toma corriente 220 voltios. Así como el combustible, es uno de los requisitos necesarios para que un automóvil funcione, en electricidad una condición necesaria -aunque no suficiente-, para que un aparato eléctrico funcione, es que el mismo disponga de una diferencia de potencial eléctrico o valor de tensión, el cual, como dijimos, es' aportado por la fuente eléctrica. Ahora, imaginemos que sufrimos un corte en el suministro eléctrico. Generalmente, nos referimos a este evento, con la siguiente frase , "se cortó la luz", pero en realidad, ¿qué es lo que ocurrió?, lo que sucede es que "en el .
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tomacorriente ya no disponemos de una diferencia de potencial de 220 voltios entre fase y neutro, siendo el valor de tensión del tomacorriente, en estas condiciones, de cero (o) voltios". En nuestro ejemplo inicial del subibaja, sería que la persona e deja de realizar trabajo, suprimiendo la tuerza, y de esta manera el subibaja volvería a la posición de equilibrio. Como conclusión, decimos, que al no disponer de un valor particular de diferencia de potencial en la fuente de energía, no podemos hacer uso del fluido eléctrico.
Equilibrio Diferencia de Potencial o valor de Tensión . O vollios
Dese4uilibrio Diferencia de Polencial o valor de Tensión 220 vollios
1 I
Se d ispone de ~:n ergía Eléctrica en Potencia
I
1 I
No se dispone de Energía Eléctrica en Potencia
I
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Corriente Eléctrica Se denomina corriente eléctrica al movimiento de cargas eléctricas dentro de un elemento conductor en una dirección determinada. ¿Cuál dirección? la dirección fijada entre dos puntos físicos que se encuentren a diferentes potenciales eléctricos.
DESEQUII..IHRIO
No se produce corriente eléctrica
Figura 3
Se origina una corriente eléctrica
Figura 4
Ahora continuemos con nuestro ejemplo del subi-baja. En la figura 3 hay equilibrio, lo que produce que las pelotas no puedan moverse o desplazarse en una dirección determinada. En cambio en la figura 4, el desequilibrio (diferencia de altura) produce el natural movimiento de las pelo. tas de arriba hacia abajo, es decir, del punto de mayor altura del subibaja al punto de menor altura del subibaja. En electricidad la "diferencia de altura" sería la "Diferencia de Potencial", la superficie del tobogán el material conductor y las pelotas las cargas eléctricas.
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Subibaja
Electricidad
Diferencia de altura
diferencia de potencial eléctrico o valor tensión
superficie del subibaja
Conductor
Pelotas
Cargas eléctricas
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Es decir, el movimiento de cargas eléctricas se produce o inicia gracias a una diferencia de potencial o valor de tensión entre dos puntos de un elemento conductor. Si la diferencia de potencial o valor de tensión entre dos puntos, es cero (o), o sea, si existe una situación de equilibrio, las cargas eléctricas no pueden desplazarse en una dirección determinada y por lo tanto no hay corriente eléctrica. En función de lo mencionado decimos entonces, que la corriente eléctrica se trata de "un desplazamiento o movimiento de cargas eléctricas entre dos puntos de un material conductor que se encuentren a diferentes potenciales eléctricos". Ahora, técnicamente las cargas eléctricas en movimiento dentro del conductor son "agrupaciones de electrones". Los electrones son partículas subatómicas capaces de moverse en una dirección determinada al someterlas a una diferencia de potencial. Las cargas eléctricas (electrones) que forman la corriente eléctrica, viajan a través de un material, pero no en cualquier material, este desplazamiento de cargas solo se da en aquellos materiales denominados conductores. Por conductor se entiende todo material que pose la propiedad de permitir la circulación más o menos libre de los electrones en condiciones determinadas. La mayor o menor cantidad de electrones en movimiento por el material coilductor se denomina flujo de electrones. Este flujo de electrones representa la magnitud o valor de la corriente eléctrica, lo que técni-
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camente se denomina "Intensidad" de la corriente eléctrica. La intensidad de la corriente eléctrica se representa a través de un valor numérico, su unidad de medida es el Amper y su símbolo eléctrico es una 1 mayúscula o una i minúscula. Bien, ya estamos en condiciones de llevar el concepto de corriente eléctrica al circuito eléctrico. Para que se produzca una circulación de corriente eléctrica necesitamos tres condiciones: 1) una diferencia de potencial, 2) un material conductor y 3) un circuito cerrado. Tomemos como ejemplo el caso en que tengamos en nuestra mano la ficha o enchufe de un velador: ~
Cuando la tenemos en la mano, entre los dos pernos de la ficha no existe valor de tensión o diferencia de potencial eléctrico y en estas condiciones la lámpara del velador esta apagada. Al momento de enchufar o conectar la ficha a un toma corriente le asignamos una diferencia de potencial a las patas de la ficha, pero la lámpara continua apagada. Porque el circuito todavía está en estado abierto, es decir . falta la condición tres (3). Disponemos de una diferencia de potencial de 220 voltios (1) y del cable que es el material conductor (2), pero no disponemos de circuito cerrado (condición tres)
~
Cuando encendemos el velador con la perilla o interruptor, lo que en realidad hacemos es cerrar el circuito, consiguiendo de esta manera, el requisito numero tres (3) y con esto por fin conseguimos la circulación de corriente eléctrica por los conductores que forman parte del circuito eléctrico del velador, logrando en definitiva el objetivo de este circuito eléctrico, que es encender lámpara.
