instalaciones electricas

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CURSO MODULAR

INSTALACIONES ELÉCTRICAS MÓDULO I

INSTALACIÓN DE CAJAS Y ELECTRODUCTOS

FASCÍCULO 1

INSTALAR CIRCUITO BÁSICO

Fascículo del Curso Modular INSTALACIONES ELÉCTRICAS Servicio Nacional de Capacitación para la Industria de la Construcción - SENCICO Av. De La Poesía 351 Lima 41, Perú Teléfono: (511) 211-6300 www.sencico.gob.pe Gerente de Formación Profesional Maria del Carmen Delgado Rázuri Documento Elaborado por: Ricardo Hernández Flores Equipo Técnico SENCICO Patricia Mestanza Acosta Lizbeth Astrid Solís Solís Lima, Perú

INSTALAR CIRCUITO BÁSICO

PRESENTACIÓN

Este material didáctico escrito presentado en forma de fascículo, es un documento de estudio que orienta al participante para el logro de los objetivos de aprendizaje básicamente en forma individual, de acuerdo a sus capacidades y potencialidades, así como a su disponibilidad de tiempo. Para tal fin, su contenido esta organizado a partir de la HOJA DE TAREA, que representa el trabajo por hacer, seguido por la información de carácter tecnológico y de ser necesario, de los conocimientos matemáticos de aplicación y de los de lectura de planos. Finalmente se presentan las operaciones que deben ser aprendidas para ejecutar la tarea. Por ser un material didáctico que requiere permanente revisión y actualización, se agradecerá las sugerencias que se consideren necesarias para los ajustes correspondientes.

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TAREA N° 1

DURACIÓN: 30 HORAS

INSTALAR CIRCUITO BÁSICO OPERACIONES NUEVAS

● ● ● ● ●

MEDIR Y MARCAR PREPARAR CONDUCTORES EMPALMAR CONDUCTORES ARMAR CIRCUITO BÁSICO MEDIR MAGNITUDES ELÉCTRICAS

● OPERACIÓN APRENDIDA ■ OPERACIÓN NUEVA

ORIENTACIONES PARA EL PARTICIPANTE EI presente documento que te entregamos en forma de FASCÍCULO, corresponde a la Unidad Didáctica: HABILITAR ELECTRODUCTOS, del curso de Calificación Ocupacional: INSTALACIONES ELÉCTRICAS EN EDIFICACIONES. Contiene lo siguiente: 1. Hoja (s) de Tarea, que corresponde al trabajo por ejecutar 2. Información tecnológica, referida a la tarea 3. Información sobre matemática aplicada en la ejecución de la tarea (de ser necesaria), e 4. Información sobre lectura de planos (de ser necesaria) 5. Las Hojas de Operaciones (nuevas) que incluye la tarea. EI estudio será realizado en forma individual y te permitirá poner en práctica tus capacidades y potencialidades personales. Para lograr los objetivos de aprendizaje deberás estudiar en el siguiente orden: 1. Analizar la (s) hoja (s) de tarea para lograr su interpretación y tengas claro lo que tienes que hacer 2. Estudiar la información tecnológica de matemática aplicada y de lectura de planos, que te permitirá explicarte el porqué y para qué del trabajo a ejecutar. Si tienes dudas o preguntas que hacer durante el estudio, dirígete a tu instructor, quien te apoyará inmediatamente. 3. Estudiar y analizar las hojas de operaciones, a fin de interpretar el proceso de su ejecución. EI instructor te demostrará la ejecución de cada una de las operaciones, especialmente las nuevas, y hará que las repitas hasta que logres su dominio. Cuando hayas concluido con esta etapa, debes elaborar en forma escrita el procedimiento de ejecución de la tarea y presentar el informe a tu instructor quien lo revisará, y de ser aprobado procederás a su ejecución. Tu evaluación será permanente mediante pruebas escritas respecto a los conocimientos y por observación para las habilidades manuales. La nota mínima aprobatoria es de doce (12). Aprobada la presente Unidad Didáctica, podrás continuar con el estudio de la siguiente, y así sucesivamente, hasta concluir el modulo correspondiente. NO OLVIDES: Eres el gestor de tu futuro. Mientras más rápido aprendas, concluirás tus estudios en menor tiempo.

LEYENDA 1: Interruptor termo magnético 220 x 20 A 2: Transformador variable de 0-240 V - AC 3: Lámpara de 100 W, 50 W ó 25 W 4: Empalme (según indicación) 5: Multitester

OCUPACIÓN: INSTALACIONES ELÉCTRICAS EN EDIFICACIONES

Ref: HT -01 IE

Título: INSTALAR CIRCUITO BÁSICO

Fecha:

INDICACIONES PARA EL PARTICIPANTE • En esta Tarea se realizarán operaciones básicas donde se introducirán los conceptos y aplicaciones de la electricidad en las edificaciones. • La práctica se realizará en grupo de 2 participantes. N° EJERCICIO MATERIALES 01 Ubicar los dispositivos eléctricos en ta- • Tablero de madera de 600 x 800 m x 10 blero de madera de 600 x 800 mm 02

Realizar conexiones eléctricas del inte- • 5 m retazos de conductores TW N°14 rruptor de protección para lámparas en • 1 Interruptor termo magnético de 2 x16A serie, paralelo y mixto con conductores • 2 Borneras de 4 mm Ф Nº 14 (2 x 12) eléctricos de cobre: utilizando borneras

03

Realizar mediciones de magnitudes eléc- • 3 lámparas de 100W tricas comprobando el voltaje, amperaje • 3 lámparas de 50W y resistencia en cada tipo de circuito. • 3 lámparas de 25W • 3 interruptores simples unipolar • 5 m cordón mellizo 2 x 16

N° 01 02 03 04 05

EJERCICIO Medir y marcar Preparar conductores Empalmar conductores Armar circuito básico Medir magnitudes eléctricas

MATERIALES • Metro, wincha • Alicate de corte diagonal • Alicate de punta • Cuchilla de electricista • Destornillador plano de 4 mm x 4’’ • Destornillador punta estrella Ф 5mm x 4’’ • Multitester, Voltímetro, Ohmmimetro,Amperímetro

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ENERGÍA ELÉCTRICA

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FUNDAMENTOS DE LA ELECTRICIDAD La electricidad es parte de nuestra vida e indispensable para nuestra supervivencia. Para comprenderla y aplicarla, es necesario identificar sus principales magnitudes, conocer las leyes que la gobiernan, utilizar adecuadamente los instrumentos de medición, las herramientas e identificar los equipos asociados a ella. FINALIDAD • Conocer los componentes o partes de una instalación eléctrica en interiores de una edificación. • Identificar las magnitudes eléctricas de uso mas frecuente en una instalación interior. • Aplicar las leyes básicas de la electricidad en la solución de circuitos fundamentales. • Conectar circuitos básicos a una red de energía y medir sus magnitudes. GENERALIDADES DE LA ENERGÍA 1. LA ENERGÍA ¿Qué es la energía? Se puede concebir como el nivel de capacidad que tiene un cuerpo en un determinado instante para realizar un trabajo. Una ley fundamental enuncia que “la energía no se crea ni se destruye, únicamente se transforma”. Esto significa que, la suma de todas las energías sobre una determinada frontera siempre permanece constante. La energía es el alimento de toda actividad humana: mueve nuestros cuerpos e ilumina nuestras casas, desplaza nuestros vehículos, nos proporciona fuerza motriz y calor, etc. Por tanto se define como todo aquello que puede realizar un trabajo, ella existe en el universo en forma natural y la ciencia la emplea directamente tal como está o mediante ciertas transformaciones, por ejemplo; la energía cinética o mecánica que produce el movimiento, la energía térmica que produce el calor, la energía lumínica que produce luz, etc. 2. Energía primaria Son las que proceden de fuentes naturales que pueden ser utilizadas directamente, como es el caso del carbón, petróleo bruto, gas natural, energía hidráulica, solar, nuclear, etc. 3. Energía secundaria Son las obtenidas a partir de la transformación de fuentes naturales: gasolina, electricidad, briquetas de carbón, etc. 4. Energía útil Es la energía de uso final es decir, la que se utiliza como la luz, el calor, la energía química en una batería, etc. ELECTRICIDAD La electricidad es una forma de energía debido al movimiento de electrones que se producen por diversos medios y que se manifiestan por medio de fenómenos magnéticos, químicos, caloríficos o luminosos. GENERACIÓN DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA La energía eléctrica existe en la naturaleza de diversas formas, para transformar en energía eléctrica los diferentes tipos de energía es necesario actuar sobre ellos y efectuar la transformación, una manera de entender este proceso es a partir de la teoría electrónica. GERENCIA DE FORMACIÓN PROFESIONAL

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ENERGIA ELÉCTRICA

5. Teoría electrónica Cualquier átomo esta constituido por un núcleo subdividido a su vez, en protones y neutrones; en torno al núcleo giran los electrones. El protón tiene carga positiva y el electrón carga negativa. En un átomo eléctricamente neutro, el número de protones es igual al número de electrones. Si un átomo pierde electrones queda electrizado positivamente (mayor cantidad de protones que electrones); si por el contrario los adquiere, queda electrizado negativamente (mayor cantidad de electrones que protones). Esta teoría esta basada en la transformación de la Estructura Atómica energía y utilizada en los diversos trabajos. Las principales fuentes que permiten dicha transformación de la energía eléctrica son las siguientes: FUENTE AGUA VIENTO SOL COMBUSTIÓN DEL CARBÓN, GAS, PETROLEO. CALOR DEL SUBSUELO

TIPO DE ENERGÍA HIDROELÉCTRICA EOLICA SOLAR (PANELES SOLARES) TERMICA GEOTÉRMICA

Generación y distribución de la energía por medio de una central hidroeléctrica Agua embalsada

Central eléctrica Líneas de transmisión

Transformador

Generador Salida de agua

Turbina

Conducto forzado

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Lecho de roca

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TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN Pequeños clientes industriales

Instalaciones de generación Líneas de transmisión

Estación de transmisión

Estación de transmisión de gran capacidad

Colegios

Grandes clientes industriales

Clientes residenciales y rurales

Estación de transmisión

MAGNITUDES BÁSICAS Y SUS UNIDADES Las magnitudes básicas que se manifiestan en la generación de la energía eléctrica para su utilización son: ♦♦ Tensión eléctrica ♦♦ Corriente eléctrica ♦♦ Resistencia eléctrica Tensión eléctrica (U) Es la fuerza que impulsa a los electrones en un conductor. A la Tensión Eléctrica también se le conoce como diferencia de potencial. La unidad de la tensión es el VOLTIO (V) que representa la entrega de la energía de un Joule para producir un flujo de 6.2x1018 electrones/segundo entre 2 puntos. Para expresar tensiones elevadas se utiliza el múltiplo del voltio: Kilovoltio (KV) 1KV = 1 000 V. Las tensiones eléctricas se clasifican según sus valores en: DD BAJA TENSIÓN Valores menores a 1000 V. DD MEDIA TENSIÓN Sobre 1 000 a 10 000 V. DD ALTA TENSIÓN Sobre los 10 KV. GERENCIA DE FORMACIÓN PROFESIONAL

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MEDIDA DE TENSIÓN ELÉCTRICA Para medir la diferencia de potencial existente entre dos puntos de un circuito se utiliza un instrumento llamado Voltímetro, que se conecta en paralelo con la fuente de energía a medir o con el receptor

