MÓDULO: Electricidad Básica

Manual del Participante

ELECTRICIDAD BÁSICA

N°123

ELECTRICISTA INDUSTRIAL

REALIZA MEDICIÓN DE CALIBRE DE CONDUCTORES ELÉCTRICOS

HT : 01

TIEMPO: 8 horas

Medir calibre de alambre conductor.Medir calibre de cable conductor.

Cable conductor N°250, 350 MCM-TW.

Cordón conduct.N°18,2x16,2x14,3x16,3x14 AWG.

Alambre conductor N°1.5, 2.5, 4, 6, 10 mm -TW.Cable conductor N°14,12,10,8,2,1/0 AWG-TW.Medir calibre de cordón conductor.

Cuchilla de electricista.

HOJA:1/1

DENOMINACIÓN

Micrómetro 0.25 mm con precisión de 0.01 mm.

Alicate universal de 6".Alicate de corte diagonal de 5".

MATERIALES / HERRAMIENTAS / MÁQUINASAlambre conductor N°16,14,12,10,8 AWG-TW .

Cable conductor N°4,10,15,35,70,150 mm-TW.

ORDEN DE EJECUCIÓN

Cordón conductor N° 0.75, 2x1.5, 3x2.5, 50 mm.

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ELECTRICIDAD BÁSICA 1.1. MEDIR CALIBRE DE ALAMBRE CONDUCTOR. Es obtener el calibre del alambre conductor, ubicando el hilo del conductor entre los topes del micrómetro, a presión de ajuste adecuado, midiendo para obtener el calibre de conductor, relacionándolo con el catálogo de los fabricantes de conductores eléctricos. Su aplicación es al cambiar un alambre conductor por otro de igual calibre, al instalar se debe colocar el calibre adecuado del conductor y al comprar se debe verificar el calibre del conductor. Además se debe saber que el calibre determina su capacidad del conductor para conducir corriente. PROCESO DE EJECUCIÓN. 1er. Paso. Retire con la cuchilla 2,5 cm de aislamiento del conductor.

PRECAUCIÓN. Al usar la cuchilla, tener presente el sentido correcto de corte del aislante del conductor, orientar el filo y DESPLAZAR LA CUCHILA HACIA AFUERA, nunca hacia la mano que sujeta el conductor, podría cortarse. Dar a la cuchilla la inclinación necesaria, de manera de facilitar el corte y no dañar el hilo conductor, sobre todo, si este es de pequeño diámetro.

NOTA Puede usar un pelacable para esta operación.

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ELECTRICIDAD BÁSICA 2do. Paso. Calibre con el Micrómetro:

a) Identifique al alambre conductor (este puede ser unipolar, bipolar, tripolar, tetrapolar, etc.)

b) Coloque el hilo del conductor entre los topes de medición del micrómetro.

c) Mide el diámetro del hilo, girando el tambor de la regla milimétrica.

d) Calcule el área transversal del hilo.

e) Ubique en la tabla, el calibre del hilo a través del área transversal (sección real) en A.WG o en mm2.

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TABLA DE CALIBRACIÓN

Continúa……

SISTEMA METRICO CALIBRE SECCIÓN REAL CALIBRE

AWG-MCM mm 2 mm 2

1000 506,70 1 000 000 500 987 000 400 789 000

750 380,00 750 000 600 304,00 600 000

300 592 000 500 253,40 500 000

240 474 000 400 202,70 400 000

185 365 000 350 177,40 350 000 300 152,00 300 000

150 296 000 250 126,70 250 000

120 237 000 4/0 107,20 211 600

95 187 000 3/0 85,02 167 000

70 138 000 2/0 67,44 133 100 1/0 53,51 105 600

50 98 700 1 42,41 83 690

35 69 100 2 33,63 66 360

SISTEMA AMERICANO EQUIVALENCIA

CIRC. MILL

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SISTEMA METRICOCALIBRE SECCIÓN REAL CALIBRE

AWG-MCM mm2 mm2

3 52 62025 49 300

4 21,15 41 74016 31 600

6 13,3 26 24010 19 700

8 8,37 16 5106 11 800

10 5,26 10 3804 7 890

12 3,31 6 5302,5 4 930

14 2,08 4 1101,5 2 960

16 1,31 2 5801 1 970

0,9 1 77318 0,821 1 620

0,8 1 5760,75 1 4800,6 1 182

20 0,517 1 0200,5 987

22 0,324 640

SISTEMA AMERICANOEQUIVALENCIA

CIRC. MILL

f) Designe al conductor con la denominación correcta del calibre, por ejemplo:

Tipo de conductor Designación

Conductor unipolar 14 AWG Conductor bipolar 2 x 14 AWG

Conductor tripolar 3 x 14 AWG

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ELECTRICIDAD BÁSICA g) Complete la tabla de calibración indicada, con los alambres conductores

propuestos.

Nº

CALIBRE DE ALAMBRE CONDUCTOR PROPUESTO

NÚMERO DE CONDUCTORES

DIÁMETRO DEL

HILO

ÁREA TRANSVERSAL

DEL HILO

CALIBRE DEL HILO

DESIGNACIÓN DEL CALIBRE

DEL CONDUCTOR

01 02 03 04 05

06

07 08 09 10

OBSERVACIÓN. Antes de usar el micrómetro no olvide limpiar perfectamente las caras de medición del husillo y el yunque, o no obtendrá mediciones exactas. Para efectuar las mediciones correctamente, es esencial que el objeto a medir se limpie perfectamente del aceite y polvo acumulados. Para el manejo adecuado del micrómetro, sostenga la mitad del cuerpo en la mano izquierda, y el manguito o trinquete (también conocido como embrague) en la mano derecha, mantenga la mano fuera del borde del yunque. El trinquete es para asegurar que se aplica una presión de medición apropiada al objeto que se está midiendo mientras se toma la lectura. Inmediatamente antes de que el husillo entre en contacto con el objeto, gire el trinquete suavemente, con los dedos. Cuando el husillo haya tocado el objeto de tres a cuatro vueltas ligeras al trinquete a una velocidad uniforme (el husillo puede dar 1,5 o 2 vueltas libres). Hecho esto, se ha aplicado una presión adecuada al objeto que se está midiendo. Después de usar el micrómetro el mantenimiento adecuado del micrómetro es esencial, antes de guardarlo, no deje de limpiar las superficies del husillo, yunque, y otras partes, removiendo el sudor, polvo y manchas de aceite, después aplique aceite anticorrosivo.

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ELECTRICIDAD BÁSICA

CONSERVACIÓN Y CUIDADO DEL MEDIO AMBIENTE. Los residuos de aislante y cobre que se pudieran dar durante el proceso de la tarea deberán ser depositados en los tachos correspondientes. Los papeles que utilizó para fines de cálculo, si no van hacer usados, deben ser depositados en el tacho de color azul (papeles y cartones).

3er. Paso. Calibre con el Disco Calibrador o Galga:

a) Deslice el extremo desnudo de cada conductor en las ranuras del calibrador de disco hasta encontrar aquella en que se introduzca sin mucha esfuerzo.

b) El número de calibre de este se encontrara marcado en el disco frente a la ranura utilizada.

1.2. MEDIR CALIBRE DE CABLE CONDUCTOR. Es obtener el calibre del cable conductor, ubicando uno de los hilos del conductor entre los topes del micrómetro, a presión de ajuste adecuado, midiendo y siguiendo un proceso de cálculo, para obtener el calibre del conductor, relacionándolo con el catálogo de los fabricantes de conductores eléctricos.

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ELECTRICIDAD BÁSICA Su aplicación es al cambiar un cable conductor por otro de igual calibre, al instalar se debe colocar el calibre adecuado del conductor y al comprar se debe verificar el calibre del conductor. Además se debe saber que el calibre determina su capacidad del conductor para conducir corriente. PROCESO DE EJECUCIÓN. 1er. Paso. Retire con la cuchilla 2,5 cm. de aislamiento del conductor. 2do. Paso. Calibre con el Micrómetro:

a) Identifique el cable conductor (este puede ser unipolar, bipolar, tripolar, tetrapolar,...).

b) Separe uno de los hilos del cable conductor y coloque el hilo entre los topes de medición del micrómetro.

c) Mide el diámetro de uno de los hilos (dh), girando el tambor de la regla

milimétrica. d) Calcule el área transversal de uno de los hilos (Ah).

e) Calcule el área transversal total del conductor (AT )

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ELECTRICIDAD BÁSICA f) Ubique en la tabla de calibres, el calibre del cable conductor a través del

área transversal total (sección real) en A.WG o en mm2. g) Designe al conductor con la denominación correcta del calibre.

h) Complete la tabla de calibración indicada, con los cables conductores propuestos.

OBSERVACIÓN. Procurar no dañar o maltratar el hilo que se habilita del cable para una correcta medición con el micrómetro. Trate de no encorvar el hilo para que el tope del micrómetro se apoye siempre sobre una superficie plana y así tener una buena lectura con mayor exactitud. 1.3. MEDIR CALIBRE DE CORDÓN CONDUCTOR. Es obtener el calibre del cordón conductor, ubicando uno de los hilos del conductor entre los topes del micrómetro, a presión de ajuste adecuado, midiendo y siguiendo un proceso de cálculo, para obtener el calibre del conductor, relacionándolo con el catálogo de los fabricantes de conductores eléctricos. Su aplicación es al cambiar un cordón conductor por otro de igual calibre, al instalar se debe colocar el calibre adecuado del conductor y al comprar se debe verificar el calibre del conductor. Además se debe saber que el calibre determina su capacidad del conductor para conducir corriente.

Nº

CALIBRE DE CABLE CONDUCTOR PROPUESTO

NÚMERO DE CONDUCTORES

DIÁMETRO DE

UN HILO

ÁREA TRANSVERSAL

DE UN HILO Nº DE HILOS

ÁREA TRANSVERSAL

TOTAL CALIBRE DEL CONDUCTOR

DESIGNACIÓN DEL

CONDUCTOR

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10

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ELECTRICIDAD BÁSICA PROCESO DE EJECUCIÓN. 1er. Paso. Retire con la cuchilla 2.5 cm. de aislamiento del conductor. 2do. Paso. Calibre con el Micrómetro: a) Identifique el cordón conductor (este puede ser unipolar, bipolar, tripolar,

tetrapolar, etc.). b) Separe uno de los hilos del cordón conductor. c) Mide el diámetro de uno de los hilos, girando el tambor de la regla

milimétrica. d) Coloque el hilo del conductor entre los topes de medición del micrómetro. e) Calcule el área transversal de uno de los hilos. f) Calcule el área transversal total del conductor. g) Ubique en la tabla de calibres, el calibre del cordón conductor a través del

área transversal total (sección real) en A.WG o en mm2 . h) Designe al conductor con la denominación correcta del calibre. i) Complete la tabla de calibración indicada, con los cordones conductores

propuestos.

Nº

CALIBRE DE CORDÓN CONDUCTOR PROPUESTO NÚMERO DE

CONDUCTORES DIÁMETRO

DE UN HILO

ÁREA TRANSVERSAL

DE UN HILO Nº DE HILOS

ÁREA TRANSVERSAL

TOTAL CALIBRE DEL CONDUCTOR

DESIGNACIÓN DEL

CONDUCTOR

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10

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ELECTRICIDAD BÁSICA CONSERVACIÓN Y CUIDADO DEL MEDIO AMBIENTE. Los residuos de aislante y cobre que se pudieran dar durante el proceso de la tarea deberán ser depositados en los tachos correspondientes. Los papeles que utilizó para fines de cálculo, si no van hacer usados, deben ser depositados en el tacho de color azul (papeles y cartones).

CONDUCTORES ELÉCTRICOS Desde el inicio de su recorrido en las centrales generadoras hasta llegar a los centros de consumo, la energía eléctrica es conducida a través de líneas de transmisión y redes de distribución formadas por conductores eléctricos. Un conductor eléctrico es un material que ofrece poca resistencia al paso de la corriente eléctrica. Los mejores conductores eléctricos son metales, como el cobre, el oro, el hierro y el aluminio, y sus aleaciones, aunque existen otros materiales no metálicos que también poseen la propiedad de conducir la electricidad, como el grafito, las disoluciones y soluciones salinas (por ejemplo, el agua de mar) o cualquier material en estado de plasma. Los materiales más utilizados en la fabricación de conductores eléctricos son el cobre y el aluminio. Partes que componen los conductores eléctricos: • El alma o elemento conductor. • El aislamiento. • Las cubiertas protectoras

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ELECTRICIDAD BÁSICA Clasificación: Los conductores eléctricos se clasifican de acuerdo a varios aspectos: según su constitución, el número de conductores, condiciones de empleo, nivel de tensión, nivel de protección e aislación, entre otros. De acuerdo a su constitución podemos citar: Alambre. Conductor eléctrico cuya alma conductora está formada por un solo elemento o hilo conductor. Se emplea en líneas aéreas, como conductor desnudo o aislado, en instalaciones eléctricas a la intemperie, en ductos o directamente sobre aisladores. Cable. Conductor eléctrico cuya alma conductora está formada por una serie de hilos conductores o alambres de baja sección, lo que le otorga una gran flexibilidad. Cordón. Conductor eléctrico cuya alma conductora está formada por una serie de hilos finos retorcidos y protegidos con un forro aislante de plásticos. Se emplean para servicio liviano, alimentación a radios, lámparas, aspiradoras, aparatos electrodomésticos y calefactores (lavadoras, enceradoras, refrigeradores, estufas, planchas, cocinillas y hornos, etc.). También, alimentación a máquinas y equipos eléctricos industriales. CALIBRE DE CONDUCTORES ELÉCTRICOS. El conductor está identificado en cuanto a su tamaño por un calibre, que puede ser milimétrico y expresarse en mm2 o americano y expresarse en AWG o MCM con una equivalencia en mm2.

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ELECTRICIDAD BÁSICA El calibre de un conductor expresado en AWG (American Wire Gauge) son números que disminuyen a medida que el calibre aumenta, y es el que se emplea con mayor frecuencia en América. CALIBRADORES. Para medir el calibre de un conductor se utiliza el DISCO CALIBRADOR O GALGA que consiste en un disco de metal con ranuras o aberturas. El conductor a calibrar debe introducirse en una de las aberturas donde se ubique mejor, esto es, en la que entrara y saliera con mayor facilidad, luego se verifica el calibre que se encuentra grabado en el disco y por el otro lado el diámetro en pulgadas. El Disco calibrador no es el único elemento que sirve para obtener satisfactoriamente el calibre de los conductores, para calibración también se puede usar el MICRÓMETRO. El micrómetro es un instrumento de medición cuyo funcionamiento está basado en el tornillo micrométrico y que sirve para medir las dimensiones de un objeto con alta precisión del orden de las centésimas de milímetros o milésimas de milímetros. El calibrador nos mostrará el calibre del diámetro del conductor la cual tendremos que comparar con la tabla de calibres de conductores.

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ELECTRICIDAD BÁSICA Partes del micrómetro.

1. Cuerpo 2. Tope 3. Espiga 4. Tuerca de fijación 5. Trinquete 6. Tambor móvil 7. Tambor fijo

Lectura del micrómetro. Primero, se va a tomar en cuenta la lectura en tres partes: • En el tambor fijo: Lectura en la escala de milímetros y de medios

milímetros. • En el tambor móvil: Lectura en la escala de centésimos de milímetros.

TENER PRESENTE Un buen electricista es aquel que realiza siempre un trabajo con mucha técnica y bastante calidad, porque conoce y utiliza correctamente las herramientas y materiales con los que trabaja. Antes de iniciar cualquier instalación eléctrica usted debe conocer el calibre o “grosor” de cada conductor que va a utilizar. El proceso que sirve para verificar el calibre de un conductor se le llama “Calibración de Conductores”.

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ELECTRICIDAD BÁSICA EJEMPLO: En la figura se puede observar el detalle de un micrómetro en el cual la escala longitudinal se ve en su parte superior la división de 5 mm y en la inferior la de otro medio milímetro más. A su vez, en el tambor móvil, la división 28 coincide con la línea central longitudinal. Así, la medida del micrómetro es: OTROS EJEMPLOS: Practique con los siguientes ejemplos: OBSERVACIÓN. Más sofisticada es la variante de este instrumento, existen micrómetros que incorpora un nonio, en la imagen se observa con mayor detalle este modelo. De este modo se alcanza un nivel de precisión de 0,001 mm.

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ELECTRICIDAD BÁSICA Así, la medida del micrómetro que se muestra es:

EL MICRÓMETRO El Micrómetro o Tornillo de Palmer es un instrumento de precisión de medición directa, que consigue una gran exactitud en las mediciones. En líneas generales el micrómetro consta de un cilindro “fijo” graduado en milímetros o pulgadas, sobre el que se desplaza un cilindro exterior o tambor, cuya graduación determina la resolución del instrumento. Permite efectuar medidas con mayor exactitud que el Pie de Rey (normalmente hasta 1 centésima de mm).

El principio de funcionamiento se basa en el concepto de unión mediante el mecanismo tornillo-tuerca. En el citado ensamblaje el avance del tornillo sobre la tuerca vendrá determinado por el paso que presente la rosca de ambos. De tal manera cuando gira el tornillo sobre la tuerca, el desplazamiento por vuelta será igual al paso del tornillo.

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ELECTRICIDAD BÁSICA Instrucciones de seguridad y conservación. Una vez usado el micrómetro se limpiará con un trapo o gamuza hasta quitar el tacto de las manos y posteriormente se dará una ligera capa de vaselina neutra a los contactos. Siempre que el micrómetro esté sin utilizar debe guardarse junto a su correspondiente barra patrón de extremos en un estuche cerrado. A su vez debe protegerse conservándolo en vitrinas cerradas o en armarios de taller. Paralelamente al mantenimiento que se realiza con el uso del instrumento, debe efectuarse una revisión a fondo en el momento en que éste se envía a la calibración periódica. Esta operación se hace por personal cualificado de Metrología y comprende el desmontaje de los componentes del equipo (cuando proceda), revisión, limpieza y puesta a punto del instrumento. Preparación para el uso. Limpieza. • Quitar el seguro del contacto móvil y abrir el micrómetro. • Limpiar los contactos del micrómetro con un trapo o una gamuza. Contrastación. • Tomar el micrómetro por las protecciones aislantes para evitar dilataciones.

Si el micrómetro es de campo 0-25 mm: • Girar el trinquete hasta que coincidan los contactos dando la presión

correcta y comprobar si la división del tambor coincide con el cero de la graduación de la regla.

Si el micrómetro es de alcance mayor de 25 mm: • Repetir la operación anterior con la correspondiente barra patrón de

extremos y comprobar si el instrumento señala la medida marcada en el patrón. Si es posible, esta operación debe hacerse también en los micrómetros cuyo campo es de 0-25 mm.

Realización de medidas. • Tomar el micrómetro por las protecciones aislantes para evitar dilataciones. • Separar los contactos una longitud mayor que la pieza a medir. • Situar la pieza entre los palpadores, evitando golpes y roces. Apoyar la pieza

en el palpador fijo y girar el tambor por medio del trinquete hasta que el contacto móvil toque la otra superficie de la pieza. Dar presión correcta (3 vueltas de carraca).

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ELECTRICIDAD BÁSICA • Efectuar lectura mirando milímetros, medios milímetros y división del tambor

que coincide con la graduación de la regla. Anotar valor de medición. • Separar contactos del micrómetro y retirar la pieza.

Tipos de micrómetros. Pueden ser diferenciados varios tipos de micrómetros, clasificándolos según distintos criterios: Según la tecnología de fabricación: Mecánicos: Basados en elementos exclusivamente mecánicos. Electrónicos: Fabricados con elementos electrónicos, empleando normalmente tecnología digital. Por la unidad de medida: Sistema decimal: Según el Sistema métrico decimal, empleando el milímetro como unidad de longitud. Sistema inglés: Según el Sistema anglosajón de unidades, utilizando un divisor de la pulgada como unidad de medida. Por la normalización: Estándar: Para un uso general, en cuanto a la apreciación y amplitud de medidas. Especiales: De amplitud de medida o apreciación especiales, destinadas a mediciones específicas, en procesos de fabricación o verificación concretos. Por la horquilla de medición: En los micrómetros estándar métricos todos los tornillos micrométricos miden 25mm, pudiendo presentarse horquillas de medida de 0 a 25mm, 25 a 50mm, de 50 a 75mm etc. hasta medidas que superan el metro. En el sistema ingles de unidades la longitud del tornillo suele ser de una pulgada, y las distintas horquillas de medición suelen ir de una en una pulgada. Por las medidas a realizar: De exteriores: Para medir las dimensiones exteriores de una pieza. De interiores: Para medir las dimensiones interiores de una pieza. De profundidad: Para medir las profundidades de ranuras y huecos.

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ELECTRICIDAD BÁSICA Por la forma de los topes: Paralelos planos: Los más normales para medir entre superficies planas paralelas. De puntas cónicas para roscas: Para medir entre los filos de una superficie roscada. De platillos para engranajes: Con platillos para medir entre dientes de engranajes. De topes radiales: Para medir diámetros de agujeros pequeños. La versatilidad de este instrumento de medida da lugar a una gran amplitud de diseños, según las características ya vistas, o por otras que puedan plantearse, pero en todos los casos es fácil diferenciar las características comunes del tornillo micrométrico en todas ellas, en la forma de medición, horquilla de valores de medida y presentación de la medida.

Micrómetro Electrónico Micrómetro de Interiores

Micrómetro de Platillos Micrómetro para Roscas

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ELECTRICIDAD BÁSICA EJERCICIOS. 1. Evalúa las siguientes lecturas con el micrómetro:

MATERIALES CONDUCTORES

Todos los cuerpos poseen en mayor o menor grado la propiedad de conducir electricidad, pero esta conductancia varía entre límites muy alejados entre sí, por la cual la distinción entre cuerpos buenos y malos conductores es con frecuencia bastante arbitraria. Todos los metales son buenos conductores de electricidad, su conductancia se debe a los electrones libres y se llama electrónica. Sus propiedades están perfectamente definidas tratándose de metales puros; pero en la práctica los metales empleados en la industria, contiene impurezas que pueden modificar muy sensiblemente sus

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ELECTRICIDAD BÁSICA características; la corrección que hay que aplicar a tales características resulta más delicada por la poca precisión con la que en general se conocen la cantidad de impurezas que tiene el metal. Estas propiedades varían considerablemente con la composición de las aleaciones que a su vez no se conocen con suficiente exactitud. Clasificación de los Materiales. Una propiedad común, prácticamente en todos los materiales, es la de permitir, en algún grado, la conducción de la corriente eléctrica, pero así como algunos materiales son buenos conductores, otros son malos conductores de dicha corriente. Desde este punto de vista, los materiales pueden clasificarse en conductores y no conductores (dieléctricos). Un material es conductor cuando puede desempeñar esa función en un circuito, independiente del valor de su conductividad. Los conductores en general pueden clasificarse en: metálicos, electrolíticos y gaseosos. En los conductores metálicos la conducción es electrónica, es decir, los portadores de cargas son electrones libres. Pertenecen a este grupo los metales y aleaciones. Se suele hablar en estos casos de conducción metálica. En los conductores electrolíticos la conducción es iónica; pertenecen a este grupo los llamados electrolitos, es decir, los ácidos (bases o sales, disueltos o fundidos). Las moléculas de estas sustancias, cuando se disuelven o funden, de disocian total o parcialmente formando iones positivos o negativos, y estos iones son portadores de cargas. En estos casos, el paso de la corriente eléctrica corresponde a un desplazamiento de material, y viene acompañada de una reacción química. En los conductores metálicos la electricidad circula a través de la materia, mientras que en los conductores electrolitos circula con la materia. Los gases pertenecen a un tercer grupo de conductores, los conductores gaseosos; en estado normal, los gases no son conductores, pero pueden

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ELECTRICIDAD BÁSICA convertirse relativamente en buenos conductores cuando están ionizados. Normalmente no se utilizan los gases para conducir corriente, salvo en casos muy especiales. La conducción a través de los gases no cumple con la Ley de Ohm. Artículo I. Tipos de Materiales Conductores. Los materiales conductores pueden clasificarse en dos grupos: Materiales de alta conductividad (baja resistividad), y Materiales de alta resistividad (baja conductividad). Al primer tipo corresponden materiales que se emplean fundamentalmente para transportar corriente eléctrica con baja perdida, por ejemplo, el cobre, plata, aluminio y ciertas aleaciones como el bronce. El segundo grupo está compuesto por materiales que se emplean cuando se necesita producir una caída de potencial, por ejemplo, se los emplea para la construcción de resistores, lámparas incandescentes, etc. Materiales Conductores de Alta Conductividad. Los materiales de alta conductividad más típicos son: la plata, cobre y el aluminio. Plata: La plata es, de los materiales conocidos, el más conductor (un 10%

más que el cobre que ocupa el segundo lugar), pero su uso como material eléctrico es muy limitado debido a su elevado costo. Se encuentra en la naturaleza bajo la forma de: sulfuros, cloruros o plata nativa; para obtener plata químicamente pura, una vez elaborada, se la refina por vía generalmente electrolítica.

La plata es un material muy maleable y dúctil, que puede soldarse a sí misma por martilleo (batido), a una temperatura inferior a la de fusión

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(temperatura de fusión: 960ºC); su dureza no es muy elevada, y se haya comprendida entre la del oro y el cobre.

Como material conductor se emplea: en fusibles (para cortocircuitos eléctricos), fundamentalmente por su alta conductividad, su inoxibilidad y su precisión para la fusión; en contactos de interruptores o relevadores para bajas intensidades, por su alta conductividad eléctrica y térmica; en instrumentos médico eléctricos (termocauterio); etc.

Cobre: El cobre es el material de uso más generalizado como conductor

eléctrico, debido a su conductividad elevada y a su costo moderado. Es un elemento muy difundido en la naturaleza, corrientemente se encuentra bajo la forma de: sulfuros, óxidos o carbonatos, excepcionalmente como cobre nativo (USA). El cobre puro (cobre electrolítico), se obtiene por refinado electrolítico. El cobre es un metal altamente maleable y dúctil, que puede ser fundido, forjado, laminado, estirado y trabajado. El trabajo mecánico lo endurece, pero el recocido lo devuelve a su estado dulce. Tiene una elevada resistencia a la tracción, una gran estabilidad a la corrosión, y es fácil de estañar y de soldar. Con el objeto de mejorar las cualidades mecánicas del cobre, se le adicionan otros elementos formando aleaciones, como el bronce y el latón.

• El bronce es una aleación de cobre y estaño (generalmente con un 80%

a un 95% de Cu), que se caracteriza por su tenacidad y dureza). Suele usarse como conductor eléctrico, pese a que su conductividad eléctrica es inferior a la del cobre. Los bronces modernos, son frecuentemente aleaciones ternarias o cuaternarias (otros elementos componentes de la aleación suelen ser: el fósforo, el silicio, el magnesio, el berilio, el cadmio, etc.); algunos bronces llevan el nombre del elemento que se les adiciona (ejemplo: bronce fosforoso, bronce al silicio, etc.).

• El latón es una aleación de cobre (50% a 70%) y zinc (30% a 50%), a los que se les agrega, a veces, otros materiales (estaño, plomo, hierro), pero en pequeñas cantidades. Se caracteriza por la facilidad con que puede ser estirado y estampado y se usa como material conductor, pese a que su conductividad eléctrica es inferior a la del cobre.

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ELECTRICIDAD BÁSICA Cuando se requieren conductores de elevada resistencia mecánica, se suelen utilizar el hierro o el acero, recubiertos de una película protectora y muy conductora de cobre; poseen como ventaja la gran resistencia propia del hierro o el acero, combinada con la elevada conductividad del cobre. Ejemplo: “Copper–Weld”

Aluminio: El aluminio ocupa el tercer lugar por su conductividad, después

de la plata y el cobre. La conductividad del aluminio es sólo un 63% de la conductividad del cobre, pero a igualdad de longitud y peso tiene el doble de conductancia. Se lo obtiene de la bauxita, mineral abundante y muy distribuido en el globo. El aluminio es un material más blando que el cobre. Su resistencia a la tracción es mucho menor, y su soldadura presenta dificultades, pero es un material dúctil que puede ser trabajado fácilmente por laminado, estirado, hilado, extrusión y forjado.

Está siempre cubierto por una capa delgada e invisible de óxido, que es impermeable y protectora. El aluminio expuesto a la atmósfera ordinaria, tiene estabilidad y larga vida.

Para aumentar su resistencia mecánica se le agrega silicio, magnesio, hierro, etc., obteniéndose diversas variaciones de uso eléctrico. Ejemplo: almenec, aldrey, etc.

Materiales Conductores de Alta Resistividad. Este grupo está compuesto de aleaciones de alta resistividad. Estas aleaciones tienen composiciones muy variadas y se encuentran en el mercado bajo distintas denominaciones. Los principales elementos empleados en estas aleaciones son: cobre, cromo, hierro, níquel, manganeso, aluminio, zinc, silicio, etc. Las principales aleaciones de alta resistividad son: Aleaciones de cobre y níquel: Son aleaciones que poseen coeficientes de

resistividad relativamente bajos respecto a otras aleaciones (alrededor de 0,5 W·mm²/m). Una aleación de este tipo es el constantán (60%cobre – 40%níquel). Esta aleación tiene una elevada f.e.m. respecto al cobre, por lo que no es adecuada para instrumentos de medida de precisión, pese a tener un bajo coeficiente de temperatura.

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Añadiendo zinc a la aleación cobre–níquel, se obtiene el argentan que tiene 0,37W·mm²/m, y un elevado coeficiente de temperatura. Con la adición de manganeso, se obtiene la niquelina (67%Cu-31%Ni-2%Mn aproximadamente), que tiene 0,40W·mm²/m y coeficiente de temperatura y f.e.m. respecto al Cu, prácticamente despreciables, por lo que se emplean en los instrumentos de precisión.

Aleaciones de níquel y cromo: Son aleaciones que poseen coeficientes

de resistividad más elevados (alrededor de 1W·mm²/m), coeficientes de temperatura bajos y pequeñas f.e.m. con respecto al Cu. Son aleaciones adecuadas para trabajar a temperaturas elevadas (1000ºC o algo más), pues el conductor se recubre de una capa de óxido que lo protege del ulterior ataque del oxígeno. Las aleaciones níquel-cromo se encuentran en el mercado con distintas denominaciones comerciales. Con la adición de hierro, se obtiene un aumento de la resistividad y menor costo, pero los conductores no son aptos para trabajar a temperaturas superiores a los 800ºC, y a veces presentan fenómenos de oxidación. Para temperaturas de hasta 1350ºC se fabrican aleaciones de hierro, aluminio, cromo y cobalto (kanthal).

Del análisis de las aleaciones estudiadas se observa que el cobre interviene en la mayor parte de las aleaciones empleadas a temperatura ordinaria; que el níquel les confiere mayor resistividad y que el cromo les asegura resistencia a la oxidación a temperaturas elevadas y protección contra los ataques de los agentes químicos. En general, las características más importantes a tener en cuenta en las aleaciones de alta resistividad son: - Alta resistividad. - Bajo coeficiente térmico de resistividad. - Resistencia a la corrosión. - Constancia en el tiempo. - Pequeña fuerza termoelectromotriz con respecto al cobre. - Alto punto de fusión. - Ductibilidad, maleabilidad y soldabilidad. La importancia de cada una de estas características varía según el uso al que está destinada la aleación.

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ELECTRICIDAD BÁSICA Las aleaciones de alta resistividad suelen agruparse en tres clases: Clase A: Aleaciones para resistores de precisión (cajas de resistencia,

resistores patrones, etc.). Clase B: Aleaciones para resistores comunes (resistores y reóstatos). Clase C: Aleaciones para elementos electrotérmicos (hornos, etc.).

A las aleaciones de clase A, Ej.: Manganita (84%Cu 12%Mg 4%Ni), se les exige: - Alta resistividad. - Pequeña fuerza termoelectromotriz, con otros metales (sobre todo cobre). - Coeficiente térmico de resistividad próximo a cero. - Constancia en el tiempo. - Alta estabilidad contra la corrosión. A las aleaciones de clase B, Ej.: Constantán (Cu–Ni) y Niquelina (Cu–Ni–Mg) y en general aleaciones a base de cobre, se les exige fundamentalmente: - Alta resistividad. - Poco costo. - Pequeño coeficiente térmico de resistividad.

A las aleaciones de clase C, Ej.: Nicromo (Ni–Cr), ferronicromo, aleación ferro–cromo–aluminio, cromal (Cr–Al), kanthal (Fe–Cr–Al–Co), se les exige fundamentalmente: - Alta resistividad. - Poco costo. - Resistencia mecánica. - Elevado punto de fusión. - Resistencia a la oxidación y corrosión.

Cabe recordar que en atmósferas sulfurosas no se deben emplear las aleaciones con níquel (Ni) para evitar la corrosión.

Alambre resistor Reóstato Aplicaciones

del Constantán

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ELECTRICIDAD BÁSICA Materiales Conductores para Contactos Eléctricos. La expresión contacto eléctrico implica la unión entre conductores. En el caso ideal el contacto no debe modificar las características del circuito eléctrico, no debe introducir capacidad, inductancia o resistencia apreciable.

Normalmente la capacidad y la inductancia correspondiente a la unión son despreciables, y el problema se reduce a mantener la resistencia de contacto tan baja como sea posible. Las principales características de un material ideal para contactos eléctricos son: - Elevado conductividad térmica. - Elevada conductividad eléctrica. - Elevada resistencia a la corrosión. - Baja resistencia superficial. - Resistencia a soldarse. - Resistencia mecánica. - Resistencia al arco. - Bajo Costo. - Alto punto de fusión. Está de más decir que no existe material alguno que pueda cumplir con todos estos requisitos simultáneamente, por lo que se agrupan a los materiales sólidos para contacto eléctricos en clases. Materiales de Alta Conductividad. Pertenecen a este grupo la plata y algunas aleaciones de la misma. La principal ventaja de la plata en este caso, es su elevada conductividad térmica y eléctrica; y sus principales desventajas son su bajo punto de fusión, su dureza relativamente pequeña, su tendencia a picarse y su tendencia a formar una capa superficial sulfurosa y de alta resistencia de contacto. Estos inconvenientes se solucionan, en gran medida, aleándola con otros materiales como: cobre, cadmio, zinc, magnesio, hierro, platino, paladio, etc.

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ELECTRICIDAD BÁSICA Materiales Duros, Refractarios o Resistentes al Arco. Pertenecen a este grupo el molibdeno y el tungsteno, materiales que poseen una elevada resistencia al arco (por estas circunstancias se denominan refractarios). Los contactos hechos con estos materiales se emplean para operaciones continuas o muy frecuentes, y para corrientes del orden de 5 a 10 amperes. Su dureza permite presiones mecánicas muy elevadas. Presenta el inconveniente de tender a formar óxidos de alta resistencia eléctrica, pero esto puede ser superado con presiones de contactos elevadas, con cierres deslizantes, efecto del martilleo o empleando circuitos de protección auxiliares para reducir o suprimir el arco. Materiales de Alta Conductividad Resistentes al Arco. Son aleaciones de tungsteno y molibdeno logradas según la metalurgia de los polvos metálicos. Esta técnica se usa debido a la dificultad de fundir dichos metales, y consiste en moldear, hornear y luego aglomerar a elevada temperatura y en atmósferas especiales los polvos metalúrgicos componentes de la aleación. Por ej.: tungsteno–plata, plata–molibdeno, plata–carburo de tungsteno, plata–carburo de molibdeno, cobre–tungsteno, cobre–carburo de tungsteno, etc., aleaciones que tienen en su composición también pequeñas cantidades de: níquel, hierro, grafito, etc. Pueden distinguirse tres tipos según la composición: - Con entre 10 y 30% de material de alta conductividad (Ag o Cu). - Con cantidades iguales de materiales refractarios y de alta conductividad. - Con entre 10 y 30% de material refractario.

Los primeros se emplean en contactos para regímenes severos de trabajo; los segundos cuando además de las condiciones relativamente severas de trabajo, deben tenerse en cuenta largos períodos de funcionamiento sin un aumento excesivo de temperatura; y los últimos, en contactos para regímenes livianos de trabajo, reemplazando muchas veces a aleaciones de plata. Materiales de alta resistencia a la corrosión. Pertenecen a este grupo, los metales nobles como el oro, el platino y el paladio. Los contactos hechos con estos metales se utilizan solamente en aplicaciones sensibles, especialmente cuando los contactos pueden estar sometidos a la contaminación del ambiente, con la consecuente corrosión o formación de películas superficiales. Se emplean con corrientes reducidas y con presiones entre los contactos muy bajas.

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ELECTRICIDAD BÁSICA Aunque algunos de estos metales suelen usarse solos, en general, por ser blandos, se usan aleados con otros elementos como: iridio, osmio, rutenio, rodio y muchas veces también plata, cobre, níquel, hierro, etc. Materiales Conductores para fusibles eléctricos. Los materiales conductores para fusibles eléctricos son metales o aleaciones metálicas, generalmente de no muy alto punto de fusión, que se emplean en la fabricación de los llamados fusibles eléctricos. Entre estos materiales se puede mencionar la plata, el aluminio, la aleación 2Pb-1Sn, etc. Al circular corriente por un fusible, la resistencia del mismo provoca una disipación de energía con el correspondiente aumento de temperatura. Habrá entonces un valor de corriente que fundirá el fusible y abrirá el circuito, siempre que se apague el arco. En funcionamiento normal, un fusible no debe llegar a una temperatura que ponga en peligro el fusible mismo, o su soporte aislante. Entonces existe una intensidad de corriente máxima que debe soportar en régimen continuo; esta intensidad se llama intensidad nominal In. Existe a su vez, una intensidad de corriente para la cual el fusible se funde, garantizando la protección, y que se llama intensidad de fusión If. La In debe ser del orden del 30% al 50% de If para pequeñas intensidades, y del orden del 70% al 80% de If para grandes intensidades. Algunos tipos de fusibles: Fusibles cilíndricos de vidrio que se suelen utilizar como protectores en receptores como electrodomésticos, radios, fuentes de alimentación, etc. Fusibles DIAZED, uno de los más antiguos del mundo de origen alemán. Siemens lo desarrolló en el año 1906, y sigue siendo el sistema de fusibles estándar en muchos países actualmente. Se utiliza mucho especialmente en los entornos severos de las aplicaciones industriales. Fusibles NH denominados ocasionalmente de cuchilla, poseen alta capacidad de ruptura, son utilizados en componentes e instalaciones eléctricas para proteger contra elevadas corrientes de cortocircuito a los conductores, contactores,

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ELECTRICIDAD BÁSICA interruptores, seccionadores, etc., evitando sus efectos (La aparición de elevados esfuerzos electromecánicos y térmicos). Fusibles cartucho cilíndrico construidos con tubo cerámico de alta resistencia a la presión interna y a los choques térmicos, lo que permite un alto poder de corte en un reducido espacio, se utilizan para la protección de uso general tanto ante sobre cargas y cortocircuito.

ESTRUCTURA DE LA MATERIA La materia consiste de partículas extremadamente pequeñas agrupadas juntas para formar el átomo. Hay 92 ocurrencias naturales de estas agrupaciones de partículas llamadas elementos. Estos elementos fueron agrupados en la tabla periódica de los elementos en secuencia de acuerdo a sus números atómicos y peso atómico. Hay además 14 elementos hechos por el hombre que no ocurren en la naturaleza, por lo que al final son unos 106 elementos conocidos hasta la fecha. Estos elementos no pueden cambiarse por procesos químicos. Ellos solo pueden ser cambiados por reacción nuclear o atómica, sin embargo pueden ser combinados para producir el incontable número de compuestos con los que tropezamos día a día. 1. Molécula. Son partículas formadas por un conjunto

partículas neutras formadas por un conjunto estable de, al menos, dos átomos enlazados covalentemente. Las moléculas rara vez se encuentran sin interacción entre ellas, salvo en gases enrarecidos.

