Fundamentos básicos sobre electricidad

Conductores eléctricosEs indispensable que te familiarices con los diferentes tipos de cables y alambres que se utilizan para conducir la electricidad a los diferentes puntos de nuestras casas, edificios,aparatos eléctricos, etc. Como se sabe, para que la electricidad se aproveche, debemos de hacer que circule por los circuitos con el mínimo de pérdida, esto nos lleva a escoger el mejor conductor para la función que necesitamos. Se debe de tomar en cuenta que la humedad y la temperatura la afectan.

Resistencia de los conductores electricos:Todo conductor eléctrico afecta el paso de una corriente electrica en mayor o menor grado determinado por su resistencia, el cual esta afectado por los factores siguientes: El metal del que esta formado, grosor y longitud.RESISTENCIA DE LOS METALES:La plata es el metal que conduce con más facilidad la electricidad, pero dado su costo tan elevado, no es común usarla como conductor en los circuitos eléctricos.El cobre es el conductor más usado por su bajo costo, aparte de ser un buen conductor de la electricidad. Es también usado el aluminio. Pero este presenta el inconveniente que no se puede soldar por los medios comunes, por lo mismo es muy limitado su uso en casas, sólamente en líneas de transmisión de alto voltaje.Cuando medimos la resistencia de trozos de metal distintos, del mismo tamaño y grueso, se encuentra que el hierro tiene una resistencia seis veces mayor que la del cobre, en tanto que uno de plata alemana tiene una resistencia casi 13 veces más alta que la del cobre.A continuación les presento la tabla en la cual se especifica la resistencia de los diferentes conductores eléctricos.

Conductor

Plata puraCobre recocidoCobre endurecidoAluminio(97.5%) puroZinc puroLatónBronce con fòsforoAlambre de hierroNíquelAlambre de aceroPlata alemanaHierro colado

Resistividad relativa

0,9251,0001,0221,6723,6084,5155,3196,1737,7268,62113,32671,400

Esta tabla les permitirá calcular la resistencia de cualquier alambre, para lo cual se debera multiplicar la resistencia de un alambre de cobre del mismo grueso y largo por el número que se indica en la tabla.

Para esto deberán utilizar la tabla de calibre de alambres. Por ejemplo, si queremos saber las resistencia de un alambre de latón No. 8 que la resistividad relativa indica 4,515, ahora veamos la tabla sobre los calibres de alambre la resistencia en ohmios del No. 8 de un alambre de cobre, basados en 1000 pies de largo, en la cual nos indica que es de ,6400, luego multiplicamos 4,515 por ,6400 = 2.8896 ohmios.Esta sería la resistencia equivalente a un alambre de latón del mismo largo y calibre.

Tambien hay otra forma mas eficaz de calcular la resistencia de los conductores.Ejemplo:R= a la resistencia en ohms.L= a la longitud(largo) de la resistencia o conductor(cable) en metros.

Ρ= al coeficiente de resistividad.S= a la sección del cable en mm².

Formula: R=(P•L)/S TABLA DE COEFICIENTE DE RESISTIVIDAD METAL RESISTIVIDAD (P)Plata 0.015Cobre 0.017Hierro 0.14Niquelina 0.44Nicromo 1.10

Calibre de los conductores de cobreSe usan varios métodos para identificar los diferentes calibres de los conductores:1.- Con un número de acuerdo con un patrón o calibre establecido, 2.- Por medio del diámetro del conductor en milésimas de pulgada o en milímetros y 3.- Por el área transversal del conductor expresada en milipulgadas circulares o en milímetros cuadrados.PATRÓN AMERICANO A.W.G.:Este patrón conocido como A.W. G.(American Wire Gage), es el que se emplea con mayor frecuencia en América, ya que los números del patrón métrico corresponden a las dimensiones que no se fabrican en Estados Unidos.

Tabla de medidas AWG

Cuantas veces quisimos hacer circuitos con bobinas y nos encontramos con los espesores expresados en AWG ? Esta tabla nos permitirá conocer el diámetro de un alambre y su sección partiendo del código americano.

A.W.G. Diámetro (mm)

Sección (mm²)

#1 7.348 42.41 mm²

#2 6.544 33.63 mm²

#3 5.827 26.67 mm²

#4 5.189 21.15 mm²

#5 4.621 16.77 mm²

#6 4.115 13.30 mm²

#7 3.665 10.55 mm²

#8 3.264 8.366 mm²

#9 2.906 6.634 mm²

#10 2.588 5.261 mm²

#11 2.305 4.172 mm²

#12 2.053 3.309 mm²

#13 1.828 2.624 mm²

#14 1.628 2.081 mm²

#15 1.450 1.650 mm²

#16 1.291 1.309 mm²

#17 1.150 1.038 mm²

#18 1.024 0.823 mm²

#19 0.912 0.653 mm²

#20 0.812 0.518 mm²

#21 9.723 0.410 mm²

#22 0.644 0.326 mm²

#23 0.573 0.258 mm²

#24 0.511 0.205 mm²

#25 0.455 0.162 mm²

#26 0.405 0.129 mm²

#27 0.361 0.102 mm²

#28 0.321 0.081 mm²

#29 0.286 0.064 mm²

#30 0.255 0.051 mm²

#31 0.227 0.040 mm²

#32 0.202 0.032 mm²

#33 0.180 0.025 mm²

#34 0.160 0.020 mm²

#35 0.143 0.016 mm²

#36 0.127 0.013 mm²

#37 0.113 0.010 mm²

#38 0.101 0.008 mm²

#39 0.090 0.006 mm²

#40 0.080 0.005 mm²

EL EFECTO DE LA TEMPERATURA EN EL ALAMBRE:La temperatura hace que la resistencia de un alalmbre varie, por ejemplo, cuanto mas caliente está, mas oposición tiene sobre el paso de la electricidad, esto sucede también con otros metales puros, pero no con algunas aleaciones o con el carbón.Ahora veamos ¿porque se calienta un alambre? Esto sucede por efecto de la propia corriente que por el circula, lo cual se debe a la resistencia del conductor, obviamente, cuanto más intensa es la corriente, mayor será el calentamiento y por lo mismo, mayor pérdida de energía en forma de calor. Lo que sucede es que el calentamiento aumenta en relación con el cuadrado del cambio de corriente. Por consiguiente, si se aumenta la corriente al doble, el calentamiento será 4 veces mayor.Cuando circula mayor corriente por un alambre, no solamente se calentará el conductor, habrá también un aumento en su resistencia, como consecuencia, habrá un aumento adicional de temperatura. Si sigue aumentando la corriente, provocará que se queme el aislamiento, con lo cual se corre el riesgo de un incendio.COMO SELECCIONAR UN CONDUCTOR:Tomando en cuenta los riesgos antes mencionados, en necesario escoger cuidadosamente el calibre y aislamiento correctos de un conductor, tomando en cuenta el lugar donde se intalará.La intensidad máxima en amperios que puede soportar con plena seguridad diferentes tipos de alambre en las instalacines eléctricas de acuerdo con el calibre y el tipo de aislamiento, se da en las Tabla III y Tabla IV. Estas intensidades o capacidades máximas son aprobadas por los laboratorios de las compañias de seguros contra incendios de los E.E.U.U. y aceptadas en la mayoria de los paises americanos.