1,
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\ De lo anterior, podemos sacar una importante conclusión. Cuando la lámpara de un velador conectado al toma corriente se encuentra apagada, no significa que esté sin tensión, sólo significa que el circuito se encuentra en estado abierto, o sea, sin posibilidades de generar una corriente eléctrica. Ocurre lo mimo cuando se corta el filamento del foco, este corte del filamento produce un circuito abierto, y esto a su vez provoca que la corriente eléctrica deje de circular, obteniendo como resultado que la lámpara se apague. Se debe tener especial cuidado de no confundir el hecho de que un velador o cualquier otro aparato esté apagado con que no tiene tensión, ya que esto puede en determinadas condiciones generar una descarga eléctrica en el usuario. Que una lámpara o artefacto eléctrico esté a apagado no significa necesariamente que no exista tensión o diferencia de potencial sobre el mismo.
Resistencia Eléctrica La resistencia eléctrica, es la mayor o menor oposición que presenta un material a la circulación de la corriente eléctrica.
DESEQUILIBRIO
I
DESEQUILIBRIO
A
Figura 5
Figura 6
¿En cuál de las dos figuras las pelotas se deslizarán con mayor facilidad?, posiblemente contestemos que en la figura 5, por ser la superficie mas lisa, o sea, por ser la superficie que presenta menor resistencia al desplazamiento.
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El concepto de resistencia eléctrica está relacionado con lo anterior, la resistencia eléctrica es una variable que nos brinda información sobre la dificultad que tienen los electrones o cargas eléctricas para desplazarse por un determinado material. La resistencia eléctrica o simplemente resistencia, es una medida de la mayor o menor capacidad de oposición, ofrecida por el material, a la circulación de la corriente eléctrica, su unidad de medida es el Ohms, y su símbolo, la letra omega del alfabeto griego Q o la letra R. En los circuitos eléctricos de las viviendas encontramos resistencia eléctrica en los conductores utilizados en las instalaciones eléctricas, en las uniones o empalmes de los mismos y en los consumos . . Un material con un valor infinitamente grande de resistencia eléctrica, no permitirá la circulación de la corriente eléctrica, por lo que se lo considera un material aislador, en cambio un material de resistencia eléctrica baja, o tendiendo a cero, se lo considera conductor. Tenemos entonces dos polos opuestos, por un lado, los materiales conductores o de baja resistencia a la circulación de la corriente eléctrica y por otro, los materiales aisladores o de alta resistencia a la circulación de la corriente eléctrica. En el medio de ambos se encuentran los materiales semiconductores. La magnitud o valor de resistencia eléctrica de un material está en función de la resistividad del material, de la longitud del material y de la sección del material. Matemáticamente se expresa como: Longitud: longitud del material en metros. resistividad x Longitud R=
~--------- - ~ - -
Sección
= (ohms)
Sección: sección del material en milímetros cuadrados. Resistividad del cobre. La resistividad es una propiedad natural del material.
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Si observamos la fórmula matemática de la resistencia eléctrica, podemos concluir que: "La resistencia de un material es directamente proporcional a la longitud del material e inversamente proporcional a la sección del material". Esto significa que: y
cuando aumenta la longitud del material conductor aumenta también la resistencia eléctrica.
y
cuando aumenta la sección del material disminuye la resistencia eléctrica.
Es decir al momento de proyectar o realizar una instalación eléctrica, se deben considerar secciones de conductores mayores cuando mayores son las longitudes entre la fuente (medidor) y el consumo.
Resumen Didáctico "La capacidad de un material para conducir la corriente eléctrica, como
ser el cobre en los cables utilizados en las instalaciones eléctricas, no sólo depende del material (resistividad) sino también de la sección y de la longitud de dicho conductor"
! !
Técnicamente significa que
Si aumentamos la longitud del conductor debemos también aumentar la sección del material, con el fin de mantener constante el valor de resistencia del material.
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Potencia Eléctrica El concepto de trabajo, en física, se define como el producto de la fuerza aplicada a un cuerpo por la distancia recorrida en la misma dirección que la fuerza. La potencia es el trabajo por unidad de tiempo. Es decir a mayor potencia menor tiempo en producir un trabajo determinado. La potencia eléctrica entregada por la fuente se denomina Potencia Aparente y su unidad es el Volts. Amper. Matemáticamente se expresa con la siguiente ecuación:
s = V * 1 = voltios * amperes = [Volts. Amper] En cambio, la potencia eléctrica de un consumo viene expresada en Watts, y se denomina Potencia activa. Matemáticamente se expresa con la siguiente ecuación: P = V * 1 * cos fi
= voltios * amperes * cos fi = [watts]
La potencia activa, es un dato particular de cada consumo. Todo consumo o carga del circuito esta caracterizado por un valor de potencia eléctrica expresada en watts. La potencia activa de un artefacto eléctrico es sinónimo de consumo, a mayor potencia activa mayor consumo eléctrico. Es decir, a mayor cantidad de consumos conectados y funcionando en el sistema eléctrico, mayor es la potencia que demanda de la fuente de energía. En las viviendas el valor de tensión es un valor constante, es decir, no varía. Para nuestro objeto de estudio, viviendas con alimentación monofásica, la fuente de alimentación (la empresa que presta el servicio eléctrico) entrega un valor de 220 voltios. Esto significa que todos los artefactos eléctricos, tanto los electrodomésticos como los artefactos de iluminación, funcionan con dicho valor de tensión. No ocurre 10 mismo con la potencia activa de los artefactos eléctricos, el valor de esta variable varía según el consumo del artefacto y según la cantidad de consumos que se encuentran conectados y funcionando en el sistema eléctrico .