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ELECTRICIDAD BÁSICA 2. Átomo. Es la unidad más pequeña de un elemento químico que mantiene su

identidad o sus propiedades, y que no es posible dividir mediante procesos químicos. Su denso núcleo representan el 99.9% de la masa del átomo, y está compuesto de bariones llamados protones y neutrones, rodeados por una nube de electrones, que -en un átomo neutro- igualan el número de protones. El núcleo del átomo es su parte central. Tiene carga positiva, y en él se concentra casi toda la masa del mismo. Sin embargo, ocupa una fracción muy pequeña del volumen del átomo: su radio es unas diez mil veces más pequeño. El núcleo está formado por protones y neutrones.

3. Electrón. Un electrón es una partícula subatómica de carga eléctrica elemental negativa . Puede ser libre (no conectado a un átomo, o conexionado al núcleo de un átomo). Los electrones en los átomos existen en corazas esféricas de varios radios, representando los niveles de energía. Cuanto más grandes sean estas corazas esféricas, mayor será la energía que contiene el electrón. Dicho de otra manera, los electrones son las partículas más pequeñas que se encuentran dentro de los átomos.

4. Protón. Un protón es una partícula subatómica con una carga eléctrica

elemental positiva y una masa 1836 veces superior a la de un electrón. Experimentalmente, se observa el protón como estable. El protón y el neutrón, en conjunto, se conocen como nucleones, ya que conforman el núcleo de los átomos.

5. Neutrón. Es una partícula sin carga neta, presente en el núcleo atómico de

prácticamente todos los átomos, excepto el protio. Aunque se dice que el neutrón no tiene carga, en realidad está compuesto por tres partículas

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ELECTRICIDAD BÁSICA

fundamentales cargadas llamadas quarks, cuyas cargas sumadas son cero. Cada neutrón se descompone en un electrón, un antineutrino y un protón.

FUERZA ELÉCTRICA. Se sabe que todos los cuerpos están formados por partículas pequeñísimas, indivisibles en otras más simples, que por eso se denominan elementales. Todas las partículas elementales tienen masa y en virtud de esto, se atraen entre sí, de acuerdo con la ley de la atracción universal. La mayoría de las partículas elementales, pero no todas, tienen además la propiedad de interaccionar unas con otras con una fuerza que es un número de veces mayor que la fuerza de gravitación. Así, en el átomo de hidrogeno (vea el dibujo), el electrón es atraído por el núcleo (protón) con una fuerza veces mayor que la de la atracción gravitatoria. Si las partículas accionan entre sí con fuerzas que son muchísimo mayores que la fuerza de atracción universal, se dice que estas partículas tienen carga eléctrica. La carga eléctrica es una cantidad física que determina la intensidad de las interacciones electromagnéticas, de un modo semejante a como la masa determina la intensidad de las interacciones gravitatorias. Los experimentos del físico francés Charles Agustin de Coulomb, condujeron en 1785 al establecimiento de una ley que recuerda asombrosamente a la ley de atracción universal. "La fuerza de interacción en el vacío de dos cuerpos puntuales en reposo cargados es directamente proporcional al producto de los módulos de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas". A esta fuerza se le da el nombre de COULOMBIANA. Las fuerzas de interacción de dos cuerpos puntuales en reposo, cargados eléctricamente, están dirigidas a lo largo de la recta que une dichos cuerpos.

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ELECTRICIDAD BÁSICA Estas fuerzas se llaman CENTRALES y obedecen a la tercera ley de Newton. Si los módulos de las cargas se designan por y , y la distancia entre ellas por , la ley de Coulomb se puede escribir de la forma siguiente:

Donde es un coeficiente de proporcionalidad, numéricamente igual a la fuerza con que interaccionan las cargas unitarias a una distancia igual a la unidad de longitud. Si esta se escribe en unidades del sistema internacional, tiene el valor: TENSIÓN ELÉCTRICA ( ). Desde el punto de vista energético, el campo eléctrico de intensidad a lo largo de la trayectoria considerada se caracteriza por el trabajo que desarrolla por unidad de carga:

Esta relación se llama Tensión Eléctrica o “Diferencia de potencial” entre los puntos 1 y 2.

La unidad de carga en el Sistema Internacional SI, el COULOMB, se establece valiéndose de la unidad de intensidad de corriente. 1 coulomb ( ) es la carga que pasa en por la sección transversal de un conductor cuando la intensidad de la corriente es de .

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ELECTRICIDAD BÁSICA La tensión eléctrica es la característica energética del campo eléctrico a lo largo de la trayectoria examinada de un punto a otro, por la que se estima la posibilidad de realizar un trabajo cuando las partículas cargadas se desplazan entre dos puntos. Se utilizan también los derivados del volt:

FUERZA ELECTROMOTRIZ (ε). Toda fuerza que actúe sobre las partículas cargadas eléctricamente, a excepción de las fuerzas de origen electrostático (de Coulomb), recibe el nombre de fuerza externa. Las fuerzas exteriores ponen en movimiento las partículas cargadas dentro de todas las fuentes de corriente y en el resto del circuito las pone en movimiento el campo eléctrico. La acción de las fuerzas externas se caracteriza por una cantidad física importante llamada Fuerza Electromotriz (abreviado f.e.m.).

La fuerza electromotriz se representa por el símbolo 𝜺𝜺. La fuerza electromotriz 𝜺𝜺 en un circuito cerrado es la razón del trabajo de las fuerzas exteriores en separar una cantidad de carga en el circuito interno (dentro de la fuente), a esta misma carga.

El espacio que rodea a un cuerpo electrizado, se distingue del que rodea a cuerpos no electrizados. En el espacio donde se encuentra la carga eléctrica existe el campo eléctrico. La fuerza con la que el campo eléctrico actúa sobre la carga eléctrica introducida en él, recibe el nombre de fuerza eléctrica.

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ELECTRICIDAD BÁSICA Luego, en el circuito externo este trabajo se consume al desplazarse la carga del polo (borne) positivo al negativo de la fuente de energía eléctrica.

Generación de Energía Eléctrica. En general, la generación de energía eléctrica consiste en transformar alguna clase de energía química, mecánica, térmica o luminosa, entre otras, en energía eléctrica. Para la generación industrial se recurre a instalaciones denominadas centrales eléctricas, que ejecutan alguna de las transformaciones citadas. Estas constituyen el primer escalón del sistema de suministro eléctrico.

La f.e.m. en una batería es el trabajo realizado en transportar, dentro de ella, una carga positiva unitaria del polo negativo al positivo. La f.e.m. no es una fuerza en el sentido ordinario de esta palabra.

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ELECTRICIDAD BÁSICA EJERCICIOS. 1. Defina qué es un conductor eléctrico.

2. Dé cinco ejemplos de conductores eléctricos y aislantes eléctricos.

3. Ordene los siguientes materiales conductores de acuerdo a su grado de

resistividad: cobre, plomo, plata, aluminio, bronce y acero. 4. Para la fabricación de resistores y reóstatos, ¿Qué clase de aleaciones se

usa?

5. Dé algunas características de los materiales utilizados para la fabricación de contactos eléctricos.

6. ¿Qué metales se utilizan para la fabricación de contactos eléctricos

sensibles con alta resistencia a la corrosión?

7. ¿Qué características deben tener ciertos metales utilizados para la fabricación de fusibles?

8. ¿Qué metal es conveniente utilizar para fabricar fusibles de baja intensidad?

9. Defina Tensión Eléctrica.

10. ¿Qué se entiende por Fuerza Electromotriz?

11. Dé ejemplos donde se desarrolla la fuerza electromotriz (f.e.m.).

12. ¿Qué nombre recibe aquella energía por unidad de carga que se desarrolla

dentro de una fuente para mantener separadas las cargas?

13. Convertir: 220 000 V a kV; 0,38 kV a V; 220 000 mV a kV VOCABULARIO. - Conductividad eléctrica: Es la medida de la capacidad de un material en

deja pasar la corriente eléctrica. - Resistividad: Es la resistencia eléctrica específica de cada material para

oponerse al paso de una corriente eléctrica. BIBLIOGRAFÍA. - Fundamentos de electrotecnia. A. S. KASATKIN. - Fundamentos teóricos de la electrotecnia. F. E. EVDOKIMOV.

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ELECTRICIDAD BÁSICA

N°

12345678

MATERIALES / HERRAMIENTAS / MÁQUINAS

Alambre conductor N°14 AWG-TW.

Alicate de corte diagonal de 6”.

ORDEN DE EJECUCIÓN

Realizar embornamiento.Alicate de puntas redondas de 6”.

Aislar empalme.Realizar terminal.

Destornillador de punta plana de 6” x 5/32”.Cuchilla de electricista.

Cordón conductor N°2x16 AWG- CTM.Cable conductor N° 10 AWG- TW.

Estañar terminal.

Realizar empalme en derivación .

Micrómetro 0-25 mm con precisión de 0.01 mm.

HOJA:1/1

DENOMINACIÓN

ELECTRICISTA INDUSTRIAL

REALIZA UNIÓN DE CONDUCTORES ELÉCTRICOS PARA BAJA TENSIÓN

HT : 02

TIEMPO: 8 horas

Medir calibre de alambre conductor .Realizar empalme trenzado.

Alicate universal de 6”.Realizar empalme en prolongación.

Alicate de puntas semiredondas de 6”.

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ELECTRICIDAD BÁSICA 2.1. REALIZAR EMPALME TRENZADO. Es unir dos o tres conductores en empalme trenzado, ubicando los conductores entre las mordazas del alicate, entorchándolo a presión. Se le utiliza como empalme en las cajas de paso y como empalme en los centros de luz al unir con un artefacto eléctrico colgante. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Realice empalme cola de rata con dos alambres conductores: a) Corte dos pedazos de conductores que tengan la misma longitud de 10 cm. b) Pele los dos conductores a una longitud de 4 cm. c) Efectúe empalme, tal como se muestran los pasos a seguir en la figura: 2do. Paso Realice empalme cola de rata triple con tres alambres conductores: a) Corte tres pedazos de conductores que tengan la misma longitud de 10 cm. b) Pele los tres conductores a una longitud de 4 cm. c) Efectúe empalme, tal como se muestran los pasos a seguir en la figura:

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ELECTRICIDAD BÁSICA PRECAUCIÓN. Tener cuidado al momento de quitar el aislamiento con la cuchilla, PUEDE LLEGAR CORTARSE por una mala manipulación o descuido. OBSERVACIONES. Al quitar el aislamiento de los alambres o cables debe hacerse en forma diagonal (para que quede como la punta de un lápiz), con el fin de evitar cortes en el conductor que hagan que éste pueda debilitarse o romperse. Si se hace un corte profundo en el conductor, provocará que haya mayor resistencia al paso de corriente a través de él. También se recomienda limpiar el metal con la misma navaja hasta que quede brillante, porque así se establece un mejor contacto entre los conductores. Si el cable fuera estañado no es necesario rasparlo. CONSERVACIÓN Y CUIDADO DEL MEDIO AMBIENTE. Los residuos de aislante y cobre que se pudieran dar durante el proceso de la tarea deberán ser depositados en los tachos correspondientes. 2.2. REALIZAR EMPALME EN DERIVACIÓN. Es unir dos o tres conductores en empalme en derivación, ubicando los conductores entre las mordazas del alicate, entorchándolo a presión. Se le utiliza para derivar de la línea principal a otras líneas de alimentación y para sacar líneas para los tomacorrientes y las lámparas de iluminación. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Realice empalme derivación simple con alambre conductor: a) Corte dos pedazos de conductores, uno de 10 cm y otro de 15 cm. b) Pele los dos conductores, el de 10 cm unos 1,5 cm en la parte intermedia y

el otro de 15 cm unos 7,5 cm en un extremo. c) Efectúe empalme, tal como se muestran los pasos a seguir en la figura:

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ELECTRICIDAD BÁSICA

2do. Paso. Realice empalme derivación doble con alambre conductor: a) Corte tres pedazos de conductores, uno de 10 cm y los otros dos de 15 cm. b) Pele los tres conductores, el de 10 cm unos 2.5 cm en la parte intermedia y

los otros dos de 15 cm unos 7,5 cm en sus extremos. c) Efectúe empalme, tal como se muestran los pasos a seguir en la figura:

3er. Paso. Realice empalme derivación anudada con alambre conductor: a) Corte dos pedazos de conductores, uno de 10 cm y otro de 15 cm. b) Pele los dos conductores, el de 10 cm unos 1.5 cm en la parte intermedia y

el otro de 15 cm unos 7,5 cm en un extremo. c) Efectúe empalme, tal como se muestran los pasos a seguir en la figura:

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ELECTRICIDAD BÁSICA 4to. Paso. Realice empalme derivación simple con cordón conductor: a) Corte dos pedazos de conductores, uno10 cm y otro de 15 cm. b) Pele los dos conductores, el de 10 cm unos 1,5 cm en la parte intermedia y

el otro de 15 cm unos 7,5 cm en un extremo. c) Efectúe empalme, tal como se muestran los pasos a seguir en la figura: 5to. Paso Realice empalme derivación simple con cable conductor: a) Corte dos pedazos de conductores, uno de 20 cm y otro de 25 cm. b) Pele los dos conductores, el de 20 cm unos 5 cm en la parte intermedia y el

otro de 25 cm unos 10 cm en un extremo. c) Efectúe empalme, tal como se muestran los pasos a seguir en la figura:

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ELECTRICIDAD BÁSICA OBSERVACIÓN. Por tener número impar de hilos el cable a unir, quedará a un lado del conductor principal un hilo más que al otro lado. Los hilos no deben superponerse. Arrolle cada mitad de los hilos en sentido contrario al anterior, teniendo en cuenta que las vueltas deben quedar juntas y las puntas bien rematadas, como se muestra en la figura. 2.3. REALIZAR EMPALME EN PROLONGACIÓN. Es unir dos conductores en empalme en prolongación, ubicando los conductores entre las mordazas del alicate, entorchándolo a presión. Se le utiliza como empalme en la extensión de las líneas aéreas y como empalme en las extensiones eléctricas de alimentación o de guía de luz. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Realice empalme unión simple con alambre conductor: a) Corte dos pedazos de conductores que tengan la misma longitud de 10 cm. b) Pele los dos conductores a una longitud de 4 cm. c) Efectúe empalme, tal como se muestran los pasos a seguir en la figura: 2° Paso Realice empalme unión western con alambre conductor: a) Corte dos pedazos de conductores que tengan la misma longitud de 12 cm. b) Pele los dos conductores a una longitud de 6 cm. c) Efectúe empalme, tal como se muestran los pasos a seguir en la figura:

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ELECTRICIDAD BÁSICA

3° Paso Realice empalme unión simple con cordón conductor: a) Corte dos pedazos de conductores que tengan la misma longitud de 10 cm. b) Pele los dos conductores a una longitud de 4 cm. c) Abra los hilos de ambos conductores. d) Efectúe empalme, tal como se muestran los pasos a seguir en la figura:

4° Paso Realice empalme tipo accesorio con alambre y cordón conductor: a) Corte dos pedazos de alambre y cordón conductores, que tengan la misma

longitud de 10 cm. b) Pele los dos conductores a una longitud de 4 cm. c) Entorche los hilos del conductor flexible para darle rigidez. d) Efectúe empalme, tal como se muestran los pasos a seguir en la figura:

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ELECTRICIDAD BÁSICA NOTA. Al momento de hacer el arrollamiento como se muestra en el gráfico 2, procurar dar como mínimo 5 vueltas para mayor seguridad, evitando que se suelte a pequeños esfuerzos de tracción.

2.4. AISLAR EMPALME.

Es aislar empalmes de conductores, ubicando la cinta aislante en uno de los extremos del empalme, recorriéndolo y ajustándolo moderadamente.

Se le utiliza para aislar todo tipo de empalmes en las instalaciones eléctricas de baja tensión.

PROCESO DE EJECUCIÓN:

1er. Paso. Aísle empalme trenzado: a) Ubique en forma diagonal la cinta aislante 1 cm antes de la parte desnuda

por el lado izquierdo. b) Encinte avanzando y ajustando la cinta del extremo izquierdo al extremo

derecho del conductor, procurando siempre cubrir la vuelta anterior, como mínimo en una cuarta parte de su ancho.

c) Doble encintado en el extremo, avance ajustando la cinta del extremo derecho al extremo izquierdo del conductor.

d) Corte y ajuste la cinta.

2do. Paso. Aísle empalme en prolongación: a) Ubique en forma diagonal la cinta aislante 1 cm antes de la parte desnuda

por el lado izquierdo. b) Encinte avanzando y ajustando la cinta del extremo izquierdo al extremo

derecho del conductor, recuerde cubrir la vuelta anterior como mínimo una cuarta parte de su ancho.

c) Encinte avanzando y ajustando la cinta del extremo derecho al extremo izquierdo del conductor.

d) Corte y ajuste la cinta.

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ELECTRICIDAD BÁSICA

3er. Paso. Aísle empalme en derivación: a) Ubique en forma diagonal la cinta aislante 1 cm. antes de la parte desnuda

por el lado izquierdo. b) Encinte avanzando y ajustando la cinta del extremo izquierdo al extremo

derecho del conductor. c) Encinte avanzando y ajustando la cinta del extremo derecho al extremo

izquierdo pasando por el conductor derivado. d) Corte y ajuste la cinta.

2.5. REALIZAR TERMINAL.

Es realizar el terminal de conexión, ubicando las mordazas del alicate de puntas redondas en la parte extrema desnuda del conductor, dándole la forma adecuada. Su principal aplicación es de unir a presión un conductor con un terminal de accesorio a conectar.

PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Realice terminal para tornillo o perno con alambre conductor: a) Corte el alambre conductor unos 8 cm. b) Pele los extremos 1,5 cm. c) Efectúe terminal para tornillo o perno, tal como se muestran en los pasos a

seguir en la figura:

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ELECTRICIDAD BÁSICA

NOTA:

2do. Paso. Realice terminal para tornillo o perno con cordón conductor: a) Corte el cordón conductor unos 8 cm. b) Pele los extremos 1,5 cm. c) Efectúe terminal para tornillo o perno, tal como se muestran en los pasos a

seguir en la figura:

3er. Paso. Realice terminal para bornera: a) Corte el alambre conductor unos 8 cm. b) Pele los extremos 1,5 cm. c) Efectúe terminal para bornera, tal como se muestran en los pasos a seguir

en la figura:

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ELECTRICIDAD BÁSICA 2.6. ESTAÑAR TERMINAL.

Es impregnar estaño a los terminales de conexión, ubicando en la parte desnuda del terminal la soldadura, derritiéndola con el cautín eléctrico. Su principal aplicación es la proteger los terminales contra la corrosión y fijar sólidamente la parte desnuda de los conductores flexibles para su conexión.

PROCESO DE EJECUCIÓN:

1er. Paso. Prepare el cautín eléctrico antes de estañar: a) Limpie con escobilla o con una cuchilla la punta del cautín. b) Conecte enchufe del cautín a la energía eléctrica. c) Unte decapante en la punta del cautín. d) Estañe la punta del cautín:

2do. Paso. Estañe terminal: a) Unte con decapante el terminal. b) Coloque el terminal en la punta del cautín caliente. c) Coloque la soldadura en el terminal caliente. d) Recorra la soldadura alrededor de la parte desnuda del terminal para que

penetre uniformemente. e) Sacuda el terminal para extraer la soldadura demás. f) Limpie con un trapo la parte estañada.

NOTA Tener presente los mismos pasos para estañar empalmes eléctricos.

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ELECTRICIDAD BÁSICA OBSERVACIONES. Crear un ambiente propicio para el estañado con una adecuada ventilación. Evite quemar el aislamiento. Cuide de no derramar agua sobre el estaño caliente. Si el terminal es cerrado, fundir el estaño en el interior del terminal e introducir el conductor; no debe rebosar el estaño al introducir el conductor, mover un poco para sacar el aire y retirar el cautín. Los cautines deben montarse sobre un soporte metálico. En trabajos de electricidad no se debe emplear ácido como diluyente, limpiador o desoxidante. PRECAUCIÓN. Si el cautín tiene contacto con algún líquido desconéctelo inmediatamente para no sufrir una DESCARGA ELÉCTRICA. Manipule con mucha precaución el cautín al momento de estañar para no sufrir QUEMADURAS.

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ELECTRICIDAD BÁSICA 2.7. REALIZAR EMBORNAMIENTO. Es unir a presión dos o más conductores, ubicando el terminal en el orificio, ajustando moderadamente el tornillo con el destornillador o el perno con llave francesa. Se le usa en la mayor parte de las conexiones, en los accesorios, aparatos, equipos, maquinas e instrumentos eléctricos. PROCESO DE EJECUCIÓN:

1er. Paso. Emborne terminal para tornillo o perno: a) Desajuste tomillo o perno con la herramienta adecuada. b) Ubique terminal en el sentido de ajuste correcto. c) Ajuste tornillo o perno.

2° Paso Emborne terminal para bornera. a) Desajuste tomillo con la herramienta adecuada. b) Introduce terminal en agujero de la bornera. c) Presione al terminal, ajustando el tornillo ala bornera.

EMPALMES ELÉCTRICOS Un empalme o amarre eléctrico es la unión de 2 o más conductores de una instalación eléctrica, dentro de un aparato o equipo electrónico, con la finalidad de prolongarlos o derivarlos y así facilitar la continuidad de la corriente eléctrica.

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ELECTRICIDAD BÁSICA La unión puede hacerse de forma mecánica usando las herramientas adecuadas como alicates, cuchilla de electricista, cinta aislante. Aunque por rapidez y seguridad hoy en día es más normal unir conductores mediante fichas de empalme y similares. CONDICIONES PARA UN BUEN EMPALME. La realización de empalmes es un tema importante en la formación de los electricistas ya que un empalme inadecuado o mal realizado puede hacer mal contacto y hacer fallar la instalación. Se pueden citar dos condiciones importantes: • Mecánicamente fuerte: Capaz de soportar esfuerzos mecánicos. Algunos

empalmes deberán soportar mayor esfuerzo que otros debido a su ubicación.

• Eléctricamente seguro: No debe presentar resistencia alguna por tener contactos defectuosos. Esto hace que el empalme se caliente o se produzca un chisporroteo que en muchos casos se deriva en un incendio.

CLASES DE EMPALMES. Existen diversas clases de empalmes de acuerdo con la conexión que se quiera realizar, el tipo de esfuerzo que ha de resistir, con la clase de conductor, con el lugar donde debe quedar ubicado, etc. Tenemos 2 clases de empalmes:

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ELECTRICIDAD BÁSICA Empalmes en prolongación: Distinguimos los siguientes tipos de empalme que nos sirven cuando se requiere prolongar uno de ellos: a) UNIÓN WESTERN: Este empalme se practica en instalaciones a la vista, y

sobre todo en conductores que están sometidos a esfuerzos de tracción.

Se realiza con conductores, hasta el número 10 AWG. b) UNIÓN COLA DE RATA: Se utilizan

prácticamente dentro de las cajas octogonales, cajas de paso en las instalaciones eléctrica de interiores. Se realiza con conductores, hasta el número 6 AWG.

c) UNIÓN CONDUCTORES DELGADOS: En la figura se muestra empalmes

de conductores dúplex o cordón paralelo y consiste en utilizar dos empalmes western.

Cuando los cables se componen con hilos medianamente gruesos la unión consiste en entrelazar ambos conductores enrollando los hilos sobre sí mismo hasta que queden como lo indica la figura.

d) UNIÓN DE CONDUCTORES GRUESOS: Cuando lo cables son gruesos la

unión consiste como en el caso anterior para cables de hilos delgados, de este modo se logra un buen contacto eléctrico y bastante resistencia mecánica.

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ELECTRICIDAD BÁSICA e) TIPO ACCESORIO O ALAMBRE DOBLADO: Se utiliza cuando se realiza

la conexión final entre dos conductores se sección pequeña. Como en el caso de la conexión interna que llevan algunos artefactos eléctricos.

También es muy utilizado cuando se desea unir dos alambres de diferente sección, como por ejemplo un alambre de numero 8 (8,33mm2) y uno de 16 (1,30mm2), donde el alambre grueso va doblado sobre el arrollamiento del delgado.

Empalmes en derivación: Distinguimos los siguientes tipos de empalmes que nos sirven cuando se requiere derivar un conductor de otro principal.

a) UNIÓN EN “T” O DERIVACIÓN SIMPLE: Utilizada en instalaciones a la vista, cuando en un tendido recto y largo de conductores se desea sacar ramificaciones, como por ejemplo en el alambrado de circuitos de alumbrado y similares.

Se realizan con conductores, hasta el número 10 AWG.

b) UNIÓN DERIVACIÓN DOBLE O EN CRUZ: Es muy utilizado en las instalaciones a la vista o de sobre-pared, cuando se quiere derivar de un mismo punto de un conductor principal, dos conductores.

Existen dos formas para realizarlo, ambas cumplen la misma función.

c) UNIÓN EN DERIVACIÓN ANUDADA: Se utiliza principalmente en las instalaciones aéreas y sobre-pared, sobre todo cuando los conductores van

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ELECTRICIDAD BÁSICA

estar expuestos a posibles esfuerzos mecánicos. Posee un mejor agarre que la unión simple.

d) UNIÓN DE CONDUCTORES DELGADOS: Con los conductores cableados también es necesario en algunos casos hacer derivaciones. En el gráfico se muestra una derivación con conductor dúplex, y se realiza efectuando dos empalmes de derivación simple, separados un poco entre sí.

e) UNIÓN DE CONDUCTORES GRUESOS: Este tipo de empalme en

derivación como se muestra en el gráfico se utilizan mucho en cables gruesos, aunque también es posible con cables de hilos un poco más delgados, por ejemplo cable 8 o 10 AWG.

f) UNIÓN ENTRE CONDUCTORES

GRUESOS: Esta tipo de empalme se da cuando se tiene que derivar un conductor sólido (alambre) y un conductor cableado (cable) y consiste en unir por medio de un alambre delgado el conductor derivado y el conductor principal.

NOTA. Este empalme debe efectuarse de esta forma a causa de la dificultad que presenta el alambre al ser enrollado en el cable debido a su grosor.

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ELECTRICIDAD BÁSICA PRECAUCIÓN. Al realizar un empalme, tener presente que debe hacerlo de la mejor manera, cumpliendo las dos condiciones, de lo contrario, si la corriente es alta y el empalme está flojo se calentará. El chisporroteo o el calor producido por un mal empalme es una causa común a muchos INCENDIOS en edificios.

PRECAUCIÓN. A la hora de cortar los cables, es importante hacerlo a diferentes alturas para cada uno, pues así se evita que los cables entren en contacto mientras se hace el empalme, y que si la cinta aislante llegara a soltarse no haya riesgo de que se dé un mal contacto y provoque un cortocircuito. SEGURIDAD. Antes de trabajar en la instalación eléctrica de un edificio o de un equipo eléctrico/electrónico se debe tener la FORMACIÓN TÉCNICA necesaria. SOLDADURAS EN EMPALMES Y TERMINALES. Los empalmes eléctricos se sueldan con estaño para que tengan mayor firmeza y evitar la corrosión del cobre. El ESTAÑADO consiste en recubrir con una delgada capa el empalme con estaño fundido de manera uniforme. El estaño se funde por acción del calor proporcionado por el CAUTÍN ELÉCTRICO, utilizado de manera correcta.

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ELECTRICIDAD BÁSICA Soldadura de estaño. La Soldadura empleada para usos eléctricos es de una aleación de estaño y plomo, su bajo punto de fusión permite la soldadura de piezas delgadas y de sistemas eléctricos, pueden adquirirse en forma de barras de alambre macizo o de alambre fino con núcleo de resina. Estas aleaciones empleadas con soldadura tienen por lo general una proporción de 60% de estaño y 40% de plomo. La soldadura con menor proporción de estaño requiere mayor grado de fusión y no son apropiados a trabajos eléctricos. Proporción de aleación.

Estaño Plomo Grado de Fusión Aplicación 60% 50% 40%

40% 50% 60%

180OC 218 OC 326 OC

Eléctrico Eléctrico En Calderas

Soldadura preparada. La soldadura enrollada en carretes es generalmente de sección redonda, tiene un desoxidante llamado resina que limpia la parte a soldarse en los trabajos eléctricos o electrónicos. Las resinas se funden a una baja temperatura y forma una capa contra el aire mientras se calienta para fundir la soldadura. Para hacer el soldado de los empalmes eléctricos debes tener en cuenta los siguientes elementos: Soldadura de estaño: Es el material de aporte en la soldadura blanda, se compone de estaño (60%) y plomo (40%). • Cautín: Proporciona en calor necesario para fundir el estaño. • Pasta de soldar: Facilita la distribución del estaño sobre las superficies a

unir y evitando, al mismo tiempo, la oxidación producida por la temperatura elevada del soldador (cautín).

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ELECTRICIDAD BÁSICA PRECAUCIÓN. El estaño por si solo es poco toxico, pero en su aleación con plomo a un 38-40% aumenta enormemente su toxicidad por inhalación de vapores y/o humo. Por lo tanto TRABAJE EN UN AMBIENTE VENTILADO o en todo caso use una mascarilla. AISLAMIENTO DE EMPALMES. Una vez realizada una unión, esta debe protegerse mediante cinta aislante con el fin de prevenir accidentes eléctricos como cortocircuitos y/o choques eléctricos (electrocuciones). Para este propósito se utiliza generalmente cinta adhesiva plástica o cinta aislante debido a que ocupa muy poco espacio y tiene una resistencia eléctrica muy alta. Para ambientes húmedos se recomienda emplear cinta de hule. ¿Cómo aislar un empalme eléctrico? Para aislar una unión, comienza por enrollar la cinta sobre el aislamiento (plástico que recubre el cable) de un extremo a partir de una longitud ligeramente mayor que el ancho de la cinta. Desde allí manteniendo la cinta aislante tensionada, enróllala oblicuamente hasta cubrir el empalme o unión completamente, llegando al otro extremo. Cada vuelta de cinta aislante debe cubrir la vuelta anterior, como mínimo en una cuarta parte de su ancho, esto para evitar que quede el cable desnudo (cobre) al descubierto. Una vez finalizada la primera capa, coloca una segunda capa de cinta aislante enrollándola en la dirección contraria de modo que las espirales se entre crucen. Presiona la cinta con los dedos dentro de las rendijas o huecos que se forman en las uniones de los cables, esto para mejorar la adherencia de la cinta. Pueden ser necesarias dos o tres capas de cinta aislante para conseguir un aislamiento confiable.

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ELECTRICIDAD BÁSICA RECOMENDACIONES.

Al hacer el aislamiento se debe cubrir la mitad de la cinta que va quedando instalada en el empalme.

El número de capas del aislamiento depende de la tensión utilizada y de la calidad del material aislante.

Las puntas del empalme se deben doblar para no dañar la cinta al hacer el aislamiento.

TUBOS CONTRAIBLES Y RESINAS PARA AISLAR EMPALMES • EMPALMES CONTRAIBLES EN FRÍO. Uniones 8420 (Tubos Individuales Contraíbles en Frío): Consisten en tubos abiertos por ambos costados, que son pre-expandidos en fábrica y ensamblados por sobre un soporte de polipropileno removible. Esta estructura removible consiste en un espiral pre cortado, que puede ser retirado simplemente con tirar desde uno de sus extremos. Este tubo se reubica contrayéndose al retirar el cordón, formando una unión muy resistente, con un perfecto sello al agua y la humedad. El tubo aislante está confeccionado de goma EPDM que no contiene halógenos, sulfuros ni clorhidratos. La serie consta de 6 diámetros que cubren un amplio rango de aplicación, para conductores de cobre y aluminio. Para extender la vida útil de este producto en aplicaciones continuamente expuestas a altos niveles de radiación ultravioleta (exteriores) se recomienda envolver con cinta Scotch Súper 33+ de 3M o cinta de silicona Scotch 70 de 3M. Otra presentación: PST (Conjuntos para empalme rápido):

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ELECTRICIDAD BÁSICA Estos conjuntos vienen preparados para la instalación de empalmes tripolares y tetrapolares de baja tensión. Con un mínimo número de kits se cubre un amplio rango de secciones de cables normalizadas. Los conjuntos PST 41 y PST 42 son provistos con masilla aislante para la aislación de las fases y tubos contraíbles en frio de la Serie 8420 para protección mecánica. Los modelos PST 43, PST 44 y PST 45 vienen provistos de un tubo contraíble en frio para cada fase más el neutro y otro para protección mecánica exterior. Beneficios: Ahorra tiempo de instalación. Evita accidentes y quemaduras. Seguridad en la instalación en todo tipo de ambientes, inclusive en

ambientes explosivos. • EMPALMES TERMOCONTRAÍBLES. ITCSN / HTMW (Tubos Termocontraíbles con adhesivo interior): Están diseñados para un desempeño confiable en aplicaciones eléctricas, tales como uniones, terminaciones y conexiones de baja tensión, así como para protección contra el medio ambiente. Están fabricados en base a una poliolefina de enlaces moleculares fuertes, siendo muy resistente a las quebraduras. Son de rápido encogimiento lo que facilita su instalación. Estos tubos cuentan con un adhesivo interior sellante, puesto de fábrica, que fluye con la aplicación de calor.

Sus principales beneficios son: • Resisten golpes punzantes y daños por abrasión. • Son muy versátiles. • Un reducido número de modelos cubren un vasto rango de calibres. • Resistentes a ácidos, alcalinos y rayos UV. • Se adhieren a una gran variedad de materiales de cubiertas de cables.

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ELECTRICIDAD BÁSICA • Aptos para aislación eléctrica primaria de cables hasta 1.000 V. • Para uso interior, exterior, aéreo y subterráneo. • Aislación eléctrica secundaria para uniones. • Protección física y sello contra la humedad para terminales descubiertos. Otras Presentaciones: ETBT (Empalmes Termocontraíbles BT): Aptos para unir cables de aislación seca entre sí o papel impregnado en aceite entre sí; sean estos cables tripolares o tetrapolares. TTBT (Terminales Termocontraíbles BT): Son para terminar cables de aislaciones secas tripolares y tetrapolares ubicados en cajas, acometidas subterráneas, etc. FP 221VW (Tubos Termocontraíbles de pared fina "sin adhesivo" en Rollos): Poseen un excepcional equilibrio entre sus propiedades físicas, químicas y eléctricas. • EMPALMES DE RESINA. Las resinas han sido usadas por años en la industria eléctrica debido a su versatilidad de uso, por sus propiedades de sellado impenetrable y por su capacidad de energización inmediata cuando se usa en uniones. Las resinas ScothcastMR se utilizan después de unir dos compuestos reactivos exotérmicos que 3M logró envasar separadamente en una conveniente bolsa que sirve como recipiente de la mezcla, mediante la apertura de un sello interno que divide ambos componentes. Las uniones en base a resinas ScotchcastMR de 3M permiten variadas aplicaciones en empalmes de baja y media tensión, simples o con derivaciones múltiples, en uniones tripolares y recuperación de cubiertas. SÍMBOLOS. Según la norma DGE, los símbolos gráficos para los empalmes es como se muestra:

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ELECTRICIDAD BÁSICA

CORRIENTE ELÉCTRICA CONTINUA

La corriente eléctrica es el movimiento ordenado de cargas eléctricas en una dirección determinada en el espacio. Los portadores de carga, cuyo movimiento crea la corriente eléctrica, son en la mayoría de los casos los electrones libres (particularmente, en los metales), y, con menos frecuencia (en los líquidos y gases), los iones. Para la aparición de la corriente eléctrica debe ser creado un circuito eléctrico compuesto de conductores. Podemos indicar una serie de factores capaces de provocar el movimiento ordenado de la cargas dentro de un conductor, estas pueden ser las fuerzas eléctricas (de Coulomb) o las no eléctricas como muestra el grafico. Intensidad de la Corriente Eléctrica. Para el mantenimiento de la corriente es necesario tener una fuente de energía eléctrica. Las fuentes de energía eléctrica pueden ser las más diversas, pero en cada una de ellas, se realiza trabajo para dividir las partículas cargadas positivas y negativas. Durante el trabajo para dividir las partículas cargadas,

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ELECTRICIDAD BÁSICA transcurre la transformación de la energía mecánica, magnética, química, interna o bien cualquier otra, en energía eléctrica. Las partículas divididas se acumulan en los polos de las fuentes de corriente, así son llamados los lugares a los que, con ayuda de bornes o sujetadores, se conectan los conductores (cables). Uno de los polos de la fuente de corriente tiene carga positiva el otro, negativa. Entre los polos de la fuente se forma el campo eléctrico. Si los polos se unen con un cable, el campo eléctrico surgirá también en él. Bajo la acción de este campo, las partículas cargadas libres en el cable se pondrán en movimiento, surgirá la corriente eléctrica, estableciéndose entre los extremos del conductor una diferencia de potencial (tensión eléctrica) . Las partículas que forman la corriente son elementos estructurales de los propios conductores. Para caracterizar cuantitativamente la corriente eléctrica sirve el concepto de intensidad de corriente . La intensidad de corriente se determina por la carga eléctrica de todas las partículas que pasan por la sección transversal de un conductor en la unidad de tiempo.

Para las mediciones de una gran intensidad de corriente se usa:

El kiloampere (kA) = 1000 A = 103 A El miliampere (mA) = 0,001 A = 10-3 A El microampere (μA) = 0,000 001 A = 10-6 A

Efectos de la Corriente Eléctrica. Para la observación de la acción electrodinámica de la corriente sirve el receptor en el cual un conductor flexible se fija de modo que forme un bucle estrecho. Debido a la repulsión electrodinámica de los lados del bucle recorrido por la corriente, este se ensancha. El electroimán y la aguja magnética indican la acción electromagnética de la corriente. Cuando por el devanado del electroimán pasa la corriente, las limaduras de hierro se atraen a los extremos del núcleo. Al mismo tiempo, la aguja magnética se orienta perpendicularmente

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ELECTRICIDAD BÁSICA a la dirección del conductor por el que circula la corriente. A base de semejantes fenómenos sencillos podemos juzgar no solo de la presencia de la corriente, sino también de su cantidad.

HERRAMIENTAS PARA ELECTRICISTAS

Un electricista (en algunos países también técnico electricista) es un profesional que realiza instalaciones y reparaciones relacionadas con la electricidad, especialmente en máquinas e iluminación. Un electricista dentro de sus funciones realiza instalación y mantenimientos de redes de baja y alta tensión, instalaciones eléctricas en residencias o locales comerciales (incluidas oficinas y talleres), instalación de alumbrado público o la reparación de averías eléctricas de la maquinaria y electrodomésticos.

También, debido al crecimiento de la industria los electricistas se forman y capacitan para realizar trabajos como el de reparación y mantenimiento preventivo de todo tipo motores eléctricos monofásicos y trifásicos, contactores, limitadores eléctricos, arrancadores suaves (softstart), variadores de frecuencia, temporizadores, electroválvulas, conexiones en estrella y delta de transformadores, manejo adecuado de ductos y tuberías para uso en instalaciones eléctricas, y respetando la normativa de seguridad que sugiere el código nacional eléctrico (CNE).

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ELECTRICIDAD BÁSICA Para que el electricista logre sus objetivos debe trabajar con elementos que le son útiles la hora de realizar un trabajo, como por ejemplo, las herramientas manuales: Alicates, destornilladores entre otras cosas.