CAPACIDAD DE CONDUCCION DE LOS ALAMBRES:Vamos a iniciar el estudio de los diferentes tipos de alambres y el aislamiento que los cubre, pero antes, hablaremos de las razones por las cuales la capacidad de conducción de los distintos tipos de alambres depende de los aislamientos que se emplean en dichos conductores y del método para instalarlos.Como sabemos, el calor no daña el cobre, pero en cambio, si daña el aislamiento, Cuando se calienta más alla de lo normal, puede dañarse de varias maneras, daño que depende del grado de calentamiento y del tipo de aislamiento.Sucede que algunos aislamientos se derriten, otros se endurecen y otros que se queman. Cualquiera que sea el efecto, una vez que se dañe, pierde sus propiedades aisladoras y por ende, puede ocasionar un corto circuito y por supuesto, indendios.La capacidad conductora que se especifica en las tablas III y IV para los diferentes tipos y calibres de alambres es la que pueden conducir sin riesgo de sobre calentamiento del aislamiento. El caucho común es el aislador que soporta menos calor.; por lo mismo, los alambres con este tipo de aislamiento tienen la capacidad más baja para conducir corriente.

Si un alambre con forro de asbesto conduce la corriente máxima asignada en las tablas, sin duda se calentará más que un alambre con forro de caucho conduce su maxima corriente. No obstante, como el aislamiento de asbesto soporta mejor el calor, no se dañará como se dañaria uno con forro de caucho al conducir su máxima corriente.No esta demás mencionar que cuando se indica la temperatura máxima de los conductores, esta se refiere a la temperatura del alambre propiamente dicho, y no a la temperatura ambiente.Cuando se habla de la capacidad conductora en amperios para cada tipo y calibre del alambre en las tablas III y IV, se basa en el supuesto de que el alambre se instalará en un cuarto en el cual la temperatura ambiente no pasará de 30 grados "C"(86 F). En la tabla V se indica la temperatura màxima que pueden soportar los aislamientos de los diferentes tipos de alambre que se venden en el mercado. La temperatura indicada en esta tabla es la que alcanza el alambre cuando conduce la corriente máxima, misma que se indica en las tablas III y IV, con una temperatura ambiende de 30 grados "C".Por ejemplo si el alambre conduce su corriente máxima y se instala en una habitación en donde la temperatura ambiente es mayor de 30 grados, la temperatura del alambre será mucho mayor de 60 grados. Si este fuera el caso se deberá reducir la corriente que por el circulará.En la tabla VI se especifica el factor por el cual se debe de multiplicar la capacidad conductora de cualquier alambre, cuando se instala en temperaturas mayores a 30 grados "C".

Conexión three wayConexión three way: Una de las conexiones que ha alcanzado popularidad en las instalaciones eléctricas habitacionales e industriales es la conexión three way, esto se debe a la facilidad que le da al usuario de utilizarla, por ejemplo, en un dormitorio, se acostumbra colocar uno de los interruptores en la puerta de acceso y otro más o menos al alcance de la persona para que no tenga que levantarse a apagar la luz.

COMO SE CONECTAN LOS INTERRUPTORES:

En el ejemplo de un interruptor three way, hemos numerado y coloreado los tornillos en los cuales van conectados los conductores, del color que se indican estos en la figura en la cual se da el ejemplo de como van colocados en el dormitorio.

Corriente ContínuaLa corriente eléctrica es el movimiento de electrones libres a lo largo de un conductor que está conectado a un circuito en el cual existe una diferencia de potencial.

En tanto exista una diferencia de potencial, fluirá corriente, cuando la diferencia de potencial no varía, la corriente fluirá en una sola dirección, por lo que se le llama corriente contínua o directa (C.C. o C.D.o D.C.).

Corriente Alterna

El otro tipo de corriente que existe se llama corriente alterna (A.C.o C.A.) ya que cambia constantemente de dirección, tal y como se indica en las figuras abajo.La corriente en todo circuito fluye del terminal negativo hacia el positivo, por lo mismo, para que haya flujo de corriente alterna la polaridad debe de cambiar su dirección. A las fuentes con estas características se les llama fuentes de corriente alterna. A los circuitos que trabajan con este tipo de corriente se les llama circuitos de C.A., a la potencia que consumen potencia de C.A.

LA POTENCIA ELECTRICA:El circuito ideal sería aquel que aprovechara toda la energía que produce la fuente, o sea, no habría pérdida, pero en la práctica esto no es posible. Parte de la energía producida se pierde en los conductores en la misma fuente. En lo posible se trata de minimizar este consumo inutil. La mayor parte de la potencia se pierde en forma de calor.Cuando los conductores son muy largos, por ejemplo, desde la fuente de energía hasta los hogares, ocasiona una considerable pérdida de energía o potencia eléctrica. Como se ha mencionado anteriormente, cuando se hablo sobre los conductores, se dijo que cuanto más grueso es un conductor, aparte de soportar mayor amperaje opone menor resistencia a la corriente eléctrica, pero cuanto más largo sea, su resistencia aumenta. En estos casos el alambre de plata sería el ideal, pero su costo muy alto. Aquí surge una pregunta, ¿como es posible llevar esta energía y recorrer grandes distancias sin que se generen grandes

pérdidas?, con la corriente directa esto no es posible, pero la corriente alterna se presta para lograr reducir la pérdida.Bien, cuando se conduce la energía eléctrica, una parte se convierte en calor en los cables de transmisión, la pérdida en forma de calor es directamente proporcional a la resistencia y al cuadrado de la corriente, veamos la fórmula para la pérdida de potencia: P = I2 •R (I al cuadrado). Se puede reducir las pérdidas en forma de calor si se reduce la corriente o la resistencia del conductor, o ambas. Pero la resistencia tiene menos efecto en la pérdida(de potencia) que la corriente, dado que la corriente está elevada al cuadrado.

P= potencia,watts o vatiosI= intensidad, corriente o amperR=resistencia interna

Si por ejemplo, duplicamos la resistencia, las pérdidas de potencia se duplicarían, pero si en cambio duplicamos la corriente, las perdidas se cuadruplican. Esto nos indica que lo mejor para reducir pérdidas de potencia lo más indicado es reducir la corriente. Pero esto sería un inconveniente para los que reciben la energía eléctrica, porque es en esta parte donde se necesita tener altas corrientes. Lo ideal es un método por el cual se transmita a bajas corrientes y se eleven al final y esto es posible gracias a la corriente alterna.Toda fuente de potencia tiene por objeto producir una tensión o diferencia de potencial en sus terminales y mantener esta tensión cuando el circuito se cierra y fluye corriente. Cuando las fuentes son de corriente directa, como ya se dijo, no cambia la polaridad, o sea el positivo es siempre positivo y el negativo, negativo, la corriente fluye del negativo hacia el positivo, siempre. Lo cual no sucede con las fuentes de corriente alterna ya que en un momento una terminal será negativa y en otro positiva, y así sucesivamente. No hay que olvidar que la corriente fluye del negativo al positivo aún en la corriente alterna. Cuando una fuente es de corriente alterna se llama alternador o generador. Estos generadores combinan el movimiento fìsico y el magnetismo para producir la corriente. Consta de un imán permanente y un juego de bobinas que al girar cortan las líneas del campo magnético y se produce la fuerza electromotriz (fem).Un generador elemental consta de una espira de alambre que se hacer girar dentro de un imán permanente, los extremos del alambre se conectan a unos anillos(uno por cada punta del alambre) sobre los cuales se colocan unos carbones de donde se toma la corriente.Cuando la Bobina gira, existe una tensión en cada posición de la misma. La bobina en cada

vuelta da un giro de 360 grados, o sea el movimiento angular, si en cualquiera de los puntos de la circunferencia que describe la bobina se trazan líneas al centro del círculo, a la distancia entre las líneas se le llama grado, a una línea desde fuera de la circunferencia al centro se le llama radio, o sea que a dos radios cualquiera, se le llama grado.