GENERADOR

RECEPTOR

v

2. CORRIENTE ELÉCTRICA Una fuente de tensión separa cargas obteniendo de este modo una tensión. Esta tensión intenta volver a unir las cargas, pero las fuerzas de separación de cargas impiden que esto ocurra en el interior de la fuente de tensión. Sin embargo, si se conecta una lámpara a la fuente a través de unos conductores, a través de estos pueden volver a unir las cargas, con lo que tenemos un circuito eléctrico. En este caso disminuye la diferencia de cargas y también la tensión, por lo tanto en la fuente de tensión vuelve a preponderar las fuerzas separadores que dividen nuevas cargas. Rápidamente se recupera el estado original. Por los conductores y por la lámpara circulan cargas (electrones). Como en la fuente se produce simultáneamente una separación de cargas, los electrones también circulan por el interior de la fuente. Por tanto, existe un flujo cerrado de cargas. El movimiento ordenado de electrones es la corriente eléctrica. La compensación de la diferencia de cargas sólo puede efectuarse cuando existe una tensión. Por tanto la relación entre tensión y corriente es la misma que entre causa y efecto. Representación simbólica del flujo de electrones en un circuito eléctrico PRODUCE TENSIÓN CORRIENTE (CAUSA) (EFECTO)

No solo es importante saber si circula corriente y en que sentido, sino también cuan intenso es el movimiento de cargas. INSTALACIONES ELÉCTRICAS

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La intensidad de corriente eléctrica es la cantidad de carga (número de electrones) que circula por segundo a través de un conductor que tiene una determinada sección. Su unidad es el AMPERE (A), que se define como el paso a través de la sección transversal de un conductor de 6,2 x 1018 electrones en un segundo Para expresar intensidades de corriente de pequeños valores se utilizan submúltiplos del Amper: ♦♦ Mili Amper (mA) que equivale a la milésima parte del Amper 1 mA = 0,001 A (10 –3 A) ♦♦ Micro Amper (uA) que equivale a la millonésima parte del Amper 1 uA = 0,000001 A (10 –6 A) ¿Qué efectos produce la corriente eléctrica? Pueden distinguirse los siguientes efectos y sus aplicaciones: - Efecto calorífico plancha eléctrica, cocina eléctrica, calentador de agua, … - Efecto luminoso lámparas incandescentes, fluorescentes, … - Efecto magnético principio de funcionamiento de motores eléctricos - Efecto químico si se produce descomposiciones de materiales - Efecto fisiológico MEDIDA DE LA INTENSIDAD DE CORRIENTE Para medir la Intensidad de Corriente de un circuito se utiliza un instrumento llamado AMPERÍMETRO, quien se conecta en serie con la resistencia que se quiere conocer la intensidad que pasa a través de él para producir el efecto.

GENERADOR

A RECEPTOR

v

TIPOS DE CORRIENTE • Corriente continua (DC): Fluye siempre en la misma dirección y con la misma intensidad, tiene una determinada polaridad. ◦◦ Corriente alterna (AC): Fluye primero en una dirección y luego en sentido inverso haciendo lo que se conoce como un ciclo de corriente alterna. La velocidad con que se repite en ciclo se denomina frecuencia.

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RESISTENCIA ELÉCTRICA (R) La resistencia eléctrica es la propiedad de los materiales de presentar una determinada oposición al paso de la corriente eléctrica. Su unidad es el OHM, que equivale a la oposición que presenta un circuito al dejar pasar una intensidad de 1 Amper al aplicarle una tensión de 1 Volt. Para expresar resistencia de valores elevados se utilizan los múltiplos del Ohm: Kilo Ohm (KΩ) que equivale a la mil Ohms 1 KΩ = 1 000 Ω (10 3 Ω) Mega Ohm (MΩ) que equivale a 1 millón de Ohms 1MΩ = 1 000 000 Ω (10 6 Ω) MEDIDA DE LA RESISTENCIA Para medir la resistencia eléctrica de un receptor o una carga o realizar pruebas de continuidad se utiliza un instrumento llamado OHMIMETRO, que se conecta en paralelo con la resistencia que se quiere conocer, teniendo en cuenta que antes de efectuar la medición verificar que el circuito esté desconectado ¡SIN TENSIÓN! Y para medir resistencias de alto valor o la resistencia de aislamiento de una instalación eléctrica se utiliza el MEGOHMETRO. TABLERO

CIRCU ITO SIN TENSIÓN

GENERAD OR

M

RECEPT OR

♦♦ RESISTENCIA ELÉCTRICA DE CONDUCTORES Cada tipo de conductor eléctrico bajo características físicas similares, ofrece un grado de dificultad diferente de otro, cuando circula por ellos una corriente eléctrica. La resistencia eléctrica de un material conductor depende fundamentalmente de tres factores: 1. Naturaleza del conductor, conocido como resistividad del conductor que se denota con la letra griega Rho (r) que se mide en Ω x mm2/m. MATERIAL Ω x mm2/m

PLATA 0,0169

COBRE 0,0175

ALUMINIO 0,026

NICROM 0,94 ~ 1

2. Longitud (L), que tiene una relación directa con la resistencia del conductor, es decir que a medida que aumenta la longitud la resistencia aumenta, Se mide en metros. 3. La sección del conductor (S), que tiene una relación inversa con la resistencia, es decir que mientras la sección aumenta en el conductor la resistencia disminuye. Los tres factores se relacionan matemáticamente con la siguiente ecuación: R = r L/S Ohms (Ω)

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POTENCIA ELÉCTRICA (P). Potencia eléctrica se denomina a la capacidad para realizar trabajo eléctrico y es equivalente al producto de la tensión (U) por la Intensidad de corriente (I), es decir:

P=Uxi

(W)

La unidad de la potencia eléctrica es el Vatio (W), y los múltiplos usados son el kilovatio (KW) y el Megavatio (MW). Conversiones One KW = 1 000 W. Caballo de fuerza (HP) Caballo de Vapor (CV)

1 MW = 106 W 1 HP = 746 W. 1 CV = 736 W

ENERGIA. (E) La energía o trabajo consumido es igual a la potencia multiplicada por el tiempo que funciona un circuito o una instalación. Se expresa por lo común en Kilo vatios – hora. Un Kilovatio-hora es igual a 1000 vatios durante una hora. El precio del Kilovatio-hora suele ser distinto para las diferentes clases de usuarios (Tarifa), la energía se obtiene considerando la siguiente ecuación: E = P x t (KW/h)

E=UxIxt

(KW/h)

RESUMEN CUADRO DE MAGNITUDES ELÉCTRICAS UNIDADES

INSTRUMENTO DE MEDICIÓN

V, KV

Voltímetro

A, mA, uA

Amperímetro

Ohmio (Ω), Mohm (MΩ)

Ohmímetro, Megóhmetro

POTENCIA ACTIVA

W, kW, MW

Vatímetro, kilovatímetro

ENERGÍA ACTIVA

W h, KW h

Contador de Energía

MAGNITUDES TENSIÓN ELÉCTRICA INTENSIDAD DE CORRIENTE RESISTENCIA ELÉCTRICA

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CIRCUITO ELÉCTRICO BÁSICO El circuito eléctrico es el camino que debe recorrer la corriente eléctrica para producir un efecto físico, transformando en calor, luz o movimiento. ESTRUCTURA 1. Fuente de alimentación, que proporciona la energía necesaria para que circule la corriente. 2. Un receptor, que puede ser una lámpara, un motor u otro artefacto eléctrico. 3. Conductores, sirven como camino para que la corriente circule a través de él y produzca el efecto. 4. Un interruptor, que permite controlar el funcionamiento del circuito.

R

U

LEY DE OHM El famoso físico George Ohm descubrió experimentalmente la relación que existe entre las tres magnitudes eléctricas conocidas, estableciendo una ley que lleva su nombre y cuyo enunciado es el siguiente: “En un circuito eléctrico, la intensidad de corriente es directamente proporcional a la Tensión aplicada (U) e inversamente proporcional a la Resistencia” (R). Relación matemática

I=

U R

Amperio =

Voltio Ohm

Según esta ley dado dos factores conocidos se puede hallar un tercero desconocido. Como también se puede emplear el “triángulo de memoria”, al cubrir con un dedo una de las magnitudes que se desea conocer y dividiendo o multiplicando las magnitudes conocidas. U =IxR U I= R U R= I

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(V) (A) (Ω)

U VOLTIOS I AMPERIOS

R OHMIOS

TRIÁNGULO NEMOTÉCNICO

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APLICACIÓN 1.- Calcular la intensidad de corriente que circula por una resistencia de 55 ohmios, a la que se le aplica 220 v. DATOS FÓRMULA SOLUCIÓN I = ? U 220 U = 220 v I = —— I = ———— R = 55 R 55

=

4A

Respuesta: Circula una corriente de 4 amperios.

2.- Que resistencia debe conectarse a un circuito para que circule una corriente de 0,5 Amperios cuando se aplica una tensión de 220 V. DATOS FÓRMULA SOLUCIÓN R =? U 220 I = 0,5 Amp. R = —— R = ———— U = 220 v I 0,5

= 440 ohmios

Respuesta: La resistencia que debe conectarse al circuito es de 440 ohmios.

3.- A través de una resistencia de 110 ohm debe circular una corriente de 0,8 Amp. ¿Qué tensión debe aplicarse al circuito? DATOS FÓRMULA SOLUCIÓN U =? U = I x R U = 0,8 x 110 I = 0,8 Amp U = 88 V R = 110 Ohmios

Respuesta: La tensión a aplicar es de 88 voltios.

EJERCICIOS DE APLICACIÓN. 1.- Calcular la intensidad que circula por una resistencia de 1K, si se aplica una tensión de 220 voltios. 2.- Se tiene el siguiente circuito: Calcular el valor de U 3,5 A R = 50

U

3.- Del siguiente circuito hallar el valor de R 200 mA U 220 V

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R=?

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LEY DE OHM

4.- Cambie los valores de tensión Tarea

a.

b.

c.

d.

e.

f.

dado

3 KV

10 mV

220 V

0,6 V

380 KV

520 mV

buscado

V

V

KV

mV

V

V

5.- Cambie los valores de corriente Tarea

a.

b.

c.

d.

e.

f.

dado

75 mA

0,32 A

600 mA

0,8 mA

900 uA

0,09 KA

buscado

A

mA

A

uA

mA

A

6.- Cambie los valores de Resistencia Tarea

a.

b.

c.

d.

e.

f.

dado

100 m Ω

1 500 m Ω

220 Ω

3,3 K Ω

470 K Ω

6,8 M Ω

buscado

Ω

KΩ

KΩ

Ω

MΩ

KΩ

7.- Una espiral calentadora tiene una resistencia de 40 Ω y está conectada a una tensión de 220V. Calcule la Intensidad de corriente. 8.- La placa calentadora de una cocina eléctrica de 220 V/ 2 KW tiene una resistencia de 24,2 Ω. Calcule la intensidad de corriente que toma. 9.- Un conductor de cobre con una sección de 1,5 mm2 tiene una longitud de 100 m. ¿Qué valor tiene la resistencia del conductor? 10.- Hallar la resistencia del filamento en funcionamiento y la intensidad de corriente que absorberán las lámparas cuyas características indican:

L1 L2 L3 L1

(25 W, 220 V) (40 W, 220 V) (100 W, 220 V) (40 W, 110 V)

R = R = R = R =

I= I= I= I=

11.- Qué intensidad se puede transmitir por un alambre de cobre de 3400 m de longitud y 16 mm2 de sección, si la caída de tensión debe ser de 8 V.