Herramientas más usadas por los electricistas:

ALICATE UNIVERSAL.

Es una herramienta imprescindible para todo electricista, se llama universal porque son tres herramientas en una, tiene puntas planas, mordaza y corte lateral. Se compone de tres partes bien diferenciadas: una pinza robusta, unas mandíbulas estriadas y, por último, una sección cortante.

Usos: Presionar objetos, cortar hilos conductores, cortar cables eléctricos, arrancar clavos, tornillos, entre otras cosas.

ALICATE DE CORTE DIAGONAL. Estos alicates se utilizan principalmente para cortar alambres blandos o duros. Proporcionan un corte limpio y con poco esfuerzo, gracias a los filos de precisión de fresado especial. Usos: Su función específica es cortar alambres de todo tipo. Se puede encontrar normal y reforzado con más capacidad de corte y filos con templado por inducción.

ALICATE DE PUNTA.

Son alicates de puntas rectas, boca plana y ranurada para mejor sujeción de la pieza. Gracias a su forma alargada, son útiles para alcanzar objetos en cavidades donde los cables u otro material se han atorado o son inalcanzables para los dedos y otros medios. Usos: Sirve principalmente para sujetar, doblar, apretar, etc. ALICATE DE PUNTA REDONDA. Únicamente se diferencian de los anteriores por terminar en dos piezas cilíndricas o cónicas.

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ELECTRICIDAD BÁSICA Usos: Se usa especialmente para doblar alambres en forma de anillo para ser usado como terminal, doblar conductores, sujetar algunas piezas y otros. ALICATES PELA CABLE. Alicates especialmente diseñados para eliminar sin esfuerzo y limpiamente la parte aislante de los cables conductores. Usos: Utilizados para su función específica de pelar cables dejando visible e intacta la parte conductora metálica. Prevención: - Los alicates de corte diagonal deben llevar una defensa sobre el filo de corte

para evitar las lesiones producidas por el desprendimiento de los extremos cortos de alambre.

- Quijadas sin desgastes o melladas y mangos en buen estado.

- Tornillo o pasador en buen estado. - Herramienta sin grasas o aceites. - Utilizar exclusivamente para sujetar, doblar o

cortar. Medidas de seguridad. - Es recomendable el uso de guantes de cabritilla

para trabajar con esta herramienta, debido a los riesgos de apretarse los dedos o las palmas de las manos.

- No tratar de cortar clavos o alambres de acero endurecido o de diámetros superiores a las mordazas, con esto solo conseguirá dañar los filos e inutilizar la herramienta.

- No utilice nunca un alicate como martillo o para ejercer palanca.

- Para verificar el estado de las mordazas, se deben mirar cerradas en contraluz, estas deben juntar en forma pareja.

- Los alicates no pueden agarrar las tuercas y tornillos de forma segura y pueden resbalar, evite usarlos para reemplazar una llave de tuercas o un destornillador.

- Use los alicates apropiados para el trabajo y no abuse de los mismos. - Si trabaja con electricidad utilice los alicates con aislantes.

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ELECTRICIDAD BÁSICA - Nunca sustituir los alicates por otra herramienta como la llave ajustable para

completar el trabajo. Esto puede causar que la cabeza de los tornillos se desgasten.

- Si usa el alicate para cortar alambres, asegúrese de tomar la parte del cable que va a cortar con la otra mano para prevenir que vuele con el aire.

- Mantenga los alicates y las herramientas de mano limpias y en buenas condiciones.

DESTORNILLADORES. Los destornilladores son herramientas de mano diseñados para apretar o aflojar los tornillos ranurados de fijación sobre materiales de madera, metálicos, plásticos, etc. Las partes principales de un destornillador son el mango, la cuña o vástago y la hoja o boca. El mango para sujetar se fabrica de distintos materiales de tipo blando como son la madera, las resinas plásticas, etc. que facilitan su manejo y evitan que resbalen al efectuar el movimiento rotativo de apriete o desapriete, además de servir para lograr un aislamiento de la corriente eléctrica. Algunos de los tipos de puntas más frecuentes son plana, de estrella de cuatro puntas o de cruz (Phillips y Pozzidriv) y de estrella de 6 puntas (Torx), además de las hexagonales huecas (llave de vaso) o macizas (llave Allen) o cuadradas. Medidas de seguridad. - Nunca utilice un destornillador para ejercer palanca. - Las puntas deben estar en perfecto estado. - Siempre debe ajustar en forma precisa con las

ranuras de los tornillos. - En caso de trabajos eléctricos se deben preferir los

destornilladores que poseen aislamiento en su barra, para evitar corto circuitos o puentes.

- Jamás debe utilizar un destornillador para perforar o cortar como cincel.

- Siempre debe portar los EPP adecuados como lentes y guantes.

- No utilice herramientas sucias o cubiertas con grasa, esto puede originar que se resbalen.

- Nunca golpee un destornillador con un martillo, la herramienta sufrirá daños irreparables.

- No use el destornillador con las manos mojadas o llenas de grasa.

- No use el destornillador para comprobar si una batería

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ELECTRICIDAD BÁSICA

está cargada. - Elija el tamaño de destornillador adecuado y el tipo de cabeza adecuada

para el tornillo. - No sujete la pieza de trabajo contra su cuerpo. Apóyelo en una superficie

segura plana. - Cuando use el destornillador mantenga los dedos alejados de la hoja. - No intente forzar el destornillador con alicates o un martillo.

Use porta herramientas electricista!!!

Mantén tus herramientas siempre a la mano al realizar trabajos eléctricos.

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ELECTRICIDAD BÁSICA

N°

123

MATERIALES / HERRAMIENTAS / MÁQUINAS

Alicate de puntas semiredondas de 6".

Potenciómetros 0,5 W - 2 W.

ORDEN DE EJECUCIÓN

Cuchilla de electricista.Resistores fijos.Medir resistencia en potenciómetro.

HOJA:1/1

DENOMINACIÓN

ELECTRICISTA INDUSTRIAL

REALIZA MEDICIÓN EN RESISTORESHT : 03

TIEMPO: 4 horas

Medir resistencia en resistor fijo.Medir resistencia en reóstato.

Reóstato 250 W - 500 W.

Multímetro Analógico o Digital 0-1000VDC,10ADC.

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ELECTRICIDAD BÁSICA 3.1. MEDIR RESISTENCIA EN RESISTOR FIJO. Es medir la resistencia eléctrica de resistores de valores fijos, conectando en paralelo las puntas de prueba del ohmímetro con el resistor e indicando en el cuadro de medidas la lectura de la medición. Se aplica para verificar el valor de la resistencia eléctrica de los resistores fijos que conforman el circuito eléctrico. PROCESO DE EJECUCIÓN.

1er. Paso. Verifique medidor de resistencia, en el multímetro: • Con multímetro digital: - Ubique los rangos de resistencia en el

multímetro. - Mueva el selector en el rango de medición

apropiado (Mayor al valor de la resistencia a medir o empiece con el mayor rango).

- Coloque las puntas de prueba en los bornes correspondientes del multímetro (El rojo al terminal VΩ , el negro al terminal COM)

• Con multímetro análogo: - Ubique los rangos de resistencia en el multímetro. - Mueva el selector en el rango de medición apropiado (Mayor al valor de la

resistencia a medir o empiece con el mayor rango). - Ubique la escala de lectura. - Identifique la mínima lectura de la escala o pantalla del multímetro. - Coloque las puntas de prueba en los

bornes correspondientes del multímetro - Une las puntas de prueba del

instrumento, la aguja se desplazara a cero.

- Si la aguja no llega cero, calibre el cero ohmios regulando la perilla ADJ ZERO Ω.

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ELECTRICIDAD BÁSICA 2do. Paso. Mide resistencia eléctrica de resistor fijo: a) Seleccione 5 resistores fijos. b) Interprete símbolo general de la resistencia eléctrica.

c) Identifique el valor de resistencia eléctrica según las características especificadas en cada resistor (Resistencia nominal):

- Lea directamente el valor de la resistencia

en el cuerpo del resistor. - En el caso de resistores que tienen en su

cuerpo 4 franjas de colores, lea e interprete el código de colores:

• Tome un resistor y lea los colores de

izquierda a derecha. Traduzca los colores en cifras que formen el valor de la resistencia buscada según la tabla de identificación colores, complete el cuadro:

FRANJAS COLOR CIFRAPrimera franjaSegunda franjaTercera franja MultiplicadorCuarta franja Tolerancia

___________ΩVALOR DE RESISTENCIA

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ELECTRICIDAD BÁSICA

TABLA DE IDENTIFICACIÓN DE CÓDIGOS DE COLORES

• Por ejemplo se tiene: d) Conecte las puntas del multímetro en los extremos de una resistencia.

e) Realice la lectura.

Color de la banda

Valor de la 1º cifra

significativa

Valor de la 2º cifra

significativaMultiplicador Tolerancia

Coeficiente de

temperaturaNegro − 0 1 − −Marrón 1 1 10 ±1% 100ppm/ºc

Rojo 2 2 100 ±2% 50ppm/ºcNaranja 3 3 1000 − 15ppm/ºcAmarillo 4 4 10000 ±4% 25ppm/ºcVerde 5 5 100000 ±0,5% 20ppm/ºcAzul 6 6 1000000 ±0,25% 10ppm/ºc

Violeta 7 7 10000000 ±0,1% 5ppm/ºcGris 8 8 100000000 ±0,05% 1ppm/ºc

Blanco 9 9 1000000000 − −Dorado − − 0,1 ±5% −

Plateado − − 0,01 ±10% −Ninguno − − − ±20% −

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ELECTRICIDAD BÁSICA f) Repita el procedimiento tomando otra resistencia. g) Anote en el siguiente cuadro las medidas realizadas y compárelas con su

valor especificado:

OBSERVACIÓN.

3.2. MEDIR RESISTENCIA EN REÓSTATO. Es medir la resistencia eléctrica de un reóstato, conectando en paralelo las puntas de prueba del ohmímetro con los terminales del reóstato e indicando en el cuadro de medidas la lectura de la medición. Se aplica para verificar el valor de la resistencia eléctrica de los reóstatos acoplados en serie para regular corriente en los circuitos eléctricos.

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ELECTRICIDAD BÁSICA PROCESO DE EJECUCIÓN.

1er. Paso. Mide resistencia eléctrica de un reóstato: a) Verifique medidor de resistencia, en el multímetro. b) Seleccione un reóstato (Resistor de resistencia variable). c) Interprete símbolo del reóstato. d) Deslice la parte móvil del reóstato (Cursor) hacia la posición central. e) Conecte el multímetro (Como ohmímetro) con los

terminales A-C1 del reóstato como se muestra en el gráfico:

f) Realice la lectura. g) Repita la lectura para otra posición del cursor (Posiciones m, n, p, q, r, s):

h) Anote en el siguiente cuadro las medidas realizadas para las diferentes posiciones del cursor:

NOTA: Puede hacer otras mediciones colocando las puntas del multímetro entre los terminales del reóstato A-C2 y también entre B-C1 o B-C2.

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ELECTRICIDAD BÁSICA

CONSERVACIÓN Y CUIDADO DEL MEDIO AMBIENTE. Los papeles que utilizó para fines de cálculo, si no van hacer usados, deben ser depositados en el tacho de color azul (papeles y cartones).

3.3. MEDIR RESISTENCIA EN POTENCIÓMETRO. Es medir la resistencia eléctrica de un potenciómetro, conectando en paralelo las puntas de prueba del ohmímetro con los terminales del potenciómetro e indicando en el cuadro de medidas la lectura de la medición. Se aplica para verificar el valor de la resistencia eléctrica de los potenciómetros acoplados en paralelo para regular tensión en los circuitos electrónicos. PROCESO DE EJECUCIÓN.

1er. Paso Mide resistencia eléctrica de un potenciómetro: a) Verifique medidor de resistencia, en el multímetro. b) Seleccione un potenciómetro (Resistor de resistencia variable). c) Interprete símbolo del potenciómetro.

d) Gire la parte móvil del potenciómetro (Cursor) hacia la mitad del recorrido. e) Conecte el multímetro (Como ohmímetro) con los terminales A-C del

potenciómetro como se muestra en el gráfico:

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ELECTRICIDAD BÁSICA f) Realice la lectura. g) Repita la lectura para otra posición del cursor. (Gire cada vez 30o en

cualquier dirección desde su posición central) h) Anote en el siguiente cuadro las medidas realizadas para las diferentes

posiciones de giro del cursor:

OBSERVACIONES. Las mediciones de resistencia eléctrica con ohmímetro siempre se realiza sin energía eléctrica, es decir el resistor no debe conducir corriente eléctrica o, no debe presentar en sus extremos tensión alguna.

RESISTORES

Se denomina resistor o bien resistencia al componente electrónico diseñado para introducir una resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un circuito eléctrico. En el propio argot eléctrico y electrónico, son conocidos simplemente como resistencias. En otros casos, como en las planchas, calentadores, etc., se emplean resistencias para producir calor aprovechando el efecto Joule. Los resistores se utilizan en los circuitos para limitar el valor de la corriente o para fijar el valor de la tensión. Véase la Ley de Ohm. A diferencia de otros componentes electrónicos, los resistores no tienen polaridad definida.

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ELECTRICIDAD BÁSICA Podemos clasificar los resistores en tres grandes grupos: o Resistores fijos: Son las que presentan un valor óhmico que no podemos

modificar.

En principio, los resistores fijos pueden ser divididos en dos grandes grupos:

- Bobinados: Están fabricados con hilos metálicos bobinados sobre núcleos cerámicos. Como regla general, se suelen utilizar aleaciones del Níquel. Podemos distinguir dos subgrupos: Resistores bobinados de potencia y Resistores bobinados de precisión.

- No bobinados: En estos resistores el material resistivo se integra en el cuerpo del componente. Están previstos para disipar potencias de hasta 2 vatios. Son más pequeños y económicos que los bobinados, y el material resistivo suele ser carbón o película metálica. Dentro de este apartado caben resistores destinados a diversas finalidades, los cuales ofrecen características básicas muy dispares. Citamos ahora algunos tipos de resistores no bobinadas: Resistencias aglomeradas o de precisión, Resistencias de capa de carbón por depósitos, Resistores pirolíticos, Resistencias de capa metálica, Resistencias de película fotograbada y Resistencias de película gruesa Vermet.

o Resistores variables: Son las que presentan un valor óhmico que nosotros

podemos variar modificando la posición de un contacto deslizante. En esta categoría cabe distinguir la siguiente clasificación:

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ELECTRICIDAD BÁSICA

- Resistor ajustable: Disponen de tres terminales, dos extremos y uno común, pudiendo variarse la resistencia (hasta su valor máximo), entre el común y cualquiera de los dos extremos. Son de baja potencia nominal.

- Resistor variable (potenciómetro): Su estructura es semejante a la de los resistores ajustables, aunque la disipación de potencia es considerablemente superior. Se utilizan básicamente para el control exterior de circuitos complejos. Los potenciómetros pueden variar su resistencia de forma lineal (potenciómetros lineales) o exponencial (potenciómetros logarítmicos).

Si en los resistores variables uno de sus terminales extremos está eléctricamente anulado, es decir, al dejar unos de sus terminales extremos al aire, su comportamiento será el de un reóstato, aunque estos están diseñados para soportar grandes corrientes.

Los reóstatos son usados en tecnología eléctrica (electrotecnia), en tareas tales como el arranque de motores o cualquier aplicación que requiera variación de resistencia para el control de la intensidad de corriente eléctrica.

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ELECTRICIDAD BÁSICA o Resistores especiales: Son las que varían su valor óhmico en función de la

estimulación que reciben de un factor externo (luz, temperatura...)

En el apartado de resistores especiales caben toda una variedad de componentes resistivos no lineales que modifican su valor óhmico en función de algún factor externo: temperatura, tensión aplicada, luminosidad incidente.... Los principales tipos son: - Termistores: Son de mediana estabilidad y bajo precio. Se suelen

fabricar a partir de elementos o materiales semiconductores. Los termistores o resistores variables con la temperatura se encuadran en dos categorías: • NTC (Negative Thermistor Coeficient): Posee un coeficiente de

temperatura negativo. La resistencia eléctrica del componente disminuye al aumentar la temperatura.

• PTC (Positive Thermistor Coeficient): En este caso el coeficiente de temperatura es positivo. La resistencia eléctrica del componente aumenta al hacerlo la temperatura.

- Varistores, VDR (Voltage Depended Resistor): Son resistencias cuyo

valor óhmico depende con la tensión. Mientras mayor es la tensión aplicada en sus extremos, menor es el valor de la resistencia del componente.

- Magnetoresistores, MDR (Magnetic Depended Resistor): El valor óhmico

aumenta en función del campo magnético aplicado perpendicularmente a su superficie. Es decir la resistencia varía en función de la dirección del campo magnético.

- Fotoresistores, LDR (Light Depended Resistor): El valor óhmico del

componente disminuye al aumentar la intensidad de luz que incide sobre el componente.

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ELECTRICIDAD BÁSICA

RESISTENCIA ELÉCTRICA Se llama así a la mayor o menor dificultad que ofrece un conductor al paso de la corriente eléctrica, de esta cantidad física depende la intensidad de la corriente en el conductor para una tensión eléctrica dada. La resistencia de un conductor es en general independiente de la tensión y la corriente que pasa por él. La resistencia depende del material del conductor y de sus dimensiones geométricas. Como cantidad física la resistencia eléctrica de un conductor de longitud y área de sección transversal constante, es:

: Cantidad física denominada Resistividad o Resistencia Específica del

conductor. Existen formas de representar una resistencia eléctrica, mediante símbolos:

NOTA. 1. La resistencia de una línea bifilar es igual a:

2. La longitud del conductor o del cable arrollado en una bobina, se calcula en

términos de la fórmula

Siendo: : El diámetro medio de la bobina, en metros : La cantidad de espiras.

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ELECTRICIDAD BÁSICA Resistividad . La resistividad (o resistencia específica) depende del tipo de sustancia y de su estado (en primer lugar de la temperatura). La resistividad es numéricamente igual a la resistencia de un conductor en forma de cubo, cuya arista es igual a 1 m, si la corriente que atraviesa al conductor está dirigida perpendicularmente a dos caras opuestas del cubo. La unidad de resistividad es el . La resistividad de los metales es pequeña mientras que los dieléctricos poseen una gran resistividad. Conductancia . Se llama conductancia a la inversa de la resistencia y se denomina con la letra

.

La conductancia eléctrica indica la magnitud de la corriente que se forma en el conductor de dimensiones dadas cuando la tensión en sus extremos es de . Conductividad . La conductividad (conductibilidad o conductancia específica) es una cantidad inversa a la resistividad, es decir:

TENER PRESENTE En la práctica la longitud del conductor se mide en m, y la sección en mm2, por eso en las guías de

ordinario la conductividad se da en , y la

resistividad, en . Para los semiconductores y los dieléctricos la magnitud se expresa generalmente en Ω.cm.

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ELECTRICIDAD BÁSICA

Mientras mayor sea la conductividad de la sustancia, más fácilmente fluirá la corriente eléctrica. Variación de la Resistencia con la Temperatura. La experiencia muestra que a medida que aumenta la temperatura de un conductor la intensidad de la corriente disminuye. Al calentarse el conductor, sus dimensiones geométricas varían muy poco. La resistencia del conductor cambia a causa de la variación de la resistividad. La dependencia de la resistividad respecto de la temperatura es:

Aquí es el coeficiente de temperatura de resistencia, el cual es igual a la variación relativa de la resistencia del conductor cuando se calienta

. Para todos los conductores metálicos y cambia muy poco al variar la temperatura, por eso se puede considerar que la resistividad depende linealmente de la temperatura.

TABLA

Hay ciertas aleaciones, como, por ejemplo, en las de cobre y níquel (constantán) donde el coeficiente de temperatura de resistencia es muy pequeño

y una resistividad grande .

ELECTROTECNIA 84

ELECTRICIDAD BÁSICA Ejemplos de resolución de problemas. 1. Por la sección transversal de un alambre pasan 10 coulomb en 4segundos.

Calcular la intensidad de la corriente eléctrica en el alambre. Resolución:

Datos: ,

Como sabemos:

Reemplazando valores:

Donde:

2. Determinar la resistividad de un conductor que tiene 4 de longitud, 16

de sección y una resistencia de 20 .

Resolución: Datos:

Como sabemos:

Reemplazando valores:

Donde:

3. Un alambre a tiene una resistencia de . Calcular que resistencia tendrá a , sabiendo que el coeficiente de temperatura es igual a

Resolución: Datos:

Como sabemos:

ELECTROTECNIA 85

ELECTRICIDAD BÁSICA Reemplazando valores:

Donde: 4. El diámetro exterior de una bobina es de 120 mm, su diámetro interior es de

80 mm. ¿Cuántos metros de alambre se han empleado para arrollar 200 espiras en la bobina?

Resolución: Datos:

Como sabemos:

Reemplazando valores:

Donde:

Problemas Propuestos: 1. Determinar la resistencia específica de la niquelina, si su conductividad

específica es de . Rpta.:

2. La resistencia específica del acero es de .Calcular

su conductividad específica. Rpta.:

3. La longitud de un conductor de aluminio es de 2512 m, el área de su sección transversal es de 6,28 mm2. Determinar la resistencia de este conductor. Rpta.:

4. Un cordón consta de 20 alambres de cobre que tienen un área de sección

ELECTROTECNIA 86

ELECTRICIDAD BÁSICA

transversal S=0,05 mm2 cada una. Determinar la resistencia de cinco metros de este conductor. Rpta.:

5. Para embobinar el electroimán de un timbre se utiliza alambre de cobre con

una sección de 0,34 mm2 y con una longitud de 150 m. ¿Cuál será la resistencia del devanado del timbre? Rpta.:

6. ¿Qué número de veces será mayor la resistencia de tres metros de alambre

de aluminio que la resistencia de cinco metros de alambre de acero de igual sección? Rpta.: En 8 veces

7. Un cable tiene dos conductores de cobre. La longitud de cada uno es de

400 m y la resistencia del conductor es igual a 0,28 Ω. ¿Cuál es la sección del conductor utilizado en este cable? Rpta.:

8. La resistencia de un reóstato es de 160 Ω. Su devanado está hecho de

niquelina de 0,25 mm2 de sección. ¿Cuántos metros de alambre se utilizaron en el devanado? Rpta.:

9. Calcular la resistencia de un conductor telegráfico de acero, si su longitud

es de 100 km y el diámetro de 4 mm. Rpta.: 10. Calcular el área de la sección transversal de un conductor de acero de 2,3

km de largo, si su resistencia es de 10 Ω. Rpta.: 11. Para determinar la longitud de un cable de teléfono arrollado en un tambor,

los dos conductores de un extremo se han conectado entre sí y por el otro extremo se ha medido su resistencia que resultó igual a 23 Ω. ¿Cuál será la longitud de este cable, si el diámetro de sus conductores de cobre es de 1,2 mm? Rpta.:

12. ¿Cuántos metros de alambre se necesitan para fabricar una resistencia de

1500 Ω? El material del alambre es manganina, su diámetro es de 0,15 mm. Rpta.: 13. Una línea bifilar tiene una longitud de 500 m. La sección de sus alambres de

aluminio es de 10 mm2. Determinar la resistencia y la conductividad de esta línea. Rpta.:

14. En cuanto aumenta la resistencia de un conductor de cobre a la

temperatura , si la resistencia a una temperatura es igual a . Rpta.:

ELECTROTECNIA 87

ELECTRICIDAD BÁSICA 15. El diámetro exterior de una bobina es de 240 mm, su diámetro interior es de

160 mm. En ésta se han arrollado 5000 espiras de alambre de cobre de 0,5 mm de diámetro. Determinar la resistencia del devanado de la bobina.

Rpta.: VOCABULARIO. - Bifilar: Sistema formado por dos conductores eléctricos paralelos. - Devanado: Alambre aislado y arrollado que forma parte del circuito de

algunos aparatos eléctricos. - Espira: Conductor cerrado plano. - Bobina: Es un componente pasivo de un circuito eléctrico que debido al

fenómeno de la autoinducción, almacena energía en forma de campo magnético.

BIBLIOGRAFÍA. - Fundamentos de electrotecnia. A. S. KASATKIN. - Fundamentos teóricos de la electrotecnia. F. E. EVDOKIMOV. - Física 1. A.V. PIÓRISHKIN – N.A. RÓDINA. - Física 3. B.B. BÚJOVTSEV y otros. - Problemas de electrotecnia y electrónica industrial. V. PETROV – L.

SHLIAPINTOJ.

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ELECTRICIDAD BÁSICA

N°

123

ELECTRICISTA INDUSTRIAL

REALIZA MEDICIÓN EN RECTIFICADOR AC/DCHT : 04

TIEMPO: 4 horas

Realizar esquemas de fuente de tensión DC.Probar puente diodo.

Alicate de corte diagonal de 6”.

Cuchilla de electricista.

1 puente diodo encapsulado 6A.Borneras de conexión de12 terminales 30A-250V.Medir tensión DC.

HOJA:1/1

DENOMINACIÓN

MATERIALES / HERRAMIENTAS / MÁQUINAS

4 Diodos rectificador 6A.

Destornillador de punta plana de 6" x 5/32".

ORDEN DE EJECUCIÓN

Multímetro Analógico o Digital 0-1000VDC,10ADC.

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ELECTRICIDAD BÁSICA 4.1. REALIZAR ESQUEMA DE RECTIFICADOR AC/DC. Es hacer e interpretar el esquema de un rectificador AC/DC tipo puente diodo, utilizando símbolos normalizados, verificando la adecuada conexión de los componentes para el funcionamiento correcto del puente diodo. Se aplica para la esquematización de circuitos DC con entrada a señal alterna (AC) o, en los esquemas de fuentes DC como la parte rectificante. PROCESO DE EJECUCIÓN.

1er. Paso. Lee e interpreta el esquema explicativo: a) Identifique c/u de los símbolos que intervendrán en el rectificador AC/ DC.

b) Identifique la nomenclatura a utilizarse en el rectificador AC/DC.

c) Interprete la conexión de las líneas y los diodos.

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ELECTRICIDAD BÁSICA

2° Paso Interprete símbolo del puente diodo rectificador (Norma DGE) 3° Paso Lee, interprete y realice el esquema de conexiones del puente diodo. 4.2. PROBAR PUENTE DIODO. Es probar el buen estado del puente diodo con la prueba de polarización, conectado las puntas del milímetro en los extremos de cada uno de los diodos que conforman el puente y verificando con la lectura su correcto estado. Se aplica en los equipos electrónicos donde tiene lugar los sistemas de rectificación con diodos para conseguir la señal DC.

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ELECTRICIDAD BÁSICA PROCESO DE EJECUCIÓN.

1er. Paso. Probar c/u de los diodos del puente rectificador: a) Verifique probador de diodo, en el multímetro:

- Conecte el selector del multímetro en la posición .

- Coloque las puntas de prueba en los

bornes correspondientes del multímetro (El rojo al terminal VΩ , el negro al terminal COM).

b) Conecte las puntas de prueba del multímetro

a los terminales de uno de los diodos: - Verifique el valor 0,600 u otro similar en la pantalla, al conectar las

puntas hacia el diodo como se muestra la figura 1. - Verifique el valor 0L (Infinito) en la pantalla, al conectar las puntas hacia

el diodo como muestra la figura 2.

NOTA. Si al conectar las puntas de prueba a los extremos del diodo, éste verifica continuidad, entonces el diodo está averiado (Cambiarlo por otro). c) Repetir la prueba para los otros diodos. 2er. Paso. Probar puente diodo rectificador encapsulado: a) Verifique probador de diodo, en el multímetro. b) Conecte las puntas de prueba del multímetro a los terminales del puente

diodo encapsulado:

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ELECTRICIDAD BÁSICA Comprobación 1 (D2; D3): - Verifique el valor 0,600 u otro valor similar en la pantalla, al conectar las

puntas hacia el puente como se muestra la figura. - Invierta las puntas y verifique en la pantalla el valor 0L. - De igual manera, con la punta negra en el + y la punta roja en el otro

terminal central AC del puente, verifique el valor 0,600 y el valor 0L al invertir las puntas.

Comprobación 2 (D1; D4): - Verifique el valor 0,600 u otro valor similar en la pantalla, al conectar las

puntas hacia el puente como se muestra la figura. - Invierta las puntas y verifique en la pantalla el valor 0L. - De igual manera, con la punta roja en el - y la punta negra en el otro

terminal central AC del puente, verifique el valor 0,600 y el valor 0L al invertir las puntas.

NOTA. Las pruebas que se describen para el puente diodo encapsulado, nos da un diagnóstico del estado de cada uno de los diodos que forman el puente. Si una de las pruebas falla, es decir si detectamos continuidad en uno de los diodos, el puente ya no opera correctamente, ya no sirve.

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ELECTRICIDAD BÁSICA OBSERVACIÓN. CUIDADO, un diodo puente quemado se comportaría como un “corto” entre las dos líneas de entrada AC. 4.3. MEDIR TENSIÓN DC. Es medir la tensión de salida DC del rectificador puente diodo, conectando el multímetro como voltímetro DC en los terminales de salida del puente marcados con la polaridad correspondiente (+, -). Se aplica para verificar la presencia de tensión DC en la salida de los rectificadores de onda completa. PROCESO DE EJECUCIÓN.

1er Paso. Mide tensión DC de salida del puente rectificador: a) Verifique medidor de tensión eléctrica DC, en el multímetro:

- Calcule la tensión de salida del puente rectificador de diodos mediante la siguiente expresión:

• Con multímetro digital: - Mueva el selector en el rango de medición apropiado (Mayor al valor de

la tensión a medir o empiece con el mayor rango). - Coloque las puntas de prueba en los bornes correspondientes del

multímetro, para tensión DC (El rojo al terminal VΩ , el negro al terminal COM).

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ELECTRICIDAD BÁSICA

• Con multímetro análogo: - Mueva el selector en el rango de medición apropiado (Mayor al valor de

la tensión a medir o empiece con el mayor rango). - Ubique la escala de lectura. - Identifique la mínima lectura de la escala o pantalla del multímetro. - Coloque las puntas de prueba en los bornes correspondientes del

multímetro.

b) Conecte la entrada del rectificador a una tensión de 220 VAC. c) Conecte en la salida del rectificador, las puntas de prueba del voltímetro

DC, teniendo en cuenta la polaridad correspondiente.

d) Realice la lectura. e) Anote en el siguiente cuadro las

medidas realizadas:

EL RECTIFICADOR AC/DC En electrotecnia, un rectificador es el elemento o circuito que permite convertir la corriente alterna (AC) en corriente continua (DC). Esto se realiza utilizando diodos rectificadores, ya sean semiconductores de estado sólido, válvulas al vacío o válvulas gaseosas como las de vapor de mercurio (actualmente en desuso).

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ELECTRICIDAD BÁSICA Dependiendo de las características de la alimentación en corriente alterna que emplean, se les clasifica en monofásicos, cuando están alimentados por una fase de la red eléctrica, o trifásicos cuando se alimentan por tres fases. Atendiendo al tipo de rectificación, pueden ser de media onda, cuando sólo se utiliza uno de los semiciclos de la corriente, o de onda completa, donde ambos semiciclos son aprovechados. Tipos de rectificadores monofásicos de diodos: Rectificador de media onda. El tipo más básico de rectificador es el rectificador monofásico de media onda, constituido por un único diodo entre la fuente de alimentación alterna y la carga. Veamos los esquemas que muestran y explican la rectificación de media onda:

Señal de entrada y salida AC/DC de media onda El diodo sólo conduce la corriente al polarizarse directamente, y eso solo sucede, con el semiciclo positivo de la tensión de entrada AC. Rectificador de onda completa (PUENTE DIODO). Un rectificador de onda completa a diferencia del rectificador de media onda, en este caso, la parte negativa de la señal se convierte en positiva, es decir,

ELECTROTECNIA 96

ELECTRICIDAD BÁSICA con esta rectificación aprovechamos los dos semiciclos de la tensión AC de entrada para la obtención de la tensión de salida DC. Para dicha rectificación tipo puente diodo se utiliza cuatro diodos. También es conocido como circuito o puente de Graetz, en referencia a su creador, el físico alemán Leo Graetz (1856-1941 ). Veamos los esquemas que muestran y explican la rectificación de onda completa:

Señal de entrada y salida AC/DC de onda completa

Los diodos D2 y D4 solo conducen la corriente al ser polarizados directamente, y eso solo sucede, con el semiciclo positivo de la tensión de entrada AC, a la vez, los diodos D1 y D3 hacen lo mismos al ser polarizados directamente con el semiciclo negativo.

RECTIFICADOR CON FILTRO A LA SALIDA DE LA CORRIENTE DIRECTA. Si quisiéramos que un dispositivo rectificador de onda completa entregue una corriente directa lo más lineal posible, podemos colocar un filtro compuesto por uno o dos capacitores electrolíticos polarizados, como los (C1) y (C2) que aparecen en las ilustraciones de abajo, conectados a la salida del circuito de la corriente directa (CD) ya rectificada.

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ELECTRICIDAD BÁSICA Además de dichos capacitores se debe añadir al filtro una resistencia (R) (gráfico A), o una inductancia (L) (gráfico B) conectada entre los dos capacitores. La función del filtro consiste en compensar las variaciones o deformaciones residuales que puedan haber quedado remanentes en la corriente rectificada. Para ello durante el medio ciclo negativo los capacitores se cargan y durante el siguiente medio ciclo positivo se descargan para rellenar los espacios sin carga que se crean entre una cresta y la otra, correspondientes a las medias ondas de la corriente rectificada. Sin embargo, algunos equipos y dispositivos electrónicos (sobre todo los de sonido, por ejemplo), requieren de una corriente directa rectificada lo más pura o lineal posible, por lo que para obtener ese resultado será necesario colocar un diodo zener o un transistor a continuación del filtro, que funcionaría como estabilizador o regulador de tensión (figura C).

ELECTROTECNIA 98

ELECTRICIDAD BÁSICA Finalmente el diagrama de bloques de una fuente estabilizada es el siguiente:

Diagrama de bloques de una fuente regulada

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ELECTRICIDAD BÁSICA

N°

1 Alambre conductor N°14 AWG-TW.2 Portalámpara para adosar de loza E-27.34 Interruptor termomagnético bipolar 2x6A-250V.56 Alicate universal de 6”.7 Alicate corte diagonal de 6”.8

Destornillador de punta plana de 6"x5/32".Destornillador de punta estrella de 6"x5/32".

Multimetro Analógico o Digital 0-1000VDC,10ADC.

MATERIALES / HERRAMIENTAS / MÁQUINAS

Lámparas incandescentes de100,50,25W-220V.

ORDEN DE EJECUCIÓN

TIEMPO: 8 horas

Cuchilla de electricista.

Probar circuito simple en DC.

HOJA:1/1

DENOMINACIÓN

Bornera de conexiones 12 terminales 30A-250V.

Medir indirectamente potencia en DC.Alicate de puntas semiredondas de 6".Alicate de puntas redondas de 6".

HT : 05

Medir indirectamente resistencia en DC.

ELECTRICISTA INDUSTRIAL

Puente Diodo.

REALIZA INSTALACIÓN Y MEDICIONES EN CIRCUITO ELÉCTRICO SIMPLE EN DC

Realizar esquema de circuito simple en DC.Fijar módulo.Conectar accesorios.Medir tensión DC.Medir intensidad DC.

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ELECTRICIDAD BÁSICA 5.1. REALIZAR ESQUEMA DE CIRCUITO SIMPLE EN DC. Es hacer e interpretar el esquema de un circuito eléctrico simple DC, utilizando símbolos normalizados, verificando el funcionamiento del circuito a través de la activación o desactivación de los símbolos en el circuito. Se aplica para la esquematización de circuitos sencillos de un solo consumidor (aparatos, artefactos, u otros). PROCESO DE EJECUCIÓN. 1er. Paso. Lee e interpreta el esquema explicativo: a) Identifique c/u de los símbolos que intervendrán en el circuito.

b) Identifique la nomenclatura a utilizarse en el circuito.

c) Interprete la conexión de las líneas.

d) Lee el funcionamiento del circuito.

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ELECTRICIDAD BÁSICA 2do. Paso Lee, interprete y realice el esquema de conexiones:

a) Identifique c/u de los símbolos utilizados. b) Identifique la nomenclatura utilizada. c) Interprete y realice los trazos de conexión de las líneas. d) Lee el funcionamiento del circuito. e) Realice el esquema.

5.2. FIJAR MÓDULO. Es asegurar los accesorios al panel de trabajo (borneras y riel para el interruptor termomagnético), ubicando los tornillos en los agujeros de sujeción de los accesorios, ajustando a presión moderada con el destornillador; alambrar conductores sobre el panel de trabajo, enderezando y doblando conductores con el alicate, sobre las líneas de trazo fijadas. Se aplica para alambrar circuitos, en las instalaciones eléctricas visibles. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Realice trazos de ejes de centro: a) Ubique lugar de los accesorios a montar,

de acuerdo al esquema de conexiones. b) Trace líneas de referencia entre accesorios, de

acuerdo al esquema de conexiones. c) Marque ejes de simetría de c/u de los

accesorios. d) Dibuje esquema equivalente en símbolos del

trazado, tal como se muestra en la figura.

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ELECTRICIDAD BÁSICA 2do. Paso. Alambre instalación en el panel de trabajo, según esquema de conexiones: a) Fije el interruptor termomagnético bipolar al panel. b) Fije borneras en el panel. c) Estire conductores. d) Mide la longitud del conductor de L1/L2, según el trayecto, agregando 4 cm.

para emborne en cada accesorio. e) Alambre conductor de la línea L 1. f) Alambre conductor de la línea L 2. g) Asegure los alambres al panel de trabajo.

OBSERVACIÓN. No olvide de realizar el terminal de bornera para asegurar un buen contacto eléctrico al momento de embornar. Tener en cuenta que el terminal de bornera debe de tener un adecuado tamaño, de acuerdo a la dimensión de la bornera, para evitar ver partes activas en el circuito. 5.3. CONECTAR ACCESORIOS. Es unir accesorios con los conductores eléctricos, conectando los terminales en los tomillos de los accesorios de forma manual y luego fijar los accesorios al panel de trabajo, ubicando los tornillos en los agujeros de sujeción de los accesorios, ajustando a presión moderada con el destornillador. Se aplica a todas las conexiones de aparatos, máquinas y equipos eléctricos antes de poner en marcha el circuito.

ELECTROTECNIA 103

ELECTRICIDAD BÁSICA PROCESO DE EJECUCIÓN. 1er. Paso. Conectar y fijar portalámpara: a) Verifique el estado de funcionamiento de los elementos

a conectar: - Inspeccione el nivel de tensión al cual va a

conectarse. - Inspeccione la capacidad de corriente que va a

soportar. - Verifique el estado de funcionamiento mecánico. - Verifique el estado de funcionamiento eléctrico.

b) Desajuste tornillos autoroscantes. c) Prepare terminales para tornillos autoroscantes. d) Conecte terminales. Cuide el emborne de ajuste, en el

sentido correcto. e) Fije la portalámpara, con su línea de entrada

y salida. f) Fije el interruptor termomagnético bipolar

con su extensión de alimentación.

5.4. MEDIR TENSIÓN DC. Es medir la tensión eléctrica de DC en un circuito eléctrico simple, conectando en paralelo las puntas de prueba del voltímetro DC, indicando en el cuadro de medida la lectura de la medición. Se aplica para comprobar la presencia del valor de tensión DC, en los elementos del circuito eléctrico. PROCESO DE EJECUCIÓN. 1er. Paso. Verifique continuidad, antes de poner en servicio el circuito: a) Verifique el probador de continuidad del multímetro:

- Seleccione el rango apropiado: Rx1 (si el multímetro es analógico) o en la posición (si el multímetro es digital).