La distancia de los radios se mide inversamente a la rotación de las manecillas del reloj. Ya en la práctica, un radio corresponde al cuerpo u objeto que gira. El segundo radio del que se hablo es el punto de referencia desde el cual se mide la posición del primero. El efecto es el

mismo, no importando la dirección de la corriente, ejemplo: cuando por un resistor fluye una corriente, produce calor, ya sea esta directa o alterna, entonces el calor es el efecto que

se producirá en el resistor, en el ciclo positivo o negativo de la corriente alterna.

Factor de potenciaEL FACTOR DE POTENCIA:Todo lo relacionado con bobinas presenta un efecto inductivo, el cual tiende a oponerse al paso de una corriente alterna. ya sabemos que toda corriente necesita de un voltaje, esta al llegar a la bobina, presenta un retraso con relación a su voltaje, es aquí donde se desfasan, corriente y voltaje y se invalida la fórmula para averiguar la potencia que consume un circuito.En otras palabras, cuando la carga o consumo de un circuito por el que circula corriente alterna son resistencias puras, por efecto del material conductor, se obtiene una relación aproximada de la potencia consumida o potencia que se disipa, la fórmula es la siguiente: W = V x I. Puede decirse que lo que se obtiene con esta fórmula es la Potencia Real que es disipada, un vatímetro nos daría esta lectura.Se presenta un problema cuando la carga es inductiva o capacitiva, dado que el vatímetro da una lectura de POTENCIA APARENTE, misma que es menor al consumo real que se lleva a cabo.No habría de saber esto la empresa que provee la energía, y por lo mismo obliga a las industrias a colocar un contador adicional el cual se denomina COSENOFÍMETRO para que mida el porcentaje de desviación entre la POTENCIA APARENTE que presenta el vatímetro y la POTENCIA REAL O POTENCIA EFECTIVA que se consume.Se le conoce al valor de la relación entre las dos potencias como FACTOR DE POTENCIA. Las empresas que proveen el servicio de energía electrica, aplican una multa a la fábrica que tiene un factor (se le conoce también como coseno fi) menor a 0.9.El factor de potencia ideal es aquel que su relación se encuentra en 1( o sea, aparente = a efectiva ); si queremos saber la potencia efectiva, tenemos que dividir la potencia aparente(la que nos indica en vatímetro) por el factor de potencia(este nos lo indica el cosenofímetro).

Existen métodos para mejorar el factor de potencia, el cual puede tener problemas por dos fenómenos opuestos: atraso en la corriente por las cargas inductivas muy altas, bien, corriente adelantada generada por circuitos con características capacitivas(varios capacitores o motores sincrónicos). He aquí la forma de corregir esta desviación: Si el factor de potencia se debe a una tendecia inductiva, que es lo que regularmente ocurre la mayoría de las veces, se coloca en paralelo con las líneas de alimentación un capacitor de alta capacidad. Obviamente, este banco de capacitores se coloca dentro de la fábrica y existen empresas que los proveen y colocan.

FusiblesFusibles, otra elemento importante en un circuito eléctrico.Para iniciar diré que los fusibles son dispositivos de seguridad que protegen a los alambres contra sobrecargas de corriente, es importante que al cambiarlos se haga por uno de igual amperaje. Es conveniente que al colocar un fusible nuevo se verifique cual fue el motivo por el cual el anterior se fundió, pudo haber sido una sobrecarga o bien, un corto circuito.Todo conductor se calienta cuando por el pasa una corriente excesiva. La sobrecarga de los conductores puede ser por causa de utilizar fusibles de mayor amperaje en las derivaciones de los circuitos, esto causa pérdida de energía en los conductores de esta sección, por ende, los aparatos funcionaran incorrectamente, con el agravante de causar incendios y serios daños en la canalización.Cuando en una casa se va a incorporar un nuevo aparato de alto consumo, debe de agregarse una nueva derivación de circuito capaz de soportar el consumo adicional. Se debe verificar que el circuito de entrada también es capaz de soportar esta incorporación.

CIRCUITO DE ENTRADA DE 150 AMPERIOS:Cuando un circuito de entrada de 110 - 220 y 3 conductores y 150 amperios, puede soportar lo siguiente:1. Iluminacion de la casa.2. Plancha eléctrica3. Horno4. Refrigerador.5. Cocina eléctrica(estufa) de 12,000 vatios.6. Secadora de ropa de 8,700 vatios.7. Aire acondicionado de 5,000 vatios.Con este equipo funcionando, aún pueden conectarse otros aparatos que no superen los 5,500 vatios.Con un circuito de entrada de 200 amperios(los mismos voltajes), es suficiente para lo anterior y además calefacción. Los circuitos de entrada que se han descrito (150 - 200 amperios) son los que se utilizar en la actualidad.En el caso que se utilicen en los circuitos de entrada conductores tipo RH-RW el calibre debe ser # 0 para 200 A. y # 000 para 150 A. Si en cambio son del tipo R, se debe de usar # 000 para 150 A. y 250.000 mils circulares para 200 A.Para un circuito de entrada de 100 amperios 110 - 220 voltios(3 conductores), los aparatos que se van a conectar, el alumbrado inclusive, no deben de sobrepasar los 10,000 vatios. El calibre del alambre debe ser del # 2 ò # 3 tipo RH-RW, si es tipo R el calibre debe ser # 1. Se recomienda para casas con área de 280 metros cuadrados aproximadamente.Para un circuito de entrada de 60 amperios(110 - 220) se recomienda si es alambre del tipo RH-RW el No. 4 y del tipo R el mínimo recomendado por el código. Este circuito ya no es recomendable en nuestra época.En un circuito de entrada de 30 amperios no tiene una capacidad suficiente para soportar artefactos eléctricos comunes, este puede suministrar corriente a muy pocos artefactos de bajo consumo.LOS COLORES DE LOS CONDUCTORES(CLAVE DE COLORES):

Los conductores estan clasificados en colores para que el electricista pueda identificarlos cuando tenga que hacer una reparación.1. CONDUCTOR VIVO: Este debe de ser de color negro mismo que se debe de conectar al terminal dorado o de laton de los interruptores, cajas de fusibles, receptáculos, etc. Cuando en los dispositivos en lugar de tornillos tienen alambres de conexión, el conductor negro del dispositivo debe de conectarse al conductor negro de la instalación eléctrica y el conductor blanco del dispositivo debe de conectarse al conductor blanco.2. TIERRA O CONDUCTOR MUERTO: También llamado alambre contínuo es de color blanco, este debe de conectarse directamente en la caja de entrada de la instalación. Se debe de conectar al terminal plateado de los interruptores, receptáculos, etc. Salvo casos especiales el conductor blanco nunca debe de conectarse a un conductor de color negro.3. CONDUCTOR NUMERO 3: En el caso de instalaciones de 3 conductores, este debe de ser de color rojo ya que este también es vivo y se conecta únicamente a los terminales no comunes o dorados de los receptáculos, cajas de fusibles, etc. o bien a conductores del mismo color.En todos los sistemas de corriente alterna, el alambre blanco debe de conectarse a tierra. También es importante, según el código de los E.E.U.U, no se debe de interrumpir con fusibles. Esto garantiza que este conductor siempre está al potencial de tierra, evitando una descarga atmosférica(rayo) o de alto voltaje.Además, si se conectan a tierra las cajas, bastidores o cualquier cubierta metálica, se evitan choques eléctricos cuando se produce un corto circuito.Para la conexión a tierra se debe de usar, si es una barrita de cobre, deberá ser de .5 pulgadas y 2.43 metros de largo a una distancia de la pared de la casa o edificio de 2 pies y un pie debajo de la superficie de la tierra.