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CONDUCTORES

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CONDUCTORES ELÉCTRICOS. Para las instalaciones eléctricas, se utilizan conductores cuyas características cumplan con las condiciones de menor resistencia al paso de la corriente y capacidad mecánica para la manipulación, transporte e instalación. El mercado destinado a la fabricación de conductores eléctricos ofrece una gran variedad, sus cualidades específicas difieren tanto en la característica de los materiales empleados como en los aislamientos, construcción y protección del propio conductor. MATERIALES UTILIZADOS PARA LA FABRICACIÓN DE CONDUCTORES ELÉCTRICOS. La mayor parte de los conductores empleados en las instalaciones eléctricas están fabricados de cobre o aluminio por ser materiales con mayor conductividad y con un costo bajo como para que resulten económicos las instalaciones. Comparativamente el aluminio es 16% menos conductor que el cobre, pero mucho más liviano. En el cobre usado en conductores eléctricos se distinguen dos temples o grados de suavidad del metal: Blando o recocido y duro, con propiedades algo diferentes, siendo el cobre blando el de mayor conductividad eléctrica y el cobre duro el de mayor resistencia a la tracción. PARTES QUE COMPONEN LOS CONDUCTORES ELÉCTRICOS Los conductores eléctricos se componen de tres partes diferenciadas: • El alma o elemento conductor El alma se fabrica de cobre y su objetivo es servir de camino a la energía eléctrica desde las centrales generadoras a los centros de distribución (subestaciones y redes de distribución), para alimentar a los diferentes centros de consumo (instalaciones industriales, comerciales, residenciales y domésticas). • El aislamiento El objetivo del material aislante es evitar que la energía eléctrica que circula por él, entre en contacto con las personas o con objetos que forman parte de una instalación. Del mismo modo el aislamiento debe evitar que conductores de distinta tensión eléctrica puedan hacer contacto entre sí. Los diferentes tipos de aislamiento de los conductores están dados por su comportamiento térmico y mecánico, considerando el medio ambiente, la canalización que se usará, la resistencia de los agentes químicos, a los rayos solares, a la humedad, la alta temperatura, llamas, etc. Entre los materiales empleados para el aislamiento de los conductores podemos mencionar al cloruro de polivinilo (PVC), el polietileno (PE), el polietileno reticulado (XLPE), el caucho, la goma, el neoprén y el nylon. • Las cubiertas protectoras El objetivo fundamental de las cubiertas protectoras es proteger la integridad física del aislamiento y del alma conductora contra daños mecánicos, tales como raspaduras, golpes, etc. Si las protecciones mecánicas son de acero, latón u otro material resistente, a éstas se les denomina armadura. La armadura puede ser de cinta, alambre o alambres trenzados.

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Los conductores también pueden estar dotados de una protección del tipo eléctrico formado por cintas de aluminio o cobre. En el caso que la protección, en vez de cinta esté constituida por alambres de cobre, se le denomina pantalla. ALMA CONDUCTORA

AISLANTE

CUBIERTA PROTECTORA

CLASIFICACIÓN DE LOS CONDUCTORES ELÉCTRICOS. Los conductores eléctricos se fabrican de sección circular sólido o cableado, dependiendo de la cantidad de corriente que vayan a conducir y del lugar donde se instalará; aunque en algunos casos se fabrican de secciones rectangulares para altas corrientes. Los conductores se clasifican por su constitución, por el número de conductores y por su aislamiento. POR SU CONSTITUCIÓN. Se dividen en alambres (hilos) y cables rígidos y flexibles (cordones). Por alambre se entiende al conductor formado por una sola alma (hilo) de cobre o aluminio.

El cable flexible (cordón) en un conductor formado por varios hilos de sección delgada unidos eléctricamente. El cable rígido es un conductor formado por hilos más gruesos que los cordones, los cuales pueden ser de forma circular y transportan corrientes de alto valor.

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POR EL NÚMERO DE CONDUCTORES. Se dividen en unipolares y multipolares (monoconductor y multiconductor). Monoconductor: Los conductores unipolares son aquellos que están constituidos por un solo hilo, cordón o cable.

Multiconductor: conductores eléctricos constituidos por varios alambres, cordones o cables aislados entre si y una cubierta protectora común.

POR SU AISLAMIENTO. Un conductor eléctrico se considera aislado cuando está protegida por algún tipo de material aislante. Los productos utilizados en el aislamiento de los conductores son materiales termoplásticos (cloruro de polivinilo PVC, polietileno, poli estireno) o el papel impregnado en aceite. Por su aislamiento los conductores se clasifican en: CONDUCTORES DE USO GENERAL. Son aquellos que están constituidos por el conductor, el aislamiento y en algunos tipos por una cubierta protectora. Principalmente se utilizan para circuitos de alumbrado, tomacorrientes , tableros de distribución, tableros de control, circuitos alimentadores de motores eléctricos, alimentación de cargas móviles, redes de distribución primaria o secundaria ,etc. CABLES DE ENERGÍA. Son aquellos que están constituidos por el conductor, la pantalla semiconductora para permitir que los esfuerzos eléctricos en el aislamiento sea de forma radial y simétrica, el aislamiento que soporta la tensión aplicada, la armadura metálica para proteger al cable contra agentes externos esfuerzos de tensión extraordinarios y la cubierta o chaqueta que proporciona protección contra el ataque del tiempo y los agentes externos.

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IDENTIFICACIÓN DE LOS CONDUCTORES ELÉCTRICOS. Los conductores eléctricos se identifican en cuanto a su tamaño por un calibre, que puede ser expresado en AWG (American Wire Gage) o MCM (circular mil) para conductores de mayor sección según la norma americana o en mm2 según la norma IEC. ESCALA AWG CALIBRE DEL CONDUCTOR SECCIÓN REAL AWG/MCM mm2 ALAMBRES Nº 18 AWG 0,8 N° 16 AWG 1,31 N° 14 AWG 2,08 N° 12 AWG 3,31 N° 10 AWG 5,3 CABLES N° 14AWG N° 12 AWG N° 10 AWG N° 8 AWG N° 6 AWG N° 4 AWG N° 2 AWG N° 1AWG N° 1/0 AWG N° 2/0AWG N° 3/0 AWG N° 4/0 AWG N° 250 MCM Nº 300 MCM Nº 350 MCM Nº 400 MCM Nº 500 MCM

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2,08 3,31 5,3 8,42 13,3 21,1 33,6 42,4 53,4 67,4 85,1 107,2 126,7 151,9 177,5 202,8 253,1

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ESCALA MILIMÉTRICA. La Comisión Internacional de Electrotecnia (IEC) designa los calibres de los conductores de acuerdo a la sección transversal en milímetros cuadrados. SECCIÓN NOMINAL Nº DE HILOS ( mm2 ) ALAMBRES 0,75 1 1 1 1,5 1 2,5 1 4 1 6 1 10 1 CABLES 2,5 7 4 7 6 7 10 7 16 7 25 7 35 7 50 19 70 19 95 19 120 37 150 37 185 37 240 61 300 61 400 61 500 61

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CARACTERÍSTICAS DE ALGUNOS TIPOS DE CONDUCTORES. •

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Alambres cables tipo TW. Conductor de cobre electrolítico blando, sólido o cableado concéntrico; con un aislamiento de cloruro de polivinilo (PVC), pueden trabajar hasta 60ª C y su tensión de servicio, dependiendo de la marca, puede ser de 600 V, 750V, ó 1KV. Se utiliza para instalaciones en interior de locales con ambiente seco o húmedo, conexiones de tableros de control, etc. Alambres y cables tipo THW. Conductor de cobre electrolítico blando, sólido o cableado concéntrico, con aislamiento de cloruro de polivinilo (PVC) especial, resistente al calor, humedad, aceites y agentes químicos. Trabajan hasta 75ª C y su tensión de servicio dependiendo de la marca, puede ser de 600V, 750V ó 1KV.Se utiliza en edificios públicos, hoteles, almacenes, industrias, conexión de tableros de control y en todas las instalaciones donde se requieran características superiores al TW. Especialmente se aplican en instalaciones donde se produce sobrecargas frecuentes de corto tiempo. El conductor THW – 90 puede operar hasta 90° C y se utiliza principalmente dentro de aparatos de alumbrado con lámparas de descarga. Alambres y cables tipo THHW Conductor de cobre electrolítico blando, sólido o cableado concéntrico, con aislamiento de cloruro de polivinilo (PVC) especial, resistente al calor, humedad, aceites y agentes químicos. Trabajan hasta 105°C y su tensión de servicio dependiendo de la marca, puede ser de 600V, 750V. Se utilizan principalmente dentro de aparatos de alumbrado con lámparas de descarga, con temperatura de ambiente máxima de 70°C. Cordón Flexible Conductor de cobre electrolítico recocido, flexible, cableado en haz, con aislamiento de PVC sobre dos conductores en paralelo (mellizo). Pueden trabajar hasta 60°C y su tensión de servicio, dependiendo de la marca, puede ser de 300 V ó 600 V. Se utilizan principalmente para instalaciones móviles y fijas donde se requiera conductores flexibles. Alambres y Cables NH – 80 Conductor de cobre electrolítico recocido, sólido o cableado. Aislamiento de compuesto termoplástico no halogenado. Aplicación especial en aquellos ambientes poco ventilados en los cuales ante un incendio, las emisiones de gases tóxicos, corrosivos y la emisión de humos oscuros, pone en peligro la vida y destruye equipos eléctricos y electrónicos. En caso de incendio aumenta la posibilidad de sobrevivencia de las posibles víctimas al no respirar gases tóxicos y tener una buena visibilidad para el salvamento y escape del lugar.

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Alambres y Cables NHX - 90 Conductor de cobre electrolítico recocido, sólido o cableado. Aislamiento de compuesto termoestable no halogenado. Aplicación especial en aquellos ambientes poco ventilados en los cuales ante un incendio, las emisiones de gases tóxicos, corrosivos y la emisión de humos oscuros, pone en peligro la vida y destruye equipos eléctricos y electrónicos en edificios residenciales, plantas industriales, discotecas, teatros y en todas las instalaciones en ductos que requieran capacidades de corriente mayores al NH-80. Cordón Tipo Vulcanizado Cordón con dos o tres conductores de cobre electrolítico recocido flexible, cableado en haz, aislados con PVC, trenzados, con relleno de PVC cubierta protectora de PVC. Trabajan dependiendo de la marca hasta 60°C ó 70° C y su tensión de servicio puede ser de 300V, 500V. Se utilizan para servicios no muy pesados, en lugares secos o húmedos. Alimentación de aparatos eléctricos de uso doméstico, tales como: refrigeradoras, lavadoras, aspiradoras, batidoras, etc. Herramientas eléctricas portátiles como taladros, lijadoras etc. Alambre tipo TWT ( INDOPRENE ) Formado por 2 o 3 conductores de cobre electrolíticos blandos, sólidos; aislados individualmente con PVC y reunidos en paralelo en un mismo plano con una cubierta exterior también de PVC. Trabajan dependiendo de la marca hasta 60°C y su tensión de servicio puede ser de 600V, 750V. Se utilizan en instalaciones interiores, visibles o empotradas directamente en el interior de muros o paredes; sobre armaduras metálicas y de madera o a través de ellas; empleándose como conductores de circuitos alimentadores o derivados.