- Coloque las puntas de prueba en los bornes de conexión del multímetro. - Ubique la escala de lectura en ohmios (solo para instrumento análogo).

ELECTROTECNIA 104

ELECTRICIDAD BÁSICA

- Une las puntas de prueba del instrumento, la aguja se desplazara a cero (multímetro analógico) o se emitirá un sonido (multímetro digital).

- Calibre el cero ohmios, regulando la perilla ADJ ZERO Ω (solo para instrumento análogo).

b) Compruebe que la carga (Lámpara) no esté colocada. c) Pruebe continuidad en cada uno de los tramos de la línea positiva L1 o de la

línea negativa L2, para verificar si no hay un falso contacto. d) Prueba continuidad a los terminales de salida del interruptor

termomagnético bipolar, si la aguja se desplaza a cero ohmios (multímetro análogo) o emitirá el sonido (multímetro digital), diremos que hay un cortocircuito en el circuito.

ELECTROTECNIA 105

ELECTRICIDAD BÁSICA e) Elimine cortocircuito, detectando la unión de L1 y L2 (Polos). Esto se realiza

probando continuidad, en cada tramo del circuito. 2do. Paso. Ponga en servicio el circuito: a) Verifique el nivel de tensión DC de alimentación, este debe ser de 220 V. b) Levante la palanca del interruptor termomagnético bipolar. c) Verifique funcionamiento de la carga (La lámpara debe iluminar). NOTA. No use lámparas ni portalámparas en mal estado. 3er. Paso. Mide tensión DC: a) Verifique medidor de tensión eléctrica DC, en el multímetro:

- Mueva el selector en el rango de medición apropiado (mayor de la tensión aplicada) en el multímetro.

- Coloque las puntas de prueba en los bornes correspondientes del multímetro, para tensión DC.

- Ubique la escala de lectura, para tensión DC (solo para instrumento análogo).

- Identifique la mínima lectura de la escala o pantalla del multímetro (solo para instrumento análogo).

b) Conecte entre los terminales de la carga (conexión en paralelo), las

puntas de prueba del voltímetro DC, teniendo en cuenta la polaridad correspondiente.

NOTA. Conecta el VOLTÍMETRO DC con la punta de prueba ROJA en el terminal del receptor con polaridad POSITIVA y, la punta NEGRA en el terminal NEGATIVO. c) Realice la lectura. d) Anote en la tabla, la medida realizada de tensión DC, para cada lámpara:

“CONEXIÓN EN

PARALELO”

ELECTROTECNIA 106

ELECTRICIDAD BÁSICA

4to. Paso. Saque fuera de servicio el circuito: a) Baje la palanca del interruptor termomagnético bipolar. b) Verifique que no haya tensión DC, con el voltímetro.

OBSERVACIÓN. Polaridad en el receptor: Tener en cuenta en la práctica que la polaridad de la fuente se refleja para coincidir con la polaridad en el receptor (lámpara). También, se puede decir, que la polaridad positiva (+) del receptor coincide siempre con el extremo por donde ingresa la corriente y la polaridad negativa (–) por donde sale. 5.5. MEDIR INTENSIDAD DC. Es medir la intensidad DC de consumo de un circuito eléctrico simple, conectando en serie las puntas de prueba del amperímetro DC, indicando en el cuadro de medida la lectura de la medición. Se aplica para verificar el consumo de intensidad DC de una o varias cargas, en un circuito eléctrico. PROCESO DE EJECUCIÓN. 1er. Paso. Mide intensidad de corriente DC: a) Verifique medidor de intensidad de corriente DC, en el multímetro:

- Calcule el consumo de intensidad de corriente, en base a la placa de datos del fabricante:

ELECTROTECNIA 107

ELECTRICIDAD BÁSICA

- Mueva el selector en el rango de medición apropiado (mayor de la intensidad de corriente consumida) en el multímetro.

- Coloque las puntas de prueba en los bornes correspondientes del multímetro, para el rango de medición elegido.

- Ubique la escala de lectura, para el rango de medición elegido (solo para instrumento análogo).

- Identifique la mínima lectura de la escala o pantalla del multímetro (solo para instrumento análogo).

b) Abra un tramo de una de las líneas. c) Conecte entre los terminales de la línea abierta (conexión en serie), las

puntas de prueba del amperímetro DC, teniendo en cuenta la polaridad correspondiente.

NOTA: Tener en cuenta para una correcta conexión del amperímetro, que la corriente siempre entra por la punta roja y sale por la punta negra del amperímetro. d) Ponga en servicio el circuito. e) Realice la lectura. f) Anote en la tabla, la medida realizada de intensidad de corriente DC, para

cada lámpara:

2do. Paso. Saque fuera de servicio el circuito: a) Baje la palanca del interruptor termomagnético bipolar. b) Verifique que no haya tensión DC, con el voltímetro.

“CONEXIÓN EN

SERIE”

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ELECTRICIDAD BÁSICA 5.6. MEDIIR INDIRECTAMENTE RESISTENCIA EN DC. Es medir indirectamente la resistencia eléctrica del consumidor en el circuito eléctrico simple, conectando en paralelo un voltímetro DC y en serie un amperímetro DC, calculando en base a la ley de Ohm a través de las medidas de los instrumentos. Se aplica para verificar el valor de la resistencia eléctrica de una carga, en un circuito simple DC. PROCESO DE EJECUCIÓN. 1° Paso Mide indirectamente resistencia en DC: a) Tenga presente las mediciones obtenidas de tensión y corriente para cada

lámpara en las operaciones anteriores.

b) Calcule el valor de la resistencia eléctrica, aplicando la ley de Ohm y

complete el siguiente cuadro a partir de:

5.7. MEDIIR INDIRECTAMENTE POTENCIA EN DC. Es medir indirectamente la potencia eléctrica del consumidor en el circuito eléctrico simple, conectando en paralelo un voltímetro DC y en serie un amperímetro DC, calculando de la fórmula de potencia eléctrica a través de las medidas de los instrumentos.

ELECTROTECNIA 109

ELECTRICIDAD BÁSICA Se aplica para verificar el consumo de potencia eléctrica de una carga, en un circuito eléctrico simple DC. PROCESO DE EJECUCIÓN. 1er. Paso. Mide indirectamente potencia en DC: a) Tenga presente las mediciones obtenidas de tensión y corriente para cada

lámpara en las operaciones anteriores.

b) Calcule el valor de la potencia eléctrica, y complete el siguiente cuadro a

partir de:

5.8. PROBAR CIRCUITO SIMPLE EN DC. Es comprobar a través de mediciones y cálculos, el funcionamiento correcto del circuito simple en DC, utilizando instrumentos eléctricos de medidas y fórmulas de aplicación, verificando su correcta medición y cálculo de aplicación. Se utiliza para comprobar el correcto funcionamiento de los circuitos DC simple, de acuerdo a condiciones prefijadas para su consumo. PROCESO DE EJECUCIÓN. 1er. Paso. Compruebe circuito simple en DC. a) Verificando las mediciones. b) Verificando los cálculos. c) Compruebe que debe concluirse en:

ELECTROTECNIA 110

ELECTRICIDAD BÁSICA

CONSERVACIÓN Y CUIDADO DEL MEDIO AMBIENTE. Los residuos de aislante y cobre que se pudieran dar durante el proceso de la tarea deberán ser depositados en los tachos correspondientes. Los papeles que utilizó para fines de cálculo, si no van hacer usados, deben ser depositados en el tacho de color azul (papeles y cartones).

Que cuando se alimenta a cada lámpara con su misma tensión nominal, esto es:

Ufuente = U100 = U50 = U25 Entonces, se debe cumplir:

1) I100 > I50 > I25

2) R100 < R50 < R25

3) P100 > P50 > P25 LEY DE OHM.

1. En un resistor. Para cada resistor, existe una dependencia determinada de la intensidad de corriente respecto de la diferencia de potencial aplicada. Esta dependencia se expresa por medio de la llamada Característica Tensión-Intensidad. Esta característica se halla midiendo la intensidad de la corriente en el resistor con diferentes valores de la tensión. La dependencia de la intensidad de la corriente respecto de la tensión en los extremos del sector del circuito y de la resistencia recibe el nombre de ley de Ohm, físico alemán que descubrió esta ley en 1827. La ley de Ohm, dice: “La intensidad de la corriente que circula por un resistor eléctrico es directamente proporcional a la tensión (diferencia de potencial) aplicada U e inversamente proporcional a la resistencia R del resistor”.

Donde:

ELECTROTECNIA 111

ELECTRICIDAD BÁSICA V12: Diferencia de potencial o tensión eléctrica entre los extremos 1 y 2 del resistor. Un conductor tiene la resistencia de 1Ω, si con una diferencia de potencial de 1V entre sus entremos la intensidad de la corriente en él es de 1A. Triángulo útil!!! ¿Cómo funciona? 2. En un circuito eléctrico. Consideremos un circuito cerrado muy simple o sea un circuito simple, formado por una fuente (pila, acumulador o generador) y una resistencia. La fuente de tensión posee la f.e.m. ε y la resistencia r. La resistencia de la fuente se suele llamar resistencia interna, para diferenciarla de la resistencia externa R del circuito. La ley de Ohm para un circuito cerrado relaciona la intensidad de la corriente en el circuito, la f.e.m. ε y la resistencia total R + r. Entonces, la intensidad de la corriente en un circuito cerrado es igual a la razón de la f.e.m. del circuito a su resistencia total: También, si miramos el circuito, podemos ver que dicho conductor de resistencia R que forma el circuito externo tiene una diferencia de potencial entre sus extremos igual a la tensión de la fuente Ufuente y, circula una corriente de intensidad I , entonces, por la ley de Ohm en un conductor se tiene: Con lo anterior se tiene:

ELECTROTECNIA 112

ELECTRICIDAD BÁSICA NOTA. La resistencia interna r de la fuente se manifiesta solo con la salida de corriente, la expresión I . r representa las perdidas internas como una caída de tensión. En las fuentes ideales no se considera la resistencia interna (r=0). OBSERVACIÓN. Si la resistencia interna de la fuente no ejerce una influencia apreciable en la intensidad de la corriente, si es pequeña en comparación con la resistencia de la parte exterior del circuito. En este caso la tensión en los bornes de la fuente es aproximadamente igual a la f.e.m.: Potencia de la Corriente Eléctrica. En un circuito cerrado, la corriente eléctrica puede verificar trabajo: animar el movimiento de un motor, calentar un infiernillo eléctrico, una plancha y otros dispositivos. El trabajo W de la corriente de intensidad I (en Ampere) a una tensión U (en Volt) durante un tiempo t (en segundos) en un trozo de conductor es: A partir del trabajo de la corriente se determina la potencia. Recordemos que la potencia es igual al trabajo realizado en la unidad de tiempo ( ). Con toda seguridad podemos entonces afirmar que la potencia depende de la intensidad de la corriente eléctrica. Triángulo útil!!! ¿Cómo funciona?

ELECTROTECNIA 113

ELECTRICIDAD BÁSICA Ahora, combinando con la ley de Ohm, llegamos a las diferentes expresiones para la potencia de un conductor de resistencia R, tensión U y corriente I.

Múltiplos u sub múltiplos. En la práctica se emplean otras unidades de potencia, submúltiplos y múltiplos del watt: Kilowatt (kW) = 1 000 W, Megawatt (MW) = 1 000 000 W. Ejemplo de aplicación. Se tiene un circuito simple, la fuente entre entrega una tensión de 20 V entre sus bornas a un circuito externo de resistencia igual a 25 Ω, si la fuente tiene una resistencia interna de 1 Ω, Calcular: - La intensidad de corriente del circuito. - La potencia que disipa el circuito externo. - La fem que desarrolla la fuente. Resolución. Sabemos, ley de Ohm: , reemplazando: I = 20 / 25 → I = 0,8 A Aplicando la expresión: , reemplazando: P = 0,82. 25 → P = 16 W

Sabemos: , reemplazando: ε = 20 + (0,8).(1) → ε = 20,8 V

CONEXIÓN DE FUENTES DC. Si en el circuito hay varias pilas conectadas en serie, cuya f.e.m. sean , la f.e.m. total del circuito será igual a la suma algebraica de la f.e.m. de

ELECTROTECNIA 114

ELECTRICIDAD BÁSICA las pilas por separado. Para determinar el signo de la f.e.m. de una fuente cualquiera es preciso primero elegir convencionalmente el sentido positivo de la corriente en el circuito. En la figura se considera positivo (arbitrariamente) el sentido opuesto al de las agujas del reloj. Si al recorrer el circuito se pasa del polo negativo de una fuente al positivo, la f.e.m. se toma positiva y si se pasa del polo positivo al negativo, la f.e.m. se toma negativa. Así, para el circuito representado en la figura:

Si ε > 0, la intensidad de corriente I, es decir el sentido coincide con el del

recorrido del circuito. Cuando ε < 0, al contrario, el sentido de la corriente es opuesto al del recorrido del circuito. La resistencia total o equivalente del circuito seria: Si varias pilas (u otras fuentes) de igual f.e.m. están conectadas en paralelo, le f.e.m. de la batería es igual a la f.e.m. de una de las pilas (ver figura). La resistencia interna de la batería se calcula por la regla general de la conexión de conductores en paralelo. Para el circuito representado en la figura, según la ley de Ohm para un circuito cerrado, la intensidad de la corriente se determina por la fórmula: Medida de la tensión y corriente. La intensidad de corriente se mide con instrumentos llamados amperímetros. Este se conecta al circuito mediante dos bornes que el instrumento tiene. En uno de ellos está marcado el signo “mas” (+), en el otro, “menos” (-). Los amperímetros se conectan en serie a cualquier punto de un conductor. Para medir la tensión en los polos de una fuente de corriente o en cierto sector de un circuito, hacemos uso de instrumentos llamados voltímetros. El voltímetro no se conecta como el amperímetro. Los

ELECTROTECNIA 115

ELECTRICIDAD BÁSICA bornes del voltímetro se conectan a aquellos puntos del circuito entre los que hay que medir la tensión. Semejante conexión del instrumento recibe el nombre de en paralelo. Ejemplo de Resolución de Problemas: 1. La tensión en la red es de 220V, la resistencia del filamento de una bombilla

440 Ω. Calcular la intensidad de la corriente en la bombilla. Resolución: Datos: ,

Como sabemos:

Reemplazando valores:

2. Un conductor tiene una resistencia de 4 ohm. Calcular la diferencia de potencial en sus extremos cuando lo atraviesa una intensidad de 2 ampere.

Resolución: Datos: ,

Como sabemos:

Reemplazando valores:

3. En los extremos de un conductor hay una diferencia de potencial de 120 volt cuando lo atraviesa una corriente de 5 ampere. Calcular su potencia.

Resolución: Datos: , Como sabemos: Reemplazando valores:

4. Para transportar una carga de 2 coulomb de un extremo a otro de un alambre se efectúa un trabajo de 20 Joule en 4 segundos. Si el diámetro del conductor es de 2 mm y la resistividad de 17.10 – 3 Ω.mm2 / m, calcule la longitud del conductor.

Resolución: Se sabe que: Como:

ELECTROTECNIA 116

ELECTRICIDAD BÁSICA

Además: En (1): Donde:

Problemas Propuestos. 1. En los extremos de un conductor hay una diferencia de potencial de 20 V

cuando lo atraviesa una corriente de 2 A. Calcular que energía desarrolla en 10 s. Rpta.: 400 J

2. Un conductor está atravesado por una corriente de 5 A y esta corriente

efectúa un trabajo de 500 J en 10 s. Calcular la diferencia de potencial en los extremos del conductor. Rpta.: 10 V

3. Un conductor de 100 Ω desarrolla una energía eléctrica de 500 J en 5 s.

Calcular la intensidad de la corriente que lo atraviesa. Rpta.: 1 A

4. En los extremos de un conductor de 20 Ω, hay una diferencia de potencial de 20 V. Calcular el tiempo que la corriente eléctrica emplea en efectuar un trabajo de 800 J. Rpta.: 40 s

5. En los extremos de un conductor hay una diferencia de potencial de 120 V

cuando lo atraviesa una corriente de 5 A. Calcular su potencia. Rpta.:600 W 6. Un artefacto eléctrico tiene una resistencia de 50 Ω. Calcular que intensidad

lo atraviesa, si su potencia es 500 W. Rpta.: 3,16 A

7. La resistencia interna de una fuente de energía eléctrica es igual a 6,5 Ω. La resistencia tota! del circuito es de 700 Ω. Calcular la resistencia del segmento exterior de circuito. Rpta.: 693,5 Ω

8. Un alambre de 4 m de longitud, tiene un diámetro de 1 mm y una resistividad de 0.02 Ω.mm2/m. Si en sus extremos hay una diferencia de potencial de 10 V, calcular la intensidad de la corriente que le atraviesa. Rpta.: 100 A

9. Un conductor de 80 m de longitud, tiene una sección de 1,4 mm2 y cuando

lo atraviesa una corriente de 10 A tiene una potencia de 180 W. Calcular el coeficiente de resistividad. Rpta.: 0,031 Ω .mm2 / m

ELECTROTECNIA 117

ELECTRICIDAD BÁSICA

10. La resistencia del segmento exterior de un circuito compone 27 Ω, la resistencia (interna) de la fuente de energía eléctrica es igual a 3 Ω. Determinar la resistencia de todo el circuito. Rpta.: 30 Ω

11. Un artefacto eléctrico tiene las siguientes anotaciones 120 V y 3200 W.

Calcular su resistencia. Rpta.: 4,5 Ω 12. Un micrófono de 50 Ω de resistencia se alimenta con una pila (batería),

cuya f.e.m. es de 3 V y su resistencia interna, de 6 Ω. El micrófono va conectado en serie a una resistencia de 4 Ω. Calcular la magnitud de la corriente en el circuito del micrófono. Rpta.: 0,05 A

13. En un circuito eléctrico está conectado un resistor de r=980 Ω, por el que

fluye una corriente de 0,05 A de intensidad. Calcular la f.e.m. de la fuente de corriente, si su resistencia interna es de 10 Ω. Rpta.: 50 V

14. Una pila, cuya f.e.m. es de 48 V y su resistencia interna, es de 3 Ω, crea en

el circuito una corriente de 25 mA. Determinar la resistencia del segmento exterior de este circuito. Rpta.: 1917 Ω

15. Una fuente de energía eléctrica que posee una f.e.m. ε=50 V y una

resistencia interna r0=0,6 Ω está conectada a un resistor de r=19,4 Ω. Determinar la tensión de la fuente de energía eléctrica y la intensidad de corriente en el circuito. Rpta.: 2,5 A, 48,5 V

BIBLIOGRAFÍA. - Fundamentos de electrotecnia. A. S. KASATKIN. - Fundamentos teóricos de la electrotecnia. F. E. EVDOKIMOV. - Física 1. A.V. PIÓRISHKIN – N.A. RÓDINA. - Física 3. B.B. BÚJOVTSEV y otros. - Problemas de electrotecnia y electrónica industrial. PETROV&

SHLIAPINTOJ.

ELECTROTECNIA 118

ELECTRICIDAD BÁSICA

N°

12

Multimetro Analógico o Digital 0-1000VDC,10ADC.

HOJA:1/1

DENOMINACIÓN

MATERIALES / HERRAMIENTAS / MÁQUINASORDEN DE EJECUCIÓN

TIEMPO: 6 horas

Alicate de puntas semiredondas de 6".

Cuchilla de electricista.

Alicate universal de 6".Alicate corte diagonal 6".

Destornillador de punta plana de 6"x5/32".

ELECTRICISTA INDUSTRIAL

REALIZA INSTALACIÓN Y MEDICIONES EN CIRCUITO ELÉCTRICO SERIE EN DC

HT : 06

Destornillador de punta estrella de 6"x5/32".

Realizar esquema de circuito serie en DC .Probar circuito serie en DC.

Puente Diodo.

Lamparas incandescentes de 100,50,25W-220V.

Bornera de conexiones 12 terminales 30A-250V.

Alambre conductor N°14 AWG-TW.Portalámpara para adosar de loza E-27.

Interruptor termomagnético bipolar 2x6A-250V.

Alicate de puntas redondas de 6".

ELECTROTECNIA 119

ELECTRICIDAD BÁSICA 6.1. REALIZAR ESQUEMA DE CIRCUITO ELÉCTRICO SERIE EN DC. Es hacer e interpretar el esquema de un circuito eléctrico serie DC, utilizando símbolos normalizados, verificando el funcionamiento del circuito a través de la activación o desactivación de los símbolos en el circuito. Se aplica para la esquematización de circuitos series de dos a más consumidores. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Lee e interpreta el esquema explicativo: a) Identifique c/u de los símbolos que intervendrán en el circuito. b) Identifique la nomenclatura a utilizarse en el circuito.

c) Interprete la conexión de las líneas.

ELECTROTECNIA 120

ELECTRICIDAD BÁSICA

d) Lee el funcionamiento del esquema. 2do. Paso. Lee, interprete y realice el esquema de conexiones: a) Identifique c/u de los símbolos

utilizados. b) Identifique la nomenclatura utilizada. c) Interprete la conexión de las líneas. d) Lee el funcionamiento del circuito. e) Realice el esquema. 6.2. PROBAR CIRCUITO SERIE EN DC. Es comprobar a través de mediciones y cálculos, el funcionamiento correcto del circuito serie en DC, utilizando instrumentos eléctricos de medidas y fórmulas de aplicación, verificando su correcta medición y cálculo de aplicación. Se utiliza para comprobar el correcto funcionamiento de los circuitos DC serie, de acuerdo a condiciones prefijadas para su consumo. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Fijar modulo: a) Trazar ejes de centro.

b) Fijar conductores.

ELECTROTECNIA 121

ELECTRICIDAD BÁSICA

CONSERVACIÓN Y CUIDADO DEL MEDIO AMBIENTE. Los residuos de aislante y cobre que se pudieran dar durante el proceso de la tarea deberán ser depositados en los tachos correspondientes. Los papeles que utilizó para fines de cálculo, si no van hacer usados, deben ser depositados en el tacho de color azul (papeles y cartones).

2do. Paso Conectar accesorios: a) Conectar y fijar portalámparas.

b) Colocar lámparas. 3er. Paso. Medir tensión DC.

Complete la tabla:

ELECTROTECNIA 122

ELECTRICIDAD BÁSICA NOTA. Se tendrá dos casos para las mediciones, en el primer caso se tendrá un circuito serie con lámparas de igual potencia (100W), y en el segundo caso se tendrá lámparas de diferente potencias (100W, 50W, 25W). Puede usar lámparas de 60 W o 75 W como lámpara intermedia para el segundo caso. PRECAUCIÓN. Revise el porta lámpara (rosca Edison) en la parte interna antes de enroscar la lámpara, puede que esté en mal estado, verifique que la parte lateral interna no debe tocar el contacto central donde se apoyará el casquillo de la lámpara. 4to. Paso. Medir intensidad DC.

Complete la tabla:

RECUERDE!! El amperímetro se conecta en serie a la carga, mientras que el voltímetro se conecta en paralelo a la carga.

ELECTROTECNIA 123

ELECTRICIDAD BÁSICA 5to. Paso. Medir indirectamente la resistencia eléctrica. A partir de:

Complete la tabla:

NOTA. Utilice las mediciones que se encuentran en los cuadros anteriores de tensión e intensidad respectivamente para completar la presente tabla de resistencias. En la tabla RT es la resistencia total o equivalente del circuito a partir de los valores que entrega la fuente, como tensión e intensidad (UT, IT). OBSERVACIÓN.

Tenga cuidado, no vaya a medir la resistencia de la lámpara con el ohmímetro cuando la lámpara esté funcionando, se malograría el instrumento. Para medir la resistencia de la lámpara prendida, se mide primero la tensión y la intensidad de la misma y, luego, con los valores obtenidos se aplica la Ley de Ohm (Medición de la resistencia “en caliente”).

6to. Paso Medir indirectamente la potencia eléctrica. A partir de:

ELECTROTECNIA 124

ELECTRICIDAD BÁSICA

Complete la tabla:

NOTA. Utilice las mediciones que se encuentran en los cuadros anteriores de tensión e intensidad respectivamente para completar la presente tabla de potencias. En la tabla PT es la potencia total de consumo del circuito a partir de los valores que entrega la fuente, como tensión e intensidad (UT, IT). No olvidar trabajar con las unidades correspondientes en los cuadros. Recuerde que la potencia se mide en watt y el símbolo es W. 7mo. Paso. Pruebe circuito serie en DC: a) Verificando las mediciones. b) Verificando los cálculos. c) Compruebe que debe concluirse en: Caso 1: L1 = L2 = L3

1) Tensiones: U1 = U2 = U3 Verificar 2da Ley de Kirchhoff: U1 + U2 + U3 = UT Ui = UT / 3

2) Corrientes: IT = I1 = I2 = I3

3) Resistencias: R1 = R2 = R3 R1 + R2 + R3 = RT Ri = RT / 3

4) Potencias: P1 = P2 = P3 P1 + P2 + P3 = PT Pi = PT / 3 Caso 2: L1 ≠ L2 ≠ L3

1) Tensiones: U100 < U50 < U25 Verificar 2da Ley de Kirchhoff: U1 + U2 + U3 = UT

2) Corrientes: IT = I1 = I2 = I3 3) Resistencias: R100 < R50 < R25

ELECTROTECNIA 125

ELECTRICIDAD BÁSICA

CONSERVACIÓN Y CUIDADO DEL MEDIO AMBIENTE. Los papeles que utilizó para fines de cálculo, si no van hacer usados, deben ser depositados en el tacho de color azul (papeles y cartones).

R1 + R2 + R3 = RT

4) Potencias: P100 < P50 < P25 P1 + P2 + P1 = PT

OBSERVACIÓN. Al verificar los resultados, si vemos que no se llega a las conclusiones antes mencionadas, entonces, se realizó mediciones mal tomadas o se cometió cualquier otro error en el proceso. Vuelva a repetir las mediciones tomando las siguientes precauciones del caso: • Verificar el buen estado del instrumento (Use un instrumento de buena

calidad). • Trate de trabajar con el rango de medición apropiada. • No cometa el error de leer o escribir la lectura equivocadamente (Ubique

bien la coma decimal). • Si se está utilizando un instrumento analógico, tome la compostura correcta

del cuerpo para no cometer errores de paralaje. VOCABULARIO. - Error de paralaje: Es un error sistemático personal que se debe cuando uno

no mira perpendicularmente la escala del instrumento que se está usando. - Carga: Término usado para aquellos elementos en un circuito que

consumen energía eléctrica para su funcionamiento, ejemplo: lámpara, - motor, horno, etc.

CIRCUITO ELÉCTRICO EN SERIE Los circuitos eléctricos, con los que se tropieza en la práctica, están formados, generalmente, no de un receptor (o consumidor de energía), sino que de varios receptores diferentes, que pueden estar conectados entre sí de distinta

“La potencia total de consumo es igual a la suma de las potencias de las cargas (P1+P2+P3) e igual a la potencia que entrega la fuente (PT)”.

ELECTROTECNIA 126

ELECTRICIDAD BÁSICA forma. Conociendo la resistencia de cada uno de ellos y el método de su conexión, podemos calcular la resistencia total del circuito. En la siguiente figura vemos un circuito con conexión en serie de tres receptores (Bombillos) y su respectivo esquema de conexión. Los bombillos están conectados uno a continuación del otro. Si desconectamos una de las bombillas, el circuito se abre y las otras bombillas se apagan. Representación simbólica: Características de un circuito serie: - La intensidad de la corriente es la misma en cualquier parte del circuito. - La tensión en los extremos de cada receptor del circuito se calcula de

acuerdo con la ley de Ohm:

De aquí vemos que la tensión será mayor en el receptor con la más grande resistencia, ya que la intensidad de la corriente es igual en todas partes.

ELECTROTECNIA 127

ELECTRICIDAD BÁSICA

Aplicando la segunda Ley de Kirchhoff en el circuito serie se tiene:

ε – U1 – U2 – U3 = 0

A partir de la expresión se concluye que la tensión total ε del circuito en serie, o bien la tensión entre polos de la fuente de tensión, es igual a la suma de tensiones de los receptores en serie, esto es:

- Cuando conectamos receptores de este modo, es como si aumentáramos la

longitud de trayectoria de la corriente. Por esto, la resistencia del circuito es mayor que la de un solo receptor.

La resistencia total (equivalente) R de un circuito con la conexión en serie de sus receptores, es igual a la suma de las resistencias por separado de cada receptor del circuito: , También: - La potencia entregada por la fuente dependerá de la intensidad de corriente

suministrada, multiplicada por la tensión entre sus polos (Tensión entre la bornas de la fuente):

Pε = ε X I

Las tensiones en los receptores en serie son directamente proporcionales al valor de su resistencia

Segunda Ley de Kirchhoff

"La suma algebraica de los tensiones alrededor de cualquier lazo (camino cerrado) en un circuito, es igual a cero en todo instante".

∑ U = 0

ELECTROTECNIA 128

ELECTRICIDAD BÁSICA

La fuente entrega energía al circuito por unidad de tiempo es decir entrega una potencia determinada, y los receptores en este caso serían los consumidores de esta energía suministrada por la fuente para su transformación en otras formas de energía como luz y calor.

La potencia total de consumo en el circuito seria:

La potencia de cada receptor se determina por su corriente y su caída de tensión:

De aquí vemos que la potencia será mayor en el receptor con la más grande caída de tensión que a la vez esta dependerá de la mayor resistencia, ya que la intensidad de la corriente es igual en todas partes. Enunciado general de potencias: De los enunciados, tenemos:

Problemas Propuestos. 1. Determine la intensidad de corriente eléctrica que circula el resistor de 4 Ω.

Si Va = 10 V y Vb = 8 V.

Rpta.: 0,5 A

Las potencias de consumo en los receptores en serie son directamente proporcionales al valor de su resistencia

La potencia entregada por la única fuente será igual a la suma de las diferentes potencias consumidas por los

receptores del circuito

a bI

R

ELECTROTECNIA 129

ELECTRICIDAD BÁSICA 2. Si Vab = 40 V, determine el valor de R si la intensidad de corriente eléctrica

que circula es 4 A. Rpta.: 10 Ω 3. Determine la resistencia eléctrica del resistor. Si la gráfica indica la

diferencia de potencial y la corriente a través de él.

A BR

I

V(V)

I(A)

300

200

100

1 2 3 Rpta.: 100 Ω 4. A partir de la gráfica, determine la resistencia eléctrica del resistor.

A BR

I

V(kV)

I(A)37°

Rpta.: 750 Ω 5. Determine la diferencia de potencial en cada resistor.

I= 10A I

10Ω 15Ω

Rpta.: 100 V; 150 V. 6. Determine la diferencia de potencial en cada resistor.

I5A

12Ω 10Ω

I

15Ω

Rpta.: 60 V; 50 V; 75 V.

a bI

R

ELECTROTECNIA 130

ELECTRICIDAD BÁSICA 7. Determine la resistencia eléctrica de cada resistor.

150V

8AA B C

10VR1 R270V

Rpta.: 10 Ω; 7,5 Ω 8. Determine VB y R.

150V

5AA B

20Ω R

C10V

Rpta.: 50 V; 8 Ω 9. Determine R1; R2 y VD.

100V

2AA 80V D

R1 R2

40VVD

15ΩB C

Rpta.: 10 Ω; 20 Ω; 10 V

10. Determine R2 – R1.

100V

5AA B

R1 80V 20V R2

Rpta.: 8 Ω

11. Determine R1 y VB.

100V

4A

R1

VB

20V 10 Ω

Rpta.: 10 Ω; 60 V

12. Determine la resistencia eléctrica de cada resistor.

ELECTROTECNIA 131

ELECTRICIDAD BÁSICA

200V

5AA

150VB20VR1 R2 R380V

Rpta.: 10 Ω; 14 Ω; 12 Ω

13. Se tiene un resistor cuyo valor es 120 Ω. Si se duplica su longitud manteniendo su sección transversal constante, ¿cuál será su nueva resistencia eléctrica?

Rpta.: 240 Ω 14. Determine la resistencia eléctrica de un resistor si se da su gráfica V vs. I

Rpta.: 3 000 Ω

15. Si por la resistencia de 4 Ω circula una intensidad de corriente eléctrica igual a 4 mA. Determine el área de la sección transversal de la resistencia R cuya longitud es 2 m y el coeficiente de resistividad del material es 4 x10–6 Ωm. (Vb = 20 V; Vc = 10 V).

a b c4 Ω R

Rpta.: 32 x10-4 mm2

16. En el circuito mostrado: Calcular:

• Req. • I • Pε • Pconsumo • P5Ω • Uab • Ua • Ub

V(kV)

I(A)

10 30

45

5 10 15

ELECTROTECNIA 132

ELECTRICIDAD BÁSICA

N°

12

Multimetro Analógico o Digital 0-1000VDC,10ADC.

Lamparas incandescentes de 100,50,25W-220V.

Bornera de conexiones 12 terminales 30A-250V.

Alambre conductor N°14 AWG-TW.Portalámpara para adosar de loza E-27.

Interruptor termomagnético bipolar 2x6A-250V.

Alicate de puntas redondas de 6".

ELECTRICISTA INDUSTRIAL

REALIZA INSTALACIÓN Y MEDICIONES EN CIRCUITO ELÉCTRICO PARALELO EN DC

HT : 07

Destornillador de punta estrella de 6"x5/32".

Realizar esquema de circuito paralelo en DC.Probar circuito paralelo en DC.

Puente Diodo.Cuchilla de electricista.

Alicate universal de 6".Alicate corte diagonal 6".

Destornillador de punta plana de 6"x5/32".

HOJA:1/1

DENOMINACIÓN

MATERIALES / HERRAMIENTAS / MÁQUINASORDEN DE EJECUCIÓN

TIEMPO: 6 horas

Alicate de puntas semiredondas de 6".

ELECTROTECNIA 133

ELECTRICIDAD BÁSICA 7.1. REALIZAR ESQUEMA DE CIRCUITO ELÉCTRICO PARALELO EN DC. Es hacer e interpretar el esquema de un circuito eléctrico serie DC, utilizando símbolos normalizados, verificando el funcionamiento del circuito a través de la activación o desactivación de los símbolos en el circuito. Se aplica para la esquematización de circuitos paralelos de dos a más consumidores. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Lee e interpreta el esquema explicativo: a) Identifique c/u de los símbolos que intervendrán en el circuito.

b) Identifique la nomenclatura a utilizarse en el circuito. c) I

nterprete la conexión de las líneas.

ELECTROTECNIA 134

ELECTRICIDAD BÁSICA

d) Lee el funcionamiento del esquema. 2do. Paso. Lee, interprete y realice el esquema de conexiones: a) Identifique c/u de los símbolos utilizados. b) Identifique la nomenclatura utilizada. c) Interprete la conexión de las líneas. d) Lee el funcionamiento del circuito. e) Realice el esquema.

7.2. PROBAR CIRCUITO PARALELO EN DC. Es comprobar a través de mediciones y cálculos, el funcionamiento correcto del circuito serie en DC, utilizando instrumentos eléctricos de medidas y fórmulas de aplicación, verificando su correcta medición y cálculo de aplicación. Se utiliza para comprobar el correcto funcionamiento de los circuitos DC paralelo, de acuerdo a condiciones prefijadas para su consumo. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Fijar modulo: a) Trazar ejes de centro. b) Fijar conductores.

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ELECTRICIDAD BÁSICA

CONSERVACIÓN Y CUIDADO DEL MEDIO AMBIENTE. Los residuos de aislante y cobre que se pudieran dar durante el proceso de la tarea deberán ser depositados en los tachos correspondientes. Los papeles que utilizó para fines de cálculo, si no van hacer usados, deben ser depositados en el tacho de color azul (papeles y cartones).

2do. Paso. Conectar accesorios: a) Conectar y fijar portalámparas. b) Colocar lámparas. 3er. Paso. Medir tensión DC.

Complete la tabla:

NOTA.

ELECTROTECNIA 136

ELECTRICIDAD BÁSICA Se tendrá dos casos para las mediciones, en el primer caso se tendrá un circuito paralelo con lámparas de igual potencia (100W), y en el segundo caso se tendrá lámparas de diferente potencias (100W, 50W, 25W). Puede usar lámparas de 60 W o 75 W como lámpara intermedia para el segundo caso. 4to. Paso. Medir intensidad DC.

Complete la tabla:

OBSERVACIÓN. Tenga mucho cuidado al momento de utilizar el multímetro como amperímetro, verifique siempre que las puntas estén en el lugar correcto y con el rango apropiado, también, al momento de conectar las puntas en el circuito no olvide la polaridad correcta. 5to. Paso. Medir indirectamente la resistencia eléctrica: A partir de:

ELECTROTECNIA 137

ELECTRICIDAD BÁSICA

Complete la tabla:

NOTA. Utilice las mediciones que se encuentran en los cuadros anteriores de tensión e intensidad respectivamente para completar la presente tabla de resistencias. En la tabla, RT es la resistencia total o equivalente del circuito a partir de los valores que entrega la fuente, como tensión e intensidad (UT, IT). 6to. Paso. Medir indirectamente la potencia eléctrica: A partir de:

Complete la tabla:

NOTA. Utilice las mediciones que se encuentran en los cuadros anteriores de tensión e intensidad respectivamente para completar la presente tabla de potencias. En la tabla PT es la potencia total de consumo del circuito a partir de los valores que entrega la fuente, como tensión e intensidad (UT, IT). No olvidar trabajar con las unidades correspondientes en los cuadros. Recuerde que la potencia se mide en watt y el símbolo es W. 7mo. Paso. Pruebe circuito serie en DC: a) Verificando las mediciones.

ELECTROTECNIA 138

ELECTRICIDAD BÁSICA b) Verificando los cálculos. c) Compruebe que debe concluirse en: Caso 1: L1 = L2 = L3

1) Tensiones: U1 = U2 = U3 = UT

2) Corrientes: I1 = I2 = I3

Verificar 1ra Ley de Kirchhoff: I1 + I2 + I3 = IT IT = 3 * Ii

3) Resistencias: R1 = R2 = R3 1/R1+1/R2 +1/R3 =1/RT RT = Ri /3

4) Potencias: P1 = P2 = P3 P1 + P2 + P3 = PT PT = 3 * Pi

Caso 2: L100 ≠ L50 ≠ L25

1) Tensiones: U1 = U2 = U3 = UT

2) Corrientes: IT > I100 > I50 > I25 Verificar 1ra Ley de Kirchhoff: I100 + I50 + I25 = IT

3) Resistencias: RT < R100 < R50 < R25

1/R1 + 1/R2 + 1/R3 = 1/RT

4) Potencias: PT > P100 > P50 > P25 P1 + P2 + P3 = PT OBSERVACIÓN. Al verificar los resultados, si vemos que no se llega a las conclusiones antes mencionadas, entonces, se realizó mediciones mal tomadas o se cometió cualquier otro error en el proceso. Vuelva a repetir las mediciones tomando las siguientes precauciones del caso:

ELECTROTECNIA 139

ELECTRICIDAD BÁSICA

CONSERVACIÓN Y CUIDADO DEL MEDIO AMBIENTE. Los papeles que utilizó para fines de cálculo, si no van hacer usados, deben ser depositados en el tacho de color azul (papeles y cartones).

• Verificar el buen estado del instrumento (Use un instrumento de buena calidad).