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Ahora, fijémonos en la formula de la potencia activa, la formula matemática de la potencia activa relaciona la tensión con la que funciona el artefacto eléctrico (220 voltios) y la corriente eléctrica que el mismo demanda o consume. Si la tensión es un valor constante para todos los artefactos eléctricos, la única variable que varía su valor al variar el valor de la potencia eléctrica es la corriente eléctrica. Es decir, si el valor de la potencia eléctrica aumenta, el valor de la corriente eléctrica aumenta, en cambio, si el valor de la potencia eléctrica disminuye el valor de la corriente eléctrica disminuye. Comprender el concepto anterior, es comprender la relación entre la potencia y la corriente eléctrica, y esto es importante debido a que la corriente eléctrica es la variable con la cual se dimensionan los conductores, los interruptores y las protecciones del circuito eléctrico.
Cable La Fuente Entrega
Potencia Aparente Tensiún (',o nsla nle y
Corriente variable
La cnrga consume ~
I
Potencia Activa Corriente (amper)
+--
Tensión constante v
Corriente variable cable
Energía Eléctrica El consumo de un artefacto eléctrico está dado por su potencia eléctrica y por el tiempo que permanece encendido o conectado al sistema eléctrico. Dicho consumo se mide en Energía Eléctrica, matemáticamente se define como el producto de la potencia eléctrica que demanda o consume por el tiempo durante el cual está encendido, la unidad de medida de la Energía Eléctrica es el Watts-Horao el Kilowtts-Hora. Tomemos como ejemplo una estufa a vela cuya potencia es de 1500 watts o 1,5 Kw (Kilowatts), la cual permanece encendida durante cuatro horas, la energía consumida es el producto de la potencia (1,5Kw) por el tiempo (4Hs.), o sea, 6 Kw-Hora.
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Para saber el costo en pesos que me representa este consumo, se multiplica la energía por el costo del Kw- Hora de la empresa que presta el servicio. Supongamos que el costo del Kw-Hora es de 15 centavos el Kw (0,15 $/ Kw-Hora), el costo de encender cuatro horas la estufa es el producto de ambas variables o sea, $0,9 (noventa centavos).
LeydeOhms La ley de Ohms, denominada así en honor al físico alemán Ohm (17891854), describe, en forma matemática, la relación lineal que existe entre la tensión, la corriente y la resistencia eléctrica en un circuito eléctrico. Se define como sigue:
v = corriente eléctrica x resistencia = 1 x R interruptor
-----. Tensión (voltios)
Corriente (amper)
'1
Resistencia Ohms
Las formulas derivadas de la relación fundamental la obtenemos despejando corriente y resistencia: Vab 1 = --- = corriente eléctrica (amper), R
Vab R = --- resistencia eléctrica (ohms) 1
Esta ley permite a través de su expresión matemática estudiar el comportamiento de circuitos eléctricos lineales y hallar los valores de tensión, corriente y resistencia.
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Múltiplos y submúltiplos de las unidades eléctricas La letra "m" minúscula delante de cualquiera de las unidades eléctricas significa mil veces m enor, se lee "mili" ,Ej.: 1 mA (mili amper) = 0,001 Amper. La letra K mayúscula delante de cualquiera de las unidades eléctricas significa mil veces mayor, se lee "Kilo " ,Ej.: 1 KA (Kiloamper) = 1000 Amper. La letra M mayúscula delante de cualquiera de las unidades eléctricas significa un millón de veces mayor, se lee "Mega", Ej.: 1 MA (Megaamper) = 1.000.000 Amper.
Tensión eléctrica
Vo E
Corriente Eléctrica
1
Resistencia Eléctrica
R
Potencia Eléctrica
P
Energía EléctriCa.
E
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Resumen de formulas y unidades
Ley de ohms
V= R * 1
Voltios = ohms * amperes
Formulas derivadas de la ley de Ohm s
R=V jI I=V/R
Ohms = voltios / amperes Amper = Voltios / ohms
Potencia Aparente
S = V* 1
VA= Volts-Amper = Voltios xamperes
Potencia activa para circuitos con corriente alterna
P = V * 1 * cos fi
Watts = voltios x amperes x cos fi
Corriente Eléctrica
1
potencia activa voltios * cos fi
Amper = wattsl (voltios*cosfi)
TEMA II B- Elementos que conforman un circuito Fuente de energía Una fuente de energía eléctrica o simplemente fuente, es el elemento o sistema encargado de proporcionar, al circuito eléctrico, la tensión y la corriente eléctrica demanda por los elementos de consumo. Es decir, la fuente de energía eléctrica aporta la energía eléctrica demandada por los consumos conectados a la misma. Básicamente, podemos agruparlas, con el objeto de diferenciarlas, en dos tipos: las fuentes que proveen un sistema eléctrico continuo y las fuentes que proveen un sistema eléctrico alterno. Dentro de las primeras podemos citar a modo de ejemplo, las baterías de automoviles, las pilas comerciales y las celdas solares. Las fuentes alternas, se utilizan en viviendas, comercios, edificios e industrias y pueden ser monofásicas o trifásicas. Las fuentes alternas monofásicas de viviendas se encuentran dentro de nuestro objeto de estudio. Están formadas por dos conductores o bornes, uno se denomina fase o vivo y el otro neutro. Entre la fase y el neutro de la instalación eléctrica monofásica hay una diferencia de potencial o valor de tensión de 220 voltios. Dentro de nuestra casa, la fuente de energía sería el toma corriente. Las fuentes trifásicas están formas por cuatro bornes o cables, distribuidos en tres fases y un neutro, entre fase y fase hay una tensión de 380 voltios y entre cualquiera de las fases y el neutro 220 voltios. Si al medidor de nuestra casa bajan dos cables entonces tenemos una alimentación monofásica, en cambio si bajan cuatro cables tenemos una alimentación trifásica. El sistema eléctrico nacional de nuestro país es un sistema eléctrico alterno, con una frecuencia de 50 herz, y con valores eficaces de tensión de
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380 voltios
para instalaciones trifásicas y de 220 voltios para instalaciones monofásicas. Resumen Didáctico una fuente de energía eléetriea queda definida por
el sistema de generación
1 y por los valores de tensión y potencia que aportan al circuito o consumo
Consumos Los consumos son las cargas conectadas o "cargadas" al circuito o sistema eléctrico. Dentro de una vivienda, son los elementos que consumen energía eléctrica, como los artefactos de iluminación y los aparatos eléctricos en general. Una carga o consumo se caracteriza eléctricamente por la tensión a la que funciona, por la potencia eléctrica que demanda y por el sistema eléctrico con el cual funciona (continuo o alterno). Considerando nuestro objeto de Estudio, es decir, consumos que funcionan con sistemas eléctricos monofásicos alternos, podemos dividirlos para su análisis, según su impedancia, en dos grandes grupos: 1- las cargas no inductivas o consumos que no producen defasaje entre la tensión y la corriente eléctrica.