NORMAS. En el capitulo 4 del código nacional de electricidad fija las normas de fabricación, instalación, precauciones, utilización y condiciones generales para los conductores eléctricos. El acápite 4.2.2. Establece las condiciones específicas para los conductores de tensión nominal no mayores de 600V, que son los que se aplican para las instalaciones de baja tensión. La fabricación de conductores para baja tensión debe cumplir lo prescrito en la tabla 4-lV que se define para cada tipo de conductor, su uso, temperatura máxima de operación, aislamiento y cubierta protectora. Los conductores normalmente usados en interiores y para instalaciones en tuberías metálicas y de PVC figuran en la tabla 4-lV

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SELECCIÓN DE CONDUCTORES ELÉCTRICOS. Ingenieros, técnicos, instaladores y usuarios finales deben tener en consideración, desde la concepción y diseño de cualquier proyecto, el equilibrio que necesariamente debe existir entre el consumo de energía y la instalación que la dará soporte. La inversión inicial efectuada en el diseño y mantenimiento garantizará, un significativo ahorro de energía durante la vida de las instalaciones. Para dimensionar adecuadamente un conductor debemos tener en consideración lo siguiente: 1.- La capacidad de corriente debe ser por lo menos igual (se recomienda que sea mayor) a la exigida por el circuito o la carga en condiciones extremas. 2.- La caída de tensión en los extremos de la carga. Se recomienda que el valor sea cercano al 3% de la tensión de servicio. 3.- La capacidad de cortocircuito, es decir, cuanta sobrecarga puede soportar el circuito, lo que dependerá directamente de cómo se haya diseñado la conexión. 4.- El análisis técnico – económico de la selección del conductor. ESPECIFICACIONES Como un ejemplo de las especificaciones para conductores en los proyectos de baja tensión se incluye en el siguiente texto:

CONDUCTORES DE ALIMENTACIÓN Y DISTRIBUCIÓN •

Todos los conductores de distribución para alumbrado y tomacorrientes serán de cobre electrolítico recocido con aislamiento termoplástico del tipo THW y se usará como mínimo el de 2,5 mm2 salvo indicación.. • Todos los conductores de alimentación a tableros de alumbrado, tomacorrientes, tableros de fuerza, salidas de fuerza, serán de cobre electrolítico recocido con aislamiento termoplástico del tipo THW. • Los conductores de sección superiores a 10 mm2 serán cableados. • Los sistemas de alambrado en general deberán satisfacer los siguientes requisitos básicos: 1. Se limpiaran y secarán las tuberías y se barnizarán las cajas. Para facilitar el paso de los conductores se empleará parafina, no debiedo usarse grasa.

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2. Los conductores serán continuos de caja a caja, no permitiendose empalmes que queden dentro de las tuberías. 3. Los empalmes de los conductores en todas las líneas de alimentación entre tableros se harán soldados con conductores y terminales de cobre, protegiéndose y aislándose debidamente. 4. Los empalmes de las líneas de distribución se efectuarán en las cajas y serán eléctrica y mecánicamente seguros cubiertos con cinta aislante. 5. El alambrado de los sistemas de corriente débil serán efectuados por los suministradores de los equipos o por el contratista con vigilancia de los suministradores. 6. En todas las salidas para equipos se dejarán conductores enrollados adecuadamente, en longitud suficiente para alimentar las máquinas, de por lo menos 1,5m de longitud en cada línea.

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Los alambres y cables utilizados en las instalaciones domiciliarias en edificaciones conocidos también como cables ferreteros, se identifican según el cuadro siguiente: INDECOPI TW THW THHW TWT SPT-2 y SPT-3 SVT -SVTO SJT -SJTO ST-STO

CEPER TW THW

OTROS

Biplasto Flexiplast Mellizo

Indroprene CTM NLT NMT NPT WS

Biplastoflex ST-STO Soldaflex Cable Antena TV Antena TV Coaxial Cordón para Plancha

MATERIALES AISLANTES Se denomina aislante eléctrico a toda sustancia de muy baja conductividad eléctrica, tal que el paso de corriente a través de ella se le considera despreciable. En electrotecnia, los materiales aislantes son de gran importancia porque cumplen las siguientes funciones: ♦♦ Permiten aislar eléctricamente los conductores eléctricos entre sí respecto a tierra o masa. ♦♦ Modifican considerablemente el flujo que los atraviesa. TIPOS Los más comunes son la goma, la madera, el vidrio, el plástico, la baquelita, etc. Los materiales aislantes más utilizados en la fabricación de los conductores eléctricos para interiores son los termo plásticos, clasificados en polivinilo de cloruro (PVC); polietileno (PE) y polietileno reticulado (XLPE) cada uno con sus características particulares. CARACTERÍSTICAS PVC PE XLPE Rigidez Dieléctrica kv/mm 12 20 20 Constante k, resistencia de aislamiento Megohm/Km. 75 10000 10 000 Temperatura máxima operación. GC 60 75 90 Temperatura de sobrecarga. GC 100 90 150 Temperatura de corto circuito. GC 160 150 250 Resistencia a la humedad BUENA Excelente Excelente Resistencia a la abrasión BUENA Buena Excelente Resistencia corte por compresión BUENA Buena Excelente APLICACIONES Los aislantes se utilizan según la aplicación de los conductores. Así tenemos que para conductores en instalaciones interiores fijos; los más usados son el TW (resistente a la humedad) y el THW (resistente a la humedad, al calor y agentes químicos).ELÉCTRICAS GERENCIA DE FORMACIÓN PROFESIONAL

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EMPALMES ELÉCTRICOS

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Se entiende por empalme a la unión de dos o mas conductores con la finalidad de establecer la continuidad de la corriente eléctrica entre ellos, de tal manera que esté asegurada la conductividad igual que en cualquier punto de la línea. 1. Importancia de los empalmes Generalmente al hacer la instalación eléctrica de un sistema, se tiene la necesidad de efectuar empalmes de diversas clases o tipos. Es por esta razón que es de suma importancia para cualquier electricista, ya sea cuando hace una instalación nueva o cuando efectúa trabajos de mantenimiento o reparación, conocer bien los métodos correctos para empalmar conductores eléctricos. Los empalmes bien realizados serán de gran duración, teniendo en cuenta el aislamiento o el mismo conductor; por el contrario los empalmes mal realizados serán una fuente de dificultades, porque producirán recalentamientos, circuitos de elevada resistencia, deteriorarán su aislamiento hasta producir niveles de cortocircuito con posibilidades de incendio debido a las chispas producidas producto de un falso contacto en algún punto de la instalación. 2. Requisitos de un buen empalme • Deben ser eléctricamente seguros, de tal manera que aseguren una buena conductividad, no haya resistencia al paso de la corriente eléctrica de un conductor a otro, no recaliente producto de falsos contactos. Una mala conductividad se comprueba cuando la resistencia del circuito aumenta debido al mal empalme. • Deben ser mecánicamente seguros y fuertes que permita soportar la tracción mecánica del peso de los conductores, así como cualquier esfuerzo inesperado a que puedan estar sometidos. 3. Pasos importantes que deben observarse en la ejecución de un buen empalme debe considerar los siguientes pasos: a. Aislamiento; es decir quitar el aislamiento de los conductores que se deben empalmar sobre una longitud apropiada a partir del punto en el que hay que efectuar el empalme. En este proceso de quitar aislamiento se debe evitar dañar o maltratar el cobre, ya que de suceder esto se reduce la sección del conductor y se facilita mucho la rotura del conductor en este punto. b. Limpieza del conductor, en este paso se debe considerar la superficie del cobre sin impurezas, teniendo cuidado de no quitar el cobre a fin de no disminuir su sección. Este proceso de limpieza tiene dos objetivos: • Asegurar un buen contacto eléctrico. • Facilita la soldadura del empalme. TIPOS Considerando su forma de ejecución los empalmes pueden realizarse por presión y soldadas; Los empalmes más utilizados en instalaciones eléctricas son por presión los cuales son: • Empalme unión simple. • Empalme unión Western unión. • Empalme trenzado de dos y tres conductores. • Empalme en derivación simple o “T” y doble. • Empalme de derivación con amarre de seguridad. • Empalme tipo accesorio. INSTALACIONES ELÉCTRICAS

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EMPALMES ELÉCTRICOS

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APLICACIONES Se utilizan para conectar los conductores a los accesorios, unión entre alambres, entre cordones y entre cables así como entre alambres y cordones. PRECAUCIONES Evite maltratar el cobre cuando quite el aislamiento del conductor.

UNIÓN SIMPLE

WERTERN UNIÓN

TRENZADO DE 2 CONDUCTORES

TRENZADO DE 3 CONDUCTORES

DERIVACIÓN SIMPLE

DERIVACIÓN DOBLE GERENCIA DE FORMACIÓN PROFESIONAL

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DERIVACIÓN CON AMARRE DE SEGURIDAD

EMPALME TIPO ACCESORIO

ALAMBRE

CORDÓN

2

3

4

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CIRCUITOS

TABLA DE CONVERSIONES MAGNITUD

UNIDAD

SÍMBOLO

MÚLTIPLO

TENSION U

Voltio 1v

V

Kilovoltio (Kv) 1Kv = 1 000 v

INTENSIDAD I

RESISTENCIA R

Amperio 1A

Ohmio 1W

SUBMÚLTIPLO

A

Kiloamperio (KA) 1 KA = 1000 A

W

Kilo Ohm (K Ω) 1K Ω = 1000 Ω Mega Ohm (M Ω) 1 M Ω = 106 Ω

Miliamperio (mA) 1 mA = 10-3 A Microamperio (mA) 1 mA = 10-6 A

CIRCUITOS Según la forma que se unan los elementos que conforman un circuito, éstos pueden ser: a. Circuito Serie. b. Circuito Paralelo. c. Circuito serie-paralelo (Mixto). a. CIRCUITO SERIE Consiste en conectar los elementos uno detrás de otro. Únicamente el extremo del primer elemento y un extremo del último están conectados a la fuente de tensión.

L1 L2

R1

R2

R3

U1

U2

U3

CARACTERÍSTICAS • La intensidad de corriente es la misma en cualquier punto del circuito. I = constante. • La tensión total es la suma de las tensiones parciales. UT = U1 + U2 + U3 +............ + Un • La resistencia total es la suma de las resistencias parciales. RT = R1 + R2 + R3 +............. + Rn

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CIRCUITOS

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Ejemplo: En el siguiente circuito, calcular: 1. La resistencia equivalente. 2. La intensidad de la corriente. 3. La caída de tensión en cada resistencia.

SOLUCIÓN • Para hallar la resistencia equivalente usamos la característica “c”. Rt = r1 + r2 + r3 Para el caso: Rt =? r1 = 50 Ω r2 = 30 Ω r3 = 20 Ω •

Rt = 50 + 30 + 20 = 100 ohmios

Para hallar la intensidad de la corriente usamos la ley de Ohm y la característica “a” I=

U R

Donde: U = 220 U I = 220 U = 2,2 A R = 100 Ω 100 Ω I =? • Para hallar la caída de tensión en cada resistencia usamos la característica “b” Ut = v1 + v2 + v3 Ut = I x R1 + I x R2 + I x R3 Ut = 2,2 x 50 + 2,2 x 30 + 2,2 x 20 Ut = 110 + 66 + 44 Ut = 220 v

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CIRCUITOS

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APLICACIONES PRÁCTICAS • En instalaciones eléctricas para edificaciones el uso de este circuito es muy limitado debido a que si un elemento queda desconectado (abierto), todo el circuito se desconecta o queda fuera de servicio. • Su aplicación está dado en las luces de navidad y en los circuitos de maniobra de electro bombas y otros automatismos. b. CIRCUITO PARALELO. Dos o más elementos están conectados en paralelo (derivación) cuando las entradas se conectan a un borne común y por otra parte sus salidas a otro borne, también común. Dicho de otra manera, cada elemento o receptor recibe la misma tensión de alimentación. L1 L2 IT I1

R1

I2

R2

I3

R3

CARACTERISTICAS. 1. La tensión aplicada en cada una de las cargas o resistencias es la misma. 2. La intensidad de corriente total es igual a la suma de las intensidades parciales que consume cada resistencia.