• Trate de trabajar con el rango de medición apropiada. • No cometa el error de leer o escribir la lectura equivocadamente (Ubique

bien la coma decimal). • Si se está utilizando un instrumento analógico, tome la compostura correcta

del cuerpo para no cometer errores de paralaje.

CIRCUITO ELÉCTRICO EN PARALELO Otro procedimiento de conexión de los receptores o consumidores de la energía eléctrica es el denominado en paralelo. En la figura se muestra la conexión en paralelo de tres bombillos eléctricos y el respectivo esquema de esta conexión. Si apagamos en este circuito una de las lámparas, las otras seguirán encendidas.

Representación simbólica: Con la conexión en paralelo, todos los receptores se unen por un lado con uno de sus extremos al punto A del circuito, y por el otro lado, los otros extremos al punto B. A los extremos en común donde concurren tres o más conductores se les conocen como nodos eléctricos.

ELECTROTECNIA 140

ELECTRICIDAD BÁSICA Características de un circuito paralelo: - Debido a esta forma de conexión, la tensión en los extremos de todos los

receptores conectados en paralelo es la misma e igual a la tensión entre los polos de la fuente.

Los bombillos de la figura alumbran con igual tensión.

- La intensidad de corriente en cada ramificación se calcula de acuerdo a la Ley de Ohm:

De aquí vemos que la intensidad será mayor en el receptor con la menor resistencia, ya que la tensión es igual en todos los receptores.

Aplicando la primera Ley de Kirchhoff en el circuito, nodo A, se tiene:

I – i1 – i2 – i3 = 0

A partir de la expresión se concluye que la intensidad de la corriente total I del circuito en paralelo, o bien la intensidad que entrega la fuente, es igual a la suma de las tres intensidades que se ramifican o derivan por los receptores en paralelo, esto es:

Las intensidades en los receptores en paralelo son inversamente proporcionales al valor de su resistencia.

Primera Ley de Kirchhoff

"La suma algebraica de las corrientes que entran o salen de un nodo debe ser cero en todo instante".

∑ I = 0

ELECTROTECNIA 141

ELECTRICIDAD BÁSICA Tener en cuenta que en el punto A la corriente eléctrica I llega y se ramifica en tres corrientes i1, i2, i3, que de nuevo se reúnen en el punto B para que llegue la misma intensidad de corriente I a la fuente.

TENER PRESENTE. En todo circuito: “La intensidad de corriente que sale por el polo positivo de la fuente debe ser igual en todo instante a la intensidad de corriente que regresa por el polo negativo”. - Durante la conexión en paralelo es como si aumentara el área de la sección

transversal del receptor. Por esto, la resistencia total del circuito disminuye, Por ejemplo, la resistencia de un circuito formado por tres bombillos iguales de resistencia R1 (ver figura) es tres veces menor que la resistencia de un bombillo: R = R1 / 3

El sector de un circuito constituido de n receptores de igual resistencia, conectados en paralelo, puede ser considerado como un sólo receptor, en el que el área de su sección es n veces mayor que el área de la sección de un solo receptor de esa misma longitud. La resistencia de dicho receptor también será tantas veces menor, es decir, R = R1 / n

El cálculo de la resistencia de un circuito, que consta de varios receptores de diferentes resistencias, es algo más complicado. En este caso, hay que sumar no las resistencias de los receptores, sino las cantidades inversas a las resistencias: También: Como la conductancia es la propiedad inversa de la resistencia eléctrica, se tiene: La conductancia total seria: También: Caso particular: La resistencia R de un sector del circuito, constituido solo por dos receptores de resistencias R1 y R2, conectados en paralelo, se calcula por la fórmula:

ELECTROTECNIA 142

ELECTRICIDAD BÁSICA - La potencia entregada por la fuente será:

Pε = ε X I La potencia total de consumo en el circuito seria:

La potencia de cada receptor se determina por su corriente y su caída de tensión:

De aquí vemos que la potencia será mayor en el receptor con la más grande intensidad que a la vez esta dependerá de la menor resistencia, ya que la tensión es igual en todos los receptores. También, del enunciado general de potencias: Tenemos:

Si

R2

R1

Las potencias de consumo en los receptores en paralelo son inversamente proporcionales al valor de su resistencia

La potencia entregada por la única fuente será igual a la suma de las diferentes potencias consumidas por los

receptores del circuito

ELECTROTECNIA 143

ELECTRICIDAD BÁSICA Problemas Propuestos. 1. En el siguiente arreglo, determine la resistencia equivalente entre los bornes

x e y. x

y

2 Ω 3 Ω 6 Ω

Rpta.: ............................................................ 2. En el circuito mostrado, determine la resistencia equivalente entre los

bornes a y b.

a

b

18 Ω

1 Ω

18 Ω 18 Ω

Rpta.: ............................................................ 3. Determine la resistencia equivalente entre los bornes a y b.

a b8 Ω

8 Ω

3 Ω

3 Ω

3 Ω

2 Ω

Rpta.: ............................................................ 4. Encuentre la resistencia eléctrica entre el punto a y b. Si R = 4 Ω. Rpta.: ............................................................

a

b

R

R

R R

ELECTROTECNIA 144

ELECTRICIDAD BÁSICA 5. Determine la resistencia equivalente entre los bornes a y b.

Rpta.: ............................................................ 6. Determine la resistencia equivalente entre los bornes x e y. (R = 2 Ω).

xR R

R R

R R y Rpta.: ............................................................ 7. Determine el valor de R para que la resistencia equivalente entre los puntos

a y b sea 15 Ω.

Rpta.: ............................................................ 8. Determine el valor de R para que la resistencia equivalente del circuito sea

20 Ω. Rpta.: ............................................................

a 4 Ω

2 Ω 10 Ω

8 Ωb

a bx

yR

6 Ω

6 Ω

10 Ω

7 Ω

a bR

8 Ω

6 Ω14 Ω

12 Ω

ELECTROTECNIA 145

ELECTRICIDAD BÁSICA

x y

3 Ω

6 Ω

8 Ω

8 Ω

2 Ω

2 A

I

x y

6 Ω

6 Ω

6 Ω

6 Ω

3 Ω

2 Ω

I

9. La diferencia de potencial eléctrico entre los bornes a y b es 60 V. Determine la intensidad de corriente eléctrica I.

a b

4 Ω

6 Ω

1 Ω 1 Ω4 Ω

4 Ω

I

Rpta.: ............................................................

10. Determine la intensidad de la corriente eléctrica I que circula por el circuito mostrado en la figura. Si Va – Vb = 5 V.

Rpta.: ............................................................

11. Determine la intensidad de corriente I que circula por el circuito mostrado.

Rpta.: .................

12. Determine la intensidad de corriente eléctrica I. Si Vxy = 36 V.

Rpta.: .................

Va

Vb

2 Ω

2 Ω

4 Ω

2 Ω

I

ELECTROTECNIA 146

ELECTRICIDAD BÁSICA

13. Determine la intensidad de corriente I que circula entre los bornes a y b.

I I

a b

4 Ω

4 Ω

2A2 Ω 16 Ω

16 Ω Rpta.: ............................................................

14. Determine la resistencia equivalente entre los puntos x e y, y la intensidad de corriente eléctrica que circula por el circuito Vxy = 39 V.

x

y

10 Ω 10 Ω

10 Ω

10 Ω 10 Ω

I

Rpta.: ............................................................

15. En el siguiente arreglo de resistores, determine la intensidad de corriente eléctrica que circula por la resistencia eléctrica de 4 Ω.

a b

4 Ω

4 Ω

5 Ω

8 Ω

6 Ω 6 Ω

3A

Rpta.: ............................................................

ELECTROTECNIA 147

ELECTRICIDAD BÁSICA

N°

12

Multímetro Analógico o Digital 0-1000VDC,10ADC.

HOJA:1/1

DENOMINACIÓN

MATERIALES / HERRAMIENTAS / MÁQUINASORDEN DE EJECUCIÓN

TIEMPO: 4 horas

Alicate de puntas semiredondas de 6".

Cuchilla de electricista.

Alicate universal de 6".Alicate corte diagonal 6".

Destornillador de punta plana de 6"x5/32".

ELECTRICISTA INDUSTRIAL

REALIZA INSTALACIÓN Y MEDICIONES EN CIRCUITO ELÉCTRICO MIXTO EN DC

HT : 08

Destornillador de punta estrella de 6"x5/32".

Realizar esquema de circuito mixto en DC.Probar circuito mixto en DC.

Puente Diodo.

Lamparas incandescentes de 100,50,25W-220V.

Bornera de conexiones 12 terminales 30A-250V.

Alambre conductor N°14 AWG-TW.Portalámpara para adosar de loza E-27.

Interruptor termomagnético bipolar 2x6A-250V.

Alicate de puntas redondas de 6".

ELECTROTECNIA 148

ELECTRICIDAD BÁSICA 8.1. REALIZAR ESQUEMA DE CIRCUITO ELÉCTRICO MIXTO EN DC. Es hacer e interpretar el esquema de un circuito mixto DC, utilizando símbolos normalizados, verificando el funcionamiento del circuito a través de la activación o desactivación de los símbolos en el circuito. Se aplica para la esquematización de circuitos mixtos de tres a más consumidores. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Lee e interpreta el esquema explicativo: a) Interprete funcionamiento de c/u de los símbolos en el circuito. b) Interprete la nomenclatura utilizada. c) Interprete la conexión de las líneas. d) Lee el funcionamiento del esquema.

2do. Paso. Lee e interpreta y realice el esquema de conexiones: a) Interprete funcionamiento de c/u de los símbolos en el circuito. b) Interprete la nomenclatura utilizada. c) Interprete la conexión de las líneas. d) Lee el funcionamiento del esquema. e) Realice el esquema.

ELECTROTECNIA 149

ELECTRICIDAD BÁSICA

8.2. PROBAR CIRCUITO MIXTO EN DC. Es comprobar a través de mediciones y cálculos, el funcionamiento correcto del circuito mixto en DC, utilizando el multímetro y las fórmulas de aplicación, verificando su correcta medición y cálculo de aplicación. Se utiliza para comprobar el correcto funcionamiento de los circuitos DC mixto, de acuerdo a condiciones prefijadas para su consumo. 1er. Paso Fijar modulo: a) Trazar ejes de centro.

b) Fijar conductores.

ELECTROTECNIA 150

ELECTRICIDAD BÁSICA 2do. Paso. Fijar accesorios: a) Conectar y fijar portalámparas. b) Colocar lámparas.

3er. Paso. Medir tensión DC.

ELECTROTECNIA 151

ELECTRICIDAD BÁSICA Complete la tabla:

Complete la tabla:

4to. Paso. Medir intensidad DC. Complete la tabla:

ELECTROTECNIA 152

ELECTRICIDAD BÁSICA Complete la tabla:

5to. Paso. Medir indirectamente la resistencia eléctrica:

A partir de: Complete las tablas:

NOTA. Utilice las mediciones que se encuentran en los cuadros anteriores de tensión e intensidad respectivamente para completar la presente tabla de resistencias. En la tabla RT es la resistencia total o equivalente del circuito a partir de los valores que entrega la fuente, como tensión e intensidad (UT, IT). 6to. Paso. Medir indirectamente la potencia eléctrica: A partir de:

ELECTROTECNIA 153

ELECTRICIDAD BÁSICA

Complete las tablas:

7mo. Paso. Pruebe circuito mixto en DC: a) Verificando las mediciones. b) Verificando los cálculos. c) Compruebe que debe concluirse en: Caso 1: SERIE - PARALELO (L1 = L2 = L3)

1) Tensiones: U2 = U3

2da Ley de Kirchhoff: U1 + U2 = UT U1 + U3 = UT

2) Corrientes: I1 = IT

1ra Ley de Kirchhoff: I2 + I3 = IT I2 + I3 = I1

3) Resistencias: RP = 1 / (1/ R2 + 1/ R3 )

RP + R1 = RT

4) Potencias: P1 + P2 + P3 = PT

“La potencia total de consumo es igual a la suma de las potencias de las cargas (P1+P2+P3) e igual a la potencia que entrega la fuente (PT)”.

ELECTROTECNIA 154

ELECTRICIDAD BÁSICA

CONSERVACIÓN Y CUIDADO DEL MEDIO AMBIENTE. Los papeles que utilizó para fines de cálculo, si no van hacer usados, deben ser depositados en el tacho de color azul (papeles y cartones).

Caso 2: PARALELO - SERIE (L1 = L2 = L3)

1) Tensiones: UT = U3

U1 + U2 = UT U1 + U2 = U3

2) Corrientes: I1 = I2

I1 + I3 = IT I2 + I3 = IT

3) Resistencias: RS = R1 + R2 1 / (1 / R3 + 1 / RS) = RT

4) Potencias: P1 + P2 + P3 = PT Para los dos casos……

CIRCUITO ELÉCTRICO MIXTO Un circuito mixto es aquel es en la que sus receptores son combinaciones de conexiones en serie y paralelo. Existen dos tipos de básicos de conexiones mixtas: Conexión serie paralelo y conexión paralelo serie. Estos circuitos se pueden reducir resolviendo primero los elementos que se encuentran en serie y luego los que se encuentren en paralelo.

ELECTROTECNIA 155

ELECTRICIDAD BÁSICA Para calcular corrientes y tensiones en cualquier punto de un circuito hasta el más complejo recurrimos a las leyes de Kirchhoff que no es más que las leyes de la conservación de la energía y la carga en los circuitos eléctricos. Estas leyes de Kirchhoff son también conocidas como ley de los nodos o primera ley de Kirchhoff y ley de las mallas o segunda ley de Kirchhoff. Definiciones previas: - Nodo: Un nodo o nudo eléctrico es aquel parte de

un circuito donde concurren o se unen 3 o más conductores.

- Rama: Es un elemento o grupos de elementos conectados entre 2 nodos.

- Lazo: Es un conjunto de ramas que forman una línea cerrada, de forma que si se elimina cualquier rama del lazo, el camino queda abierto.

- Malla: Este concepto se aplica a los circuitos planos y es un lazo que no contiene ningún otro en su interior.

Primera Ley de Kirchhoff : (∑ I = 0)

"La suma algebraica de las corrientes que entran o salen de un nodo debe ser cero en todo instante".

ELECTROTECNIA 156

ELECTRICIDAD BÁSICA

Segunda Ley de Kirchhoff : (∑ U = 0)

"La suma algebraica de los tensiones alrededor de cualquier lazo (camino cerrado) en un circuito, es igual a cero en todo instante". Características de un circuito de un circuito mixto serie paralelo: Observando los nodos, en cualquiera de los dos, podemos aplicar la primera ley de Kirchhoff. Por ejemplo en el nodo de la izquierda:

∑ I = 0 → i1 – i2 – i3 = 0

i1 = i2 + i3 También: I = i1 Finalmente en cualquiera de los nodos podemos llegar: Observando el lazo que involucra la fuente, lámpara 1 y lámpara 2, aplicamos la segunda ley de Kirchhoff: (Recorrido en sentido horario)

∑ U = 0 → ε – U1 – U2 = 0

ε = U1 + U2 También: U2 = U3 Finalmente: Para calcular la resistencia equivalente seguimos los siguientes pasos:

Primero calculamos la resistencia equivalente de las 2 resistencias en paralelo R2 y R3 y obtenemos una nueva resistencia RP entre los nodos:

ELECTROTECNIA 157

ELECTRICIDAD BÁSICA

Luego, la nueva resistencia equivalente entre los nodos RP estará es serie con la resistencia R1, por lo tanto, la resistencia equivalente del circuito será: , también:

La potencia entregada por la fuente será: Pε = ε X I La potencia total de consumo en el circuito seria:

La potencia de cada receptor se determina por su corriente y su caída de tensión:

También:

Características de un circuito de un circuito mixto paralelo serie:

ELECTROTECNIA 158

ELECTRICIDAD BÁSICA Observando los nodos, en cualquiera de los dos, podemos aplicar la primera ley de Kirchhoff. Por ejemplo en el nodo de la izquierda:

∑ I = 0 → I – i1 – i3 = 0

I = i1 + i3 También: i1 = i2 Finalmente en cualquiera de los nodos podemos llegar: Observando el lazo que involucra la fuente, lámpara 1 y lámpara 2, aplicamos la segunda ley de Kirchhoff: (Recorrido en sentido horario).

∑ U = 0 → ε – U1 – U2 = 0

ε = U1 + U2

También: ε = U3

Finalmente: Para calcular la resistencia equivalente seguimos los siguientes pasos: Primero calculamos la resistencia equivalente de las 2 resistencias en serie R1 y R2 y obtenemos una nueva resistencia Rs entre los nodos:

Luego, la nueva resistencia equivalente entre los nodos Rs estará en paralelo con la resistencia R3, por lo tanto, la resistencia equivalente del circuito será:

,

ELECTROTECNIA 159

ELECTRICIDAD BÁSICA

La potencia entregada por la fuente será: Pε = ε X I

La potencia total de consumo en el circuito seria: La potencia de cada receptor se determina por su corriente y su caída de tensión:

También:

LEYES DE KIRCHHOFF

Gustav Robert Kirchhoff (Königsberg, 12 de marzo de 1824 - Berlín, 17 de octubre de 1887) fue un físico prusiano cuyas principales contribuciones científicas estuvieron en el campo de los circuitos eléctricos, la teoría de placas, la óptica, la espectroscopia y la emisión de radiación de cuerpo negro. Inventó el espectroscopio y junto con Robert Bunsen, descubrió el rubidio y el cesio por métodos espectrales. Identificó la raya D del espectro solar como la producida por sodio vaporizado. Descubrió las leyes generales que rigen el comportamiento de un circuito eléctrico. Se dedicó al estudio de la termodinámica y realizó investigaciones sobre la conducción del calor. Estudió los espectros del Sol, de las estrellas y de las nebulosas, confeccionando un atlas del espacio y demostró la relación existente entre la emisión y la absorción de la luz por los cuerpos incandescentes. Kirchhoff propuso el nombre de radiación de cuerpo negro en 1862. Es responsable de dos conjuntos de leyes fundamentales, en la teoría clásica de circuitos eléctricos y en la emisión térmica. Aunque ambas se denominan Leyes de Kirchhoff, probablemente esta denominación es más común en el caso de las Leyes de Kirchhoff de la ingeniería eléctrica.

ELECTROTECNIA 160

ELECTRICIDAD BÁSICA Las dos leyes de la electricidad de Kirchhoff son consecuencia de los principios de conservación de la carga y de la energía. Primera Ley de Kirchhoff, también llamada ley de los nudos (o nodos): La suma de corrientes que entran a un nudo es igual a la suma de las que salen (Todas las corrientes entrantes y salientes en un nudo suman 0). Para un metal, en el que los portadores de carga son los electrones, la anterior afirmación equivale a decir que los electrones que entran a un nudo en un instante dado son numéricamente iguales a los que salen. Los nudos no acumulan carga (electrones). Segunda Ley de Kirchhoff, también llamada ley de las mallas: La suma de caídas de tensión en un tramo que está entre dos nudos es igual a la suma de caídas de tensión de cualquier otro tramo que se establezca entre dichos nudos.

ELECTROTECNIA 161

ELECTRICIDAD BÁSICA

N°

1234 Medir potencia activa monofásica.5 Medir energía activa monofásica.6 Verificar funcionamiento de circuito monofásico resistivo simple.

Destornillador de punta plana de 6"x5/32". Destornillador de punta estrella de 6"x5/32".

Medidor de energía activa1Ø 10(40A),220V,60Hz.

ELECTRICISTA INDUSTRIAL

REALIZA INSTALACIÓN Y MEDICIÓN EN CIRCUITO MONOFÁSICO RESISTIVO SIMPLE

HT : 09

Cuchilla de electricista.

Medir tensión AC.Medir intensidad AC.

Alicate de puntas semiredondas de 6".

Portalámpara para adosar de loza E-27.

Alicate corte diagonal 6".

Resistencias calefactoras de 500W, 220V, E-27.

Bornera de conexiones 12 terminales 30A-250V.

ORDEN DE EJECUCIÓN MATERIALES / HERRAMIENTAS / MÁQUINAS

Alambre conductor N°14 AWG-TW.Realizar esquema de circuito monofásico resistivo simple.

Vatímetro monofásico 5 - 10A, 240V.

Interruptor termomagnético bipolar 2x10A-250V.

Alicate universal de 6".

HOJA:1/1

DENOMINACIÓN

TIEMPO: 6 horas

Pinza amperimétrica 20,40 - 400A, 600 VAC.

Alicate de puntas redondas de 6".

Medida de la tensión AC

Medida de la potencia activa

Medida de la intensidad AC Medida de la energía activa

ELECTROTECNIA 162

ELECTRICIDAD BÁSICA 9.1. REALIZAR ESQUEMA DE CIRCUITO MONOFÁSICO RESISTIVO. Es hacer e interpretar el esquema de un circuito monofásico resistivo en AC, utilizando símbolos normalizados, verificando el funcionamiento del circuito a través de la activación o desactivación de los símbolos en el circuito. Se aplica para la esquematización de circuitos sencillos de un solo consumidor (aparatos, artefactos, u otros) en corriente alterna. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Lee e interpreta el esquema explicativo: a) Interprete funcionamiento de c/u de los símbolos en el circuito. SIMBOLOGÍA b) Interprete la nomenclatura utilizada. NOMENCLATURA: c) Interprete la conexión de las

líneas. d) Lee el funcionamiento del

esquema. 2do. Paso. Lee e interpreta y realice el esquema de conexiones: a) Interprete funcionamiento de c/u de los símbolos en el circuito. b) Interprete la nomenclatura utilizada.

ELECTROTECNIA 163

ELECTRICIDAD BÁSICA c) Interprete la conexión de las líneas. d) Lee el funcionamiento del esquema. e) Realice el esquema. 9.2. MEDIR TENSIÓN AC. Es medir la tensión eléctrica de AC en un circuito monofásico resistivo, conectando en paralelo las puntas de prueba de la pinza amperimétrica, indicando en el cuadro de medida la lectura de la medición. Se usa la pinza amperimétrica para comprobar la presencia del valor de la tensión AC, en el elemento a medir del circuito monofásico resistivo. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Verifique continuidad con la pinza amperimétrica, antes de poner en servicio: a) Verifique la pinza amperimétrica como probador de continuidad. b) Seleccione la posición: c) Coloque las puntas de prueba, en los bornes de conexión de la pinza

amperimétrica. d) Une las puntas de prueba del instrumento, se emitirá un sonido e) Compruebe que la carga no esté colocada. f) Prueba continuidad a los terminales de salida del interruptor

termomagnético bipolar. g) Pruebe continuidad en los tramos de la línea L1-L2. h) Elimine cortocircuito, si hubiera continuidad, en caso contrario no se ha

detectado ningún cortocircuito. 2do. Paso. Ponga en servicio el circuito: a) Verifique el nivel de tensión AC, debe ser de 220 V. b) Levante la palanca del interruptor termomagnético bipolar. c) Verifique funcionamiento de la carga.

ELECTROTECNIA 164

ELECTRICIDAD BÁSICA 3er. Paso. Mide tensión AC con la pinza amperimétrica: a) Verifique la pinza amperimétrica como medidor de tensión eléctrica AC. b) Coloque el rango de medición apropiado (mayor de la tensión aplicada). c) Coloque las puntas de prueba en los bornes correspondientes de la pinza

amperimétrica. d) Conecte entre los terminales de la carga (conexión en paralelo), las puntas

de pruebas. e) Realice la lectura. f) Anote en el siguiente cuadro la medida realizada: 4to. Paso. Saque fuera de servicio el circuito. a) Baje la palanca del interruptor termomagnético bipolar. b) Verifique que no haya tensión AC. 9.3. MEDIR INTENSIDAD AC. Es medir la intensidad de corriente AC del consumidor monofásico, abrazando una línea con las tenazas de la pinza amperimétrica, indicando en el cuadro de medida la lectura de la medición. Se usa la pinza amperimétrica para verificar grandes consumos de la intensidad de corriente AC de una o varias cargas monofásicas. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Mide intensidad de corriente AC con la pinza amperimétrica. a) Verifique pinza amperimétrica como medidor de intensidad de corriente AC. b) Calcule el consumo de intensidad de corriente AC, en base a la placa de

datos del fabricante:

ELECTROTECNIA 165

ELECTRICIDAD BÁSICA

c) Coloque el rango de medición apropiado (mayor de la intensidad de

corriente consumida). d) Ponga en servicio el circuito. e) Elija una de las líneas. f) Conecte abrazando con las tenazas

una línea. g) Realice la lectura. h) Anote en el siguiente cuadro la medida

realizada:

9.4. MEDIR POTENCIA ACTIVA MONOFÁSICA. Es medir la potencia activa eléctrica de un consumidor monofásico resistivo, conectando en paralelo la bobina voltimétrica y en serie la bobina amperimétrica del vatímetro monofásico, indicando en el cuadro de medida, la lectura de medición. Se le utiliza para verificar el consumo de potencia activa de una o varias cargas, en un circuito eléctrico monofásico. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Mide potencia activa monofásica con el vatímetro: a) Interprete símbolo del vatímetro monofásico:

b) Interprete la nomenclatura utilizada:

Potencia activa monofásica en watt (W): P c) Coloque los rangos de medición apropiada (5 A - 240 V → 1200 W).

ELECTROTECNIA 166

ELECTRICIDAD BÁSICA d) Coloque las puntas de pruebas en los bornes correspondientes, teniendo en

cuenta la polaridad magnética correspondiente.

Simbólicamente:

e) Ponga en servicio el circuito. f) Realice la lectura. g) Anote la lectura en el siguiente cuadro:

OBSERVACIÓN. Tener CUIDADO en hacer una mala conexión con el VATÍMETRO: En el caso de la figura podemos ver que la bobina amperimétrica está mal conectada, está invertida. Al conectar el vatímetro, la bobina amperimétrica o la punta de prueba de corriente que tiene la MARCA se conecta en el lado de la fuente y, la otra punta, al lado de la carga a medir.

ELECTROTECNIA 167

ELECTRICIDAD BÁSICA

9.5. MEDIR ENERGÍA ACTIVA MONOFÁSICA. Es medir la energía activa eléctrica de un consumidor monofásico resistivo, conectando en paralelo la bobina voltimétrica y en serie la bobina amperimétrica del medidor de energía monofásico, indicando en el contador o cuadro, la medida consumida en kw-h. Se le utiliza para verificar el consumo de energía activa de una o varias cargas, en un circuito eléctrico monofásico. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Mide energía activa monofásica con el medidor de energía activa monofásico: - Interprete símbolo del medidor de energía activa monofásico:

- Interprete la nomenclatura utilizada:

Energía activa monofásica en kilowatt-hora (kw-h): W - Coloque las puntas de pruebas en los bornes correspondientes, teniendo en

cuenta la polaridad magnética correspondiente.

ELECTROTECNIA 168

ELECTRICIDAD BÁSICA Simbólicamente:

- - Ponga en servicio el circuito. - Realice las lecturas. - Anote las lecturas en el siguiente cuadro:

NOTA. El esquema de conexión de los contadores de energía podrá ser simétrica (conexión americana) o asimétrica (conexión europea), ver gráfico:

9.6. VERIFICAR FUNCIONAMIENTO DE CIRCUITO MONOFÁSICO

RESISTIVO SIMPLE. Es comprobar a través de mediciones y cálculos, el funcionamiento correcto del circuito monofásico resistivo simple en AC, utilizando instrumentos de medidas y fórmulas de aplicación, verificando su correcta medición y cálculo de aplicación. Se utiliza para comprobar el correcto funcionamiento de los circuitos monofásicos resistivos en AC, de acuerdo a condiciones prefijadas para su consumo.

ELECTROTECNIA 169

ELECTRICIDAD BÁSICA PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Medir indirectamente potencia aparente monofásica: NOMENCLATURA:

- S: Potencia aparente en VA - VA: volt-ampere

2do. Paso. Medir indirectamente el factor de potencia. NOMENCLATURA:

- Cos ø : Factor de potencia

- ø : Ángulo de desfase

3er. Paso. Medir indirectamente potencia reactiva monofásica. NOMENCLATURA: - Q: Potencia reactiva en VAR - VAR: volt-ampere-reactivo

4to. Paso. Medir indirectamente la impedancia eléctrica y sus componentes: activa y reactiva.

ELECTROTECNIA 170

ELECTRICIDAD BÁSICA - Z: Impedancia eléctrica en Ω - X: Reactancia eléctrica en Ω - R: Resistencia eléctrica en Ω

5to. Paso. Verifique el funcionamiento del circuito monofásico resistivo: a) Verificando las mediciones. b) Verificando los cálculos. c) Compruebe que debe concluirse en:

1) Cosø ≈ 1 → ø ≈ 0º → ∴ Característica resistiva

2) Q ≈ 0 → P es máximo → ∴ P >>> Q ( P ≈ S )

3) X ≈ 0 → R es máximo → ∴ R >>> X ( R ≈ Z )

ELECTROTECNIA 171

ELECTRICIDAD BÁSICA

CORRIENTE ALTERNA Definición. Se llama corriente alterna (o tensión alterna) toda corriente que varía periódicamente su dirección y magnitud, con la particularidad de que el valor medio de esta corriente en un período es igual a cero (ver figura). En cada intervalo de tiempo determinado T, que se llama período, las variaciones de corriente se repiten. La duración del periodo se mide en segundos. Representación gráfica. La corriente alterna o tensión alterna que utilizamos en casi todas la aplicaciones a nivel mundial, que mueve maquinas, enciende lámparas, hace funcionar a todo equipo que necesite energía eléctrica para su funcionamiento se representa gráficamente mediante la onda senoidal, como se muestra en el gráfico. De esta manera la señal alterna en estudio es una señal alterna senoidal. Características de una señal alterna senoidal. Ciclo. Es una oscilación completa de una señal alterna senoidal. Período (T) Es el tiempo que demora un ciclo. Unidad: segundo Símbolo: s Frecuencia (f) El número de ciclos o períodos en un segundo se llama frecuencia f. Unidad: hertz Símbolo: Hz La frecuencia se puede escribir como: f = 1/T

ELECTROTECNIA 172

ELECTRICIDAD BÁSICA La frecuencia de la corriente alterna es igual a un hertz, si su periodo es igual a un segundo. La frecuencia de las instalaciones de producción de energía eléctrica está normalizada. Esto se debe a que las máquinas y aparatos eléctricos de corriente alterna funcionan normalmente con una frecuencia determinada para la cual están calculados. En la mayoría de los países del mundo la frecuencia normalizada es de 50 Hz, en el Perú 60 Hz. En la industria para fines especiales se aplican ampliamente corrientes alternas de las más variadas frecuencias: en los motores rápidos de 400 a 2000 Hz, en hornos eléctricos de 500 Hz a 50 MHz, etc. Las corrientes alternas de alta frecuencia son necesarias para la transmisión sin cables de cantidades relativamente pequeñas de energía mediante ondas electromagnéticas en la radiotécnica, televisión (de hasta 3.1010 Hz), y en la mayoría de los dispositivos de electrónica industrial. Para los dispositivos de alta frecuencia en lugar de la frecuencia se emplea ampliamente el concepto de longitud de onda, o sea, una magnitud inversamente proporcional a la frecuencia f . Las oscilaciones periódicas de corriente alterna excitan un campo electromagnético que se propaga en el espacio a la velocidad finita en forma de ondas electromagnéticas. Se llama longitud de onda a la distancia entre dos puntos más cercanos, en los cuales la oscila-ción de onda se halla en una misma fase, o sea, tiene el valor y la dirección iguales (ver figura). Por consiguiente, la longitud de onda se puede determinar como la distancia recorrida por la onda durante un período: Al determinar la longitud de onda de la corriente alterna se suele considerar la velocidad igual a la velocidad de la luz en el vacío, o sea, de 300 000 km/s, por tanto,

ELECTROTECNIA 173

ELECTRICIDAD BÁSICA El uso preferente de la corriente alterna en las instalaciones electroenergéticas industriales se explica principalmente por el hecho de que con corriente alterna trabajan los transformadores, y los motores de corriente alterna son más sencillos, resistentes y baratos que los motores de corriente continua. Tiene especial importancia la posibilidad de transformar la energía eléctrica, o sea, una transformación sencilla y con pequeñas pérdidas de la corriente de gran intensidad y baja tensión en corriente de pequeña intensidad y alta tensión o la transformación inversa. Se puede representar a la frecuencia eléctrica mediante la siguiente expresión matemática:

Ejemplo de aplicación: En el siguiente gráfico, ¿Cuál es la frecuencia eléctrica de dicha señal de tensión? Tenemos: f = 5 ciclos 100 ms f = 50 ciclos/s = 50 Hz Respuesta: “Tensión eléctrica de frecuencia 50 Hz”. Representación matemática. La corriente alterna representa un proceso periódico. Desde el punto de vista matemático el proceso periódico más sencillo son oscilaciones armónicas que se expresan por la ecuación de curva sinusoidal. Los valores instantáneos de la corriente alterna sinusoidal se expresan por la fórmula matemática:

La disminución de la frecuencia por debajo de 40 Hz es inadmisible, ya que con ello es perceptible para la vista el centelleo de las lámparas de incandescencia: el aumento de la frecuencia tampoco es deseable, ya que da lugar al crecimiento proporcional de la f.e.m. de autoinducción, lo que dificulta sustancialmente la transmisión de energía por los hilos de las líneas aéreas.

ELECTROTECNIA 174

ELECTRICIDAD BÁSICA Donde:

: Es el valor máximo de la corriente sinusoidal : Es la frecuencia angular de la corriente alterna

: Es la fase inicial de la corriente alterna La representación gráfica del diagrama de onda de la corriente alterna se muestra en la figura con los valores indicados en la fórmula: Ángulo de fase inicial. En el caso general, el instante inicial de lectura del tiempo no coincide con el paso por cero de la magnitud sinusoidal, debido a lo cual en la gráfica (ver figura) el vector en el instante inicial forma con el eje horizontal un ángulo

; en este caso en el instante del comienzo de lectura del tiempo la magnitud sinusoidal ya tiene el valor de . El ángulo se llama ángulo de fase inicial o fase inicial. La curva senoidal en el instante inicial tiene una ordenada positiva correspondiente, y en adelante la longitud de la perpendicular desde el extremo

y las respectivas ordenadas de la curva senoidal serán . La corriente senoidal debe ser creada por la f.e.m. senoidal de la fuente de energía eléctrica , donde es el valor instantáneo de la f.e.m.; es el valor de amplitud de la f.e.m.; es su fase inicial arbitraria. Ángulo de desfase. Si en un mismo circuito la f.e.m. y la corriente no pasan simultáneamente por los valores cero o de amplitud, están desfasadas entre si y este desfase es igual a la diferencia de sus fases iniciales:

ELECTROTECNIA 175

ELECTRICIDAD BÁSICA La construcción de las curvas de los valores instantáneos se muestra en la siguiente figura, donde la f.e.m. adelanta en fase a la corriente en el ángulo

. Los vectores e forman el ángulo que no varía durante su giro. NOTA. Si una de las magnitudes varía por la senoidal, como por ejemplo,

y la otra, por la cosenoidal , en este caso el desfase entre ellas será: (correspondiente a un cuarto de periodo), pues como se sabe . NOTA. En la actualidad las señales alternas ya sea de tensión, corriente o potencia se pueden visualizar en osciloscopios o analizadores de redes eléctricas. VALORES EFICACES DE LA CORRIENTE Y TENSIÓN ALTERNA. La magnitud fundamental de medida de la corriente alterna es su valor eficaz I, éste es el valor medio cuadrático de la corriente alterna por período. La elección del valor eficaz de la corriente alterna como característica principal se debe a que la acción de la corriente eléctrica en una serie de casos es proporcional al cuadrado de la corriente o la tensión, por ejemplo, el efecto

ELECTROTECNIA 176

ELECTRICIDAD BÁSICA térmico, la interacción mecánica de los conductores con corriente de ida y de retomo, la interacción de dos placas cargadas, etc. En particular, el valor eficaz de la corriente alterna I se determina comparando el efecto térmico medio de la corriente alterna (desprendimiento de calor), con el efecto térmico de la corriente continua. Por ejemplo, si la corriente alterna al variar periódicamente, calienta una resistencia del mismo modo que la podría calentar la corriente continua de intensidad de 5 A, entonces I = 5 A.

Para la corriente senoidal , el valor eficaz I es:

Así mismo, el valor eficaz de la tensión alterna U sinusoidal es: TENER PRESENTE. Por lo general, los instrumentos AC (Corriente Alterna) dan como lectura valores eficaces, mientras que los instrumentos DC (Corriente directa) dan como lectura valores medios de las diferentes señales ya sea de tensión o de corriente.

POTENCIAS EN CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA

Potencia instantánea. La potencia instantánea de corriente alterna es igual al producto de los valores instantáneos de la intensidad de corriente y de la tensión en los bornes del circuito por el que circula la corriente: . Esta expresión de potencia es la misma para la corriente continua donde . Pero las variaciones periódicas de las tensiones y corriente alternas dan lugar a las variaciones periódicas de la potencia que éstas desarrollan. Esta potencia periódica que varía rápidamente es una magnitud poco conveniente para estimar el estado energético de los dispositivos de corriente alterna. Por esta causa como magnitud fundamental para valorar las condiciones energéticas en las instalaciones de corriente alterna se ha tomado su potencia media por período, llamada potencia activa o simplemente patencia de corriente alterna ; se mide con vatímetros de corriente alterna.

ELECTROTECNIA 177

ELECTRICIDAD BÁSICA

Potencia activa. La potencia activa representa la capacidad de un circuito para realizar un proceso de transformación de la energía eléctrica en trabajo. Los diferentes dispositivos eléctricos existentes en una instalación eléctrica convierten la energía eléctrica en otras formas de energía tales como: mecánica, lumínica, térmica, química, etc. Esta potencia es, por lo tanto, la realmente consumida por los circuitos. Cuando se habla de demanda eléctrica, es esta potencia la que se utiliza para determinar dicha demanda. La potencia activa en función de los valores eficaces de la tensión y la corriente se puede determinar basándose en las ecuaciones de potencia instantánea. En un circuito arbitrario la potencia instantánea se produce por la tensión

y por la corriente desfasada con relación a la tensión ; por tanto la potencia media de corriente alterna que se

llama potencia activa es:

Si sustituimos los valores de amplitud por los eficaces , , obtenemos la fórmula fundamental de potencia de corriente alterna: Coeficiente o factor de potencia (cosφ). La fórmula anterior de la potencia es válida independientemente de las causas que han dado lugar al desfasaje en el circuito. En la expresión de la potencia la

magnitud se llama coeficiente o factor de potencia, esto es: El factor de potencia es utilizado como indicador del correcto aprovechamiento de la energía eléctrica. El factor de potencia puede tomar valores entre 0 y 1.

ELECTROTECNIA 178

ELECTRICIDAD BÁSICA Cuanto menor el factor de potencia, es decir, cuanto mayor es el desfase tanto peor desde el punto de vista energético se aprovecha la energía eléctrica en la instalación; esto es, que en sus bornes de la instalación se mantiene una tensión normal y ella consume una corriente considerable, sin embargo, su potencia activa es relativamente pequeña. Por ejemplo: - La tensión en los bornes de una instalación es , esta carga la red

de potencia activa siendo la intensidad de corriente el coeficiente de potencia es:

Pero cuando el , para obtener igual potencia sería suficiente que la intensidad de corriente sea a la misma tensión.