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las cargas inductivas o consumos que si producen defasaje entre la tensión y la corriente eléctrica. 2-
Se consideran cargas no inductivas (1) todos aquellos consumos en los cuales los efectos de autoinducción y de capacidad son despreciables, es decir, que la carga eléctrica o impedancia es una Resistencia pura. Ejemplos de estos consumos son, las lámparas incandescentes, las estufas a resistencias, los termotanques, las duchas eléctricas y las planchas. Estos consumos poseen un factor de potencia igual a 1 (uno). En cambio, las cargas inductivas (2) poseen, además de la resistencia, un bobinado. Un bobinado es un alambre de cobre enrollado en espiras. Ejemplos de estos consumos son, básicamente, los artefactos con motores como heladeras, ventiladores y aire acondicionado. Las lámparas fluorescentes, por poseer reactancias corresponden también a este grupo . de cargas. Estos consumos poseen un factor de potencia comprendido entre cero (o) y uno (1), sin tomar los valores extremos, es decir, los valores cero y uno.
Factor de potencia El factor de potencia es un factor que representa el defasaje producido entre la tensión aplicada al consumo y la corriente eléctrica demandada por este. El defasaje o fuera de fase entre la tensión aplicada y la corriente demandada por la carga, se da cuando ambas variables varían con diferentes tiempos. Salvando la distancia, sería el caso de dos personas que comienzan caminando dando pasos al mismo tiempo y con la misma amplitud, pero un tiempo después, uno se retrasa respecto al otro, este retraso o adelanto de una de las personas en relación al otro es lo que eléctricamente se denomina, defasaje entre la tensión y la corriente. Este defasaje solo aparece en las cargas que contienen bobinas, es decir, en los consumos del grupo 2 (dos). Conocer el valor del factor de potencia de los consumos es impOltante, ya que el mismo afecta directamente el valor de la corriente eléctrica que el
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consumo o carga demanda. No tenerlo en cuenta puede llevar a elegir o a seleccionar conductores, protecciones e interruptores no adecuados.
Ejemplo de la influencia del factor de potencia: La expresión matemática de la potencia activa para un artefacto eléctrico en circuitos con corrientes alternas es:
P = V * 1 * cos fi = voltios * amperes * cos fi = [watts] V = Tensión en voltios; 1 = intensidad de la corriente eléctrica en amperes;
cos fi = factor de potencia. Si despejamos de la formula anterior la corriente eléctrica, obtenemos la intensidad de la corriente eléctrica demandada por el artefacto P 1 = - - - - - - = (amperes) V * cos fi
Bien, ahora veamos la influencia del factor de potencia de la carga en los cables o conductores de la instalación eléctrica, comparando dos elementos de igual consumo eléctrico. Una lámpara convencional de 40W y un fluorescente de 40w.* Una lámpara convencional de 40 w. Por ser una carga del primer grupo, posee un factor de potencia igual a 1, es decir, COfi=1, luego la intensidad de corriente demanda por el foco es 40 1 = - - - -- - = 0,18 amperes 220;' 1
* Despreciamos el consumo producido por el color ge nerado en la reactancia o balastro de la lámpara fluorescente
Instalación eléctrica monofásica en viviendas
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Un fluorescente de 40W posee, por ser una carga del segundo grupo, un factor de potencia igual a 0,5. Luego la intensidad de corriente demandada por el fluorescente es 40 1 = ------ = 0,36 amperes 220 * 0,5
Comparando ambos valores de intensidad de corriente eléctrica vemos que para el mismo valor de potencia eléctrica(40w), es decir, para dos elementos que consumen eléctricamente lo mismo, el fluorescente demanda el doble de corriente eléctrica, es decir, el circuito de alimentación del fluorescente requiere de una sección mayor de conductor que el circuito de alimentación del foco. Cuando más bajo es el valor del factor de potencia, o sea, cuando más se acerca al valor cero(o) más perjudicial es para la instalación eléctrica, ya que para un mismo consumo eléctrico se requiere de una mayor sección de conductor.