IT = I1 + I2 + I3 + ....... In

3. El valor de la resistencia total o equivalente es menor que el valor de la menor resistencia conectada en el circuito. 1 Rt = --------------------------------1/ R1 + 1/ R2 + 1 / R3

♦♦

Para dos resistencias de distinto valor:

R1 x R2 Rt = ---------------R1 + R2

♦♦ Para n Resistencias de igual valor n = Nº de Resistencias R = Valor de una Resistencia

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R Rt = -------n

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CIRCUITOS

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APLICACIONES Este circuitos el más usado en instalaciones eléctricas de edificaciones, como circuitos de alumbrado, tomacorrientes, etc. Ejemplo: En el siguiente circuito calcular: a. La resistencia equivalente. b. La intensidad total y las intensidades parciales.

R3 24 Ω

I3

R2 60 Ω

I2

R1 40 Ω

I1

U = 72 V

SOLUCIÓN: Para hallar la resistencia equivalente tenemos en cuenta lo siguiente:

Para hallar la intensidad total del circuito Por la ley de Ohm:

Por lo tanto:

Para hallar las intensidades parciales, usamos la característica “b”.

Reemplazando :

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CIRCUITOS

EJERCICIOS 1. En el siguiente circuito calcular: a. La resistencia equivalente. b. La intensidad de corriente. c. La tensión en cada resistencia

2. Dos resistencias conectadas en paralelo tienen los siguientes valores: R1 = 80 Ω, R2 = 20 Ω; I 1 = 1 A. Hallar: Rt; I 2; U; It 3. Tres resistencias conectadas en paralelo de 20 W, 30 W y 60 W están conectadas a una tensión de 240 V. Hallar el valor de las intensidades parciales, la intensidad total y la resistencia total. 4.- El valor total de dos resistencias acopladas en paralelo es Rt = 20 están conectadas a una tensión de 100V. Si el valor de I1 es cuatro veces superior a I2. Hallar el valor de cada resistencia y la intensidad que consume cada resistencia. 5.- En el siguiente circuito los elementos están conectados en paralelo a una red de 220V, se conectan un tostador, una cafetera y un hervidor. La corriente que pasa por el tostador es de 8,3 A, por la cafetera 8,3 A y por el hervidor 9,6 A. Calcular la corriente total del circuito, la tensión en cada aparato y la resistencia total del circuito

CIRCUITO MIXTO Un circuito mixto está formado por un conjunto de resistencias conectadas en serie y paralelo, cuyas características corresponden a cada circuito independiente; según su forma de conexión. L1

L1

L2

L2 R1

R4

R1

R4

R2

R5

R2

R5

R3

R6

R3

R6

CIRCUITO SERIE - PARALELO (MIXTO)

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CIRCUITOS

EJERCICIOS PROPUESTOS 2. 1. Calcule las intensidades, tensiones y potencias parciales del circuito adjunto. 15 Ω

10 Ω I

15 Ω

I1 I2

40 Ω

20 Ω

240 V

2. En el siguiente circuito, calcular la resistencia total, las intensidades parciales y la potencia total. 30 Ω

I1

30 Ω 6A

I2

I3

60 Ω 20 Ω

Ut

3. En el siguiente circuito, calcular la resistencia total, las intensidades parciales y las caídas de tensión en cada resistencia. 50 Ω I=5A

20 Ω 10 Ω

4.

40 Ω

A

Hallar la resistencia equivalente entre los puntos A y B. 6Ω

A

8Ω

B 3Ω

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CIRCUITOS

5. Cuál es la resistencia equivalente entre P y Q? 12 Ω

30 Ω 6Ω

P

Q

30 Ω 30 Ω

6Ω

6. En el esquema adjunto calcular la Intensidad indicada en el ramal. 8 Ω i

+ 90 -

V

6 Ω

6 Ω

6 Ω

5 Ω

7. Si entre X e Y hay una diferencia de potencial de 150 V. Hallar la intensidad de corriente “i”. i x

10 Ω

10 Ω

10 Ω

10 Ω

10 Ω

8. Dado el siguiente circuito. Calcular:

y

10 Ω

Rt, It, Pt.

12 Ω 20 Ω

220 V

30

12 Ω

Ω

15 Ω 10 Ω

15 Ω

10 Ω

30 Ω

Ω

5 Ω

30

20 Ω

20 Ω

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10 Ω 8 Ω

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MEDICIONES ELÉCTRICAS

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MEDICIÓN E INSTRUMENTACIÓN. 1. MEDICIONES ELÉCTRICAS. 1.1. OBJETIVOS. • Decidir el nivel de instrumentación requerido para efectuar medición de magnitudes eléctricas. • Identificar algunos de los instrumentos más conocidos y empleados para medir y diagnosticar magnitudes eléctricas • Valorar la importancia de la verificación y calibración de los instrumentos de medición, así como las consecuencias de descuidar estos aspectos. • Determinar el mejor orden de las mediciones y seleccionar la información que es útil y válida. • Seleccionar la instrumentación para cada aplicación, según necesidades. 1.2. CONCEPTOS GENERALES. A. Medición Proceso de reconocimiento que se reduce a la comparación, mediante un experimento físico, de una magnitud dada con un valor de esta magnitud elegida como unidad. En un diagnóstico energético, la medición es un concepto que permite, mediante la instrumentación adecuada, experiencia , buen criterio, programa, análisis, coordinación y planeación apropiada, dar seguimiento al flujo y distribución de energía en su proceso de transformación y establecer un balance en cada etapa y en cualquier tiempo. B. Teoría de errores. a. Error. a) La diferencia entre un valor que se obtiene de una medición y el “valor verdadero”. En la mayoría de los casos dicho valor verdadero es desconocido. b) La incertidumbre estimada de un valor medido o calculado (desviación tipo Standard, desviación promedio, etc.). La especificación completa del fabricante permite evaluar la incertidumbre total de una medición o de la calibración de un instrumento. b. Discrepancia. Diferencia que existe entre 2 valores correspondientes a 2 mediciones distintas, a dos resultados diferentes, de un mismo valor medido. La “respetabilidad“ es la diferencia de una medición a otra, o al promedio de una serie de valores cuando la medición es reproducida. c. Exactitud. Proximidad de una medición al “valor real”. Es la desviación del valor medido al valor de un patrón de referencia tomado como verdadero. Las especificaciones son una descripción escrita de las potencialidades de un instrumento, señalan objetiva y cuantitativamente lo que el instrumento puede o no hacer. Las especificaciones de un instrumento se componen de tres partes básicas: Entrada o Salida: declarada como (% de entrada o salida + número de dígitos) Intervalo de medición: en %. Nivel o Umbral de Ruido: declarado en las unidades de medición. INSTALACIONES ELÉCTRICAS

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C. Errores de medición. Sistemáticos: invariablemente, tiene la misma magnitud y signo, bajo las mismas condiciones. Teóricos: de conocimiento o imperfecciones en el método de medida. Instrumentales: propios de la construcción del instrumento o ajuste de los mismos Ambientales: variación de temperatura, presión o humedad, atmosférica, etc. Personales: pueden deberse a limitaciones físicas del observador, estado anímico, fenómeno de paralelaje. Residuales: se presentan sorpresivamente y a veces se desconoce la causa, y magnitud. Imposible de reducirlos y peor aún de eliminarlos. D. Precisión de instrumentos industriales. La exactitud de las mediciones dependen en gran parte de una buena aproximación que den los instrumentos: sin embargo, estos tienen sus propios consumos que hacen que las mediciones difieran de los valores reales , para determinar el grado de error inherente al propio instrumento se define un parámetro denominado Clase de Precisión. En principio el instrumento debe contar con un rango de medición apropiado. La desviación del instrumento deberá darse en el manual de instrucciones, es con frecuencia expresada en % de la lectura máxima. 1.3. MÉTODOS DE MEDICIÓN. Es recomendable que las mediciones deban se directas y cuando no sea posible o por conveniencia sea indirecta. Diferentes métodos de medición pueden ser usados dependiendo de las características y propiedades del proceso que exista para ser medidas, y del tiempo disponible para ejecutar las mediciones. Los métodos de medición pueden clasificarse en: Método Estacionario: Cuando existen instrumentos de medición permanentes o fijos. Método Manual: Cuando se utilizan instrumentos de medición manuales portátiles. Independientemente de determinar el número y localización de instrumentos de instalación permanente, deben seleccionarse los instrumentos portátiles que puedan requerirse para el diagnóstico. En muchos casos, uno de éstos puede económicamente sustituir a varios instrumentos en diferentes localizaciones y puntos de medición de la misma índole. Algunas sugerencias para seleccionar equipos o sistemas de medición: A.- Determinar las mediciones físicas más apropiadas que serán base para calcular cada flujo de energía. B.- Seleccionar tentativamente los tipos de elementos primarios requeridos. C.- Decidir cómo se van a usar los resultados de cada evaluación de flujo de energía como base del análisis, de la interpretación y de apoyos para el diagnóstico. D.- Determinar cómo se presentarán y que acciones dependerán de su análisis. GERENCIA DE FORMACIÓN PROFESIONAL

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Para medir las magnitudes eléctricas se utilizan instrumentos constituidos por un dispositivo indicador y de control que permite obtener en forma directa el valor de la magnitud medida, como Voltios, Amperios y Ohmios en un circuito eléctrico. 2. TIPOS DE INSTRUMENTOS. Entre los instrumentos de medición se distinguen los elementos de entrada y los de salida; a los que se deben de adaptar los elementos de campo directamente o a través de las oportunas conversiones. Estos elementos pueden ser: • Analógico. • Digital. Cada una de las anteriores pueden ser, según la aplicación, de diferente construcción y cometido; entre los más comunes se pueden mencionar los siguientes: 2.1 INSTRUMENTOS ANALÓGICOS. Características: ♦♦ Sensan en forma continua la señal eléctrica. ♦♦ La continuidad permite respuesta análoga. ♦♦ La magnitud de salida representa el tamaño de la variable medida. ♦♦ Dispositivo de lectura - escala numérica. En la industria, en C.A., es importante: A). Frecuencia B). Tipo de medición requerida: valores eficaces, medidos o pico de la señal a medir. MEDICIÓN ANALÓGICA DIRECTA.

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2.2. MEDIDORES DIGITALES. Muestran la señal eléctrica a intervalos regulares de tiempo. El valor que está siendo muestreado se convierte en un número.