A causa del desfase la estación eléctrica y todos los dispositivos de transmisión de energía eléctrica son cargados con demasiada intensidad de corriente, lo que da lugar durante la transmisión a una pérdida inútil complementaria de energía para el calentamiento de los conductores. Este desfase entre la tensión y la corriente que da lugar a un aumento de la intensidad en los conductores se debe a que en algunos dispositivos eléctricos toman energía eléctrica adicional a la energía verdaderamente útil de la red

CIRCUITOS ELEMENTALES DE CORRIENTE ALTERNA

Circuito resistivo puro Las condiciones elementales tienen lugar en el circuito de corriente alterna que incluye una resistencia r (ver figura). La corriente se crea en éste sólo por acción de la tensión de la fuente de energía, y para la tensión senoidal

la intensidad de corriente es:

ELECTROTECNIA 179

ELECTRICIDAD BÁSICA Por lo común, la resistencia r es bastante constante, por eso la corriente del circuito que tiene sólo una r coincide en fase con la tensión (φ=0). En el

diagrama temporal del circuito las curvas u e i pasan simultáneamente por

los valores cero y de amplitud (ver figura). El valor máximo de la intensidad de corriente es: Vemos que la expresión anterior es la ley de Ohm para los valores de amplitud,

y puesto que y , la expresión análoga la obtendremos también para los valores eficaces: Esta fórmula no se diferencia de la expresión de la ley de Ohm para la corriente continua. Pero en el circuito de corriente alterna la resistencia r se llama resistencia activa (o pura) a diferencia de la resistencia del circuito con corriente continua , que se llama resistencia óhmica. A menudo en un mismo circuito la resistencia activa se diferencia sustancialmente de la resistencia óhmica (comúnmente es mayor). Representación vectorial. Como el ángulo de desfase entre la tensión y la corriente en el circuito puramente resistivo es igual a cero (φ = 0), por lo tanto se dibujara dos vectores correspondientes a la tensión y corriente que formen dicho ángulo, esto es, en direcciones iguales en el plano: Al mirar los vectores, se dice: “La corriente y la tensión están en fase” Donde U y I son los valores eficaces de la tensión y corriente y representan los valores (Módulos) de los correspondientes vectores.

ELECTROTECNIA 180

ELECTRICIDAD BÁSICA NOTA. Al representar en el plano vectorial los vectores de la tensión y la corriente de un circuito, estos vectores formarán un ángulo igual al desfase de dichas magnitudes. Fórmulas aplicables al circuito eléctrico resistivo puro. Ley de Ohm: → Si P = UIcos φ donde cos φ = 1 → P = UI Luego, combinando la ley de Ohm y la potencia activa: → Ejemplo de Resolución de Problemas: 1. La frecuencia de la corriente alterna que fluye por un conductor es de 400

Hz. Determinar el período T. Resolución: Datos:

Como sabemos:

Reemplazando valores: 2. La frecuencia angular de una corriente alterna que circula por una bobina

es igual a 628 rad/s. Determinar el período T .

Resolución: Datos:

Como sabemos:

Reemplazando valores:

Si sustituimos por su valor numérico tenemos: 3. La amplitud de una corriente alterna , la frecuencia

. Determinar el valor instantáneo de la intensidad de corriente pasado 0,0001 s de su valor cero.

P = UI = U2/ r = I2. r

I = U/r Im = Um/r

ELECTROTECNIA 181

ELECTRICIDAD BÁSICA Resolución: Datos: ; ; Como sabemos:

Reemplazando valores:

Si sustituimos por su valor en grados tenemos: 4. Una resistencia pura r = 20 Ω está intercalada en un circuito de corriente

alterna. El valor máximo de la tensión es de 141 V. Calcular la potencia absorbida.

Resolución: Datos: ;

Como sabemos:

Reemplazando valores:

También sabemos que: Problemas Propuestos. 1. La frecuencia de la corriente alterna que fluye por un conductor es de 500

Hz. Determinar el período T. Rpta.: 0,002 s 2. La frecuencia angular de una corriente alterna que circula por una bobina

de choque (estrangulador) es igual a 314 rad/s. Determinar el período T. Rpta.: 0,02 s

3. El valor eficaz de la intensidad de corriente alterna . Determinar

el valor máximo (la amplitud) de esta corriente. Rpta.: 149 A 4. El valor instantáneo de la intensidad de corriente que fluye por un circuito

eléctrico es de 10 A. Determinar el valor máximo de la intensidad de esta corriente , si la fase . Rpta.: 20 A

5. El valor máximo de la f.e.m. de un generador es igual a 120 V. Determinar

su valor instantáneo, si la fase . Rpta.: 103,9 V 6. La amplitud de una corriente alterna , la frecuencia

. Determinar el valor instantáneo de la intensidad de corriente

ELECTROTECNIA 182

ELECTRICIDAD BÁSICA

pasado 0,0001 s de su valor cero. Rpta.: 11,7 mA 7. Los períodos de variación de una corriente alterna son T1 = s y

T2 = s. Determinar las frecuencias y . Rpta.: 50 Hz; 800 Hz 8. Calcular la frecuencia angular de la corriente alterna cuando el período

T = s. Rpta.: 628 rad/s 9. Las frecuencias de una corriente alterna son = 400 Hz y = 50 Hz.

Calcular las frecuencias angulares y . Rpta.: 2512 rad/s; 314 rad/s

10. El valor máximo de una tensión es 282 V. Determinar el valor eficaz de la tensión. Rpta.: 200 V

11. El valor instantáneo de la intensidad de corriente alterna que fluye por el

filamento de una lámpara eléctrica es de 2 A. La fase es igual a 15° y la resistencia del filamento r = 20 Ω. Determinar el valor máximo de la tensión Umax en los extremos del filamento. Rpta.: 144 V

12. Un voltímetro conectado a un circuito de corriente alterna indica una tensión

de 127 V. Calcular el valor máximo de la tensión, Rpta.: 127 V

13. El valor máximo de una corriente alterna que fluye por un circuito con resistencia pura r = 40 Ω es de 14,1 A. Determinar la potencia absorbida por esta resistencia. Rpta.: 4000 W

14. Una resistencia pura r= 25 Ω está intercalada en un circuito de corriente

alterna. El valor máximo de la tensión es de 70,5 V. Calcular la potencia absorbida. Rpta.: 100 W

15. Por una resistencia pura, cuya potencia es de 60 W, fluye corriente igual a 6

A. Determinar la tensión en los bornes de la resistencia. Rpta.: 10 V “Me lo contaron y lo olvide, lo vi y lo entendí, lo hice y lo aprendí” Confucio. BIBLIOGRAFÍA. - Fundamentos de electrotecnia. A. S. KASATKIN. - Fundamentos teóricos de la electrotecnia. F. E. EVDOKIMOV. - Física 1. A.V. PIÓRISHKIN – N.A. RÓDINA. - Física 3. B.B. BÚJOVTSEV y otros. - Problemas de electrotecnia y electrónica industrial. V. PETROV – L.

SHLIAPINTOJ.

ELECTROTECNIA 183

ELECTRICIDAD BÁSICA

N°

12

Destornillador de punta plana de 6"x5/32". Destornillador de punta estrella de 6"x5/32".

HOJA:1/1

DENOMINACIÓN

TIEMPO: 5 horas

Pinza amperimétrica 20,40 - 400A, 600 VAC.

Alicate de puntas redondas de 6".

Vatímetro monofásico 5 - 10A, 240V.

Interruptor termomagnético bipolar 2x10A-250V.

Medidor de energía activa1Ø 10(40A),220V,60Hz.

Alicate universal de 6".

Resistencias calefactoras de 500W, 220V, E-27.

Bornera de conexiones 12 terminales 30A-250V.

ORDEN DE EJECUCIÓN MATERIALES / HERRAMIENTAS / MÁQUINAS

Alambre conductor N°14 AWG-TW.Realizar esquema de circuito monofásico resistivo serie.

ELECTRICISTA INDUSTRIAL

REALIZA INSTALACIÓN Y MEDICIÓN EN CIRCUITO MONOFÁSICO RESISTIVO SERIE

HT : 10

Cuchilla de electricista.

Verificar funcionam. de circuito monofásico resistivo serie.

Alicate de puntas semiredondas de 6".

Portalámpara para adosar de loza E-27.

Alicate corte diagonal 6".

ELECTROTECNIA 184

ELECTRICIDAD BÁSICA 10.1. REALIZAR ESQUEMA DE CIRCUITO MONOFÁSICO RESISTIVO

SERIE. Es hacer e interpretar el esquema de un circuito monofásico resistivo serie en AC, utilizando símbolos normalizados, verificando el funcionamiento del circuito a través de la activación o desactivación de los símbolos en el circuito. Se aplica para la esquematización de circuitos series de dos o más consumidores (aparatos, artefactos, u otros) en corriente alterna. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Lee e interpreta el esquema explicativo: a) Interprete funcionamiento de c/u de los símbolos en el circuito. SIMBOLOGÍA b) Interprete la nomenclatura utilizada. NOMENCLATURA

c) Interprete la conexión de las

líneas. d) Lee el funcionamiento del

esquema.

2do. Paso. Lee e interpreta y realice el esquema de conexiones: a) Interprete funcionamiento de c/u de los símbolos en el circuito.

ELECTROTECNIA 185

ELECTRICIDAD BÁSICA b) Interprete la nomenclatura utilizada. c) Interprete la conexión de las líneas. d) Lee el funcionamiento del esquema. e) Realice el esquema.

10.2. VERIFICAR FUNCIONAMIENTO DE CIRCUITO MONOFÁSICO

RESISTIVO SERIE. Es comprobar a través de mediciones y cálculos, el funcionamiento correcto del circuito monofásico resistivo serie en AC, utilizando instrumentos de medidas y fórmulas de aplicación, verificando su correcta medición y cálculo de aplicación. Se utiliza para comprobar el correcto funcionamiento de los circuitos monofásicos resistivos en AC, de acuerdo a condiciones prefijadas para su consumo. 1er. Paso. Medir tensión AC.

Complete la tabla:

2do. Paso. Medir intensidad AC.

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ELECTRICIDAD BÁSICA 3er. Paso. Medir potencia activa monofásica. 4to. Paso. Medir energía activa monofásica. Anote las lecturas en el siguiente cuadro:

ELECTROTECNIA 187

ELECTRICIDAD BÁSICA 5to. Paso. Medir indirectamente potencia aparente total monofásica.

6to. Paso. Medir indirectamente el factor de potencia total.

7mo. Paso. Medir indirectamente potencia reactiva total monofásica.

8vo. Paso. Medir indirectamente impedancia eléctrica total y sus componentes: activa y reactiva.

9no. Paso. Medir indirectamente impedancia eléctrica de cada elemento en serie y sus componentes: activa y reactiva.

ELECTROTECNIA 188

ELECTRICIDAD BÁSICA

10mo. Paso. Verifique el funcionamiento del circuito monofásico resistivo: a) Verificando las mediciones. b) Verificando los cálculos. c) Compruebe que debe concluirse en:

1) Corrientes: IT = I1 = I2 = I3

2) Tensiones: UT ≈ U1 + U2 + U3

3) CosøΤ ≈ 1 → ø ≈ 0º → ∴ Característica resistiva

4) Q ≈ 0 → PT es máximo → ∴ PT ≈ S

5) XT ≈ 0 → RT >>> XT → ∴ RT ≈ ZT También:

R1 + R2 + R3 = RT X1 + X2 + X3 = XT

NOTA. Si sumamos las tensiones en serie como nos mide, llegaremos a una tensión total que no es la esperada, debido a que la relación de tensiones en el circuito serie AC (2da Ley de Kirchhoff) no se maneja igual que un circuito serie DC (sumando simplemente) como se vio en Tarea nº 6. Pero en este caso, por ser circuito serie formado por cargas resistivas, se puede llegar hacia una aproximación de la TENSIÓN TOTAL, sumando simplemente las tensiones medidas (UT ≈ U1 + U2 + U3). Las tensiones AC se manejan mediante representaciones vectoriales o fasoriales, de aquí, la 2da Ley de Kirchhoff en AC en el circuito serie queda representada mediante la relación vectorial:

ELECTROTECNIA 189

ELECTRICIDAD BÁSICA

CIRCUITOS ELEMENTALES DE CORRIENTE ALTERNA

Circuito inductivo puro En cualquier circuito eléctrico alrededor de los conductores con corriente se genera un campo magnético, por tanto, un circuito eléctrico posee siempre

inductancia, ya que (aquí es el flujo enlazado del circuito). Habiendo en el circuito y , la corriente en éste se crea por la acción conjunta de la tensión de la fuente de energía y la f.e.m. de autoinducción, o sea

. Para la corriente continua la f.e.m. de autoinducción aparece sólo al conectar y desconectar la corriente y durante sus variaciones. Otras son las condiciones para la corriente alterna: las variaciones periódicas de la corriente producen una f.e.m. de autoinducción que varía periódicamente. En caso de corriente sinusoidal , la f.e.m. de autoinducción

.

La magnitud es la velocidad de variación en el tiempo de la sinusoide. Al calcular los circuitos de corriente alterna a menudo nos encontramos con esa magnitud, ella también se representa por una sinusoide, pero que adelanta a la de referencia por un cuarto de periodo, o sea, la cosinusoide multiplicada por la frecuencia angular :

. Demostrémoslo para la corriente sinusoidal.

. Después de un intervalo pequeño de tiempo esta corriente variará en y será:

. Sustrayendo de esta expresión la inicial

,

ELECTROTECNIA 190

ELECTRICIDAD BÁSICA encontramos que la variación de la corriente

El seno de la suma . El coseno de ángulo tan pequeño como lo es se puede considerar igual a la unidad, mientras que el seno de ángulo tan pequeño como lo es es igual al arco pequeño ; es decir, . De este modo, la ecuación de variación de la corriente puede tomar la siguiente forma:

o bien

. Por tanto, el valor instantáneo de la f.e.m. de autoinducción en el circuito de corriente sinusoidal será:

. La f.e.m. de autoinducción se representa por una curva sinusoidal retrasada con respecto a la curva de corriente en un cuarto de periodo. Si en el circuito de corriente alterna es tan pequeña que puede ser despreciada, en este caso

, o sea en este circuito mostrado la tensión adelanta en fase la corriente en un cuarto de periodo (ver figura). En este caso , o bien, al dividir esta

expresión por obtenemos para el valor eficaz de la intensidad de corriente la siguiente expresión de la ley de Ohm:

ELECTROTECNIA 191

ELECTRICIDAD BÁSICA En esta expresión la magnitud hace las veces de resistencia. Su dimensión es igual que la de la resistencia. La magnitud se llama reactancia inductiva, a menudo se representa por o . Mediante esta resistencia convencional en los cálculos se tiene en cuenta la oposición de la f.e.m. de autoinducción a las variaciones periódicas de la corriente alterna. La reactancia inductiva es proporcional a la frecuencia de esta corriente y para la corriente continua es igual a cero. No se puede conectar a la tensión constante muchos aparatos y máquinas de corriente alterna: para la corriente alterna éstos poseen una gran reactancia inductiva, mientras que su resistencia óhmica es relativamente pequeña. Al conectarlos a un circuito de corriente continua en los arrollamientos puede inducirse una corriente continua grande que puede deteriorarlos con su efecto térmico (por ejemplo, quemar el arrollamiento primario del transformador en un radiorreceptor). En general, en un circuito de corriente alterna con inductancia, la resistencia inductiva es

Siendo la resistencia inductiva, en ; la frecuencia angular, en rad/s; la inductancia de la bobina, en H. Puesto que , la resistencia inductiva de la bobina

La intensidad de corriente alterna que fluye en un circuito con inductancia es igual a:

; El valor eficaz de la tensión en los bornes de la bobina de inductancia, se determina de acuerdo con las fórmulas La tensión en una resistencia activa (pura) es:

La tensión en la resistencia inductiva es: . La tensión total en los bornes de un circuito es

ELECTROTECNIA 192

ELECTRICIDAD BÁSICA

Siendo la intensidad de corriente, en A; la resistencia pura, en ; la resistencia inductiva, en ; la tensión en la resistencia pura, en V; la tensión en la resistencia inductiva, en V; la tensión total en los bornes del circuito, en V. La resistencia total del circuito es

La intensidad de corriente alterna que fluye por el circuito es

El coseno del ángulo de desfasamiento es

; Siendo el ángulo de desfasamiento; la resistencia pura, en ; la resistencia total, en . La magnitud se puede también calcular haciendo uso de la fórmula

Siendo la tensión en la resistencia pura, en V; la tensión total en los bornes del circuito, en V; la tensión en la resistencia inductiva, en V.

ELECTROTECNIA 193

ELECTRICIDAD BÁSICA Problemas Propuestos. 1. Por una bobina, cuya inductancia , fluye corriente de . Determinar la resistencia inductiva . Despreciar la resistencia pura. Rpta.: 5652 Ω 2. ¿Cuál será la frecuencia de la corriente alterna que fluye por las espiras de una bobina de inductancia , si su resistencia inductiva ? Despreciar la resistencia pura. Rpta.: 1000 Hz 3. Determinar la inductancia de una bobina de resistencia pura muy pequeña, si su resistencia inductiva y la frecuencia de la corriente alterna

. Rpta.: 2 mH 4. La resistencia pura de una bobina . Calcular la inductancia de esta bobina, si por ésta circula una corriente de frecuencia y el desfasaje (ángulo ) entre la corriente y la tensión es igual a 45°. Rpta.: 1 H 5. Por una bobina de una inductancia de circula corriente alterna, el valor máximo de la intensidad de corriente . Determinar la tensión efectiva en los extremos de la bobina, si la frecuencia de la corriente que fluye es de . Despreciar la resistencia pura. Rpta.: 22 V 6. Por una bobina pasa corriente alterna con frecuencia de . Calcular la impedancia de la bobina Z, si su resistencia pura es igual a y la inductan-cia . Construir el triángulo de resistencias y determinar el y el ángulo . Rpta.: 504 Ω; 0,0995; 85,5° 7. Por Un devanado pasa corriente alterna, cuyo valor eficaz . Determinar la impedancia Z, si la tensión aplicada U = 120 V. Calcular la resistencia pura y la inductiva , si el ángulo de desfasamiento entre la corriente y la tensión es igual a 40°. Rpta.: 12 Ω; 9,2 Ω; 7,71 Ω 8. La resistencia pura de una bobina es y la inductiva . Determinar la intensidad de corriente que pasa por la bobina, si ésta se halla bajo una tensión de . Rpta.: 4,04 A 9. Una bobina posee una resistencia pura y una inductancia

. Determinar la impedancia ; la tensión y el coseno del ángulo de

ELECTROTECNIA 194

ELECTRICIDAD BÁSICA desfasamiento ( ), si la intensidad de corriente en la bobina es , siendo la frecuencia . Rpta.: 27,42 Ω; 16,45 V; 0,729 10. Una bobina de inducción está conectada a una fuente de corriente alterna de de frecuencia y con una tensión de . Determinar la inductancia de la bobina, si su resistencia pura es de y la intensidad de corriente en la misma es . Rpta.: 0,0235 H 11. La intensidad de corriente en el devanado de un electroimán es igual a , la resistencia pura del devanado y la resistencia inductiva . Determinar la lectura del voltímetro en los bornes del devanado. Rpta.: 100 V 12. La intensidad de corriente alterna en una bobina es de , su resistencia pura es y la inductancia es . ¿Cuál será la frecuencia de la corriente alterna, si la tensión, aplicada a la bobina, es de ? Rpta.: 56,8 Hz 13. Por una bobina, cuya resistencia pura , pasa una corriente alterna de de intensidad. Determinar las caídas de la r pura y de la inductiva de las tensiones, si la tensión en los extremos de la bobina es de . Rpta.: 30 V; 40 V 14. Dos bobinas están acopladas en serie. Las resistencias pura e inductiva de la primera bobina son , y las de la segunda son

. Determinar la intensidad de corriente que pasa por el circuito, si la tensión aplicada a las bobinas es de . Rpta.: 4,4 A 15. Una bobina, cuya inductancia es de y de resistencia pura 6 , está conectada a una red de corriente alterna con tensión de 12 V, siendo la frecuencia de 500 Hz. Determinar la resistencia inductiva y la impedancia de la bobina; la intensidad de corriente que fluye por ésta; las caídas de tensiones activa e inductiva, asimismo el . Rpta.: 8 Ω; 10 Ω; 1,2 A; 7,2 V; 9,6 V; 0,6

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12

Destornillador de punta plana de 6"x5/32". Destornillador de punta estrella de 6"x5/32".

HOJA:1/1

DENOMINACIÓN

TIEMPO: 5 horas

Pinza amperimétrica 20,40 - 400A, 600 VAC.

Alicate de puntas redondas de 6".

Vatímetro monofásico 5 - 10A, 240V.

Interruptor termomagnético bipolar 2x10A-250V.

Medidor de energía activa1Ø 10(40A),220V,60Hz.

Alicate universal de 6".

Resistencias calefactoras de 500W, 220V, E-27.

Bornera de conexiones 12 terminales 30A-250V.

ORDEN DE EJECUCIÓN MATERIALES / HERRAMIENTAS / MÁQUINAS

Alambre conductor N°14 AWG-TW.Realizar esquema de circuito 1Ø resistivo paralelo.

ELECTRICISTA INDUSTRIAL

REALIZA INSTALACIÓN Y MEDICIÓN EN CIRCUITO MONOFÁSICO RESISTIVO PARALELO

HT : 11

Cuchilla de electricista.

Verificar funcionamiento de circuito 1Ø resistivo paralelo.

Alicate de puntas semiredondas de 6".

Portalámpara para adosar de loza E-27.

Alicate corte diagonal 6".

ELECTROTECNIA 196

ELECTRICIDAD BÁSICA 11.1. REALIZAR ESQUEMA DE CIRCUITO MONOFÁSICO RESISTIVO

PARALELO. Es hacer e interpretar el esquema de un circuito monofásico resistivo paralelo en AC, utilizando símbolos normalizados, verificando el funcionamiento del circuito a través de la activación o desactivación de los símbolos en el circuito. Se aplica para la esquematización de circuitos series de dos o más consumidores (aparatos, artefactos, u otros) en corriente alterna. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1° Paso Lee e interpreta el esquema explicativo: a) Interprete funcionamiento de c/u de los símbolos en el circuito. b) Interprete la nomenclatura utilizada. c) Interprete la conexión de las líneas. d) Lee el funcionamiento del esquema.

2° Paso Lee e interpreta y realice el esquema de conexiones: a) Interprete funcionamiento de c/u de los

símbolos en el circuito. b) Interprete la nomenclatura utilizada. c) Interprete la conexión de las líneas. d) Lee el funcionamiento del esquema. e) Realice el esquema. 11.2. VERIFICAR FUNCIONAMIENTO DE CIRCUITO MONOFÁSICO

RESISTIVO PARALELO. Es comprobar a través de mediciones y cálculos, el funcionamiento correcto del circuito monofásico resistivo paralelo en AC, utilizando instrumentos de medidas y fórmulas de aplicación, verificando su correcta medición y cálculo de aplicación.

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ELECTRICIDAD BÁSICA Se utiliza para comprobar el correcto funcionamiento de los circuitos monofásicos resistivos en AC, de acuerdo a condiciones prefijadas para su consumo. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Medir tensión AC.

Complete la tabla:

2do. Paso. Medir intensidad AC.

3er. Paso. Medir potencia activa monofásica.

ELECTROTECNIA 198

ELECTRICIDAD BÁSICA 4to. Paso. Medir energía activa monofásica. Anote las lecturas en el siguiente cuadro:

5to. Paso. Medir indirectamente potencia aparente total monofásica.

6to. Paso. Medir indirectamente el factor de potencia total.

7mo. Paso. Medir indirectamente potencia reactiva total monofásica.

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ELECTRICIDAD BÁSICA 8vo. Paso. Medir indirectamente impedancia eléctrica total y sus componentes: activa y reactiva.

9no. Paso. Medir indirectamente impedancia eléctrica de cada elemento en paralelo y sus componentes activa y reactiva.

10mo. Paso. Verifique el funcionamiento del circuito monofásico resistivo: a) Verificando las mediciones. b) Verificando los cálculos. c) Compruebe que debe concluirse en:

1) Corrientes: IT ≈ I1 + I2 + I3 2) Tensiones: UT = U1 = U2 = U3

3) Cos ø ≈ 1 → ø ≈ 0º → ∴ Característica resistiva 4) Q ≈ 0 → PT es máximo → ∴ PT ≈ S 5) XT ≈ 0 → RT >>> XT → ∴ RT ≈ ZT

ELECTROTECNIA 200

ELECTRICIDAD BÁSICA

También: 1/R1 +1/R2 +1/R3 = 1/RT 1/X1 + 1/X2 + 1/X3 = 1/XT

NOTA. Si sumamos las intensidades que se derivan como nos miden, llegaremos a una intensidad total que no es la esperada, debido a que la relación de intensidades en el circuito paralelo AC (1ra Ley de Kirchhoff) no se maneja igual que un circuito paralelo DC (sumando simplemente) como se vio en tarea nº 8. Pero en este caso, por ser circuito paralelo formado por cargas resistivas, se puede llegar hacia una aproximación de la INTENSIDAD TOTAL, sumando simplemente las intensidades medidas ( IT ≈ I1 + I2 + I3 ). Las intensidades AC se manejan mediante representaciones vectoriales o fasoriales, de aquí, la 1ra Ley de Kirchhoff en AC en el circuito paralelo queda representada mediante la relación vectorial:

ELECTROTECNIA 201

ELECTRICIDAD BÁSICA

N°

123 Verificar funcionamiento de circuito monofásico inductivo.

Alicate universal de 6".Alicate corte diagonal 6".

Destornillador de punta plana de 6"x5/32". Destornillador de punta estrella de 6"x5/32".

ORDEN DE EJECUCIÓN

Motor monofásico 1HP, 220V, 60HZ.

Bornera de conexiones 12 terminales 30A-250V.

HOJA:1/1

DENOMINACIÓN

MATERIALES / HERRAMIENTAS / MÁQUINAS

Cuchilla de electricista.

Realizar esquema de circuito monofásico inductivo.Medir indirectamente parámetros inductivos.

Medidor de energía activa1Ø 10(40A),220V,60 Hz.

Interruptor termomagnético bipolar 2x6A-250V.

Alicate de puntas redondas de 6".

Pinza amperimétrica 40-400A, 600 VAC.

Alicate de puntas semiredondas de 6".

Alambre conductor N°14 AWG-TW.

ELECTRICISTA INDUSTRIAL

REALIZA INSTALACIÓN Y MEDICIONES EN CIRCUITO MONOFÁSICO INDUCTIVO

HT : 12

TIEMPO: 5 horas

Vatímetro monofásico 5-10A, 240V.

ELECTROTECNIA 202

ELECTRICIDAD BÁSICA 12.1. REALIZAR ESQUEMA DE CIRCUITO MONOFÁSICO INDUCTIVO. Es hacer e interpretar el esquema de un circuito monofásico inductivo en AC, utilizando símbolos normalizados, verificando el funcionamiento del circuito a través de la activación o desactivación de los símbolos en el circuito. Se le aplica a la esquematización de circuitos sencillos de un solo consumidor inductivo monofásico (motores, equipo fluorescente, equipo de lámpara de descarga, válvulas solenoides, u otros) en corriente alterna. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Lee e interpreta el esquema explicativo: a) Interprete funcionamiento de c/u de los símbolos en el circuito.

b) Interprete la nomenclatura utilizada. c) Interprete la conexión de las líneas. d) Lee el funcionamiento del esquema.

Motor: M

Monofásico 1~

Fuente de alimentación AC de 220 V: ~ 220 V

NOMENCLATURA:

ELECTROTECNIA 203

ELECTRICIDAD BÁSICA 2do. Paso. Lee e interpreta y realice el esquema de conexiones: a) Interprete funcionamiento de c/u de los símbolos en el circuito. b) Interprete la nomenclatura utilizada. c) Interprete la conexión de las líneas. d) Lee el funcionamiento del esquema. e) Realice el esquema. 12.2. MEDIR INDIRECTAMENTE PARÁMETROS INDUCTIVOS. Es comprobar a través de mediciones y cálculos, el funcionamiento correcto del circuito monofásico inductivo en AC, utilizando instrumentos de medidas y fórmulas de aplicación, verificando su correcta medición y cálculo de aplicación. Se utiliza para comprobar el correcto funcionamiento de los circuitos monofásicos inductivos en AC, de acuerdo a condiciones prefijadas para su consumo.

ELECTROTECNIA 204

ELECTRICIDAD BÁSICA PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Medir tensión AC. 2do. Paso. Medir intensidad AC. 3er. Paso. Medir potencia activa monofásica.

4to. Paso. Medir energía activa monofásica.

ELECTROTECNIA 205

ELECTRICIDAD BÁSICA 5to. Paso. Medir indirectamente el factor de potencia.

6to. Paso. Medir indirectamente la impedancia eléctrica y sus componentes: activa y reactiva.

7mo. Paso. Medir indirectamente inductancia eléctrica. NOMENCLATURA: - XL: Reactancia inductiva en Ω - W : Frecuencia angular en rad/s ( W Perú ≈ 377 rad/s ) - L : Inductancia en henry (H) - f : Frecuencia eléctrica en hertz (Hz) ( f Perú = 60Hz )

ELECTROTECNIA 206

ELECTRICIDAD BÁSICA 12.3. OPERACIÓN: VERIFICAR FUNCIONAMIENTO DE CIRCUITO

MONOFÁSICO INDUCTIVO. Es comprobar a través de mediciones y cálculos, el funcionamiento correcto del circuito monofásico inductivo en AC, utilizando instrumentos de medidas y fórmulas de aplicación, verificando su correcta medición y cálculo de aplicación. Se utiliza para comprobar el correcto funcionamiento de los circuitos monofásicos inductivos en AC, de acuerdo a condiciones prefijadas para su consumo. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Medir indirectamente potencia aparente monofásica.

2do. Paso. Medir indirectamente potencia reactiva monofásica.

3er. Paso. Verifique el funcionamiento del circuito monofásico inductivo: a) Verificando las mediciones. b) Verificando los cálculos. c) Compruebe que debe concluirse en:

1) Cosø ≈ 0 → ø ≈ 90º → ∴ Característica inductiva

2) P es mínimo → Q es máximo → ∴ Q >>> P ( Q ≈ S )

3) R es mínimo → XL es máximo → ∴ XL >>> R ( XL ≈ Z )

NO OLVIDE!!

“En un circuito RESISTIVO, el consumo de potencia activa es máximo mientras que consumo de potencia reactiva es mínimo”.

“En un circuito INDUCTIVO, el consumo de potencia activa es mínimo mientras que consumo de potencia reactiva es máxima”.

ELECTROTECNIA 207

ELECTRICIDAD BÁSICA

N°

123

Alicate universal de 6".Alicate corte diagonal 6".

Destornillador de punta plana de 6"x5/32". Destornillador de punta estrella de 6"x5/32".

Medidor de energía activa1Ø 10(40A),220V,60 Hz.Vatímetro monofásico 5-10A, 240V.

Verificar funcionamiento de circuito1Ø inductivo compensado.

Alicate de puntas semiredondas de 6".

Motor monofásico 1HP, 220V, 60HZ.

Interruptor termomagnético bipolar 2x6A-250V.

Realizar esquema de circuito 1Ø inductivo compensado.

Alicate de puntas redondas de 6".

Capacitor de 100, 50, 25 µF - 400VAC.

Bornera de conexiones 12 terminales 30A-250V.

ORDEN DE EJECUCIÓN MATERIALES / HERRAMIENTAS / MÁQUINASAlambre conductor N°14 AWG-TW.

Probar capacitor.

HOJA:1/1

DENOMINACIÓN

TIEMPO: 5 horas

Pinza amperimétrica 40-400A, 600 VAC.

HT : 13

Cuchilla de electricista.

ELECTRICISTA INDUSTRIAL

REALIZA INSTALACIÓN Y MEDICIONES EN CIRCUITO MONOFÁSICO INDUCTIVO CON COMPENSACIÓN REACTIVA

ELECTROTECNIA 208

ELECTRICIDAD BÁSICA 13.1 REALIZAR ESQUEMA DE CIRCUTO 1ø INDUCTIVO COMPENSADO. Es hacer e interpretar el esquema de un circuito monofásico inductivo compensado por capacitor en AC, utilizando símbolos normalizados, verificando el funcionamiento del circuito a través de la activación o desactivación de los símbolos en el circuito. Se le aplica a la esquematización de circuitos de un solo consumidor inductivo monofásico (motores, equipo fluorescente, equipo de lámpara de descarga, válvulas solenoides, u otros), el cual es compensado por un capacitor. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Lee e interpreta el esquema explicativo: a) Interprete funcionamiento de c/u de los símbolos en el circuito. b) Interprete la nomenclatura utilizada.

c) Interprete la conexión de las líneas. d) Lee el funcionamiento del esquema.

Motor: M

Monofásico 1~ Fuente de alimentación AC de 220 V: ~ 220 V

Capacitancia: C

NOMENCLATURA:

ELECTROTECNIA 209

ELECTRICIDAD BÁSICA 2do. Paso. Lee e interpreta y realice el esquema de conexiones: a) Interprete funcionamiento de c/u de los símbolos en el circuito. b) Interprete la nomenclatura utilizada. c) Interprete la conexión de las líneas. d) Lee el funcionamiento del esquema. e) Realice el esquema. 13.2. OPERACIÓN: PROBAR CAPACITOR. Es verificar el estado de funcionamiento del capacitor de AC, conectando en paralelo a sus terminales las puntas de prueba del ohmímetro analógico, indicando en la escala, su condición de buen estado o, también, utilizando un instrumento digital para medir su capacidad en µF, y así verificar su correcto estado. Se le aplica para comprobar el estado de funcionamiento del capacitor de AC. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Prepare el ohmímetro analógico o capacímetro digital: • Con ohmímetro análogo: a) Coloque el selector en el rango de R x l, en el multímetro. b) Ubique la escala a leer, para la resistencia eléctrica. c) Ubique la perilla de ajuste a cero ohm. d) Une las puntas de prueba. e) Ajuste el cero de la aguja indicadora, girando la perilla. f) Separe las puntas de prueba.

ELECTROTECNIA 210

ELECTRICIDAD BÁSICA • Con capacímetro digital: a) Coloque el selector del multímetro en la posición

para medir capacidad (C). b) Ubique el rango apropiado para el capacitor a

medir. 2do. Paso. Verifique el capacitor: Con ohmímetro análogo: - Junte los terminales del capacitor, para

descargarlo. - Coloque las puntas de prueba del ohmímetro a

los terminales del capacitor. - Verifique el desplazamiento de la aguja

indicadora. - Retire las puntas de prueba de los terminales

del capacitor. Con capacímetro digital: - Coloque las puntas de prueba del capacímetro

a los terminales del capacitor. - Realice la lectura. - Verifique la medida realizada con lo

especificado en la placa del capacitor. 13.3. VERIFICAR FUNCIONAMIENTO DE CIRCUITO MONOFÁSICO

INDUCTIVO COMPENSADO. Es comprobar a través de mediciones y cálculos, el funcionamiento correcto del circuito monofásico inductivo compensado, utilizando instrumentos de medidas y fórmulas de aplicación, verificando su correcta medición y cálculo de aplicación. Se utiliza para corregir el factor de potencia de una carga monofásica inductiva, de acuerdo a condiciones prefijadas para su consumo.

ELECTROTECNIA 211

ELECTRICIDAD BÁSICA PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Medir tensión AC.

2do. Paso. Medir intensidad AC.

3er. Paso. Mide potencia activa monofásica.

ELECTROTECNIA 212

ELECTRICIDAD BÁSICA 4to. Paso. Medir energía activa monofásica.

5to. Paso. Medir indirectamente el factor de potencia.

NOMENCLATURA:

- Cosø: Factor de potencia no compensado.

- ø: Ángulo de desfase no compensado.

- Cosøc: Factor de potencia compensado.

- øC: Ángulo de desfase compensado. 6to. Paso. Medir indirectamente la impedancia eléctrica de la carga inductiva y sus componentes: activa y reactiva.

ELECTROTECNIA 213

ELECTRICIDAD BÁSICA

7mo. Paso. Medir indirectamente inductancia eléctrica.

8vo. Paso. Medir indirectamente capacitancia eléctrica.

NOMENCLATURA: - XC: Reactancia capacitiva en ohm (Ω). - C: Capacitancia en farad (F).

ELECTROTECNIA 214

ELECTRICIDAD BÁSICA - Ø*: Ángulo de desfase correspondiente al capacitor 9no. Paso. Mide indirectamente potencia aparente monofásica.

10mo. Paso. Medir indirectamente potencia reactiva monofásica.

NOMENCLATURA: - QM: Consumo de potencia reactiva del motor. - QC: Consumo de potencia reactiva del capacitor. - QT: Consumo de potencia reactiva total

NOTA. Tener presente que Ø*= 900, por lo tanto: senØ* = 1 11mo. Paso. Verifique el funcionamiento del circuito monofásico inductivo compensado: a) Verificando las mediciones. b) Verificando los cálculos. c) Compruebe que debe concluirse en:

1) CosøC ≈ 1 → øC ≈ 0º → ∴ Característica inductiva compensada

2) CosøC > Cosø (Factor de potencia sin compensar)

→ øC < ø (Ángulo de desfase sin compensar)

ELECTROTECNIA 215

ELECTRICIDAD BÁSICA

CONSERVACIÓN Y CUIDADO DEL MEDIO AMBIENTE. Los residuos de aislante y cobre que se pudieran dar durante el proceso de la tarea deberán ser depositados en los tachos correspondientes. Los papeles que utilizó para fines de cálculo, si no van hacer usados, deben ser depositados en el tacho de color azul (papeles y cartones).

3) I T < I M (Consumo de intensidad de corriente sin compensar)

4) Q T < Q M (Consumo de potencia reactiva sin compensar)

5) →

Consumo de energía activa es máximo

Consumo de energía reactiva es mínimo

ELECTROTECNIA 216

ELECTRICIDAD BÁSICA

N°

1234 Verificar funcionamiento de circuito 3Ø resistivo en triángulo.

Alicate universal de 6".Alicate corte diagonal 6".

Destornillador de punta plana de 6"x5/32". Destornillador de punta estrella de 6"x5/32".

HOJA:1/1

DENOMINACIÓN

TIEMPO: 6 horas

Pinza amperimétrica 40-400A, 600 VAC.

HT : 14

Cuchilla de electricista.

ELECTRICISTA INDUSTRIAL

REALIZA INSTALACIÓN Y MEDICIÓN EN CIRCUITO TRIFÁSICO RESISTIVO EN TRIÁNGULO

Realizar esquema de circuito 3Ø resistivo en triángulo.

Alicate de puntas redondas de 6".

Resistencias calefactoras de 500W,220V,E-27.

Bornera de conexiones 12 terminales 30A-250V.

ORDEN DE EJECUCIÓN MATERIALES / HERRAMIENTAS / MÁQUINAS

Alambre conductor N°14 AWG-TW.Medir potencia activa 3Ø.Medir energía activa 3Ø.

Alicate de puntas semiredondas de 6".

Portalámpara para adosar de loza E-27.

Interruptor termomagnético bipolar 3x10A-250V.

Medidor de energía activa3Ø 15(120A),220V,60 Hz.Vatímetro monofásico 5-10A, 240V.

ELECTROTECNIA 217

ELECTRICIDAD BÁSICA 14.1. REALIZAR ESQUEMA DE CIRCUITO 3Ø RESISTIVO EN TRIÁNGULO. Es hacer e interpretar el esquema de un circuito trifásico resistivo en triángulo, utilizando símbolos normalizados, verificando el funcionamiento del circuito a través de la activación o desactivación de los símbolos en el circuito. Se aplica a la esquematización de circuitos trifásicos con consumidores de características resistivas, conectados en triángulo. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Lee e interpreta el esquema explicativo: a) Interprete funcionamiento de c/u de los símbolos en el circuito. b) Interprete la nomenclatura utilizada. c) Interprete la conexión de las líneas. d) Lee el funcionamiento del esquema.