Instalación de un timbre o zumbadorEn esta pagina te enseñaremos como instalar un timbre o zumbador.NOTA: No olvides desconectar la energía eléctrica, así evitaras acccidentes y trabajaras con toda confianza.Timbre o zumbador: Este es un accesorio que puede considerarse como una alarma operada por una persona que necesita que le atendamos, el cual emite un sonido agudo y en algunos casos de corte musical o imitando el canto de aves.Para la instalación de un timbre o zumbador se debe desmontar la placa del timbre anterior quitando los tornillos que la aseguran en la caja, luego, aflojar los tornillos que aseguran los cables y colocar el nuevo. Si es una instalación nueva, primero debemos de colocar los cables dentro del tubo segun indica la figura y proceder como se hizo con los interruptores, ver Interruptor simple e Interruptor múltiple. El cable que se utiliza para timbres es de tipo paralelo y sólido relativamente delgado. Esta característica se debe a que la corriente que circulará por el es relativamente baja, por lo mismo no habrá calentamiento, además los períodos en que circulará corriente por el son cortos.

multiple.

multiple.

Instalación de un tomacorrienteVeremos ahora como instalar un tomacorriente. Los tomacorrientes se denominan como polarizados y no polarizados, estos son los más utilizados en una casa normal, aunque para proteger todos los aparatos conectados lo ideal es que se colocquen tomacorrientes polarizados.. NOTA: No olvides desconectar la energía eléctrica, así evitaras acccidentes y trabajaras con toda confianza.Tomacorriente polarizado: Este toma corriente se caracteriza por tener tres puntos de conexión, el vivo o positivo, el negativo y el de tierra física, es muy importante el uso de estos tomacorrientes. Abajo un ejemplo.

Tomacorriente no polarizado: Este tomacorriente unicamente tiene 2 puntos de conexión, el vivo o positivo y el negativo; este tipo de tomacorriente no es recomendable para aparatos que necesiten una protección adecuada contra sobrecargas y descargas atmosféricas. Abajo un ejemplo.

En el caso de los tomacorrientes los cables se conectan al positivo y negativo de la instalación directamente.En la figura puede verse que debemos de conectar tres cables para instalar un tomacorriente

polarizado:ROJO: Este debe de conectarse a la línea viva o positiva de la instalación eléctrica.NEGRO: Este debe de conectarse a la línea negativa de la instalación eléctrica.VERDE: Este corresponde a la tierra física de la instalación eléctrica.

En el caso de un tomacorriente no polarizado se deben de conectar dos cables:ROJO: Este debe de conectarse a la línea viva o positiva de la instalación eléctrica.NEGRO: Este debe de conectarse a la línea negativa de la instalación eléctrica.Para una instalacion nueva seguir los pasos indicados en Interruptor simple e Interruptor múltiple.No hemos utilizado símbolos para estos casos ya que lo que se pretende es enseñar de forma simple como instalar tomacorrientes.

Interruptor con indicador nocturnoCon el agregado de dos componentes a tus interruptores, vas a poder localizarlos facilmente en plena obscuridad cuando desees encenderlos.Lo que necesitas es lo siguiente:1. Un resistor de 100KΩ.2. 1 Una lámpara neón

COMO FUNCIONA: Cuando la luz está apagada la lámpara neón se ilumina y permenece así hasta que se enciende la luz. Lo que sucede es que cuando el interruptor está en posición de apagado, el resistor de 100KΩ y la lámpara neón completan el circuito y pasa a través de ellos la corriente; cuando el interruptor se conecta, tomando en cuenta que ya no hay una alta resistencia, a través de el fluye más facilmente la corriente, y por lo tanto enciende la bombilla (lámpara ) de la habitación.

Interruptor para dos intensidades de luzCon la instalación de este interruptor tienes 2 opciones de luz, plena y media. Como logramos esto?, fácil, tendras que cambiar el interrptor simple por uno de 2 en la misma placa.Lo que necesitas es lo siguiente:1. Una placa con 2 interruptores.2. 1 diodo 1N4001Ahora procedemos a quitar la placa antigua y a colocar la nueva.NOTA: No olvides desconectar la energía eléctrica, así evitaras acccidentes y trabajaras con toda confianza.En la figura de abajo puedes ver como se debe de conectar el diodo a los 2 interruptores.

COMO FUNCIONA: Con uno de los 2 interruptores se enciende y a la vez se apaga la luz, el otro se encarga de atenuar la intensidad de la luz o dejarla a plena iluminación. Cuando el interruptor en el que está conectado el diodo está abierto, únicamente pasan los electrones a través del diodo propiamente dicho, en otras palabras, solo pasará la mitad de cada ciclo de la corriente alterna, por este motivo la lámpara se iluminará a media luz.OBSERVACION: Este circuito no funciona con lámparas flourescentes.Después de haber conectado todo, procedemos a colocar la placa y a atornillarla.

Lámparas FlourescentesLas lámparas flourescentes contienen gas argón y vapor de mercurio. En esta página trataremos de darte algunos datos importantes sobre este tipo de iluminación que se ha vuelto tan popular. No cabe duda de la popularidad que han adquirido las lámparas flourescentes, en todo tipo de establecimiento donde se requiera de iluminación con un costo bajo y generación de calor también mínimo.Las lámparas flourescentes proveen luz de dos a cuatro veces mayor que las incandescentes, por ejemplo, para producir la misma cantidad de luz: lámpara flourescente = 5 vatios, lámpara incandescente = 10 o 40 vatios.Otra ventaja es el bajo brillo superficial con respecto a las incandescentes que brillan en un solo lugar, las flourescentes tienen un brillo menor a través de un área mayor, con esto dan menos sombras y una mejor distribución de la luz sin tener que forzar la vista como lo tenemos que hacer cuando se trata de una bombilla incandescente.Las luces flourescentes tienen forma tubular, y se fabrican en dos formas, rectas y circulares. Las que vienen en forma recta tienen largos entre 10.8 cms. y 2.44 mts. y su vatiaje según el largo entre 4 y 215 vatios. Las circulares tienen diámtros extreriores entre 20.95, 30.48 y 40.64, los vatios respectivamente son: 22, 32 y 40.En cada extremo de los tubos tienen una tapa con 2 terminales, los terminales están concetados a un filamento interno de tungsteno, además dentro del tubo hay una cantidad de gas argón y una gota de mercurio, y por último la superficie(interna) está revestida con una substancia flourescente. El montaje del tubo se hace en una caja que contiene un transformador y un circuito de arranque y la lámpara propiamente dicha.El transformador proporciona el alto voltaje que necesita para iniciar el arco de vapor de mercurio dentro del tubo y así estabilizar el circuito, conservando la corriente de funcionamiento a nivel estable. La función del interruptor de arranque se encarga de cerrar el circuito entre los dos filamentos cuando se activa al circuito de la lámpara, también se encarga de abrir el circuito entre los dos filamentos despues de cierto tiempo, el adecuado para calentar los filamentos a la temperatura correcta.