A.- Aplicaciones. - En celdas de medición con representación alfanumérica. - Como una etapa inicial en un proceso de expansión y modernización. - Como instrumentos registradores. B.- Ventajas. - Reducción en el error de la lectura humana. - Mayor rapidez en la lectura del valor medido. - No hay errores de paralelaje. C.- Desventajas. - Alto costo inicial, sensibles a variaciones de V y T. APLICACIONES DE LOS INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN ELÉCTRICA Se utilizan para medir diferentes magnitudes eléctricas como: Tensión eléctrica, Intensidad de corriente y Resistencia. PRECAUCIONES • Antes de conectar un instrumento a un circuito eléctrico, tenga en cuenta la magnitud a medir. • Al medir la magnitud el selector de rango debe de estar en su máximo valor para evitar su deterioro.

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MULTÍMETRO Son instrumentos que pueden efectuar diferentes tipos de medidas, ya sean de diversas magnitudes o distintos campos de medida para una misma magnitud. Esto quiere decir, que con un mismo instrumento podemos medir tensiones de corriente continua (C.C.) y corriente alterna (A.C.); Intensidad de C.C. y A.C., y Resistencias. Para utilizar correctamente un multímetro es necesario: • Elegir la magnitud a medir. • Elegir el campo de medida (Rango o alcance del instrumento). • Elegir la escala. • Realizar la lectura directa. 3.- MEDICIÓN DE MAGNITUDES ELÉCTRICAS Las principales magnitudes eléctricas a medir en un circuito eléctrico son: 3.1. MEDICIÓN DE CORRIENTE Es la medida del flujo de electrones por un conductor. Se mide utilizando un AMPERÍMETRO, en diversos tipos siendo los más comunes: A. Registrador de corriente. De operación similar, pero suministra una presentación gráfica del amperaje en el circuito a través de un período de tiempo. Ambos amperímetros consisten en un transductor de corriente (el toroide) que es conectado al panel del dispositivo. El transductor se selecciona de acuerdo a la magnitud de la corriente a ser medida. Para sistemas polifásicos es útil medir amperaje en todas las fases para determinar los desbalances. ¡ATENCIÓN!: Hay que tener cuidado de no utilizar el transductor de corriente en un conductor eléctrico desnudo. Use guantes de protección.

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B. Amperímetro de Gancho o Pinza (Pinza Volt – amperimétrica) Es un instrumento de inducción portátil que da una lectura directa de la corriente a través del conductor.

INCORRECTO CORRECTO

3.2. MEDICIÓN DE TENSIÓN (VOLTAJE). Es la medida de la fuerza que mueve a los electrones y es generalmente constante. Se mide utilizando el VOLTÍMETRO. El instrumento se utiliza conectando los terminales al conductor (no al aislamiento) bajo estudio. El voltaje se lee directamente de la escala adecuada del instrumento. ¡ATENCIÓN!: Hay que tener cuidado con los conductores desnudos para evitar un choque eléctrico Use guantes de protección.

3.3. MEDICIÓN DE RESISTENCIA Se selecciona en el multímetro que estemos utilizando, la unidad (ohmios). Revisar que los cables rojo y negro estén conectados correctamente. Se selecciona la escala adecuada, si tiene selector de escala (si no tenemos idea de que magnitud de la resistencia que vamos a medir, escoger la escala más grande). Si no tiene selector de escala seguramente el multímetro escoge la escala automáticamente. Para medir la resistencia con el multímetro, éste tiene que ubicarse en la puntas en los extremos del elemento a medir (en paralelo) y se obtiene la lectura en la pantalla. Lo ideal es que el elemento a medir (una resistencia en este caso) no esté alimentado por ninguna fuente de tensión (V). El ohmimetro hace circular una corriente 1 por la resistencia para poder obtener el valor de ésta. GERENCIA DE FORMACIÓN PROFESIONAL

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3.4. MEDICIÓN DE POTENCIA. Para determinar la potencia consumida por el circuito se utiliza el VATIMETRO. La potencia también puede determinarse indirectamente, dado que la potencia aparente es igual al producto de la corriente por el voltaje y por la raíz cuadrada del número de fases del sistema. Es común el VATIMETRO DE PINZAS el cual consiste en tres terminales con pinzas (uno de los cuales viene marcado), un transductor de corriente y un panel. O*

1A

V1*

5A

V2

V3

60

0

*

0 12

W

*

W

Carga

WATTMETER MODEL

CDA 778N

BALANCED THREE PHASE

SINGLE PHASE

240V 120V

Coeficients 1A 5A

x1 x2

x5 x10

THREE PHASE

SINGLE PHASE

V

120 240

3.5. FACTOR DE POTENCIA. Es el cociente entre los valores de potencia activa y potencia aparente. Se mide mediante el COSFIMETRO, el cual físicamente es similar al vatímetro. El instrumento se halla incorrectamente conectado, si la aguja reflecta en la dirección equivocada cuando es activada; si esto sucede, intercambie los terminales. 3.6. MEDICIÓN DE ENERGÍA. El consumo de energía eléctrica es sumamente importante determinarlo porque esta relación directa a la factura eléctrica e incide en los costos de operación de la planta. La cuantificación normalmente se efectúa mediante los respectivos contadores de energía. 3.6. CONTADOR DE ENERGÍA. Un contador de energía en realidad es un vatímetro giratorio provisto de un dispositivo integrador-numerador, dada la gran importancia y la extensión mundial de las redes de corriente alterna, la mayor parte de los medidores que se usan son basados en el sistema de motor de inducción, los cuales pueden adaptarse para medir por separado varios tipos de energía que influye en la tarifa. kWh L1

L2

Carga

U L1

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L2

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SELECCIÓN DE RANGOS Y ESCALAS

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ESCALA Es la graduación que aparece grabada en el cuadrante del instrumento. Presenta varias escalas las cuales nos permite elegir la adecuada a la medida que vamos a utilizar; pueden tener divisiones regulares e irregulares. DIVERSOS TIPOS DE ESCALAS

RANGO Son los diversos valores que se pueden medir entre un mínimo y un máximo del instrumento; que se encuentra en determinadas condiciones de conexión. Para determinar el rango del instrumento nos fijaremos en las indicaciones de su selector.

Por lo tanto la aguja indica un valor de 220 v. 2.- Considerando el mismo criterio para determinar el valor de cada división. Seleccionamos el rango de 2,5 A. Entonces



Por lo tanto la aguja del instrumento indica un valor de 1,7 A.

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SIST. INTERNACIONAL DE MEDIDAS

PÁGINA 1/8

El Sistema Internacional de Medidas (S.I.), está normalizado en el Perú mediante Ley del sistema legal de unidades de medida del Perú (SLUMP); Ley Nº 23560; que indica el uso obligatorio en todas las actividades que se desarrollen en el país y debe expresarse en todos los documentos públicos y privados. El SLUMP está constituido por todas las unidades de SISTEMA INTERNACIONAL (SI), compuesto por unidades base, suplementarias y derivadas. UNIDADES DE BASE Son magnitudes consideradas convencionalmente como independientes, unas de otras en cuanto a sus dimensiones; estas magnitudes son siete (7) tal como figuran en el cuadro siguiente: UNIDADES DE BASE S.I. MAGNITUD UNIDAD LONGITUD METRO MASA KILOGRAMO TIEMPO SEGUNDO INTENSIDAD DE CORRIENTE ELÉCTRICA AMPERE TEMPERATURA TERMODINAMICA KELVIN INTENSIDAD LUMINOSA CANDELA CANTIDAD DE ENERGÍA MOL

SIMBOLO m Kg. s A K cd mol

UNIDADES SUPLEMENTARIAS Son aquellas que no están clasificadas como unidades de base ni como unidades derivadas, se consideran dos (2), tal como se visualiza en el cuadro que sigue: UNIDADES SUPLEMENTARIAS S.I. MAGNITUD

UNIDAD

SMBOLO

ANGULO PLANO

RADIAN

Rad.

ANGULO SÓLIDO

ESTEREORADIAN

sr

UNIDADES DERIVADAS Están dadas por expresiones algebraicas a partir de las unidades de base y/o suplementarias, algunas de las cuales tienen un nombre especial y un símbolo particular, pueden a la vez ser utilizadas para expresar otras unidades derivadas.

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SIST. INTERNACIONAL DE MEDIDAS

PÁGINA 2/8

Las unidades derivadas de uso frecuente en instalaciones eléctricas para edificaciones UNIDADES DERIVADAS SI MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO EXPRESIÓN FRECUENCIA HERTZ Hz 1Hz = 1s-1 FUERZA NEWTON N 1N = 1kg m/s2 PRESIÓN Y TESIÓN PASCAL Pa 1Pa = 1N/m2 TRABAJO, ENERGIA, CANTIDAD DE JOULE J 1J = 1Nm CALOR CANTIDAD DE ELECTRICIDAD COULOMB C 1C = 1As POTENCIAL ELECTRICO, DIFERENCIAL DE POTENCIAL, TENSIÓN, FUERZA VOLTIO V 1 V = 1 S/C ELECTROMOTRIZ CAPACITANCIA ELÉCTRICA FARADIO F 1 F = 1 C/V RESISTENCIA ELÉCTRICA OHM CONDUCTANCIA ELÉCTRICA SIEMENS S 1S = 1 FLUJO DE INDUCCION MAGNETICA FLUJO MAGNETICO WEBER Wb 1Wb= 1 Vs DENSIDAD DE FLUJO MAGNETICO INDUCCION MAGNETICA TESLA T 1 T = 1Wb/m2 INDUCTANCIA HENRY H 1 H = 1Wb/A FLUJO LUMINOSO LUMEN lm 1 lm = 1cd sr ILUMINACION LUX lx 1 lx = 1 lm/m2 UNIDADES FUERA DEL SISTEMA INTERNACIONAL RECONOCIDAS PARA USO GENERAL Hay unidades fuera del S.I. , que son reconocidas por el comité internacional de pesas y medidas (C.I.P.M. ), estas son las que figuran en el siguiente cuadro: UNIDADES FUERA DE SI MAGNITUD TIEMPO

ANGULO PLANO

VOLUMEN MASA

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UNIDAD MINUTO HORA DIA GRADO MINUTO SEGUNDO LITRO TONELADA

SIMBOLO min h d ° ¨¨ “ l t

EXPRESIÓN 1min = 60s 1h = 60 mim 1d = 24 h 1° = (/180) Rad. 1’ = (1/60)° 1 = (1/60)´ 1 V = 1 dm3 1 F = 10 Kg.

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PÁGINA 3/8

MÚLTIPLOS Y SUBMÚLTIPLOS Para ampliar o reducir el tamaño de una unidad SI se utilizan los múltiplos y submúltiplos de la misma, que se obtienen aplicando como factores, potencias del número 10. Para los múltiplos se obtiene una sucesión que aumenta en 103 cada vez, y para los submúltiplos la reducción progresiva es en 10-3. A fin de indicar lo anterior se utilizan prefijos que se aplican al nombre de la unidad SI. Tales prefijos son: PREFIJO SI PREFIJO

SÍMBOLO

FACTOR

EQUIVALENTE

EXA

E

1018

1 000 000 000 000 000 000

PETA TERA GIGA MEGA KILO HECTO DECA DECI CENTI MILI MICRO NANO PICO FEMTO ATTO

P T G M k h da d c m u n p f a

1015 1012 109 106 103 102 101 10-ene 10-feb 10-mar 10-jun 10-sep 10-dic oct-15 oct-18

1 000 000 000 000 000 1 000 000 000 000 1 000 000 000 1 000 000 1 000 1 00 10 0,1 0,01 0,001 0,000 001 0,000 000 001 0,000 000 000 001 0,000 000 000 000 001 0,000 000 000 000 000 001

Los nombres de los múltiplos y submúltiplos se forman anteponiendo al nombre de la unidad el prefijo correspondiente y, en el caso de unidades de masa, los múltiplos y submúltiplos, se forman con los prefijos correspondientes junto a la palabra gramo. Ejemplos:

RECOMENDACIONES BÁSICAS PARA LA ESCRITURA a. No debe utilizarse puntos para separar números enteros decimales, sino coma (,). No se colocarán puntos luego de los símbolos de las unidades de medida o de sus múltiplos o submúltiplos, no admite plural. Ejemplo: 4,03 ESCRITURA CORRECTA. 4.03 ESCRITURA INCORRECTA.