Resistencia eléctrica: R

Alimentación trifásica de 220 V - 60 Hz: 3 ~ 220 V - 60 Hz

NOMENCLATURA:

ELECTROTECNIA 218

ELECTRICIDAD BÁSICA 2do. Paso. Lee e interpreta y realice el esquema de conexiones: a) Interprete funcionamiento de c/u de los símbolos en el circuito. b) Interprete la nomenclatura utilizada. c) Interprete la conexión de las líneas. d) Lee el funcionamiento del esquema. e) Realice el esquema.

14.2. MEDIR POTENCIA ACTIVA 3Ø. Es medir la potencia activa trifásica de un consumidor 3Ø, conectando en paralelo las bobinas voltimétricas y en serie las bobinas amperimétricas de los vatímetros monofásicos (conexión Aron), indicando en el cuadro de medidas, las lecturas de medición. Se utiliza para verificar el consumo de potencia activa trifásica de una carga, en un circuito eléctrico trifásico. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Mida potencia activa trifásica (Método de los 2 vatímetros): a) Coloque los rangos de medición apropiada (5 A - 240 V → 1200 W). b) Coloque las puntas de pruebas en los bornes correspondientes, teniendo en

cuenta la polaridad magnética correspondiente. c) Realice las lecturas.

ELECTROTECNIA 219

ELECTRICIDAD BÁSICA Simbólicamente:

d) Anote las lecturas en el siguiente cuadro:

14.3. MEDIR ENERGÍA ACTIVA 3Ø. Es medir la energía activa trifásica de un consumidor 3Ø, conectando en paralelo las bobinas voltimétricas y en serie la bobinas amperimétricas del contador de energía trifásico, indicando en el contador o cuadro, la medida consumida en kW-h. Se utiliza para verificar el consumo de energía activa trifásica de una carga de característica resistiva, en un circuito eléctrico trifásico. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Mida energía activa 3Ø con el contador de energía activa trifásico: a) Coloque las puntas de pruebas en los bornes correspondientes, teniendo en

cuenta la polaridad magnética correspondiente. b) Realice las lecturas.

ELECTROTECNIA 220

ELECTRICIDAD BÁSICA

Simbólicamente:

c) Anote las lecturas en el siguiente cuadro:

NOTA. Tenga en cuenta las formas de conexión del contador de energía 3ø.

14.4. OPERACIÓN: VERIFICAR FUNCIONAMIENTO CIRCUITO 3Ø

RESISTIVO EN TRIÁNGULO. Es comprobar a través de mediciones y cálculos, el funcionamiento correcto del circuito 3Ø resistivo en triángulo, utilizando instrumentos de medidas y fórmulas de aplicación, verificando su correcta medición y cálculo de aplicación.

ELECTROTECNIA 221

ELECTRICIDAD BÁSICA Se utiliza para comprobar el correcto funcionamiento de los circuitos trifásicos resistivos conectados en triángulo (con carga balanceada), de acuerdo a condiciones prefijadas para su consumo. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Medir tensión AC.

2do. Paso. Medir intensidad AC.

ELECTROTECNIA 222

ELECTRICIDAD BÁSICA 3er. Paso. Medir indirectamente potencia aparente trifásica.

NOMENCLATURA: - S3Ø: Potencia aparente trifásica en VA. - VA: volt-ampere.

4to. Paso. Medir indirectamente el factor de potencia.

NOMENCLATURA: - Cos Ø: Factor de potencia. - Ø: Ángulo de desfase. 5to. Paso. Medir indirectamente potencia reactiva monofásica.

NOMENCLATURA: - Q3Ø: Potencia reactiva trifásica en VAR. - VAR: volt-ampere-reactivo 6to. Paso. Medir indirectamente impedancia eléctrica de cada fase y sus componentes: activa y reactiva.

ELECTROTECNIA 223

ELECTRICIDAD BÁSICA

7mo. Paso. Verifique el funcionamiento del circuito 3Ø resistivo en triángulo: a) Verificando las mediciones. b) Verificando los cálculos. c) Compruebe que debe concluirse en: 1) UR-S ≈ UR-T ≈ US-T ≈ UL

Uf 1 ≈ Uf 2 ≈ Uf 3 ≈ Uf UL = Uf 2) IR ≈ IS ≈ IT ≈ IL If 1 ≈ If 2 ≈ If 3 ≈ If IL = X If 3) Zf 1 ≈ Zf 2 ≈ Zf 3 ≈ Zf

Rf 1 ≈ Rf 2 ≈ Rf 3 ≈ Rf Xf 1 ≈ Xf 2 ≈ Xf 3 ≈ Xf Xf ≈ 0 → Rf ≈ Zf

4) Pf 1 ≈ Pf 2 ≈ Pf 3 ≈ Pf P3Ø = Pf 1 + Pf 2 + Pf 3 5) Cos Ø ≈ 1 → Ø ≈ Oo

6) Q3Ø ≈ 0 → P3Ø max

ELECTROTECNIA 224

ELECTRICIDAD BÁSICA

N°

12

Alicate universal de 6".Alicate corte diagonal 6".

Destornillador de punta plana de 6"x5/32". Destornillador de punta estrella de 6"x5/32".

Medidor energía activa 3Ø 15(120A),220V,60 Hz.

HOJA:1/1

DENOMINACIÓN

TIEMPO: 4 horas

Pinza amperimétrica 40-400A, 600 VAC.

HT : 15

Cuchilla de electricista.

ELECTRICISTA INDUSTRIAL

REALIZA INSTALACIÓN Y MEDICIÓN EN CIRCUITO TRIFÁSICO RESISTIVO EN ESTRELLA

Realizar esquema de circuito 3Ø resistivo en estrella.

Alicate de puntas redondas de 6".

Resistencias calefactoras de 500W,220V,E-27.

Bornera de conexiones 12 terminales 30A-250V.

ORDEN DE EJECUCIÓN MATERIALES / HERRAMIENTAS / MÁQUINAS

Alambre conductor N°14 AWG-TW.Verificar funcionamiento de circuito 3Ø resistivo en estrella.

Alicate de puntas semiredondas de 6".

Portalámpara para adosar de loza E-27.

Interruptor termomagnético bipolar 3x10A-250V.

Vatímetro monofásico 5-10A, 240V.

ELECTROTECNIA 225

ELECTRICIDAD BÁSICA 15.1. REALIZAR ESQUEMA DE CIRCUITO 3Ø RESISTIVO EN ESTRELLA. Es hacer e interpretar el esquema de un circuito trifásico resistivo en estrella, utilizando símbolos normalizados, verificando el funcionamiento del circuito a través de la activación o desactivación de los símbolos en el circuito. Se le aplica a la esquematización de circuitos trifásicos con consumidores de características resistivas, conectados en estrella. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Lee e interpreta el esquema explicativo: a) Interprete la conexión de las líneas. b) Lee el funcionamiento del esquema. 2do. Paso. Lee e interpreta y realice el esquema de conexiones: a) Interprete funcionamiento de c/u de los símbolos en el circuito. b) Interprete la nomenclatura utilizada. c) Interprete la conexión de las líneas. d) Lee el funcionamiento del esquema. e) Realice el esquema. 15.2. VERIFICAR FUNCIONAMIENTO CIRCUITO 3Ø RESISTIVO EN

ESTRELLA. Es comprobar a través de mediciones y cálculos, el funcionamiento correcto del circuito trifásico resistivo en estrella, utilizando instrumentos de medidas y fórmulas de aplicación, verificando su correcta medición y cálculo de aplicación. Se utiliza para comprobar el correcto funcionamiento de los circuitos trifásicos resistivos conectados en estrella (con carga balanceada), de acuerdo a condiciones prefijadas para su consumo.

ELECTROTECNIA 226

ELECTRICIDAD BÁSICA PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Medir tensión AC.

2do. Paso. Medir intensidad AC.

ELECTROTECNIA 227

ELECTRICIDAD BÁSICA 3er. Paso. Medir potencia activa trifásica: a) Coloque los rangos de medición apropiada (5 A - 240 V → 1200 W). b) Coloque las puntas de pruebas en los bornes correspondientes, teniendo en

cuenta la polaridad magnética correspondiente. c) Realice las lecturas.

Simbólicamente:

4to. Paso. Medir energía activa trifásica: a) Coloque las puntas de pruebas en los bornes correspondientes, teniendo en

cuenta la polaridad magnética correspondiente. b) Realice las lecturas.

ELECTROTECNIA 228

ELECTRICIDAD BÁSICA

Simbólicamente:

c) Anote las lecturas en el siguiente cuadro:

5to. Paso. Medir indirectamente potencia aparente trifásica.

6to. Paso. Medir indirectamente el factor de potencia.

ELECTROTECNIA 229

ELECTRICIDAD BÁSICA 7mo. Paso. Medir indirectamente potencia reactiva trifásica.

8vo. Paso. Medir indirectamente impedancia eléctrica de cada fase y sus componentes: activa y reactiva.

9no. Paso. Verifique el funcionamiento del circuito trifásico resistivo en estrella: a) Verificando las mediciones. b) Verificando los cálculos. c) Compruebe que debe concluirse en:

1) UR-S ≈ UR-T ≈ US-T ≈ UL Uf 1 ≈ Uf 2 ≈ Uf 3 ≈ Uf UL = X Uf

2) IR ≈ IS ≈ IT ≈ IL If 1 ≈ If 2 ≈ If 3 ≈ If IL = If

3) Zf 1 ≈ Zf 2 ≈ Zf 3 ≈ Zf Rf 1 ≈ Rf 2 ≈ Rf 3 ≈ Rf

ELECTROTECNIA 230

ELECTRICIDAD BÁSICA Xf 1 ≈ Xf 2 ≈ Xf 3 ≈ Xf Xf ≈ 0 → Rf ≈ Zf

4) Pf 1 ≈ Pf 2 ≈ Pf 3 ≈ Pf

P3Ø = Pf 1 + Pf 2 + Pf 3

5) Cos Ø ≈ 1 → Ø ≈ 0º

6) Q3Ø ≈ 0 → P3Ø max

ELECTROTECNIA 231

ELECTRICIDAD BÁSICA

N°

1234 Medir factor de potencia trifásica.5 Medir frecuencia eléctrica. Alicate universal de 6".6 Verificar funcionamiento de circuito 3Ø inductivo en triángulo. Alicate corte diagonal 6".

Destornillador de punta plana de 6"x5/32". Destornillador de punta estrella de 6"x5/32".

Medidor energía activa 3Ø 15(120A),220V,60 Hz.

ELECTRICISTA INDUSTRIAL

REALIZA INSTALACIÓN Y MEDICIÓN EN CIRCUITO TRIFÁSICO INDUCTIVO EN TRIÁNGULO

HT : 16

Cuchilla de electricista.

Realizar esquema de circuito 3Ø inductivo en triángulo.Medir con conmutador voltimétrico.

Interruptor termomagnético triipolar 3x10A-250V.

Vatímetro monofásico 5-10A, 240V.

ORDEN DE EJECUCIÓN

TIEMPO: 4 horas

Alicate de puntas redondas de 6".

Pinza amperimétrica 40-400A, 600 VAC.

Alicate de puntas semiredondas de 6".

Alambre conductor N°14 AWG-TW.Inductores de Potencia (Nucleo de hierro).

Bornera de conexiones 12 terminales 30A-250V.

HOJA:1/1

DENOMINACIÓN

MATERIALES / HERRAMIENTAS / MÁQUINAS

Medir con conmutador amperimétrico.

ELECTROTECNIA 232

ELECTRICIDAD BÁSICA 16.1. REALIZAR ESQUEMA DE CIRCUITO 3Ø INDUCTIVO EN TRIÁNGULO. Es hacer e interpretar el esquema de un circuito trifásico inductivo en triángulo, utilizando símbolos normalizados, verificando el funcionamiento del circuito a través de la activación o desactivación de los símbolos en el circuito. Se aplica a la esquematización de circuitos trifásicos con consumidores de características inductivas, conectados en triángulo. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Lee e interpreta esquema explicativo: a) Interprete funcionamiento de c/u de los símbolos en el circuito. b) Interprete la nomenclatura utilizada. c) Interprete la conexión de las líneas. d) Lee el funcionamiento del esquema.

Inductancia eléctrica: L

Alimentación trifásica de 220 V - 60 Hz: 3 ~ 220 V - 60 Hz

NOMENCLATURA:

ELECTROTECNIA 233

ELECTRICIDAD BÁSICA 2do. Paso. Lee e interpreta y realice el esquema de conexiones: a) Interprete funcionamiento de c/u de los símbolos en el circuito. b) Interprete la nomenclatura utilizada. c) Interprete la conexión de las líneas. d) Lee el funcionamiento del esquema. e) Realice el esquema.

16.2. OPERACIÓN: MEDIR CON CONMUTADOR VOLTIMÉTRICO. Es medir la tensión eléctrica AC entre líneas de un circuito 3Ø inductivo utilizando un conmutador voltimétrico, que permiten realizar la medida entre las tres líneas activas o entre las tres líneas activas y el neutro, utilizando un solo aparato de medida. Se usa el conmutador voltimétrico cuando se requiere medir tensiones en un sistema trifásico con un solo voltímetro, en vez de recurrir a colocar 3 o 6 voltímetros, donde tendríamos aumento de costos y espacio, sobre todo en cuadros o tableros de medida. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Lee e interpreta el esquema explicativo con el conmutador voltimétrico.

ELECTROTECNIA 234

ELECTRICIDAD BÁSICA 2° Paso Lee e interpreta y realice el esquema conexiones con el conmutador voltimétrico. 3er. Paso. Verificar el estado de funcionamiento del conmutador voltimétrico: a) Prepare el probador de continuidad del

multímetro digital:

- Coloque el selector en - Verifique el sonido.

b) Verifique el conmutador voltimétrico:

- Coloque las puntas de prueba del multímetro a los terminales conmutador voltimétrico.

- Verifique el sonido entre los terminales del conmutador. - Complete el cuadro, colocando "X" donde hay continuidad:

4to. Paso. Mida tensión AC: a) Ponga en servicio el circuito. b) Gire el selector del conmutador para medir las tensiones de línea. c) Utilice la pinza o multímetro para las tensiones de fase.

ELECTROTECNIA 235

ELECTRICIDAD BÁSICA

d) Anote las lecturas en el siguiente cuadro:

e) Regrese el selector del conmutador a la posición “0“. f) Saque fuera de servicio el circuito.

16.3. OPERACIÓN: MEDIR CON CONMUTADOR AMPERIMÉTRICO. Es medir la intensidad de corriente eléctrica AC en las líneas de un circuito 3Ø inductivo utilizando un conmutador amperimétrico, que permiten realizar la medida en las tres líneas activas, utilizando un solo aparato de medida. Se usa el conmutador amperimétrico cuando se requiere medir intensidades en un sistema trifásico con un solo amperímetro, en vez de recurrir a colocar 3 amperímetros, donde tendríamos aumento de costos y espacio, sobre todo en cuadros o tableros de medida. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1° Paso Lee e interpreta el esquema explicativo con el conmutador amperimétrico.

ELECTROTECNIA 236

ELECTRICIDAD BÁSICA

2do. Paso. Lee e interpreta y realice el esquema de conexiones con el conmutador amperimétrico. 3° Paso Verificar el estado de funcionamiento del conmutador amperimétrico: a) Prepare el probador de continuidad del multímetro digital.

b) Verifique el conmutador amperimétrico:

ELECTROTECNIA 237

ELECTRICIDAD BÁSICA

- Coloque las puntas de prueba del multímetro a los terminales conmutador amperimétrico.

- Verifique el sonido entre los terminales del conmutador. - Complete el cuadro, colocando "X" donde hay continuidad:

4° Paso Mida intensidad AC: a) Ponga en servicio el circuito. b) Gire el selector del conmutador para medir las intensidades de línea. c) Utilice la pinza para las intensidades de fase.

d) Anote las lecturas en el siguiente cuadro:

e) Regrese el selector del conmutador a la posición “0 “. f) Saque fuera de servicio el circuito.

ELECTROTECNIA 238

ELECTRICIDAD BÁSICA 16.4. OPERACIÓN: MEDIR FACTOR DE POTENCIA 3Ø. Es medir el factor de potencia en un circuito 3Ø inductivo, conectando en paralelo las bobinas de tensión y en serie las bobinas de corriente del cosfímetro trifásico, indicando en el cuadro de medida, la lectura de medición. Se utiliza para verificar y controlar los consumos de potencia reactiva en las instalaciones industriales, a causa de las cargas inductivas, a través de la medición del factor de potencia en los circuitos eléctricos 1Ø y 3Ø. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Mide el factor de potencia con el cosfímetro análogo de panel: a) Interprete símbolo del cosfímetro:

b) Interprete la nomenclatura utilizada:

Factor de potencia: COS Ø

c) Verifique el rango de medición apropiada en la escala. d) Coloque las puntas de pruebas en los bornes correspondientes, teniendo en

cuenta la interpretación correcta del manual de conexión.

ELECTROTECNIA 239

ELECTRICIDAD BÁSICA Simbólicamente:

NOTA. Para intensidades elevadas se suelen utilizar transformadores de intensidad que adaptan el valor de ésta al campo de medidas del amperímetro, aunque la indicación sobre la escala se corresponde con el valor real. Tanto el amperímetro como el transformador han de construirse para este fin.

NOTA. El cosfímetro 3Ø también puede llevar en su conexión un transformador de intensidad entre los extremos de la bobina de corriente (1 y 3), para mayores consumos de corriente, caso contrario se tendrá una conexión directa.

ELECTROTECNIA 240

ELECTRICIDAD BÁSICA NOTA. Consulte con el manual del instrumento para tener una conexión segura del instrumento y así garantizar una lectura correcta. e) Ponga en servicio el circuito. f) Anote la lectura del cosfímetro en el siguiente cuadro:

g) Saque fuera de servicio el circuito. 16.5. MEDIR FRECUENCIA ELÉCTRICA. Es medir la frecuencia eléctrica en un circuito 3Ø inductivo, conectando las puntas de prueba del frecuencímetro entre dos líneas activas, de la misma forma que el voltímetro, indicando luego en el cuadro de medida, la lectura de medición. Se utiliza para verificar y controlar la frecuencia eléctrica en las instalaciones de corriente alterna, en los circuitos 1Ø y 3Ø. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Mide la frecuencia eléctrica con el frecuencímetro análogo de panel: a) Interprete símbolo del frecuencímetro:

b) Interprete la nomenclatura utilizada:

Frecuencia eléctrica: f

c) Verifique el rango de medición apropiada en la escala. d) Coloque las puntas de pruebas en los bornes correspondientes, teniendo en

cuenta la interpretación correcta del manual de conexión.

ELECTROTECNIA 241

ELECTRICIDAD BÁSICA

Simbólicamente:

e) Ponga en servicio el circuito. f) Anote la lectura del frecuencímetro en el siguiente cuadro:

g) Saque fuera de servicio el circuito.

ELECTROTECNIA 242

ELECTRICIDAD BÁSICA 16.6. VERIFICAR FUNCIONAMIENTO DE CIRCUITO 3Ø INDUCTIVO EN

TRIÁNGULO. Es comprobar a través de mediciones y cálculos, el funcionamiento correcto del circuito 3Ø inductivo en triángulo, utilizando instrumentos de medidas y fórmulas de aplicación, verificando su correcta medición y cálculo de aplicación. Se utiliza para comprobar el correcto funcionamiento de los circuitos trifásicos inductivos conectados en triángulo (con carga balanceada), de acuerdo a condiciones prefijadas para su consumo. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso Mida potencia activa trifásica (Método de los 2 vatímetros): a) Coloque los rangos de medición apropiada (5 A - 240 V → 1200 W). b) Coloque las puntas de pruebas en los bornes correspondientes, teniendo en

cuente la polaridad magnética correspondiente. c) Realice las lecturas.

Simbólicamente:

ELECTROTECNIA 243

ELECTRICIDAD BÁSICA d) Anote las lecturas en el siguiente cuadro:

OBSERVACIÓN. Tener en cuenta que al medir la potencia activa 3ø por el método de Aron (uso de los dos vatímetros) en una carga 3ø inductiva, uno de los vatímetros marcará NEGATIVO. Tener cuidado al usar vatímetros electrodinámicos, estos no registran lecturas negativas, por lo tanto, el vatímetro que dará lectura NEGATIVA en el método de Aron, al no poder leer dicha lectura en su escala podría dañarse (deflexión de la aguja en sentido opuesto al normal). Por lo tanto, cambie la polaridad magnética o invierta la conexión en la bobina amperimétrica en el vatímetro que dará la lectura NEGATIVA, para que la aguja deflecte normal sobre la escala y, de esta manera, poder medir dicha lectura NEGATIVA. 2do. Paso. Mida energía activa 3Ø con el contador de energía activa trifásico: a) Coloque las puntas de pruebas en los bornes correspondientes, teniendo en

cuente la polaridad magnética correspondiente.

b) Realice las lecturas.

ELECTROTECNIA 244

ELECTRICIDAD BÁSICA

Simbólicamente:

c) Anote las lecturas en el siguiente cuadro:

3er. Paso. Medir indirectamente potencia aparente trifásica.

ELECTROTECNIA 245

ELECTRICIDAD BÁSICA 4to. Paso. Medir potencia reactiva trifásica: a) Directamente usando las mediciones del método de Aron.

NOTA. Tener en cuenta que P2 es una lectura negativa (P2 < 0). b) Indirectamente aplicando la expresión de potencia reactiva 3Ø.

5to. Paso. Medir indirectamente impedancia eléctrica de cada fase y sus componentes: activa y reactiva.

ELECTROTECNIA 246

ELECTRICIDAD BÁSICA 6to. Paso. Verifique el funcionamiento del circuito 3Ø resistivo en triángulo: a) Verificando las mediciones. b) Verificando los cálculos. c) Compruebe que debe concluirse en:

1) UR-S ≈ UR-T ≈ US-T ≈ UL

Uf 1 ≈ Uf 2 ≈ Uf 3 ≈ Uf UL = Uf

2) IR ≈ IS ≈ IT ≈ IL If 1 ≈ If 2 ≈ If 3 ≈ If IL = X If

3) Zf 1 ≈ Zf 2 ≈ Zf 3 ≈ Zf Rf 1 ≈ Rf 2 ≈ Rf 3 ≈ Rf

Xf 1 ≈ Xf 2 ≈ Xf 3 ≈ Xf Rf ≈ 0 → Xf ≈ Zf

4) Pf 1 ≈ Pf 2 ≈ Pf 3 ≈ Pf P3Ø = Pf 1 + Pf 2 + Pf 3

5) Cos Ø ≈ 0 → Ø ≈ 90o

6) P3Ø ≈ 0 → Q3Ø max

ELECTROTECNIA 247

ELECTRICIDAD BÁSICA

N°

12

Bornera de conexión de 12 terminales 30A.Cosfímetro de panel.

Alicate de puntas semiredondas de 6".Alicate de puntas redondas de 6".

Conmutador amperimétrico.

Alicate corte diagonal de 6".

ELECTRICISTA INDUSTRIAL

REALIZA INSTALACIÓN Y MEDICIÓN EN CIRCUITO TRIFÁSICO INDUCTIVO EN ESTRELLA

HT : 17

Realizar esquema de circuito 3Ø inductivo en estrella.Verificar funcionamiento de circuito 3Ø inductivo en estrella.

Cuchilla de electricista.

Interruptor termomagnético tripolar 3x10A-250V.

Destornillador de punta estrella de 6"x5/32".

ORDEN DE EJECUCIÓN

TIEMPO: 4 horas

Frecuencímetro de panel.

Destornillador de punta plana de 6"x5/32".

Alambre conductor N°14 AWG-TW.Inductores de potencia (Nucleo de hierro).

Conmutador voltimétrico.

HOJA:1/1

DENOMINACIÓN

MATERIALES / HERRAMIENTAS / MÁQUINAS

ELECTROTECNIA 248

ELECTRICIDAD BÁSICA 17.1. REALIZAR ESQUEMA DE CIRCUITO 3Ø INDUCTIVO EN ESTRELLA. Es hacer e interpretar el esquema de un circuito trifásico inductivo en estrella, utilizando símbolos normalizados, verificando el funcionamiento del circuito a través de la activación o desactivación de los símbolos en el circuito. Se aplica a la esquematización de circuitos trifásicos con consumidores de características inductivas, conectados en estrella. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Lee e interpreta esquema explicativo: a) Interprete la conexión de las líneas. b) Lee el funcionamiento del esquema.

2do. Paso Lee e interpreta y realice el esquema de conexiones: a) Interprete funcionamiento de c/u de los

símbolos en el circuito. Interprete la nomenclatura utilizada.

b) Interprete la conexión de las líneas. c) Lee el funcionamiento del esquema. d) Realice el esquema. 17.2. VERIFICAR FUNCIONAMIENTO DE CIRCUITO 3Ø INDUCTIVO EN

ESTRELLA. Es comprobar a través de mediciones y cálculos, el funcionamiento correcto del circuito 3Ø inductivo en estrella, utilizando instrumentos de medidas y fórmulas de aplicación, verificando su correcta medición y cálculo de aplicación.

ELECTROTECNIA 249

ELECTRICIDAD BÁSICA Se utiliza para comprobar el correcto funcionamiento de los circuitos trifásicos inductivos conectados en estrella (con carga balanceada), de acuerdo a condiciones prefijadas para su consumo. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Medir con conmutador voltimétrico. a) Ponga en servicio el circuito. b) Gire el selector del conmutador para medir las tensiones de línea. c) Utilice la pinza o multímetro para las tensiones de fase. d) Anote las lecturas en el siguiente cuadro:

e) Regrese el selector del conmutador a la posición “0“. f) Saque fuera de servicio el circuito.

2do. Paso. Medir con conmutador amperimétrico. a) Ponga en servicio el circuito. b) Gire el selector del conmutador para medir las intensidades de línea. c) Utilice la pinza para las intensidades de fase.

ELECTROTECNIA 250

ELECTRICIDAD BÁSICA

d) Anote las lecturas en el siguiente cuadro:

e) Regrese el selector del conmutador a la posición “0 “. f) Saque fuera de servicio el circuito.

3er. Paso. Medir factor de potencia 3Ø.

ELECTROTECNIA 251

ELECTRICIDAD BÁSICA NOTA. Los cosfímetro pueden ser monofásicos o trifásicos, tanto analógicos como digitales. Para que la medida no sea errónea es conveniente prestar atención a las bornas de entrada del aparato, tanto en las bobinas de intensidad como en las de tensión, que vienen indicadas con un asterisco (*). 4to. Paso. Medir frecuencia eléctrica.

5to. Paso Medir potencia activa trifásica (Método de los 2 vatímetros).

ELECTROTECNIA 252

ELECTRICIDAD BÁSICA Simbólicamente:

6to. Paso. Medir energía activa 3Ø.

ELECTROTECNIA 253

ELECTRICIDAD BÁSICA Simbólicamente:

7mo. Paso. Medir indirectamente potencia aparente trifásica.

8vo. Paso. Medir potencia reactiva trifásica: a) Directamente usando las mediciones del método de Aron.

NOTA. Tener en cuenta que P2 es una lectura negativa (P2 < 0).

ELECTROTECNIA 254

ELECTRICIDAD BÁSICA b) Indirectamente aplicando la expresión de potencia reactiva 3Ø.

9no. Paso. Medir indirectamente impedancia eléctrica de cada fase y sus componentes: activa y reactiva.

10mo. Paso. Verifique el funcionamiento del circuito 3Ø resistivo en estrella: a) Verificando las mediciones. b) Verificando los cálculos. c) Compruebe que debe concluirse en:

1) UR-S ≈ UR-T ≈ US-T ≈ UL

Uf 1 ≈ Uf 2 ≈ Uf 3 ≈ Uf UL = X Uf

2) IR ≈ IS ≈ IT ≈ IL If 1 ≈ If 2 ≈ If 3 ≈ If IL = If

ELECTROTECNIA 255

ELECTRICIDAD BÁSICA

CONSERVACIÓN Y CUIDADO DEL MEDIO AMBIENTE. Los residuos de aislante y cobre que se pudieran dar durante el proceso de la tarea deberán ser depositados en los tachos correspondientes. Los papeles que utilizó para fines de cálculo, si no van hacer usados, deben ser depositados en el tacho de color azul (papeles y cartones).

3) Zf 1 ≈ Zf 2 ≈ Zf 3 ≈ Zf Rf 1 ≈ Rf 2 ≈ Rf 3 ≈ Rf

Xf 1 ≈ Xf 2 ≈ Xf 3 ≈ Xf Rf ≈ 0 → Xf ≈ Zf

4) Pf 1 ≈ Pf 2 ≈ Pf 3 ≈ Pf P3Ø = Pf 1 + Pf 2 + Pf 3

5) Cos Ø ≈ 0 → Ø ≈ 90o

6) P3Ø ≈ 0 → Q3Ø max

ELECTROTECNIA 256

ELECTRICIDAD BÁSICA

N°

123

Bornera de conexión de 12 terminales 30A-250V.

Alicate de puntas semiredondas de 6". Alicate de puntas redondas de 6".

Interruptor termomagnético tripolar 3x10A-250V.

Analizador de Redes PM710.

ELECTRICISTA INDUSTRIAL

HT : 18

Realizar esquema de circuito 3Ø inductivo.Verificar funcionamiento de circuito 3Ø inductivo compensado.

Banco de capacitores 3Ø.Cosfímetro de panel.

HOJA:1/1

DENOMINACIÓN

TIEMPO: 4 horas

Alicate corte diagonal de 6".

Destornillador de punta estrella de 6"x5/32".

REALIZA INSTALACIÓN Y MEDICIÓN EN CIRCUITO TRIFÁSICO INDUCTIVO CON COMPENSACIÓN REACTIVA

MATERIALES / HERRAMIENTAS / MÁQUINAS

Alambre conductor N°14 AWG-TW.Inductores de potencia (Nucleo de hierro).

ORDEN DE EJECUCIÓN

Verificar parámetros eléct. con Analizador de Redes PM710.

Destornillador de punta plana de 6"x5/32".

Cuchilla de electricista.

Alicate universal de 6".

ELECTROTECNIA 257

ELECTRICIDAD BÁSICA 18.1. REALIZAR ESQUEMA DE CIRCUITO 3Ø INDUCTIVO COMPENSADO. Es hacer e interpretar el esquema de un circuito trifásico inductivo compensado, utilizando símbolos normalizados, verificando el funcionamiento del circuito a través de la activación o desactivación de los símbolos en el circuito. Se aplica a la esquematización de circuitos trifásicos con consumidores de características inductivas compensados. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Lee e interpreta esquema explicativo: a) Interprete funcionamiento de c/u de los símbolos en el circuito. b) Interprete la nomenclatura utilizada.

c) Interprete la conexión de las líneas. d) Lee el funcionamiento del esquema.

Inductancia eléctrica: L

Alimentación trifásica de 220 V - 60 Hz: 3 ~ 220 V - 60 Hz

NOMENCLATURA:

ELECTROTECNIA 258

ELECTRICIDAD BÁSICA

2do. Paso. Lee e interpreta y realice el esquema conexiones: a) Interprete funcionamiento de c/u de los símbolos en el circuito. b) Interprete la nomenclatura utilizada. c) Interprete la conexión de las líneas. d) Lee el funcionamiento del esquema. e) Realice el esquema. NOTA. Se puede tener las siguientes formas de conexión de los capacitores para formar el “banco de capacitores 3Ø”:

ELECTROTECNIA 259

ELECTRICIDAD BÁSICA 18.2. VERIFICAR FUNCIONAMIENTO DE CIRCUITO 3Ø INDUCTIVO

COMPENSADO. Es comprobar a través de mediciones y cálculos, el funcionamiento correcto del circuito 3Ø inductivo compensado, utilizando instrumentos de medidas y fórmulas de aplicación, verificando su correcta medición y cálculo de aplicación. Se utiliza para corregir el factor de potencia de una carga 3Ø inductiva, de acuerdo a condiciones prefijadas para su consumo. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Probar capacitores: a) Prepare el ohmímetro analógico o digital:

Ohmímetro análogo Ohmímetro digital

ELECTROTECNIA 260

ELECTRICIDAD BÁSICA b) Verifique el capacitor:

• Con ohmímetro análogo: - Tome un capacitor, junte sus

terminales para descargarlo. - Coloque las puntas de pruebas del

ohmímetro a los terminales del capacitor.

- Verifique el desplazamiento de la aguja indicadora.

- Retire las puntas de pruebas de los terminales del capacitor.

- Repita lo mismo para los otros capacitores.

• Con ohmímetro digital: - Tome un capacitor, coloque las puntas

de prueba del ohmímetro a los terminales del capacitor.

- Realice la lectura. - Verifique la medida realizada con lo

especificado en la placa del capacitor. - Repita lo mismo para los otros

capacitores.

2do. Paso. Medir factor de potencia 3Ø:

ELECTROTECNIA 261

ELECTRICIDAD BÁSICA a) Mide el factor de potencia con el cosfímetro, de la carga inductiva sin la

conexión del banco de capacitores.

b) Mide el factor de potencia con el cosfímetro, de la carga inductiva con el banco de capacitores.

3er. Paso. Medir tensión AC:

4to. Paso. Medir intensidad AC:

ELECTROTECNIA 262

ELECTRICIDAD BÁSICA 5to. Paso. Medir indirectamente potencia reactiva trifásica.

NOMENCLATURA: - QL: Consumo de potencia reactiva 3Ø de la carga inductiva. - QC: Consumo de potencia reactiva 3Ø del banco de capacitores. - QT: Consumo de potencia reactiva 3Ø total

NOTA. Tener presente que Ø*= 900, por lo tanto: senØ* = 1 6to. Paso. Verifique el funcionamiento del circuito 3Ø inductivo compensado: a) Verificando las mediciones. b) Verificando los cálculos. c) Compruebe que debe concluirse en:

1) Cosø (Compensado) ≈ 1 → ∴ Característica inductiva compensada

2) Cosø (Compensado) > Cosø (Sin compensar)

→ ø (Compensado) < ø (Sin compensar)

3) I Total < I Carga

4) Q T < Q L

5) →

Consumo de energía activa es máximo

Consumo de energía reactiva es mínimo

ELECTROTECNIA 263

ELECTRICIDAD BÁSICA NO OLVIDE!!

En los circuitos INDUCTIVOS COMPENSADOS, se tendrá:

Una disminución de las pérdidas en los conductores.

Reducción de las caídas de tensión.

Aumento de la disponibilidad de potencia de transformadores, líneas y generadores.

Incremento de la vida útil de las instalaciones.

Reducción de los costos por facturación eléctrica.

Eliminación del cargo por bajo factor de potencia y

bonificaciones.

ELECTROTECNIA 264

ELECTRICIDAD BÁSICA

N°

123

Disyuntor magnetotérmico.Bornera de conexciones de 12 terminales 30A.

Alicate de puntas semiredondas de 6".Alicate de puntas redondas de 6".

Motor 3Ø Jaula de Ardilla de 6 salidas 1HP .

Comprobador de secuencia de fase.

ORDEN DE EJECUCIÓN MATERIALES / HERRAMIENTAS / MÁQUINASCordón conductor N°14 AWG.

Verificar funcionamiento de circuito3Ø inductivo compensado.Realizar esquema de circuito 3Ø inductivo.

Verificar parámetros eléctr. con analizador de Redes PM710.Megóhmetro 500V, 1000V DC.

Destornillador de punta estrella de 6"x5/32".

Alicate corte diagonal de 6".

Tacómetro de contacto u otro óptico.

HT : 19

DENOMINACIÓN

REALIZA INSTALACIÓN Y MEDICIÓN DE UN MOTOR TRIFÁSICO CONECTADO EN TRIÁNGULO EN SERVICIO NORMAL

Destornillador de punta plana de 6"x5/32".

Interruptor rotativo 0-1.

HOJA:1/1TIEMPO: 6 horas

Cuchilla de electricista.

ELECTRICISTA INDUSTRIAL

Pinza amperimétrica 40-400A, 600 VAC.

ELECTROTECNIA 265

ELECTRICIDAD BÁSICA 19.1. REALIZAR ESQUEMA EN SERVICIO NORMAL DE UN MOTOR 3Ø. Es hacer e interpretar el esquema de un arrancador directo de un motor trifásico de rotor en cortocircuito (Jaula de ardilla) conectado en triángulo, mediante un interruptor manual tripolar 0-1, utilizando símbolos normalizados, verificando el funcionamiento del circuito a través de la activación o desactivación de los símbolos en el circuito. Se aplica a la esquematización de un arrancador directo manual de un motor trifásico en servicio normal, cuya característica de este consumidor es inductiva, conectando sus bobinas en triángulo. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Lee e interpreta esquema explicativo: a) Interprete funcionamiento de c/u de los

símbolos en el circuito. b) Interprete la nomenclatura utilizada. c) Interprete la conexión de las líneas. d) Lee el funcionamiento del esquema. NOTA. En la puesta en marcha de un motor 3Ø, el disyuntor magnetotérmico cuya función es de proteger a la instalación contra cortocircuitos y sobre cargas puede a la vez servirnos como interruptor de accionamiento. 2do. Paso. Lee e interpreta y realice el esquema conexiones: a) Interprete funcionamiento de c/u de los símbolos

en el circuito. b) Interprete la nomenclatura utilizada. c) Interprete la conexión de las líneas. d) Lee el funcionamiento del esquema. e) Realice el esquema.

ELECTROTECNIA 266

ELECTRICIDAD BÁSICA

19.2. OPERACIÓN: MEDIR RESISTENCIA DE AISLAMIENTO. Es medir directamente la resistencia de aislamiento entre las tres fases del motor 3Ø, así como entre cada fase y la carcasa metálica (conductor de protección-tierra), mediante un comprobador de aislamiento llamado también Megóhmetro. Se utiliza para diagnosticar el buen estado de los aislamientos en las instalaciones y equipos eléctricos (como cables de conexión, motores, generadores…etc.), para así permitir su funcionamiento con toda seguridad y, evitar en el tiempo, un mal funcionamiento o una falla eléctrica. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Prepare el MEGÓHMETRO digital: a) Verifique que los cables de prueba del instrumento estén en buen estado.

b) Conecte los cables de prueba en el instrumento:

- El cable de color rojo en el terminal “VΩ”. - El cable de color negro en el terminal “COM”.

c) Coloque el selector en el rango de 500 VDC.

2do. Paso. Prepare el MOTOR a megar: a) Identifique las bobinas del motor de 6 terminales:

- Ubique los terminales de conexión del motor. - Pruebe continuidad entre los terminales de las bobinas.

ELECTROTECNIA 267

ELECTRICIDAD BÁSICA

OBSERVACIÓN. Si en la prueba de continuidad se registrase continuidad entre bobinas, entonces, el motor esta averiado (cortocircuito entre bobinas). SEGURIDAD. Recuerde que la prueba de continuidad se debe de realizar SIN TENSIÓN. 3er. Paso. Mide resistencia de aislamiento del motor con el MEGÓHMETRO: a) Mide resistencia de aislamiento entre bobinas:

- Seleccionar dos bobinas a medir (Bobina U-X, Bobina V-Y, Bobina W-X). - Conecte los cables de prueba del Megóhmetro en los extremos de cada

bobina, como se muestra en el gráfico. - Pulse y mantenga apretado el botón de prueba del instrumento (30 ó 60

segundos) – “Método de la medida puntual o a corto plazo”.