Conexión de un ventilador

AGRUPAMIENTO DE GENERADORESAgrupamiento de generadores. - En la mayoría de las aplicaciones prácticas surge la

necesidad de disponer de generadores que tengan una fuerza electromotriz o una capacidad mayor que la que puede suministrar un solo elemento.

Si bien estamos haciendo mención a los generadores químicos, tales como pilas y acumuladores, esta necesidad suele presentarse no con tanta frecuencia, con los generadores basados en principios electromagnéticos, como dínamos y alternadores.

Al hablar de la conveniencia de emplear varias placas para cada electrodo de los acumuladores, vimos que uniéndolas entre sí, logramos aumentar la capacidad, mientras que uniendo uno a continuación de otro los electrodos de los acumuladores, formábamos baterías cuya fuerza electromotriz iba en aumento. En el primer caso, se hizo una unión en paralelo o derivación; mientras que al segundo, se le designa como conexión en serie. La combinación de ambos sistemas nos da la conexión mixta, con las ventajas de ambos.

Conexión en serie. - Se unen varios generadores uno a continuación de otros conectando el borne positivo, al negativo, y así sucesivamente.

La fuerza electromotriz del conjunto es igual a la suma de la fuerza electromotriz de todos los elementos, y pueden conectarse generadores de distinta fuerza electromotriz.

Cada generador tiene su resistencia interna provocada por el efecto de polarización, y constituye un impedimento, obstáculo o resistencia al paso de la corriente eléctrica, reduciendo en consecuencia la tensión disponible en los bornes del generador, y depende su efecto del tipo de agrupamiento empleado, y la que aumentará en este tipo de conexión, sumándose los valores individuales.

Ejemplo: tenemos tres pilas de 1,5 volt con "una resistencia interna de 0,5 ohm cada' una, conectadas en serie.

Determinar la fuerza electromotriz del conjunto y la resistencia interna:

F.E.M. total = 3 X 1,5 = 4,5 volts

R int. total = 3 X 0,5 = 1,5 ohms

Supongamos que el conjunto es conectado a un receptor (por ejemplo Una lámpara), circulando por el sistema una corriente de 0,5 amper y luego al reemplazar por otro receptor, la corriente es de 0,3 ampers. Ello provocará diferentes caídas de tensión en la resistencia interna, que reduce la tensión disponible en los bornes de la batería.

Caída de tensión = R int . I= 1,5 X 0,5= 0,75 volts

Tensión del generador= F.E.M - Caída de tensión = 4,5-O,75 = 3,75 volts

Caída de tensión = R int . I = 1,5 X 0,3 = 0,45 volts

Tensión del generador= F.E.M. - Caída de tensión = 4,5 - 0,45 = 4,05 volts

Este ejemplo nos permite apreciar la influencia de la resistencia interna cuando varía la corriente y la reducción en la tensión disponible en los bornes del generador.

Conexión en paralelo. - Si conectamos varios generadores, de forma que todos los bornes que corresponden al polo positivo estén unidos, y por su parte hacemos lo mismo con los bornes correspondientes al polo negativo, tendremos un acoplamiento en paralelo, en que la f.e.m. del conjunto es igual a la de un solo elemento. Es imprescindible que la f.e.m. de todos los elementos, sea idéntica, y la ventaja de este conexionado estriba, en que si bien la f.e.m. no aumenta, en cambio la capacidad del conjunto, si. Otra ventaja adicional, es de que la resistencia interna del conjunto disminuye, y es tanto menor cuanto mayor cantidad de elementos se conectan en paralelo.

R int= R int de 1 elemento/N° de elementos

Ejemplo: tenemos cuatro acumuladores cuya f.e.m. es de 1.5 volts, capaces de suministrar 10 amper-horas por elementos. Determinar la capacidad del conjunto.

Capacidad total = Capacidad 1 elemento x Nº de elementos= 10 X 4 = 40 ampers-horas.

Conexión mixta. - La figura nos da a ver una combinación de ambos sistemas, y las ventajas que reportan.

En el ejemplo se han dispuesto 7 acumuladores de 2 V cada uno, y distinta capacidad, lo que nos permite obtener una tensión de 10V y una capacidad de 15 amper-horas.

Es evidente que si una máquina realiza idéntico trabajo, en menor tiempo que otra máquina, se requiere que la primera tenga mayor potencia.

Se define como potencia, el trabajo realizado en la unidad de tiempo, siendo su unidad el kilográmetro por segundo, empleándose habitualmente un múltiple, llamado caballo de fuerza (HP) equivalente a 75 Kgrn/s.

La misma definición, corresponde para definir la potencia eléctrica puesta en juego, y basta dividir el trabajo eléctrico realizado, por el tiempo, para conocer la misma, siendo su unidad el Watt. Corresponde al trabajo realizado en un segundo cuando tenemos una diferencia de potencial de un volt entre dos puntos por el que circula una corriente de un amper.

trabajo TPotencia

tiempo t

.W E I

A su vez,

.E I R

se ha transformado en energía potencial, y esta energía acumulada progresivamente es:

2. . . . .W I R I I I R I R

Si por la misma ley de Ohm, reemplazamos I, en vez de E, como hemos hecho nos dará:

EI

R

.W E I

al reemplazar I, obtenemos:

2

.E E

W ER R

La capacidad para realizar un trabajo, se define, como energía, o lo que es lo mismo, un cuerpo posee energía si está capacitado para realizar un trabajo.

En mecánica distinguimos dos formas energía, una potencial, y otra cinética o de movimiento.

Decimos que un cuerpo posee energía potencial, cuando la misma se encuentra acumulada pero en estado de reposo, estando capacitada para ponerse de manifiesto en un momento dado. Como ejemplos, podemos citar la energía acumulada en un resorte que se ha comprimido; un cuerpo apoyado sobre una mesa, que no puede caer a pesar que es reclamado por la fuerza de gravedad; la f.e.m. disponible entre los bornes de un acumulador, sin conectar a un circuito externo, etc.

La energía cinética o de movimiento como su nombre lo indica, es la energía de los cuerpos en movimiento, y es una función de la velocidad y la masa.

Es posible pasar de una forma de energía a otra y en la vida diaria tenemos a cada momento ejemplos de esta transformación, basta citar el caso de que si arrojamos una piedra al aire, la misma está animada de energía cinética, y su velocidad va disminuyendo hasta un punto en que se de tiene para volver a caer. En el momento que se ha detenido la energía cinética total se ha transformado en energía potencial, y esta energía acumulada progresivamente es la que capacita al cuerpo para volver a caer, transformándose nuevamente en energía cinética.