AislacÍón Eléctrica de los Artefactos La aislación eléctrica de los artefactos eléctricos se clasifican por clases. Equipo Clase o: Son equipos que poseen como protección contra contactos eléctricos únicamente la aislación básica. La aislación básica es la aislación propia del cable. Ejemplo: algunos equipos de alumbrado como veladores o apliques. Equipo Clase 1: En este grupo la protección está formada por la aislación básica más una protección adicional formada por la conexión a tierra de la masa (carcasa metálica) del artefacto.
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Ejemplo: son los artefactos que poseen fichas de tres patas o pernos, la tercer pata, que es la mas larga de la ficha, es la que conecta a tierra la carcasa metálica (masa) del artefacto. Equipo Clase 11: Estos artefactos o equipos cuentan, además de la aislación básica, con una protección adicional consistente en una doble aislación. No cuentan con la conexión de puesta a tierra por lo tanto no poseen fichas de tres patas, esta aislación también se denomina aislación reforzada.
Esta clase de aislación se identifica, con el símbolo Ejemplo : máquinas, herramientas, taladros, aspiradoras, equipos de música, etc.
Equipo Clase 111: Son Equipos en los cuales la protección se logra con un voltaje extra bajo. Ejemplo: juguetes para chicos, afeitadoras, equipos de iluminación de piscinas y todos los equipos que funcionan con tensiones de 12 o 24 voltios o tensiones menores.
Relación Entre La Fuente y La Carga En un Circuito Eléctrico Hay que tener en cuenta para no cometer errores, que para toda fuente existe una determinada carga y que para toda carga existe una determinada fuente . Para conectar una carga a una fuente de energía eléctrica, la fuente debe tener el mismo sistema de generación (alterna o continua) que la carga, la misma tensión que la carga y la potencia de la fuente debe ser igualo mayor que la potencia de la carga. En el siguiente cuadro resumimos en términos generales las relaciones que deben existir entre la fuente y la carga .
Instalación eléctl'ical1iOTlOfásica en viviendas
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CUADRO DE RELACIONES ENiRE LA FUENTE YLA CARGA
Generación en continua
Consumo en continua
Si
Generación en alterna
Consumo en alterna
Si
Generación continua
Consumo en alterna
No
Generación en alterna
Consumo en continua
No
El valor de tensión es igual al
Valor de tensión
Si
El valor de Tensión es mayor
Al valor de Tensión
No
El valor de tensión es menor
Al valor de Tensión
No
El valor de potencia es igualo mayor al
Al valor de potencia
Si
El valor de potencia es menara
Al valor de potencia
No
Conexión de Consumos a un Circuito Eléctrico Las cargas o consumos en una vivienda se conectan en paralelo con la fuente de energía, con el objeto de que todos los consumos reciban 220v.
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Circuito con Cargas en Paralelo
•
11+12+13
Fase
• Corriente
Hacia el consumo Fuente De Energía Medidor Eléctrico 220 voltios
...
12 + 13
13
1
11
1 12
Corriente Hacia el medidor Neutro
..
11 + 12+ 13
12 +13
..
..
13
Un circuito con cargas en paralelo se distingue por las siguientes características: ~
Las cargas se conectan de tal forma que los bornes iniciales se conectan todos entre sí y los bornes finales de la misma forma. Las cargas o consumos quedan conectadas como si fueran las vías de un tren, todas en paralelo entre sí y con la fuente de energía.
~
La tensión de la fuente es la misma para todas las cargas, todas las cargas comparten el mismo valor de tensión (Vi) (220 voltios) .
~
La variable que se distribuye entre los consumos es la corriente eléctrica. Es decir a mayor cantidad de cargas mayor valor de corriente eléctrica. En el caso de la figura la corriente de entrada al circuito, es decir, la corriente (1) que entrega la fuente de energía, es igual a la suma de las corrientes demandadas por cada consumo conectados al circuito, o sea, 1 = 11 + 12 +13.
Analizando el circuito, podemos verificar que al interrumpirse el circuito en alguna de las cargas, da como resultado que el resto del sistema eléctrico siga en funcionamiento. Por ejemplo, supongamos que abrimos el circuito apagando una de las lámparas, las cargas restantes puede seguir funcionando ya que poseen circuito cerrado. Es por ello que en las viviendas todas las cargas, lámparas y artefactos, van conectadas en paralelo con la fuente de energía.
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Interruptores Los interruptores o llaves son elementos de maniobra. Un interruptor permite cerrar o abrir un circuito, es decir, habilita o interrumpe la circulación de la corriente por el circuito eléctrico. Van siempre conectados en serie con el circuito eléctrico, y no actúan ante fallas del circuito eléctrico. Los interruptores pueden clasificarse por:
» »
» »
el destino o circuito a donde va a ser conectado la corriente que pueden controlar la tensión del circuito y él número de polos que pueden conectar o interrumpir
Los interruptores se fabrican para controlar o manejar un valor máximo de intensidad de corriente eléctrica, el cual no debe ser superado. Podemos encontrar interruptores en una amplia gama de valores de corriente, por ejemplo, la llave que controla el encendido de una lámpara en una vivienda, también denominado punto, es de 6 o 10 amperes. La tensión se refiere a la tensión del circuito donde van a ser conectados, para nuestro caso será 220 voltios. Según los números de polos que manejan se clasifican en: » unipolares: cuando controlan un solo conductor o fase. » bipolares: controlan dos conductores en forma simultanea o solidaria. » tripolares: controlan tres conductores en forma simultanea o solidaria. » tetrapolares: controlan cuatro conductores en forma simultanea o solidaria. Al comprar un interruptor debe considerarse lo siguiente: » donde va a ser instalado » el valor de la corriente eléctrica máxima para el cual fue fabricado » la tensión del circuito donde va ser conectado y » el numero de polos o cables que va controlar.