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SIST. INTERNACIONAL DE MEDIDAS

PÁGINA 4/8

b. La parte entera debe escribirse en grupo de tres cifras de derecha a izquierda separadas entre si mediante un pequeño intervalo o espacio en blanco, la parte decimal análogamente en grupo de tres cifras pero de izquierda a derecha a partir de la coma. Ejemplo: 3 458,025 3 ESCRITURA CORRECTA 3.458.025 3 ESCRITURA INCORRECTA. c. Los números que contengan sólo parte decimal, deben escribirse con un cero, indicativo de que no tiene parte entera, a continuación la coma y de seguida la parte decimal. Está prohibido la supresión del cero y la indicación de la parte decimal colocando solamente la coma a la izquierda del número. Ejemplo:

0,25 0.25 .25 ,25

ESCRITURA ESCRITURA ESCRITURA ESCRITURA

CORRECTA. INCORRECTA. INCORRECTA. INCORRECTA.

d. Las unidades de medida, sus múltiplos y sub-múltiplos, sólo podrán designarse por sus nombres completos o por sus símbolos correspondientes. Los símbolos de las unidades no admiten plural. No se debe usar abreviaturas distintas a los símbolos utilizados en el Sistema Legal de unidades peruano, así como la colocación del punto después del símbolo de las unidades. Ejemplo: 1. Escribir treinta decámetros. 30 dam ESCRITURA CORRECTA. 30 dams ESCRITURA INCORRECTA. 30 DMS ESCRITURA INCORRECTA. 2. Escribir uno y medio metros 1,5 m ESCRITURA CORRECTA. 1.5 m ESCRITURA INCORRECTA. 1.5 ms ESCRITURA INCORRECTA. 3. Escribir veinticinco centímetros de metro. 0,25 m ESCRITURA CORRECTA. ,25 m ESCRITURA INCORRECTA. .25 mts ESCRITURA INCORRECTA.

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SIST. INTERNACIONAL DE MEDIDAS

PÁGINA 5/8

SISTEMA DE MEDIDAS MEDIDA DE LONGITUD Las medidas de longitud sirven para medir largos, anchos, alturas, profundidades y espesores. TIPOS Los distintos países del mundo no utilizan todos el mismo sistema de medida, por lo que algunas veces llegan máquinas tabuladas en pulgadas y otras en centímetros. Los principales tipos de Medidas de longitud son dos: a. Las medidas de Sistema Métrico Decimal, muy usadas en el continente europeo, América del Sur, Centro América y México. b. Las medidas del Sistema Inglés, que se utilizan en los países de habla inglesa (EE.UU., Inglaterra, Canadá, etc.). SISTEMA MÉTRICO DECIMAL En este sistema el Metro es la unidad principal de la medida de longitud y es igual a la diezmillonésima parte del cuadrante del meridiano terrestre. Se simboliza con la letra m. MÚLTIPLOS Y SUB-MÚLTIPLOS DEL METRO. DENOMINACION KILOMETRO HECTOMETRO DECAMETRO METRO DECIMETRO CENTIMETRO MILIMETRO

SIMBOLO Km. Hm. Dam m dm cm. mm

EQUIVALENCIA 1000 m - 103 m 100 m - 102 m 10 m - 10 m 1 m 0,1 m - 10-1 m 0,01 m - 10-2 m 0,001 m - 10-3 m

SISTEMA INGLÉS La unidad principal del Sistema Inglés es la pulgada, se simboliza con dos comillas (1") una pulgada. Tiene como unidades derivadas el pie (1’ ) y la yarda (1 yd). 1’ equivale a 12" (Doce pulgadas) 1 yd equivale a 3' (Tres pies) o 36" CONVERSIÓN DEL SISTEMA MÉTRICO DECIMAL AL SISTEMA INGLES O VICEVERSA a. Para convertir del sistema métrico decimal al Inglés, se hace uso de la siguiente equivalencia: Si

1” ( equivale a ) 25,4 mm x” ( equivale a ) A mm

por lo tanto

Por lo tanto para pasar de milímetros a pulgadas hay que dividir entre 25,4 INSTALACIONES ELÉCTRICAS

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SIST. INTERNACIONAL DE MEDIDAS

PÁGINA 6/8

Ejemplo: Cuántas pulgadas hay en 50,8 mm.

b. Para convertir del Sistema Inglés al Sistema Métrico Decimal, se hace uso de la siguiente equivalencia: Si 1” (equivale a) 25,4 mm B’’ (equivale a) x mm

Por lo tanto para pasar de pulgadas a milímetros hay que multiplicar la cantidad de pulgadas por 25,4. Ejemplo: Cuantos milímetros hay en 5”

X (mm) = 5 x 25,4 = 127 mm

EQUIVALENCIAS DE UNIDADES BÁSICAS USUALES

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SIST. INTERNACIONAL DE MEDIDAS

PÁGINA 7/8

*Para pasar de las unidades indicadas la derecha del primer signo =, a la del primer término, se divide entre el factor expresado. Por ejemplo.

EQUIVALENCIAS MÉTRICAS DE UNIDADES INGLESAS USUALES *

* Se aplica el mismo procedimiento indicado para las unidades métricas en la ínter conversión de las unidades.

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PÁGINA 8/8

V Equivalencias de diversas unidades

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SIST. INTERNACIONAL DE MEDIDAS

PÁGINA 1/1

MEDIDAS DE SUPERFICIE Las medidas de superficie son aquellas que sirven para medir extensiones, las mismas que tienen dos dimensiones, que pueden ser por ejemplo, largo y ancho. Por lo tanto con ellas podemos medir los terrenos, paneles, habitaciones, etc. Su unidad principal es el Metro Cuadrado (m2). ÁREA Es la expresión numérica de una medida que resulta de medir una superficie limitada. Por ejemplo: Al medir una superficie, se dice que su área es igual a 4 m2 ; quiere decir que el área de esasuperficie es equivalente a la extensión que ocuparán cuatro (4) cuadrados cuyos lados miden 1 metro.

MEDIDAS DE VOLUMEN Se entiende por volumen a la cantidad de espacio que ocupan los cuerpos, o el espacio encerrado por un cuerpo geométrico. Las medidas de volumen sirven para medir la cantidad de espacio que ocupan los cuerpos; es decir, miden extensiones que tienen tres (3) dimensiones: largo, ancho y alto. Su unidad principal es el Metro Cúbico ( m3). SELECCIÓN DE RANGOS Y ESCALAS

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INFORMACIÓN TECNOLÓGICA TÍTULO: FORMATOS Y ROTULADOS DE PLANOS

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FORMATOS NORMALIZADOS Las normas de INDECOPI, establecen los requisitos de dimensiones, especificaciones y calidad de los productos. Dentro de las disposiciones de estas normas, están las referidas al formato de los planos de los proyectos. El cuadro siguiente presenta la serie de formatos más utilizados en proyectos de Instalaciones Eléctricas, las dimensiones totales que deben respetarse y las que deben tener específicamente los márgenes. FORMATO A0 A1 A2 A3 A4

DIMENSIONES (mm) 1189 x 841 594 x 841 420 x 594 297 x 420 210 x 297

MARGENES IZQUIERDO OTROS 35 10 30 10 30 10 30 10 30 10

Un formato considera los siguientes factores: • Rotulación. • Plano de planta o plantas. • Cuadro de cargas. • Leyenda. • Detalle de puesta a tierra. • Especificaciones técnicas. • Diagrama unifilar. LA ROTULACIÓN Viene a ser la información de los siguientes datos: • Título del proyecto. • Dirección del lugar donde se ejecutará el proyecto. • Nombre del responsable del proyecto y el dibujante. • Nombre del propietario. • Fecha de elaboración. • Escala.

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INFORMACIÓN TECNOLÓGICA TÍTULO: REPRES. DE CIRCUITOS CON INSTRUMENTOS

PÁGINA 2/2

REPRESENTACIÓN DE CIRCUITOS CON INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN

CONEXIÓN DEL VOLTÍMETRO Y AMPERÍMETRO



PARA CC ó CD

PARA CA

MEDICIÓN DE LA TENSIÓN ELÉCTRICA

MEDICIÓN DE TENSIÓN Y CORRIENTE EN UN CIRCUITO BÁSICO INSTALACIONES ELÉCTRICAS

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INFORMACIÓN TECNOLÓGICA TÍTULO:

WINCHA METRICA

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INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN WINCHA METÁLICA Instrumento que se utiliza para efectuar medidas de longitud, está constituido de una fina lámina de acero (en forma cóncava para darle más consistencia), graduada en centímetros y milímetros en un borde, en el otro en pulgadas y fracciones de pulgada. La cinta va enrollada en un soporte metálico o de plástico con un fleje que sirve de muelle para que se arrolle sola.

TIPOS Existen diversas formas, tamaños y longitudes; las más usadas son de 2, 3 y 5 metros.

USOS • Se usan para medir y/o verificar longitudes interiores y exteriores, se adaptan a superficies curvas. • Para medir interiores se considera la longitud de la cubierta. PRECAUCIONES • La wincha debe protegerse de la humedad y el polvo. • Cuando no se usa, la cinta debe permanecer enrollada dentro de su cubierta.

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INFORMACIÓN TECNOLÓGICA TÍTULO:

LAPIZ

PÁGINA 2/9

Es una barra de carbón que se presenta rodeada de una envoltura de madera.

USOS Se usa para marcar, trazar y hacer anotaciones.

PRECAUCIONES No deje tirado el lápiz, puede extraviarse entre los escombros.