Es evidente que estas transformaciones pueden hacerse sin ninguna dificultad pero con juicioso criterio podemos suponer que en cada una de estas transformaciones, habrá una pérdida.

En realidad, no hay pérdidas ya que la energía no se destruye ni se crea, y solamente sufre transformaciones. Como Ud. verá, puede a su vez manifestarse en otras formas de energía, distintas a las citadas, como en el caso de la energía térmica.

La energía eléctrica que suministran las empresas comerciales para el consumo por parte de los usuarios, es medida mediante instrumentos, conocidos por medidores, y la unidad adoptada es el watt-hora o más comúnmente el Kilowatt-hora. Vale decir, el consumo de potencia durante una hora.

Energia= W. t = Wh ó KWh

La energía eléctrica es destinada para realizar una serie de trabajos muy distintos, como ser, mover una máquina, desarrollar calor, iluminar, etc. Es decir, realizaremos transformaciones de energía.

Sin embargo, durante estas transformaciones de energía, hablaremos de rendimiento del elemento o receptor encargado de dicha transformación, lo que supone de hecho, una pérdida.

Esto parece contradecir lo que se ha dicho sobre la conservación de la energía, ya que no es posible destruirla o crearla,

Si suministramos energía eléctrica a un sistema de calefacción, observaremos que al mismo tiempo que se desarrolla energía térmica, el mismo radiará cierta cantidad de luz. A su vez, al transformar energía eléctrica en lumínica, se observará que la ampolla de la lámpara está caliente, evidenciando que parte de la energía se ha transformado en térmica.

No obstante, en el primer caso no nos interesaba el desarrollar luz, y en el segundo calor, sin embargo no hemos podido evitarlo. Lo único que resta es diseñar elementos que reduzcan en todo lo posible, aquellas otras manifestaciones, que resultan indeseables a los fines perseguidos.

Al hablar de rendimiento, nos referimos a la posibilidad del mayor aprovechamiento o transformación en la forma de trabajo que nos interesa, pero téngase bien presente, que en ningún momento hay destrucción de energía.

Potencia útil.100

Potencia suministradaRENDIMIENTO

El rendimiento está dado por el valor porcentual con referencia a la potencia suministrada.

Ejemplos:

1)Un receptor sometido a una tensión de 220 volts y por el cual circulan 5 amperes durante 2 horas habrá consumido una energía de:

Energía=W.t

Energía=E.I.t=220x5x2=2200Wh=2.2KWh

Si el mismo receptor estuvo conectado durante 2 horas 30 minutos y 10 segundos, el consumo será:

t=2hs 30’ 10’’=9010’’

. . 220 5 9010 ''2753 2.75

3600 '' 3600 ''

E I t x xEnergía Wh KWh

2)Un motor conectado a 220 volts, consume una potencia de 5 HP. Determinar la corriente que circula por sus arrollamientos. Sabemos que 1 HP (caballo de fuerza) es equivalente a 736 W.

5 HP = 5 x 736 = 3680 W

W=E.I

368016.72

220

WI A

E

3)Un sistema calefactor de 600W ,tiene una resistencia de 80,9Ω.Determinar la corriente eléctrica que circula por el mismo, cuando se conecta a la línea de 220V.

2.W I R

6002,72

80,9

WI

R

Resistencia. - Ya hemos dicho que todo conductor ofrece cierta resistencia al paso de la corriente eléctrica. Ahora bien, si tomáramos varios conductores de idénticas dimensiones, pero de distintos materiales, tales como cobre, hierro; o algunas aleaciones muy empleadas en la fabricación de elementos eléctricos, como niquelina, nicromo, etc.; veríamos que si los conectamos entre los bornes de un acumulador, en forma individual y en serie con un amperímetro, este acusaría distintos valores de corriente.

Este simple experimento nos demuestra que todo material ofrece cierta resistencia, y que la misma depende de la sustancia empleada, es decir, de su resistividad. Por otra parte, si acortáramos la longitud de los conductores, comprobaríamos que la corriente aumentaría, vale decir hemos reducido el camino que se opone al paso de la corriente eléctrica. Y si por último, redujéramos la sección del conductor, el instrumento acusaría una reducción en el paso de la corriente eléctrica.

En consecuencia deducimos que la resistencia es proporcional a la longitud de los conductores empleados, y se encuentra en razón inversa de la sección de los mismos No debemos olvidar que se ve afectada por el material empleado, y para poder calcular su valor, se han confeccionado tablas, con lo que se denomina "coeficiente de resistividad", es decir, se ha determinado la resistencia específica que ofrecen conductores de un metro de largo y un milímetro cuadrado de sección, de las distintas sustancias que interesa conocer.

Estas conclusiones podemos resumirlas mediante una expresión matemática:

.LR

S

R, en ohms

L, longitud de la resistencia o conductor en metros.

ρ, coeficiente de resistividad

S, sección en mm²

Metal Resistividad(p)

Plata 0,015

Cobre 0,017

Hierro 0,14

Niquelina 0,44

Nicromo 1,10Ejemplo:

Calcular la resistencia de un alambre de cobre, cuyo coeficiente de resistividad según la tabla es de 0,017, siendo su diámetro de 2 mm y su longitud de 100 metros.

Sección de alambre = 0.785 d²= 0,785 X 2 X 2 = 3,14 mm²

. 0,017 1000,54

3,14

L xR ohm

S

Conductancia . - Se define como conductancia, la facultad que tienen los cuerpos de facilitar el paso de la corriente eléctrica. Es evidente que la misma está dada por el valor recíproco de la resistencia, y se la representa por la letra G, siendo su unidad el mho.

1G

R

Agrupamiento de resistores - En la práctica diaria, se presenta la necesidad de agrupar los resistores de distintas maneras, para lograr características especiales en el circuito del que forman parte.

C onexión serie. - Es cuando los resistores se conectan uno a continuación de otro y el valor total de la resistencia está dado por la suma de las resistencias individuales.

Rt=R1+R2+R3…Rn

Esta disposición es muy común, cuando se desean lograr valores altos de resistencia y solo se disponen valores menores, problema frecuente con el empleo de resistores de todo tipo, o cuando interesa obtener un divisor de tensión, para disponer de tensiones menores que la que hay entre los extremos del agrupamiento.

Conexión en paralelo - Al acoplar resistores en paralelo, uniendo todos los extremos por un lado, y los otros extremos por el otro lado, como da a ver la figura, la comente eléctrica encuentra mayor número de caminos, lo que se traduce en una menor oposición o resistencia a su paso; o una mayor conductancia, o facilidad para circular.

Por lo tanto la conductancia total del sistema, será igual a la suma de las conductancias parciales.

Gt=G1+G2+…Gn

Hemos visto que la conductancia es igual al valor recíproco de la resistencia, y si. reemplazamos valores tendremos:

1 1 1

1 2Rt R R

1 1 1. 21 1 2 1 2 11 2 1. 2

R RRt

R R R RR R R R

Si R1=R2=R3

Nº de resistores

RRt

Deducimos que cuando agrupamos resistores en paralelo, el valor total es menor que el valor individual de cualquiera de los resistores que conforman el sistema. Se re-curre a su empleo, cuando se desea lograr valores menores de los que se dispone, o principalmente cuando el fin perseguido es lograr una mayor disipación.