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Tabla consumos promedios de Artefactos Eléctricos
Artefacto
watts valores de potencia promedios
amper Consumo por 1 hora
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Confección de una tabla para estimar el consumo mensual de energía eléctrica
a) Haga una lista de los artefactos que diariamente use. Ej.: Fluorescentes, radiograbador, cafetera, ventilador, televisión, aire acondicionado, etc .. b) Forme una matríz (cuadrícula) de seis (6) columnas y tantas filas como artefactos haya seleccionado. c) En la columna 1 coloque por fila los artefactos seleccionados; d) En la columna 2 la cantidad de artefactos por fila e) En la columna 3la potencia en Kw de cada artefacto, si no lo encuentra en la tabla, busque en el folleto técnico del mismo los consumos expresados en watts, se dividen por 1000 para expresarlo en Kilowatts (KW) f) En la columna 4 el total de horas que funciona el artefacto durante un día
(expresado en horas) g) En la columna 5 el total de días en el mes (que funciona el artefacto); h) Y en la columna 6 el producto o resultado de la multiplicación de los valores de las columnas 2, 3, 4 Y5. i) La suma de la columna 6 se lo multiplica por el costo promedio del Kw-h que se obtiene de la factura de energía. Pesos = Kilowatts-hora x (pesos ($) / Kilowatts-hora) =
$
El valor obtenido puede o no coincidir con el real de la factura, dicha diferencia se puede deber a: 1) Error al estimar la cantidad de horas por día para cada artefacto en forma
correcta.
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2) Los valores de potencia tomados para el cálculo son promedios y para un factor de potencia teórico.
3) Instalación eléctrica en mal estado. 4) El error al tomar un valor del costo del kilowtts promedio.
Artefactos
Coll
Cantidad
Col. 2
Potencia
Horas
Días
Consumo
(Kw)
en el Día
Total
(hs)
en el mes (días)
(Kw-hs)
Col. 4
Col. 5
Col. 6
Col. 3
Medición de las Variables Eléctricas Tester o Multímetro
El tester o multímetro es un instrumento que permite medir variables eléctricas en sistemas eléctricos continuos o alternos. Básicamente contiene:
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a) Un Visor: donde se observa el valor de la variable que se está midiendo, el visor puede ser analógico (con aguja) o digital(con dígitos), b) Dos Puntas de prueba: por lo general una de color negro y otra de color rojo, las cuales se utilizan para realizar la conexión entre el instrumento y la parte del circuito eléctrico donde se va realizar la medición c) Dos o mas Bornes de conexión, en estos bornes van conectadas las puntas de prueba d) Una llave selectora: b we selectora permite seleccionar el parámetro o variable a llledir. Dentro de cada parámetro o variable existe un rango de medición o rango de escalas, cada valar del rango indica el máximo valor a medir en esa posición.
Visor digital
Llave de encendido
Rango de medición
Llave selectora
Bornes de conexi ón
40
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Puntas de prueba
Visor analógico
Medición de Tensión o Diferencia de Potencial Para medir Tensiones o diferencias de potencial procedemos de la siguiente manera: a) Determinamos que tensión vamos a medir, alterna o continua. b) Si es digital, encendemos el instrumento de medición. c) Colocamos la llave selectora en el rango o sector para medir tensiones. El rango o sector elegido depende de lo que vamos a medir (paso a), es decir, si vamos a medir tensiones continuas o tensiones en un sistema eléctrico alterno. Estos rangos están identificados con símbolos y aunque pueden variar los mas usuales son:
para tensiones continuas
V--VCC
para tensiones alternas
VCA
Instalación eléctrica nlOliofásica en viviendas
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d) Una vez seleccionado el rango de la variable, (dentro del rango elegido), seleccionamos un valor de la escala que sea mayor que el valor de tensión que se va a medir. En el caso de que se desconozca el orden del valor que se espera medir, colocar en la mayor escala, y luego ajustar.
Rango de medición de tensiones
Valor de fondo de escala. Es máximo valor a medir en esa posición.
Para medir tensiones o diferencias de potenciales, el instrumento debe ser conectado a través de sus puntas de prueba en paralelo con la parte del circuito donde se va a realizar la medición. Lo anterior, significa que una de las puntas de prueba del instrumento debe conectarse en uno de los bornes del elemento o parte del circuito a medir, y la otra punta de prueba del instrumento en el otro borne del elemento o parte del circuito a medir. Esta conexión se denomina conexión en paralelo. Por ejemplo, para medir la tensión en un toma corriente una de las puntas se conecta a la fase y la otra punta de prueba al neutro. Es importante tomar las puntas de prueba por su palie aislada con el fin de elevar la seguridad contra riesgos eléctricos. Recuerde que está midiendo tensiones, la falta de precaución podría producir un accidente eléctrico. En el caso de realizar mediciones de tensiones continuas con un instrumento analógico debe cuidarse la polaridad al realizar las mediciones, la punta de prueba positiva (por lo general la de color rojo) debe conectarse al borne positivo y la punta de prueba negativa(por lo general la de color
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negro) debe conectarse al borne negativo. De conectar en forma inversa, la aguja del instrumento puede estropearse. Si el instrumento es digital el no respetar la polaridad no afecta el valor medición pero aparecerá a la izquierda del visor un signo negativo, indicándonos que estamos conectando en forma inversa.