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INFORMACIÓN TECNOLÓGICA TÍTULO:

ALICATE

PÁGINA 3/9

Son herramientas de metal, compuesto de dos brazos trabados por un eje o pasador de articulación, que permite abrirlos y volverlos a cerrar. En los extremos de los brazos se encuentran sus mandíbulas y de acuerdo a sus formas, pueden servir para apretar, cortar o doblar. Para trabajos en instalaciones eléctricas los brazos están recubiertos por un material aislante. TIPOS Los tipos más comunes son: • El alicate universal. • El alicate de corte diagonal. • El alicate de puntas planas. • El alicate de puntas redondas. USOS a. Alicate Universal Es una herramienta de corte y sujeción. Las mordazas planas en la punta son de acero templado y sirven para sujetar piezas de poco espesor, de preferencia rectas; para estirar o torcer alambres. La parte curvada y estriada abraza objetos de superficie cilíndrica de diámetros pequeños o partes curvas, tiene además dos bordes y dos ranuras cortantes. Estas últimas permiten cortar alambres de cobre con un diámetro de 2 a 3 mm. El alicate tiene una longitud que varía entre l40 y 200 mm. b. Alicate de Corte Diagonal Sirve principalmente para cortar alambres no muy gruesos y no ferrosos. Permite trabajar en sitios inaccesibles a los alicates comunes. c. Alicate de Punta Existen 2 tipos de alicates: de punta plana y de punta redonda. Los alicates de punta plana sirven para tomar piezas pequeñas, alambres delgados en espacios estrechos y doblar conductores en forma adecuada. Los alicates de punta redonda se usan, para hacer ojales en los terminales de los conductores. DENOMINACIÓN Los alicates se denominan por su longitud total: • Alicates de l5 cm ( 6" ) • Alicates de 20 cm ( 7" ) • Alicates de 25 cm ( 10" ) PRECAUCIONES • Para trabajar con corriente eléctrica, los alicates deben tener siempre el mango aislado. • No debe usarlo para golpear, clavar ni cortar alambres muy duros. • Manténgalo limpio, desengrasado y con una gota de aceite en el pasador de articulación. GERENCIA DE FORMACIÓN PROFESIONAL

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INFORMACIÓN TECNOLÓGICA TÍTULO:

CUCHILLA DE ELECTRICISTA

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Es la herramienta más usada para quitar el aislamiento de los conductores, constituida de una hoja de acero de aproximadamente 70 mm de longitud, con filo en un lado y que se pliega dentro de un mango. El mango puede ser de madera o plástico duro y tiene una hendidura en la cual penetra la hoja cuando no se utiliza. TIPOS Existen diversos tipos de cuchillas para electricista, los que se diferencian por ser fijos o plegables.

USOS Se usa para quitar el aislamiento de los conductores y limpiar la capa de barniz que los recubre. PRECAUCIONES • Al pelar el aislamiento de un conductor, tenga presente de hacerlo del cuerpo hacia afuera. • Al cerrar la cuchilla, evite poner los dedos entre el mango y la hoja. • Cuando trabaje con corriente eléctrica, asegúrese que el mango de la cuchilla esté debidamente aislado. • Al quitar el aislamiento, tenga cuidado de no maltratar el cobre a fin de no disminuir su Sección : INSTALACIONES ELÉCTRICAS

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INFORMACIÓN TECNOLÓGICA TÍTULO:

PORTALAMPARA

PÁGINA 5/9

Constituyen los soportes de las lámparas, cuya parte interior es roscada, generalmente de bronce con aisladores de loza o baquelita. Las partes roscadas pueden ser: a. Adaptadas universalmente: • Rosca normal • Rosca Goliat b. De tamaño más pequeño: • Rosca Mignón • Rosca bayoneta TIPOS Existe una variedad de portalámparas las que se diferencian por su forma de fijación existiendo: • Empotrables • Superficiales.



Superficial





Empotrable

USOS Se utilizan para acoplar una lámpara y conectar a un circuito eléctrico. PRECAUCIONES En portalámpara de baquelita no debe colocarse lámpara con potencias mayores a 150 W.

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INFORMACIÓN TECNOLÓGICA TÍTULO:

DESTORNILLADOR

PÁGINA 6/9

Son herramientas que sirven para extrae o introducir tornillos, con un cuerpo cilíndrico de acero y con una de sus extremidades forjada en forma de cuña. La otra punta va encajada solidamente en un mango de material aislante.

TIPOS Los destornilladores más utilizados por el electricista se diferencian por la forma de su cuerpo y la punta: a. Por la forma de su cuerpo: • Cuadrados. • Circulares. b. Por la forma de la punta: • Planos. • Estrella (Phillips). Cualquiera sea la forma, existen de diferentes longitudes, pudiendo ser: • Destornilladores grandes de 20 a 45 cm. (8" a 18"). • Destornilladores medianos de 10 a 17,5 cm. (4" a 7") • Destornilladores chicos (Perilleros) de 5 a 7,5 cm. (2" a 3") DENOMINACIÓN • Los destornilladores circulares se denominan por la longitud de su cuerpo y su diámetro. Ejemplo: Destornillador circular de 4" x 3/8", punta plana. •

Los destornilladores cuadrados se denominan por la longitud de su cuerpo y el lado. Ejemplo: Destornillador cuadrado de 4" x 3/8", punta plana.

OBSERVACIÓN Los destornilladores estrella (Phillips) sólo existen con cuerpo circular. Ejemplo: Destornillador de 6" x 3/8", punta estrella.

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INFORMACIÓN TECNOLÓGICA TÍTULO:

DESTORNILLADOR

PÁGINA 7/9

USOS Los destornilladores se usan para fijar diversos tipos de tornillos. PRECAUCIONES • Inspeccione la punta del destornillador antes de usarlo. • Seleccione el destornillador adecuado para girar un tornillo, tenga en cuenta la cabeza del tornillo. • No use el destornillador como palanca, cincel, punzón, etc. • No varíe la dimensión de la punta en los destornilladores planos.

DIVERSAS FORMAS DE DESTORNILLADORES GERENCIA DE FORMACIÓN PROFESIONAL

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INFORMACIÓN TECNOLÓGICA TÍTULO:

TORNILLOS

PÁGINA 8/9

Son elementos de sujeción o fijación por expansión, se fabrican de acero o bronce, consta de cabeza, cuerpo y rosca.

TIPOS Existen de diferentes longitudes y diámetros. La cabeza puede tener diferentes formas, así tenemos: • Tornillo de cabeza plana. • Tornillo de cabeza redonda. • Tornillo de cabeza gota de sebo.

TORNILLO DE CABEZA PLANA

TORNILLO DE REDONDA

DENOMINACION Los tornillos se denominan por un número y su largo en pulgadas, el número indica el diámetro de la cabeza en milímetros. Ejemplo: Tornillo de 4 x 1" Tornillo de 5 x 3|4"

TORNILLO DE CABEZA GOTA DE SEBO

USOS Se usan para asegurar en el lugar correspondiente, los diversos accesorios que requieren fijación. PRECAUCIONES • Antes de fijar un tornillo use el destornillador adecuado para no malograr la cabeza del tornillo. • No introduzca los tornillos a golpes de martillo.

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INFORMACIÓN TECNOLÓGICA TÍTULO:

CINTA AISLANTE

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Es una cinta plana, larga y angosta que posee gran resistencia eléctrica. Se fabrica con materiales plásticos o gomas, impregnado de compuestos especiales que a la vez son aislantes y adhesivos.

TIPOS a. Cinta de Plástico: Son totalmente de material plástico con una cara adhesiva, se fabrica de diversos colores, tamaños y anchos. Son resistentes a la humedad y a la corrosión. b. Cinta de Goma: Son fabricadas con diversos compuestos de caucho, no tienen adhesivos. DENOMINACIÓN Las cintas aislantes se denominan por su ancho en pulgadas. Ejemplo: Cinta aislante de 1/2" Cinta aislante de 3/4" USOS Se usa para: • Cubrir los empalmes de los conductores. • Remplazar el aislamiento de los conductores cuando se deterioren. PRECAUCIONES • Al cubrir un empalme dé las vueltas necesarias de tal manera que la cinta aislante reemplace eficientemente el aislamiento del conductor. • Manténgalo protegido del fuego y el calor.

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OPERACIÓN:

MEDIR Y MARCAR

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Operación que tiene como finalidad determinar la distancia existente entre dos puntos pre determinados. Se ejecuta usando la wincha métrica y/o metro plegable. PROCESO DE EJECUCIÓN 1. Extienda la wincha métrica • Sujetando con una mano y jalando la cinta con la otra mano • Manipulando el seguro para que no regrese a su posición inicial

2. Coloque la wincha métrica • Haciendo coincidir la graduación cero con el punto inicial o marca del elemento a medir 3. Determine la distancia a medir • Ubicando la graduación que indica la longitud requerida.

4. Marque la distancia medida. • Leyendo en la wincha métrica la graduación que coincida con el punto determinado • Usando un lápiz.

OBSERVACIÓN • Tenga en cuanta si la graduación es en pulgadas o en centímetros

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OPERACIÓN:

PREPARAR CONDUCTORES

PÁGINA 1/1

Operación que tiene como finalidad habilitar o preparar conductores para ejecutar diversos tipos de uniones. PROCESO DE EJECUCIÓN 1. Corte alambre • Midiendo y marcando a partir del extremo del alambre, de acuerdo a la medida requerida.

2. Pele el extremo del conductor • Marcando con la cuchilla de electricista la zona o extremo a pelar • Retirando toda la capa aislante con ayuda de una cuchilla de electricista o alicate de corte diagonal.

3. Limpie el conductor • Usando la cuchilla de electricista a 90º del conductor para quitar el barniz.

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OPERACIÓN:

EMPALMAR CONDUCTORES

PÁGINA 1/1

Operación que tiene como finalidad unir dos o más conductores para prolongar o derivar una línea eléctrica en una instalación eléctrica. PROCESO DE EJECUCIÓN 1. Seleccione los conductores a empalmar • Teniendo en cuenta el tipo de empalme a ejecutar 2. Efectúe empalme • Cruzando las puntas e iniciando el trenzado con los dedos • Ajustando el trenzando con alicate universal y de punta • Cortando los extremos sobrantes

OBSERVACIÓN • Cuando se trate de una derivación enrolle el extremo del conductor derivado en el principal 3.

Aísle empalmes • Enrollando con una cinta aislante en forma oblicua a un espesor igual al del aislamiento del conductor

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OPERACIÓN:

PÁGINA 1/2

ARMAR CIRCUITO BÁSICO

Operación que tiene como finalidad unir los diferentes elementos utilizados en un circuito eléctrico básico. PROCESO DE EJECUCIÓN

5 Cm

10 Cm

1. Ubique accesorios • Midiendo y marcando su ubicación sobre tablero de madera • Teniendo en cuenta los puntos de referencia indicados



10 Cm

50 Cm



10 Cm

10 Cm

10 Cm

20 Cm 80 Cm

2. Una y fije accesorios • Haciendo las conexiones según corresponde • Teniendo en cuenta los tornillos a utilizar

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OPERACIÓN:

ARMAR CIRCUITO BÁSICO

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3. Pruebe funcionamiento • Aplicando la tensión necesaria al circuito

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OPERACIÓN: MEDIR MAGNITUDES ELÉCTRICAS

PÁGINA 1/2

Operación que tiene como finalidad medir magnitudes eléctricas en un circuito Básico. PROCESO DE EJECUCIÓN 1. Conecte voltímetro • Teniendo en cuenta la magnitud y el rango de medición del instrumento • Aplicando las puntas de prueba entre los puntos indicadas en el esquema L1

L2 220 V

V

V

V

2. Lea la magnitud • Anotando en el cuadro de voltaje correspondiente

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OPERACIÓN: MEDIR MAGNITUDES ELÉCTRICAS

PÁGINA 2/2

3. Conecte amperímetro • Teniendo en cuenta la magnitud y el rango de medición del instrumento. • Ajustando las puntas de prueba entre los puntos indicados en el esquema o insertando en el conductor la tenaza de la pinza amperimétrica.

220 V A

4. Lea la magnitud • Anotando en el cuadro de amperaje correspondiente

5. Conecte ohmímetro • Teniendo en cuenta la magnitud y el rango de medición la pinza amperimétrica. • Aplicando las puntas de pruebas entre los puntos indicados en el esquema 6. Lea la magnitud • Anotando en el cuadro de ohmiaje correspondiente. OBSERVACIÓN Para medir resistencia, asegúrese que el elemento a medir no éste conectado con la alimentación (sin tensión)

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ANOTACIONES

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