Efectos térmicos de la elec tricidad . - Hemos dicho en el párrafo anterior que muchas veces se agrupan resistores a fin de lograr una mayor disipación. Naturalmente Ud. se preguntará, ¿y qué es la disipación?

Al circular la corriente eléctrica por cualquier elemento de circuito, encuentra una resistencia, que obliga al consumo de energía, ya que se realiza un trabajo para vencer la oposición que se presenta.

En realidad, es más correcto decir que el trabajo realizado provocó una transformación de energía, en este caso, de eléctrica en térmica, ya que se traduce en un aumento de temperatura del elemento en cuestión.

Fácilmente comprendemos que la energía consumida o disipada en la unidad de tiempo, corresponde a la potencia, que como recordamos es proporcional a la tensión y a la intensidad de corriente eléctrica, y cuya unidad es el Watt.

El aumento de temperatura en el elemento, provocado por el consumo de energía, da lugar a modificaciones en la estructura de la sustancia empleada, que alteran a su vez las propiedades eléctricas de la misma y que con excepción del carbono, silicio, etc., aumenta la resistencia al pasaje de la corriente eléctrica.

El incremento de resistencia, depende de la variación de temperatura, la resistencia inicial, y está afectada por un coeficiente de temperatura propio para cada sustancia. El mismo se determina, midiendo los incrementos de resistencia que provoca la variación en un grado centígrado de temperatura, en conductores de un metro de largo y un milímetro cuadrado de sección.

RT=Rt.[1+ .(t2-t1)]

RT, resistencia a la temperatura que se desea determinar.

Rt, resistencia a la temperatura en que se encontraba el elemento.

, coeficiente de temperatura.

t2 – t1, diferencia de temperatura, al iniciar y terminar las mediciones.

Coeficientes R-Tº

Metal Coeficiente de Temperatura ( )

Plata 0,0040

Cobre 0,0040

Hierro 0,0045

Niquelina 0,0030

Níquel 0,0060

Constatan 0

Manganina 0

Carbón -0,005Este aumento de temperatura provocado por la potencia eléctrica suministrada al

elemento, consume una cantidad de calor que en muchas ocasiones interesa conocer, como en el caso de los artefactos para calefacción.

La ley de Joule, enuncia, que la cantidad de calor desarrollada en un elemento es proporcional a la, potencia eléctrica suministrada, al tiempo en segundos y a un coeficiente numérico; su unidad es la caloría cuya definición nos dice: caloría es la cantidad de calor suministrada para que una masa de agua de un litro, eleve su temperatura en un grado centígrado.

Q=0,00024.W.t=calorías

Ejemplos:

Determinar la resistencia total de tres resistores en serie, si tienen 3. 7 y 5 Ω res-pectivamente.

Rt=R1+R2+R3

Rt=3+7+5=15Ω

Calcular el valor del conjunto formado por dos resistores en paralelo de 10 y 15 Ω respectivamente, y en el caso de tratarse de tres resistores de igual valor, 30 Ω.

1. 2 10 156

1 2 10 15

R R xRt

R R

Por el método de las conductancias:

1G

R

Si tenemos: G1=0,1 y G2=0,0667

Gt=G1+G2=0,1+0,0667=0,1667 mho

1 16

0,1667Rt

Gt

si los resistores son de idéntico valor digamos 30 ohm se divide el valor de uno de ellos por el número de los mismos.

3010

3

RRt

n

Una resistencia de cobre tiene 10Ω a 20°C; ¿A 100° C, qué resistencia tendrá?

El coeficiente de temperatura para el cobre es 0,004.

Dif de Temp. = 100° - 20° = 80°C

RT = Rt [ 1 + (t2 – t1) ]=10(1 +0,004x80)=13,2Ω

Determinar las calorías desarrollada por la resistencia del ejemplo anterior (R = 13,2) por la que circulan 10 A, durante 15 minutos (900 segundos).

Q = 0,00024 Wt

W=I².R=10 x 10 x 13,2= 1320W

Q = 0,00024 x 1320 x 900" = 285 calorías

Asociaciones de condensadores

Al igual que las resistencias, los condensadores pueden asociarse en serie, paralelo o de forma mixta. En estos casos, la capacidad equivalente resulta ser para la asociación en serie:

y para la asociación en paralelo:

Sistema eléctrico calculo para la caída de tensión

1) Monofasico2) Trifásico de tres hilos3) Trifásico de cuatro hilos

1) Circuitos monofásicos:

La potencia que consume la carga es: P= Vn•I•cosfi , I= P/ (Vn•cosfi)

La caída de voltaje por resistencia en el conductor; (considerando su longitud total de ida y vuelta), es:

E=2•R•I E= caída de voltaje fase a neutro La resistencia del conductor es:

R= ro•L/ S , ro mm2/mts es la resistividad del conductor, L mts la longitud del conductor y S mm2 la área.

Siendo la resistividad para el cobre: ro= 1/50 ohm-mm2/mts De donde: E= (1/25)•(L•I /S)

E%=( L•I)/(25•S)•(100/Vn)= 4•(L•I)/(Vn•S)

Vn= voltaje de línea a neutro, E= caída de voltaje de fase a neutro en volts

E%= caída de voltaje en porcentaje.

2) Sistema trifásico a tres hilos.

La potencia que consume la carga trifásica es:P=1,73•Vf•I•cosfi, I= P/ (1.73•Vf•cosfi) donde Vf es voltaje entre fases, caida de voltaje entre fases, es: Ef=1,73•R•I donde Ef es caída de voltaje entre fases. Pero R=(ro•L) / S=(1/50)•(L/ S).Vf= voltaje entre fases

Ef= (1.73/50)•(LI/S), Ef= caída de voltaje entre fasesRo del cobre = 1/50,

El por ciento de la caída de voltaje es: E%= (Ef/Vf)•100

Ef=(1.73•L)/ (50•S•Vf)•100, E%= (2•1,73•L•I) / (S•Vf)

3) Sistema trifásico de cuatro hilos: La potencia que consume: La carga trifásica, es: P=1,73•Vf•I•cosfi=3•Vn•I•cosfi I=P / 1,73•Vf•cosfi= P/ 3•Vn•cosfiLa caída de voltaje entre fases es: Vf=1.73•R•I= (1,73•L•I)/ (50•S)

Expresando esta caída de voltaje en por ciento: E= RI= (L•I) / (50•S)

E%= (E/Vn)• 100= ((L•I) / (50•S•Vn))•100

E%=(2•L•I) / ( S•Vn)

MOTORES ASÍNCRONOS MONOFÁSICOS

INTRODUCCIÓN

Los motores monofásicos, como su propio nombre indica son motores con un solo devanado en el estator, que es el devanado inductor. Prácticamente todas las realizaciones de este tipo de motores son con el rotor en jaula de ardilla. Suelen tener potencias menores de 1KW, aunque hay notables excepciones como los motores de los aires acondicionados con potencias superiores a 10KW. Se utilizan fundamentalmente en electrodomésticos, bombas y ventiladores de pequeña potencia, pequeñas máquinas-herramientas, en los mencionados equipos de aire acondicionado, etc. Se pueden alimentar entre una fase y el neutro o entre dos fases. No presentan los problemas de excesiva corriente de arranque como en el caso de los motores trifásicos de gran potencia, debido a su pequeña potencia, por tanto todos ellos utilizan el arranque directo. Presentan los siguientes inconvenientes: • Se caracterizan por sufrir vibraciones debido a que la potencia instantánea absorbida por cargas monofásicas es pulsante de frecuencia doble que la de la red de alimentación. Este fenómeno se puede observar en la figura de la página que a continuación se adjunta