220 voltios
Forma correcta De tomar las puntas
Tierra
Forma incorrecta De tomar las puntas
Medición de Resistencia La diferencia fundamental con la medición anterior es que en este caso el circuito debe estar sin tensión. La parte del circuito a medir o el elemento a medir no debe estar expuesto a ningún valor de tensión. Estas mediciones son muy útiles para medir resistencias de lámparas, planchas, resistencias de calefones, estufas etc. Pasos a seguir para medir resistencias eléctricas a) desconectar de la fuente de energía, el elemento o circuito donde se va realizar la medición de resistencia b) no es necesario verificar el sistema, si es alterno o continuo, ya que lo que vamos a medir no contiene diferencia de potencial o tensión .
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c) si es digital encender el instrumento de medición d) colocar la llave selectora en el rango o sector para medir resistencias. Estos rangos están diferenciados por símbolos, aunque pueden variar los más comunes son los siguientes:
R
símbolo de resistencia eléctrica
ohms Q
e) una vez seleccionado el rango, dentro del rango seleccionar un valor de la escala que sea mayor que el valor de resistencia a medir. f}
para medir resistencias el instrumento debe ser conectado en paralelo con el elemento o con la parte del circuito donde voy a realizar la medición. Una de las puntas de prueba se conecta a un borne de la resistencia y la otra punta de prueba al otro borne de la misma.
Medición de Continuidad El tester también nos permite realizar mediciones de continuidad. Esta medición es una herramienta muy útil para verificar la continuidad de un elemento o de una parte del circuito. Cuando decimos que tenemos continuidad, significa que el circuito o el elemento sobre el cual estamos realizando la medición esta cerrado, es decir, tiene continuidad eléctrica. Esta medición sirve para conocer el estado, abierto o cerrado, de circuitos eléctricos, interruptores, protecciones, lámparas incandescentes, reactancias, conductores, resistencias de planchas, estufas, calefones etc. Por ejemplo, al medir la continuidad en una lámpara incandescente podemos determinar si el filamento de la misma está o no cortado.
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La medición se realiza de la misma forma que la medición de resistencias. Desconec~amos el elemento o circuito de la fuente de energía, colocamos la llave selectora del instrumento en el sector de medición de continuidad. En los instrumentos de medición digitales, podemos verificar que estamos en dicha posición, porque al conectar entre sí las dos puntas de prueba del instrumento, éste emite un sonido. En los instrumentos analógicos, se verifica dicha posición si al poner en contacto las dos puntas, la aguja se mueve hacia el fondo de escala marcando el valor cero. Al realizar la medición de continuidad la ausencia de sonido en los digitales o la ausencia de movimiento de la aguja en los analógicos, significa que no existe continuidad, es decir que la parte del circuito que estamos midiendo esta abierto.
el filamento no está cortado se escucha un sonido A la rosca
Al borne Central
el filamento está cortado no se escucha sonido
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Pinza Amperométrica La pinza amperométrica facilita enormemente el hecho de medir corrientes eléctricas. La pinza amperométrica consta de los mismos elementos que el tester pero a diferencia de las puntas de prueba, tiene dos brazos a modo de pinza que pueden abrirse y cerrarse. El método de medición es el siguiente: a) b) c) d)
se enciende el instrumento si este es digital se selecciona de la escala un valor mayor al que vamos a medir se abren las pinzas se abraza uno de los conductores, el de fase o el neutro, nunca los dos juntos, siempre de a uno, y se cierra la pinza e) se toma la medición. Fase
Correcto
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Buscapolo El buscapolo es un elemento destinado a detectar tensión o diferencia de potencial eléctrico en cables o partes de un circuito.
Neutro
Fase Enciende
o
No enciende
o
~
13 PELIGRO Existe tensión
No Hay Peligro No Existe tensión
Importante: Se recomienda comprobar el buen funcionamiento del buscapolo, antes de comenzar los trabajos sobre la instalación eléctrica. Recuerde que si está parado sobre un material aislante, el buscapolo no prende, es decir, no funciona por mas que exista tensión
TEMA III Cables El cable, además de ser el nexo entre la fuente y la carga, es el elemento que posibilita la circulación de la corriente eléctrica. El cable comprende al conductor más la aislación del mismo. Los cables usados en viviel1LiaS utilizan como material conductor el cobre, y se los fabrican bajo Norm as TRAM para determinadas condiciones de trabajo e instalación. Para alimentaciones monofásicas contamos con dos cables, uno de.nominado fase y otro denominado neutro. Los nombres de los cables(fase y neutro), provienen del valor del potencial eléctrico al cual se encuentran conectados, es decir, el cable no se compra como cable para fase o cable para neutro, no existe tal cosa. El cable o conductor de fase, es el conductor que se encuentra en relación al conductor neutro, a un valor de potencial eléctrico de 220 voltios. El cable o conductor neutro, es el conductor conectado al punto neutro de un sistema eléctrico, normalmente se deriva de la tierra de servicio del transformador de la empresa que vende el servicio eléctrico. La tierra de servicio es la conexión a tierra del centro de estrella del transformador.