ELECTROTECNIA 268

ELECTRICIDAD BÁSICA

- Visualice en la pantalla, en la parte superior derecha aparecerá la tensión de prueba aplicada al circuito (500 VDC), y en la parte principal mostrará el valor de la resistencia de aislamiento hasta tomar un valor estable.

- Realice la lectura. (Complete la tabla). - Verifique la medida realizada con lo especificado en las normas. - Repita lo mismo para las otras dos combinaciones de bobinas.

NOTA. En la medida de la resistencia de aislamiento se utiliza una tensión de prueba de 500 VDC, porque es la tensión de prueba sugerida por la normas cuando la tensión entre fases del motor no supera los 1000 V. (Ver cuadros). b) Mide resistencia de aislamiento entre bobina y carcasa del motor:

- Seleccionar bobina a medir (Bobina U-X, Bobina V-Y, Bobina W-X).

ELECTROTECNIA 269

ELECTRICIDAD BÁSICA

- Conecte los cables de prueba del Megóhmetro, uno en la bobina (color rojo) y el otro a la carcasa del motor (color negro), como se muestra en el gráfico.

- Pulse y mantenga apretado el botón de prueba del instrumento (30 ó 60 segundos) – “Método de la medida puntual o a corto plazo”.

- Visualice en la pantalla, en la parte superior derecha aparecerá la tensión de prueba aplicada al circuito (500 VDC), y en la parte principal mostrará el valor de la resistencia de aislamiento hasta tomar un valor estable.

- Realice la lectura. (Complete la tabla). - Verifique la medida realizada con lo especificado en las normas. - Repita lo mismo con las otras dos bobinas.

OBSERVACIÓN. El cable de prueba de color negro que va conectado a la carcasa del motor debe de hacer un contacto limpio con el metal, asegure limpiar la parte del contacto (del polvo, barniz, suciedad,….), para que no se produzcan lecturas erróneas.

ELECTROTECNIA 270

ELECTRICIDAD BÁSICA SEGURIDAD. El ensayo debe realizarse SIN TENSIÓN y desconectada para asegurarse de que la tensión de ensayo (500 VDC) no se aplicará a otros equipos que podrían estar conectados eléctricamente al circuito que se va a probar. Para evitar descargas eléctricas retire las puntas de prueba antes de abrir la tapa de la batería. No opere con la cubierta de la batería abierta. Para evitar descargas eléctricas, tras el ensayo, NO TOQUE las puntas de prueba o los terminales cuando se pulsa. Terminado el ensayo dejar que el equipo (los aislamientos) descargue la energía acumulada durante un tiempo igual a CINCO veces el tiempo de carga (tiempo del último ensayo). Esta descarga se realiza creando un cortocircuito entre los polos y/o uniéndolos a la tierra. 19.3. OPERACIÓN: CONECTAR EL MOTOR TRIFÁSICO EN TRIÁNGULO. Es hacer la conexión de las bobinas estatóricas del motor 3Ø de 6 salidas en triangulo, se realiza sobre la placa de bornes, teniendo en cuenta la correcta interconexión entre sus terminales con el uso de puentes apropiados para tal fin. Esta forma de conexión del bobinado trifásico en triangulo como también en estrella, se aplica para definir tensiones y corrientes en el estator de los motores 3Ø. La conexión triangulo se define para el arranque de motores con mayor capacidad de potencia mecánica. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Conecte terminales del motor eléctrico de 6 terminales en triángulo: a) Prepare terminales del motor. b) Prepare puentes (Uso de puentes especiales de interconexión o uso de

conductores). c) Coloque puentes a los terminales del motor. d) Emborne ajustando moderadamente con la llave francesa.

ELECTROTECNIA 271

ELECTRICIDAD BÁSICA

19.4. OPERACIÓN: MEDIR SECUENCIA DE FASE. Es medir la secuencia de fase de la fuente de alimentación trifásica y la rotación del eje del motor con el COMPROBADOR DE LA SECUNECIA DE FASE. Se utiliza para identificar y el rotular correctamente las líneas (R, S, T) de la red 3Ø y también, asegurar una conexión correcta que nos dé el sentido de giro que llevarán los motores asíncronos cuando se pongan en marcha.

ELECTROTECNIA 272

ELECTRICIDAD BÁSICA PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Mide secuencia de fase de la red de alimentación: a) Prepare terminales en la red de alimentación. b) Verifique la presencia de tensión entre las líneas con el multímetro. c) Conecte las tres puntas de prueba al COMPROBADOR DE LA

SECUENCIA DE FASE codificadas por color en los terminales de entrada trifásicos, L1(Rojo), L2(Verde) y L3(Azul), también denominados A-B-C o R-S-T. Ver figura.

d) Conecte las tres pinzas de conexión codificadas por color a los terminales de la fuente de alimentación trifásica (Red: 3~220V-60Hz).

e) Verifique que las luces debajo de las entradas de las puntas de prueba del instrumento estén ENCENDIDAS.

f) Verifique luego qué lámpara estará encendida del indicador de rotación de fases, es decir, si es en sentido horario o anti horario: - Si la lámpara de dirección anti horario está ENCENDIDA, invierta las

conexiones de dos de las tres pinzas de conexión para la rotación en sentido horario.

- Si la lámpara de dirección horario está ENCENDIDA, por lo tanto la secuencia de fases es correcta y los terminales de alimentación están conectados mediante las pinzas de conexión ROJA, VERDE y AZUL a L1, L2 y L3 (o R, S, T).

g) Desconecte la alimentación y rotule los cables de la fuente de alimentación.

2do. Paso. Mide el sentido de giro o rotación del motor: a) Conecte las puntas de prueba codificadas

por color a los tres terminales de entrada del motor, M1–M2–M3. (Prueba SIN TENSIÓN)

b) Presione el interruptor (Ver figura) y visualice el ENCENDIDO de la luz indicadora verde.

c) De frente al eje del motor, gire manualmente el eje en el sentido de las agujas del reloj (Sentido horario).

d) Si el indicador de dirección horaria está

ELECTROTECNIA 273

ELECTRICIDAD BÁSICA

ENCENDIDO, las conexiones M1-M2-M3 son correctas para la rotación en ese sentido.

e) Si el indicador de dirección anti horaria está ENCENDIDO, las conexiones M1-M2-M3 son correctas para la rotación en ese sentido. Si la dirección de la rotación del motor es incorrecta, invierta cualquiera de las dos conexiones M1-M2-M3 y repita la prueba.

NOTA Después de verificar la secuencia trifásica y la fase del motor, ya puede conectar las líneas de alimentación al motor, primero apague la alimentación de la fuente y luego conecte el cable de alimentación L1 identificado anteriormente al cable M1 del motor. Repita las conexiones para L2 a M2 y L3 a M3.

19.5. MEDIR CORRIENTE DE ARRANQUE.

ELECTROTECNIA 274

ELECTRICIDAD BÁSICA Es medir la máxima intensidad de corriente que el motor absorbe durante el periodo de arranque utilizando la pinza amperimétrica, que es adecuada para mediciones de corriente de arranque de motores. Se aplica en el ámbito industrial, en la instalación y puesta en marcha de motores electicos, donde la medición de la corriente de arranque de estos motores es un parámetro importante para la selección de una adecuada protección y control de los mismos. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Identifique el motor en base a sus datos de placa del fabricante: a) Ubique la placa de datos del motor. b) Lea e interprete la información que visualiza

en la placa de datos. c) Anote los parámetros eléctricos nominales de

la placa de datos del fabricante: - Nivel de tensión de operación del motor. - Capacidad de corriente que va a soportar a

plena carga. - Frecuencia eléctrica de trabajo. - Velocidad de giro a plena carga en RPM. - Letra de CODIGO del motor para los KVA a rotor bloqueado. - Otros.

2do. Paso. Verifique interruptor rotativo 0-1 con el probador de continuidad: a) Coloque las puntas de pruebas del probador de continuidad a los terminales

del interruptor rotativo O-1 con el selector en la posición “1”. b) Verifique prueba de continuidad mediante el sonido (digital). c) Retire las puntas de pruebas de los

terminales del interruptor rotativo O-1. d) Complete el cuadro, colocando "X" donde

hay continuidad:

NOTA.

ELECTROTECNIA 275

ELECTRICIDAD BÁSICA Cada motor debe contar con una placa de datos, fácilmente visible y firmemente sujeta al motor con remaches del mismo material que las placas. Las placas de datos deben ser de acero inoxidable, la pintura del motor no debe cubrir las placas de datos, la información debe ser grabada en el metal de las placas de tal manera que pueda ser leída aunque desaparezcan la coloración e impresiones de superficie. 2do. Paso. Instale el circuito de arranque directo manual del motor 3Ø “Jaula de Ardilla” según el esquema de instalación. OBSERVACIÓN. Tenga presente que la conexión de los cables (R, S y T) de energía hacia el motor (U, V y W) se tiene que dar de tal manera que R(L1) coincida con M1, S(L2) con M2 y T(L3) con M3 para que el motor gire en el sentido esperado. 3er. Paso. Mide corriente de arranque del motor con la pinza amperimétrica: a) Verifique pinza amperimétrica como medidor de intensidad de corriente de

arranque. b) Elija una de las líneas. c) Conecte la pinza abrazando con las tenazas la línea elegida. d) Ponga en servicio el circuito:

- Verifique presencia de tensión AC en la red. - Levante la palanca del disyuntor de protección tripolar. - Gire el selector del interruptor rotativo en la posición “1”

e) Realice la lectura. OBSERVACIÓN. Observar que la lectura de esta corriente se da inmediatamente después del accionamiento del selector a la posición “1”. Preste mucha atención en la lectura de esta corriente ya que es elevada, luego desaparece. f) Anote en el siguiente cuadro la medida

realizada:

ELECTROTECNIA 276

ELECTRICIDAD BÁSICA

CONSERVACIÓN Y CUIDADO DEL MEDIO AMBIENTE. Los residuos de aislante y cobre que se pudieran dar durante el proceso de la tarea deberán ser depositados en los tachos correspondientes.

NOTA. Puede volver a repetir los pasos conectando la pinza amperimétrica en las otras dos líneas y tomando luego como corriente de arranque a la máxima lectura obtenida entre las tres líneas. g) Saque fuera de servicio el circuito:

- Gire el selector del interruptor rotativo en la posición “0” - Baje la palanca del disyuntor de protección tripolar. - Verifique que no haya tensión AC.

SEGURIDAD. Antes de la puesta en marcha el motor, controle el correcto apriete de los conductores del motor en la caja de bornes. Tenga cuidado con las partes giratorias del motor. No abra las cajas de bornes mientras haya tensión aplicada. No pise el motor. La temperatura de la carcasa externa del motor puede llegar a ser demasiado caliente al tacto durante su funcionamiento normal y, especialmente, tras una parada. 19.6. OPERACIÓN: MEDIR CORRIENTE EN VACÍO.

ELECTROTECNIA 277

ELECTRICIDAD BÁSICA Es medir la intensidad de corriente que absorbe el motor trabajando si carga, es decir en vacío, bajo condiciones nominales de tensión y frecuencia, utilizando la pinza amperimétrica. Se aplica para determinar problemas mecánicos, ruidos y conexiones en mal estado en los motores, de esta manera valorar la calidad de un motor. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Mide intensidad AC del motor en vacío con la pinza amperimétrica: a) Verifique pinza amperimétrica como

medidor de intensidad de corriente AC.

b) Ponga en servicio el circuito. c) Elija una de las líneas. d) Conecte la pinza abrazando con las

tenazas la línea elegida. e) Realice la lectura. f) Repita lo mismo para las otras dos

líneas. g) Anote en el siguiente cuadro la

medidas realizadas:

h) Saque fuera de servicio el circuito. 19.7. OPERACIÓN: MEDIR CORRIENTE NOMINAL.

ELECTROTECNIA 278

ELECTRICIDAD BÁSICA Es medir la intensidad de corriente AC del motor 3Ø de inducción bajo condiciones de carga nominal de tensión y frecuencia, mediante la lectura de su placa característica, fórmulas o mediante la pinza amperimétrica. Se aplica para determinar la demanda de corriente para el diseño correcto de la instalación de motores. La verificación de consumo de ésta corriente nos lleva hacia un buen diagnóstico de operación correcta de los motores. ROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Mide intensidad de la corriente nominal del motor a partir del dato de placa del fabricante: a) De las características que indican en la placa, ubique los datos de corriente. b) Identifique el valor de la corriente que corresponde según la características

de funcionamiento del motor (En conexión triangulo), ver ejemplo:

c) Anote la lectura en el siguiente cuadro:

2do. Paso. Mide intensidad de la corriente nominal del motor a partir de la siguiente expresión: Donde: No HP : Potencia nominal desarrollada en el eje. (Dato de placa)

η : Rendimiento o eficiencia nominal a plena carga.(Dato de placa)

Un : Tensión nominal. (Dato de placa)

ELECTROTECNIA 279

ELECTRICIDAD BÁSICA

CONSERVACIÓN Y CUIDADO DEL MEDIO AMBIENTE. Los papeles que utilizó para fines de cálculo, si no van hacer usados, deben ser depositados en el tacho de color azul (papeles y cartones).

cosØ : Factor de potencia.(Dato de placa) a) Identifique magnitudes en la placa que van a ser reemplazados en la

expresión. b) Anote las lecturas en el siguiente cuadro:

c) Reemplace y evalúe los valores obtenidos en la expresión. d) Anote el resultado en el siguiente cuadro:

e) Compare los resultados obtenidos. 19.8. OPERACIÓN: MEDIR CORRIENTE DE ROTOR BLOQUEADO. Es medir la intensidad de corriente AC máxima del motor 3Ø de inducción bajo condiciones de “rotor bloqueado” a tensión y frecuencia nominal, mediante la lectura de su placa característica, fórmulas o mediante la pinza amperimétrica. Se aplica la medición de corriente del motor a rotor bloqueado y a la vez con esta medición estimar los valores que alcanzará la corriente de arranque, para seleccionar adecuadamente el control y protección en la puesta en marcha de los motores. PROCESO DE EJECUCIÓN:

ELECTROTECNIA 280

ELECTRICIDAD BÁSICA 1er. Paso. Mide intensidad de corriente a rotor bloqueado del motor a partir del dato de placa del fabricante: a) Ubique en la placa de datos la “letra CODGO de rotor bloqueado”, ver

ejemplo:

b) En la siguiente tabla ubique el valor en kVA / HP correspondiente a la letra de código del motor.

c) Reemplace y evalúe el valor obtenido de la tabla (Valor medio) en la siguiente expresión:

d) Anote el resultado en el siguiente cuadro:

ELECTROTECNIA 281

ELECTRICIDAD BÁSICA 2do. Paso. Mide intensidad de corriente a rotor bloqueado del motor con la pinza amperimétrica: a) Asegúrese que el motor esté fijado en

su base. b) Trabe el eje del motor para que no

gire con el mecanismo apropiado. c) Verifique pinza amperimétrica como

medidor de intensidad de corriente AC.

d) Elija un rango superior a la corriente nominal, por encima de 8 veces la corriente nominal.

e) Elija una de las líneas y conecte la pinza. f) Ponga en servicio el circuito a rotor bloqueado solo un instante (5 segundos

como máximo). g) Realice la lectura dentro del tiempo de funcionamiento del motor. h) Anote en el siguiente cuadro la medida realizada.

i) Compare los resultados obtenidos. OBSERVACIONES. La norma IEC 60034-1 define como corriente a rotor bloqueado el mayor valor eficaz de corriente permanente que el motor toma de la red con la tensión de alimentación y frecuencia nominal. El ensayo de rotor bloqueado de un motor de inducción con alimentación polifásica con tensión próxima a la nominal implica una solicitación mecánica

ELECTROTECNIA 282

ELECTRICIDAD BÁSICA excepcional, como así también una elevada exigencia térmica, por lo que conviene tener presente algunas consideraciones. La máquina deberá estar a temperatura ambiente antes del ensayo. Las lecturas de corriente y par se deben realizar lo más rápidamente posible, la sobreelevación de temperatura de la máquina no debería exceder en más de 40 ° C los límites fijados por las normas. Las lecturas deben ser realizadas dentro de los 5 seg. después de aplicada la tensión para motores de hasta 7.5 kW y dentro de los 10 seg. para motores de mayor potencia. Verificar el sentido de giro antes del ensayo y los medios mecánicos de fijación del rotor para evitar posibles daños al personal y a las instalaciones. 19.9. OPERACIÓN: MEDIR LA VELOCIDAD EN RPM. Es medir la velocidad de rotación del eje del motor en RPM (Revoluciones por minuto) del motor 3Ø de inducción con el uso de un TACÓMETRO digital de contacto o de luz óptica. Se aplica para llevar un control de las velocidades de los motores, que nos permita saber si están trabajando de forma adecuada y conlleven a una operación continua, evitando así las consecuencias de paros innecesarios. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Mide velocidad en giro en RPM (Revoluciones por minuto) del eje del motor operando en vacio con el TACÓMETRO: • Con tacómetro de contacto: a) Coloque el acoplador convexo (cónico) o cóncavo

(túnel) que se adapte mejor a la aplicación en el eje del medidor.

b) Encienda el medidor. c) Use el botón UNITS para seleccionar RPM.

ELECTROTECNIA 283

ELECTRICIDAD BÁSICA d) Toque el aditamento al eje en movimiento:

- Acerque el tacómetro cuidadosamente hacia el eje. - Mantenga el tacómetro linealmente con el eje. - Junte el tacómetro al eje y aplique una ligera presión al contacto. - Separe el tacómetro del eje en movimiento.

e) Realice la lectura. Anote en el siguiente cuadro la medida realizada.

SEGURIDAD. Sostenga el medidor firmemente al tocar el aditamento al eje en movimiento. Mantenga los dedos detrás de la guarda mano al tomar medidas. En todo momento mantenga su vista y atención en la medición. No intente registrar medidas mientras que sostiene el medidor contra el objeto en movimiento. (Leer la sección Retención de datos del manual). • Con tacómetro óptico: a) Aplique un trozo cuadrado (1/4") de cinta reflectiva a la

superficie del eje del motor. Ver dibujo. b) Deje que el eje a prueba gire a velocidad normal. c) Encienda el medidor. d) Acerque el medidor a una distancia entre 5 a

30 cm del eje. e) Apunte el sensor del tacómetro hacia la cinta

reflectiva.

NOTA. Para mejores resultados mantenga el sensor perpendicular a la cinta reflejante. f) Realice la lectura. g) Anote en el siguiente cuadro la medida realizada.

ELECTROTECNIA 284

ELECTRICIDAD BÁSICA

N°

12345 Wincha métrica - 15m.

Martillo.

Medir resist. de dispersión de dos pozos a tierra en concreto.

HOJA:1/1ELECTRICISTA INDUSTRIAL

REALIZA MEDICIÓN DE RESISTENCIA DE TIERRAHT : 20

DENOMINACIÓN

MATERIALES / HERRAMIENTAS / MÁQUINAS

Realizar esquema de medición de resist. de tierra a 3 hilos.Medir resist. de dispersión de un pozo a tierra en jardin.

TIEMPO: 5 horas

ORDEN DE EJECUCIÓN

Telurómetro de 3 hilos.Alicate corte diagonal de 6".Alicate de puntas semiredondas de 6".Medir resist. de dispersión de un pozo a tierra en concreto.3 Placas de cobre o rejillas.Medir resist. de dispersión de dos pozos a tierra en jardin.

Un pozo de puesta atierra Dos pozos de puesta a tiera en paralelo

ELECTROTECNIA 285

ELECTRICIDAD BÁSICA 20.1. REALIZAR ESQUEMA DE MEDICIÓN DE RESISTENCIA DE TIERRA A

3 HILOS. Es hacer e interpretar el esquema de medición de la resistencia de dispersión de un pozo de puesta a tierra, dibujando claramente las conexiones de los tres cables de prueba del Telurómetro hacia el suelo del pozo. Se aplica para la esquematización del circuito de medición con el método apropiado según las normas (Método de la caída de potencial) para obtener la resistencia de un pozo de puesta a tierra con Telurómetro a tres hilos. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Realice el esquema de medición de resistencia de tierra mediante el TELURÓMETRO de tres hilos (Método de la caída de potencial): a) Interprete cada figura utilizada en el esquema. b) Interprete terminales de conexión E, P y C. c) Interprete la conexión de los cables de prueba por colores. d) Realice el esquema. 20.2. MEDIR RESISTENCIA DE DISPERSIÓN DE UN POZO A TIERRA EN

JARDÍN. Es medir la resistencia de dispersión de un pozo de puesta a tierra en jardín conectando adecuadamente los cables de prueba del Telurómetro hacia los electrodos enterrados en el jardín del pozo.

ELECTROTECNIA 286

ELECTRICIDAD BÁSICA Se mide la resistencia de un pozo de puesta a tierra ubicado en jardín en una instalación domestica e industrial para probar el correcto funcionamiento del pozo, obteniendo valores que no excedan de lo dispuesto por la normas. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Prepare el pozo para la medición de resistencia de dispersión: a) Quite la tapa de registro. b) Desconecte el cable de conexión que está sujeto mediante un perno de

sujeción al electrodo de tierra vertical. c) Limpie la superficie de contacto del electrodo. PRECAUCIÓN: Temporalmente conecte el cable de conexión a una varilla conductora enterrado a un costado del pozo por seguridad. 2do. Paso. Instale el circuito de medición: a) Conecte los cables de prueba al medidor

(EXTECH) como sigue: - Cable verde a la terminal 'E'. - Cable amarillo a la terminal 'P'. - Cable rojo a la terminal 'C'.

b) Ubique los electrodos de prueba (Picas) en el

suelo (Jardín): - Elija una dirección radial desde el electrodo de tierra (Varilla). - Inserte las picas en la dirección elegida a las siguientes distancias:

• Primera pica (C2) a 10 m de la varilla (C1). • Segunda pica (P2) a 5 m de la varilla (A la mitad de C1-C2).

ELECTROTECNIA 287

ELECTRICIDAD BÁSICA c) Conecte las abrazaderas de los cables de prueba a los electrodos de

prueba y electrodo de tierra como se muestra en el gráfico.

ESQUEMA DE MEDICIÓN

d) Descarte presencia de tensión con el instrumento:

- Fije el conmutador de funciones del medidor a la posición VCA. - Presione la tecla «PUSH-ON» para realizar una única prueba

momentánea. - También, puede presionar las teclas «PUSH-ON» y «TIMER ON»

simultáneamente para iniciar una prueba de 3 minutos. (La prueba de 3 minutos se apaga automáticamente después de 3 minutos).

ELECTROTECNIA 288

ELECTRICIDAD BÁSICA

- Note que el LED de estado de prueba del panel frontal se iluminará si la prueba funciona correctamente.

- Si el LED no se ilumina revise la existencia de problemas como circuitos abiertos o condiciones de sobrecarga.

- Realice la lectura. - Presione la tecla «Timer OFF» para terminar una prueba automática en

cualquier momento.(Para la prueba de 3 minutos). - Confirme que la medida de tensión sea menor a 10 V AC; ya que de otra

manera no se pueden tomar lecturas precisas de la resistencia de tierra física. Si hay voltaje presente (mayor a 10 VCA), deberá encontrar la fuente del voltaje y corregir antes de continuar con la prueba.

3er° Paso. Mide resistencia de dispersión (Rt) con TELURÓMETRO de 3 hilos: a) Fije el selector de función en la posición Ω y fije el conmutador de escala de

resistencia en la escala apropiada. b) Presione la tecla «PUSH-ON» para realizar una prueba única momentánea. c) También, puede presionar las teclas «PUSH-ON» y «TIMER ON»

simultáneamente para iniciar una prueba de 3 minutos. (La prueba de 3 minutos se apaga automáticamente después de 3 minutos)

d) Realice la lectura. e) Presione la tecla «Timer OFF» para terminar una prueba automática en

cualquier momento.(Para la prueba de 3 minutos)

OBSERVACIÓN. Note que el LED de estado de prueba del panel frontal se iluminará si la prueba funciona correctamente. Si el LED no se ilumina revise la existencia de problemas como circuitos abiertos o condiciones de sobrecarga.

f) Puede repetir las medición moviendo las picas en la misma dirección,

alejándose cada vez más y manteniendo equidistancia, ejemplo: - Alejando la pica de tensión (P2) 1 m desde el punto anterior. - Alejando la pica de corriente (C2) 2 m desde el punto anterior.

OBSERVACIÓN. Si detecta alta resistencia, note el valor y tome los pasos apropiados para corregir la conexión a tierra si es necesario. (Falso contacto o suciedad entre las abrazaderas con los electrodos) Se recomienda echar agua en las picas enterradas para mejorar el contacto eléctrico con el suelo.

ELECTROTECNIA 289

ELECTRICIDAD BÁSICA Las lecturas de “1” Ω son típicas cuando los cables de prueba no están conectados al medidor. g) Anote en el siguiente cuadro las medidas realizadas.

h) De las mediciones realizadas saque el promedio para obtener la resistencia

de dispersión buscada y anote en el siguiente cuadro: OBSERVACIÓN. Se recomienda hacer más de una medición y obtener el promedio. Si observa que las mediciones obtenidas varían en más del 10%, busque otra dirección para enterrar las picas y hacer nuevas mediciones. 20.3. OPERACIÓN: MEDIR RESISTENCIA DE DISPERSIÓN DE UN POZO A

TIERRA EN CONCRETO. Es medir la resistencia de dispersión de un pozo de puesta a tierra en concreto conectando adecuadamente los cables de prueba del Telurómetro hacia los electrodos ubicados sobre el suelo de concreto del pozo. Se mide la resistencia de un pozo de puesta a tierra en presencia de concreto en un instalación domestica e industrial para probar el correcto funcionamiento del pozo, obteniendo valores que no excedan de lo dispuesto por la normas.

ELECTROTECNIA 290

ELECTRICIDAD BÁSICA PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Instale el circuito de medición: a) Prepare el pozo para la medición de resistencia de dispersión. b) Conecte los cables de prueba al medidor (EXTECH). c) Ubique los electrodos de prueba en el suelo:

- Utilice placas de cobre o rejillas metálicas para reemplazar a los electrodos de prueba tipo varilla (Picas).

- Use placas de cobre de 30x30 cm y espesor de 3,8 cm. - Ubique una dirección radial desde el electrodo de tierra (Varilla). - Coloque las placas en la dirección elegida a las siguientes distancias:

• Primera placa (C2) a 10 m de la varilla (C1). • Segunda placa (P2) a 5 m de la varilla (A la mitad de C1-C2).

- Verter agua sobre las placas y remojar el sitio donde se ubican las placas para mejorar el contacto con el suelo.

d) Conecte las abrazaderas de los cables de prueba a las placas como se

muestra en el gráfico. e) Descarte presencia de tensión con el instrumento.

ESQUEMA DE MEDICIÓN

ELECTROTECNIA 291

ELECTRICIDAD BÁSICA

2° Paso Mide resistencia de dispersión (Rt) con TELURÓMETRO de 3 hilos: 20.4. OPERACIÓN: MEDIR RESISTENCIA DE DISPERSIÓN DE DOS POZOS

A TIERRA EN JARDÍN. Es medir la resistencia de dispersión de dos pozos de puesta a tierra en jardín conectando adecuadamente los cables de prueba del Telurómetro hacia los electrodos enterrados en el jardín de los pozos. Se mide la resistencia de dos pozos de puesta a tierra ubicados en jardín en una instalación domestica e industrial para probar el correcto funcionamiento de los pozos, obteniendo valores que no excedan de lo dispuesto por la normas PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er Paso. Instale el circuito de medición: a) Prepare los pozos para la medición de resistencia de dispersión. b) Conecte los cables de prueba al medidor (EXTECH). c) Ubique los electrodos de prueba (Picas) en el suelo (Jardín):

- Elija una dirección radial desde el electrodo de tierra a conectarse. - Inserte las picas en la dirección elegida a las siguientes distancias:

ELECTROTECNIA 292

ELECTRICIDAD BÁSICA

• Primera pica (C2) a 10 m de la varilla (C1). • Segunda pica (P2) a 5 m de la varilla (A la mitad de C1-C2).

d) Conecte las abrazaderas de los cables de prueba a las picas como se muestra en el gráfico.

e) Descarte presencia de tensión con el instrumento. NOTA. Puede comenzar midiendo a cualquier distancia entre las picas d=6 m, d=7 m, d=8 m…..etc.

ESQUEMA DE MEDICIÓN

2do. Paso. Mide resistencia de dispersión (Rt) con TELURÓMETRO de 3 hilos:

ELECTROTECNIA 293

ELECTRICIDAD BÁSICA 20.5. MEDIR RESISTENCIA DE DISPERSIÓN DE DOS POZOS A TIERRA EN

CONCRETO. Es medir la resistencia de dispersión de dos pozos de puesta a tierra en concreto conectando adecuadamente los cables de prueba del Telurómetro hacia los electrodos ubicados sobre el suelo de concreto de los pozos. Se mide la resistencia de dos pozos a tierra en presencia de concreto en una instalación domestica e industrial para probar el correcto funcionamiento de los pozos, obteniendo valores que no excedan de lo dispuesto por la normas. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Instale el circuito de medición: a) Prepare los pozos para la medición de resistencia de dispersión. b) Conecte los cables de prueba al medidor (EXTECH). c) Ubique los electrodos de prueba en el suelo:

- Use las placas de cobre (o rejillas metálicas) como electrodos de prueba. - Ubique una dirección radial desde el electrodo de tierra (Varilla). - Coloque las placas en la dirección elegida a las siguientes distancias:

• Primera placa (C2) a 10 m de la varilla (C1). • Segunda placa (P2) a 5 m de la varilla (A la mitad de C1-C2).

- Verter agua sobre las placas y remojar el sitio donde se ubican las placas para mejorar el contacto con el suelo.

d) Conecte las abrazaderas de los cables de prueba a las placas como se muestra en el gráfico.

e) Descarte presencia de tensión con el instrumento.

ELECTROTECNIA 294

ELECTRICIDAD BÁSICA

ESQUEMA DE MEDICIÓN

2do. Paso. Mide resistencia de dispersión (Rt) con TELURÓMETRO de 3 hilos:

ELECTROTECNIA 295

ELECTRICIDAD BÁSICA

N°

1234

Wincha métrica - 15m.Llave inglesa.

HOJA:1/1ELECTRICISTA INDUSTRIAL

ORDEN DE EJECUCIÓN

Martillo.

4 Placas de cobre o rejillas.

REALIZA MEDICIÓN DE RESISTIVIDAD DEL TERRENOHT : 21

DENOMINACIÓN

MATERIALES / HERRAMIENTAS / MÁQUINAS

Realizar esquema de med. de resistividad del terreno a 4 hilos.Medir resistividad del terreno en tierra de chacra.

TIEMPO: 5 horas

Medir resistividad del terreno en arenal.

Telurómetro de 4 hilos.Alicate corte diagonal de 6".Alicate de puntas semiredondas de 6".Medir resistividad del terreno en pedegroso.

Terreno de chacra Terreno pedregoso

ELECTROTECNIA 296

ELECTRICIDAD BÁSICA 21.1. REALIZAR ESQUEMA DE MEDICIÓN DE RESISTIVIDAD DEL

TERRENO A 4 HILOS. Es hacer e interpretar el esquema de medición de la resistividad de un terreno, dibujando claramente las conexiones de los cuatro cables de prueba del Telurómetro hacia el terreno a prueba. Se aplica para la esquematización del circuito de medición con el método apropiado según las normas (Método Wenner) para obtener la resistividad de un terreno con Telurómetro a cuatro hilos. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Realice el esquema de medición de resistividad de tierra mediante el TELURÓMETRO de cuatro hilos (Método Wenner): a) Interprete cada figura utilizada en el esquema. b) Interprete terminales de conexión E, ES, S y H. c) Interprete denominación C1, P1, P2 y C2 para cada electrodo

respectivamente. d) Interprete la conexión de los cables de prueba. e) Realice el esquema.

ELECTROTECNIA 297

ELECTRICIDAD BÁSICA 21.2. OPERACIÓN: MEDIR RESISTIVIDAD DEL TERRENO EN TIERRA DE

CHACRA. Es medir la resistividad del terreno en tierra de chacra conectando adecuadamente los cables de prueba del Telurómetro hacia los electrodos enterrados a igual distancia y en línea recta en el suelo. Se mide la resistividad de un terreno de chacra para conocer su capacidad en conducir la corriente eléctrica y de esta manera elegir la ubicación, la forma, el presupuesto, para la construcción de las tomas de tierra.

PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Prepare el terreno de chacra para la medición de la resistividad: a) Realizar una inspección visual del área para identificar obstáculos

inmediatos o previsibles. b) Ubicar un espacio apropiado para realizar mediciones en direcciones

perpendiculares en lo posible (Perfiles).

ELECTROTECNIA 298

ELECTRICIDAD BÁSICA 2do. Paso. Instale el circuito de medición: a) Conecte los cables de prueba al medidor. b) Ubique los electrodos de prueba (Picas) en el suelo:

- Elija una dirección recta en el suelo. - Inserte las picas equidistantemente en la dirección elegida:

• Profundidad de la picas igual a 10 cm. (h = 10 cm.). • Distancia entre picas igual a 2 m. (a = 2 m.)

NOTA. Tener presente para el método de medición WENNER, los electrodos dispuestos en línea recta a la misma distancia entre ellos deben ser enterrados a una profundidad menor o igual al 5% del espaciamiento de los electrodos, en otras palabras: a ≥ 20h. c) Conecte las abrazaderas de los cables de prueba a los electrodos de prueba

como se muestra en el gráfico.

NOTA. El siguiente procedimiento es genérico y funcionará con todos los medidores. El manual del medidor debe ser consultado para detalles operacionales.

ELECTROTECNIA 299

ELECTRICIDAD BÁSICA 3er. Paso. Mide resistividad del terreno con TELURÓMETRO de 4 hilos: a) Presiona el botón de prueba y lee el indicador digital. b) Realice la lectura. c) Reemplace el valor de la lectura en Ω en la siguiente expresión para pasarlo

a resistividad: Donde: ρ = Resistividad del terreno en Ωm. π = 3,1416... a = Distancia de separación entre los electrodos en m. R = Valor de resistencia obtenida de la lectura en Ω.

d) Repita la prueba para 3 mediciones en cada dirección escogida como mínimo, variando la distancia entre los electrodos. (a = 2, a = 4 y a = 6 m)

OBSERVACIÓN. Si la lectura no es estable o exhibe una indicación del error, comprobar las conexiones con minuciosidad. Para algunos medidores, los ajustes de la GAMA y la PRUEBA DE CORRIENTE pueden ser cambiados hasta que se alcance una combinación que proporciona una lectura estable sin indicaciones de error. También, un modo eficaz de disminuir la resistencia del electrodo a la tierra es vertiendo agua alrededor de él. e) Anote en el siguiente cuadro las medidas realizadas:

ELECTROTECNIA 300

ELECTRICIDAD BÁSICA f) De las mediciones de resistividad obtenidas para cada perfil, saque el

promedio para cada espaciamiento “a” completando el siguiente cuadro: 21.3. MEDIR RESISTIVIDAD DEL TERRENO EN PEDREGOSO. Es medir la resistividad de un terreno pedregoso, conectando adecuadamente los cables de prueba del Telurómetro hacia los electrodos enterrados a igual distancia y en línea recta en el suelo previamente mojado. Se mide la resistividad de un terreno pedregoso para conocer su capacidad en conducir la corriente eléctrica y de esta manera elegir la ubicación, la forma, el presupuesto, para la construcción de las tomas de tierra. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Prepare el terreno pedregoso para la medición de la resistividad: a) Realizar una inspección visual del área para identificar obstáculos

inmediatos o previsibles. b) Moje el terreno con suficiente agua para que se humedezca.

ELECTROTECNIA 301

ELECTRICIDAD BÁSICA c) Ubicar un espacio apropiado para realizar mediciones en direcciones

perpendiculares en lo posible (Perfiles). 2do. Paso. Instale el circuito de medición: a) Conecte los cables de prueba al medidor. b) Ubique los electrodos de prueba (Picas) en el suelo:

- Elija una dirección recta en el suelo. - Inserte las picas equidistantemente en la dirección elegida:

• Profundidad de la picas igual a 10 cm. (h = 10 cm.). • Distancia entre picas igual a 2 m. (a = 2 m).

c) Conecte las abrazaderas de los cables de prueba a los electrodos de prueba como se muestra en el gráfico.

ESQUEMA DE MEDICIÓN 3er. Paso. Mide resistividad del terreno con TELURÓMETRO de 4 hilos: a) Presiona el botón de prueba y lee el indicador digital. b) Realice la lectura. c) Reemplace el valor de la lectura en Ω en la siguiente expresión para pasarlo

a resistividad:

d) Repita la prueba para 3 mediciones en cada dirección escogida como

mínimo, variando la distancia entre los electrodos. (a = 2, a = 4 y a = 6 m) e) Anote en el siguiente cuadro las medidas realizadas:

ELECTROTECNIA 302

ELECTRICIDAD BÁSICA f) De las mediciones de resistividad obtenidas para cada perfil, saque el

promedio para cada espaciamiento “a” completando el siguiente cuadro: 21.4. MEDIR RESISTIVIDAD DEL TERRENO EN ARENAL. Es medir la resistividad en un terreno de arenal, conectando adecuadamente los cables de prueba del Telurómetro hacia los electrodos enterrados a igual distancia y en línea recta en el suelo previamente mojado. Se mide la resistividad de un terreno de arenal para conocer su capacidad en conducir la corriente eléctrica y de esta manera elegir la ubicación, la forma, el presupuesto, para la construcción de las tomas de tierra.

ELECTROTECNIA 303

ELECTRICIDAD BÁSICA PROCESO DE EJECUCIÓN: 1er. Paso. Prepare el terreno arenoso para la medición de la resistividad: a) Realizar una inspección visual del área para identificar obstáculos

inmediatos o previsibles. b) Moje el terreno con suficiente agua para que se humedezca. c) Ubicar un espacio apropiado para realizar mediciones en direcciones

perpendiculares en lo posible (Perfiles). 2do. Paso. Instale el circuito de medición: a) Conecte los cables de prueba al medidor. b) Ubique los electrodos de prueba (Picas) en el suelo:

- Elija una dirección recta en el suelo. - Inserte las picas equidistantemente en la dirección elegida:

• Profundidad de la picas igual a 10 cm. (h = 10 cm.). • Distancia entre picas igual a 2 m. (a = 2 m.).

c) Conecte las abrazaderas de los cables de prueba a los electrodos de prueba como se muestra en el gráfico.

ESQUEMA DE MEDICIÓN

3er. Paso. Mide resistividad del terreno con TELURÓMETRO de 4 hilos: a) Presiona el botón de prueba y lee el indicador digital. b) Realice la lectura. c) Reemplace el valor de la lectura en Ω en la siguiente expresión para pasarlo

a resistividad:

ELECTROTECNIA 304

ELECTRICIDAD BÁSICA

d) Repita la prueba para 3 mediciones en cada dirección escogida como

mínimo, variando la distancia entre los electrodos. (a = 2, a = 4 y a = 6 m) e) Anote en el siguiente cuadro las medidas realizadas:

f) De las mediciones de resistividad obtenidas para cada perfil, saque el

promedio para cada espaciamiento “a” completando el siguiente cuadro:

ELECTROTECNIA 305

ELECTRICIDAD BÁSICA

ELECTROTECNIA 306

PROPIEDAD INTELECTUAL DEL SENATI PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN Y VENTA

SIN LA AUTORIZACIÓN CORRESPONDIENTE DISEÑO ESPECIAL PARA CARELEC

Edición JUNIO 2014