• "No arrancan solos" , debido a que el par de arranque es cero. Para explicar esta última afirmación recordemos la expresión general del campo magnético en el entrehierro generado por una corriente monofásica. Sea i= I0· cos (ω1·t) la corriente que circula por el inductor, el campo que genera tiene la forma: B= K·i·cos(Pθ) donde P es el número de pares de polos de la máquina. Sustituyendo la corriente por su valor B= K·I0·cos(ω1·t)· cos(Pθ) Si desarrollamos este producto de cosenos llegamos a la expresión siguiente: B= [(K·I0) / 2] ·cos(Pθ + ω1·t) + [(K·I0) / 2] ·cos(Pθ - ω1·t) Que no es más que la expresión de dos campos giratorios de la misma amplitud (que es constante) de valor [(K·I0) / 2], de la misma velocidad de giro, ωs= ω1 / P, pero de sentidos opuestos. Por tanto, el par desarrollado por este campo, tiene una curva par-velocidad de la forma:

En la que se observa cómo el par de arranque vale cero. Si provocamos un desequilibrio en el momento del arranque, es decir, si ω ≠ 0, el motor comenzará a girar en uno u otro sentido, en función de cuál sea el desequilibrio aplicado. Los sistemas ideados para el arranque de los motores asíncronos monofásicos se basan por tanto en provocar un desequilibrio entre los pares antagonistas que generan ambos campos magnéticos. Las principales realizaciones se basan en cambiar, al menos durante el arranque, el motor monofásico por un bifásico (que "arranca sólo"). Un motor bifásico tiene dos devanados en el estator, desplazados π/(2·P). Las principales realizaciones de motores monofásicos utilizando esta técnica son: 1. Motores de arranque por condensador 2. Motores de fase partida No obstante es importante significar que existen otras muchas realizaciones, que el lector interesado puede consultar en la bibliografía especializada.

En este texto, sólo nos vamos a ocupar de los motores de arranque por condensador.

MOTORES MONOFÁSICOS DE ARRANQUE POR CONDENSADOR

Se trata de motores asíncronos monofásicos que en el momento del arranque son bifásicos. Tienen por tanto dos devanados en el inductor (que siempre está en el estator) desplazados π/(2·P). Estos devanados son: - El devanado principal, así denominado porque es el que recibe energía durante todo el tiempo en el que el motor está funcionando - El devanado auxiliar, de características idénticas al principal, pero al que se le ha añadido un condensador en serie, que es el que permite conseguir el desfasaje suficiente entre las dos corrientes. Se denomina devanado auxiliar porque sólo recibe energía eléctrica en el momento del arranque, ya que posteriormente, dicho devanado se desconecta por la acción de un interruptor centrífugo. La estructura de este motor se muestra en la figura adjunta:

Para conseguir el arranque es necesario que las corrientes de los dos devanados estén desfasadas como puede apreciarse en la figura adjunta

En la mayor parte de los motores monofásicos de arranque por condensador, el motor arranca como bifásico, pero cuando se alcanza una velocidad, de aproximadamente el 75% de la velocidad de sincronismo, se abre el interruptor centrífugo, funcionando a partir de ese momento como un motor monofásico propiamente dicho. En otras ocasiones, y para evitar problemas de mantenimiento, el motor es realmente bifásico, y no está provisto del mencionado interruptor. A continuación se adjunta una figura explicativa de la curva par-velocidad típica de este tipo de motores.

Seguidamente, se adjunta una figura en la que se pone de manifiesto que la potencia activa absorbida por un motor monofásico es pulsante a la frecuencia 2·w, razón por la cual, este tipo de máquinas eléctricas estarán siempre sujetas a vibraciones mecánicas, imposibles de eliminar.

ARRANQUE DE MOTORES ASÍNCRONOS TRIFÁSICOS CONREDES MONOFÁSICAS

En primer lugar, hay que señalar que para que un motor trifásico se pueda accionar mediante redes monofásicas es imprescindible que dicho motor tenga acceso completo a sus devanados de estator (es decir, caja de bornes con seis conexiones del estator). El método que se va a desarrollar es válido tanto para motores con rotor en jaula de ardilla como para motores con rotor devanado. La técnica a emplear se basa en el mismo razonamiento que se emplea para los motores asíncronos monofásicos de arranque por condensador, en realidad, lo que se hace es construir un motor monofásico de arranque por condensador a partir del motor asíncrono trifásico que se desea accionar, según se muestra en la figura adjunta.

El motor trifásico en estas condiciones arranca por sí sólo, con las mismas características que un motor monofásico de arranque por condensador. Si se utiliza el condensador adecuado, que es aquel que hace que el ángulo entre las dos corrientes del estator sea máximo y que es aquel cuya reactancia tiene un valor de:

Donde Z es la impedancia del motor, se puede conseguir que la potencia del motor en su funcionamiento como monofásico pueda llegar a ser del 80 al 90% de su valor nominal como trifásico. Para una red de 220V, se necesitan unos 70µF por KW de potencia útil del motor (norma UNE48501). El condensador debe de preverse para una tensión de alrededor de 1.25 veces la tensión de la red, debido a los efectos de sobretensiones a que suele estar sometido como consecuencia de los fenómenos de resonancia. Para conseguir un cambio de giro basta con intercambiar el condensador con los otros devanados del motor trifásico.

Sin embargo, una configuración que da mejores resultados (véase la referencia anteriormente indicada) es la que se muestra en la figura adjunta:

Medidas y equivalenciasSiguiendo con nuestro curso, te describo las medidas y equivalencias, probablemente pensaras que para que te van a servir en el trabajo de electricidad, pero algunas o la mayoria serán de utilidad en el desempeño de tus actividades como técnico en electricidad. Múltiplos Múltiplos1.000 volt = 1 kilovolt1.000 kilovolt = 1 megavolt1.000 megavolt = 1 gigavolt1.000 gigavolt = 1 teravolt1.000 teravolt = 1 petavolt1.000 petavolt = 1 exavolt1.000 exavolt = 1 zettavolt1.000 zettavolt = 1 yottavolt

1.000 amper = 1 kiloamper1.000 kiloamper = 1 megamper1.000 megamper = 1 gigamper1.000 gigamper = 1 teramper1.000 teramper = 1 petamper1.000 petamper = 1 examper1.000 examper = 1 zettamper1.000 zettamper = 1 yottamper

1.000 vatios = 1 kilovatios1.000 kilovatios = 1 megavatios1.000 megavatios = 1 gigavatios1.000 gigavatios = 1 teravatios1.000 teravatios = 1 petavatios1.000 petavatios = 1 exavatios1.000 exavatios = 1 zettavatios1.000 zettavatios = 1 yottavatios

1.000 ohm = 1 kilohm1.000 kilohm = 1 megaohm1.000 megaohm = 1 gigaohm1.000 gigaohm = 1 teraohm1.000 teraohm = 1 petaohm1.000 petaohm = 1 exaohm1.000 exaohm = 1 zettaohm1.000 zettaohm = 1 yottaohm