Características técnicas de los cables Los fabricantes de cables brindan sus productos acompañados de una tabla donde constan los datos técnicos del conductor. En dicha tabla podemos encontrar los siguientes datos: ~
~ ~ ~ ~
~
Sección nominal en mm2 Diámetro máximo de alambres del conductor en mm Espesor de aislación nominal en mm Diámetro exterior aproximado en mm Peso aproximado KgjKm Intensidad de corriente admisible en cañería en Amper
César Anibal Rey
~
~ ~ ~
Intensidad de corriente admisible al aire libre en Amper Caída de tensión en V/ A Km Resistencia eléctrica máxima a 20°C y CC en Ohms/ Km Temperatura máxima en el conductor: 70°C en servicio continuo, 160°C en cortocircuito.
Secciones Normalizadas Se toma como ejemplo los cables de la marca Pirelli
. . .jij .
1-
•
conductor: cuerda flexible de cobre - 2- PVC ecológico
Información brindada por el fabricante Aplicaciones: Cables diseñados para instalaciones de iluminación y distribución de energía en el interior de edificios civiles o industriales. Principales Características
Conductor: Metal: cobre electrolítico. Forma: redonda . Flexibilidad: clase 5 de la norma IRAM 2022. Temperatura máxima en el conductor: 70°C en servicio continuo, 160°C en cortocircuito. Aislamiento: PVC ecológico Colores de aislamiento: blanco - negro - gris - celeste - rojo - marron y verde / amarillo Marcación: PIRELLI PlRASTIC ECOPLUS® Sección BWF 750 V. NBR 6148 IRAM 2183 RIN 300668/7 IND. ARGENTINA Certificaciones: Todos los cables Pirelli son elaborados con Certificación del Sistem a de Calidad b ajo normas ISO 9002 otorgada por la UCIEE.
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Especificaciones: lRAM 2183 Y NBR. Ensayos de Propagación de Incendio lRAM 2289 Cat. By NBR 6812 (Cat. BWF). Instalación Temperatura mínima de instalación recomendada +SoC. Por sus características de extradeslizante y extraflexible los cables PlRASTIC ECOPLUS están especialmente diseñados para facilitar el tendido en situaciones difíciles como curvas y codos; colocados en cañerías. Debe ser instalado de acuerdo a las regulaciones vigentes. Métodos de Instalación Aptos para instalación en cañerías u otros lugares con protección mecánica, como cablecanal o paneles alveolados.
(1) 3 cables en cañerías embutidas en mampostería o en aire libre dispuestos en plano, temperatura ambiente 30 oC. (2) Cables en contacto en corriente alterna monofásica 50 Hz., cos fi=0,8.
Coeficientes de corrección de la corriente admisible: - Para dos cables en cañería multiplicar por 1,10 - En aire libre multiplicar por 1,12 - Para temperatura ambiente de 40 oC multiplicar por 0,89
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50
CARACTE RI STICAS ESPECI A LE S
I[~I
rPhJ l.I I.·1HJ:8oll~~~1
EXTR.AFLEXIBLE: CII.crdils de cobre COI) m¡¡yo!' flexibilidad (clase :; de la norma [RAM 2022) l]ue fa ·, pa~(} del c,¡bk en Illgares tk difú:il tendido, cot11n .:: t, I'I/:\S y codo'i,
diUm el
EXTRADESUZANTE: PVC con t'M:¡',k'me gT,¡do de de;;lizamiento durante la infitalución, AISLAClON BICAPA: Permiten obtener Óptin.l3S curacterístkas e léctricas y mecáni cas (hasta 6 mrn 2)
SIN PLOMO: Empleo de mezdas de PVC e.cológico pam un mayor respeto del ('cosiswl11a, ANTlllAMA: AsegHrUIl la no propagaci6n ¡jel incendio más que ningún otro cablt! dd
m C.l 'Ctldo,
RESISTENCIA A LA AskAS¡ON.; (hranrizan eJpcl:/'e(:l,Q (';; lado de l ¡;¡ible luego del tendido. CALIDAD INTERNACIONAL: PIRELU Cllenta con la dad 5cgJílllus normas JSO 9002 ,
c~rtifh:atiúJl
de
Sil
si,stema de garH
!wmina!
G.prox.
Intensidad d~ Caló de (2)
Resist. ekt'trÍCa
(1) 3 cables en cañerías embutidas en mampostería o en aire libre dispuestos en
plano, temperatura ambiente 30 oC. (2) Cables en contacto en corriente alterna monofásica 50 Hz., cos fi=0 ,8.
Coeficientes de corrección de la corriente admisible dados por el fabricante del cable: - Para dos cables en cañería, multiplicar por 1,10 - En aire libre, multiplicar por 1,12 - Para temperatura ambiente de 40 oC, multiplicar por 0,89
La tabla de secciones mínimas exige para circuitos de iluminación general una sección mínima de 2,5 mm 2 , es decir, puedo utilizar una sección de conductor mayor a la reglamentada pero no menor a 2,5 mm 2 •
Líneas Circuito para iluminación de usos generales
Sección mínima 2,5mm2
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Ahora sólo me queda verificar si la mínima sección del conductor exigida por el reglamento soporta la corriente demandada por el consumo. Con el valor de corriente calculado (4,5 A), voy a la tabla del conductor y entro en la columna de "Corrientes admisibles en cañerías". Sección Dinmetrn Espesor nominal máximo de de alarnbr'f:3 aiÚaóón de!m:nrúnul
exteríor aprox.
Intmlsidad lntenúdad C(d-df~ de Re~ist. de corriente deeoniente l'f.msjón déetrk:
