UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLAN INGENIERIA MECANICA ELECTRICA INSTALACIONES ELECTRICAS INDUSTRIALES LEGORRETA DIMAS OSCAR ANTONIO GRUPO: 2901

AWGEl estndar AWG (American Wire Gauge) fue desarrollado en el ao de 1855 por J. R. Brown [3]. Pero no fue hasta el ao de 1857 que fue proyectado en Norteamrica y fue conocido como Brown and Sharpe Gauge (B&SG) [1]. Este estndar tiene en comn con los dems estndares que el nmero de calibre representa las sucesivas etapas en el proceso de estirado, esto quiere decir que entre mayor sea el calibre, el dimetro del conductor es menor. El AWG se populariz debido a que el dimetro para los diferentes calibres, es designado mediante una relacin matemtica. Dicha relacin consiste en una progresin geomtrica, que relaciona el dimetro de dos conductores base, mediante el nmero de divisiones intermedias [4]. En Mxico se adopt el estndar AWG debido a la estrecha relacin econmica con Estados Unidos de Norteamrica. Es por tal razn que actualmente en el mercado se comercializan los conductores en base a su calibre AWG, adems de que las Normas Oficiales Mexicanas contemplan dentro de sus pginas el uso de este estndar [5].Progresin geomtricaLa progresin geomtrica que propuso Brown, para el clculo de los diferentes calibres, est en funcin de dos calibres base, que son:el calibre 4/0 AWG el cual tiene un dimetro de 0.46 in y el calibre 36 AWG con un dimetro de 0.005 in. Si se enumeran los calibres que existen entre las dos cotas, se encuentra que son 39. Es por tal razn que la relacin matemtica que relaciona un calibre con su subsecuente, se define de la siguiente manera:

Entonces, si se desea encontrar el valor del dimetro del alambre calibre 28 AWG, es necesario primeramente establecer cuantos pasos existen entre ambos calibres, para este caso 36-28=8.este nmero de pasos indica cuantas veces tiene que ser aplicado el factor de la ecuacin. Por lo tanto el dimetro del calibre 28 AWG es igual a:

Con base en el ejemplo anterior y realizando el manejo de exponentes, se establece la siguiente ecuacin:

n= es el calibre del conductor dadoLa cual, es sencilla de aplicar y permite encontrar el dimetro de un conductor solido en base a un calibre dado, el resultado que arroja esta ecuacin es conocido como dimetro nominal.Cabe mencionar que el estndar AWG maneja calibres menores al 1 AWG (1/0,2/0,3/0,4/0); para los cuales n est dada por la relacin n=I-m en donde m es igual al nmero de ceros.Problemtica actualEn la actualidad, las cantidades de energa que demandan algunos equipos llegan a ser muy grandes; es por tal razn, que los fabricantes han ido diseando calibres de conductores mucho mayores. Pero conforme la seccin transversal de un calibre aumenta existen algunos otros problemas, como: las prdidas por induccin, corrientes de Eddy, resistencia mecnica y problemas de instalacin. La mayora de los problemas, eran causados debido al uso de monoconductores slidos o alambres. La solucin tecnolgica fue la fabricacin de multiconductores trenzados o cables.Se puede apreciar en la Figura 1 cmo los multiconductores, aun cuando poseen la misma rea efectiva de conduccin que los monoconductores, ocupan una mayor superficie debido al espacio que existe entre cada uno de los hilos del conductor. Debido a estos espacios, se tiene problemas al seleccionar la canalizacin mnima adecuada y el mximo volumen ocupado en los registros o cajas conectoras.Estos errores dan pie a proponer una mejor manera de calcular, de forma sencilla, el rea de seccin transversal real de un conductor. La relacin (3) es usada para llevar acabo clculos pero los resultados no son del todo certeros para estos casos.

Dimensiones realesLas dimensiones del rea transversal real de los conductores que se muestran en [5], adems de ser las dimensiones normadas, coinciden con una gran cantidad de catlogos de fabricantes. La Figura 1 muestra el rea transversal nominal y el rea real de los conductores segn su calibre AWG; despreciando para este caso la capa aislante que poseen los conductores, puesto que su aumento en grosor es irregular y vara de material en material. Las diferencias entre las reas nominales, que son calculadas mediante la expresin (3), y las reas reales, son debidas a diferentes fenmenos, como: trenzado de los hilos, el reacomodo natural de los conductores y por ltimo al espesor y tipo de material aislante utilizado, el cual vara dependiendo del tipo y uso del conductor.KcmilLos conductores, tambin conocidos como cables, cables o buses conducen la electricidad de un punto a otro. Este curso discute la diferencia entre conductores rgidos y flexibles, y las convenciones de tamao (milmetros circulares, KCMIL y AWG) usados para describirlos. Como los nombres que implica, conductores slidos estn compuestos de una sola pieza slida de alambre, mientras que conductores trenzados se componen de varios hilos ms pequeos de alambre slido. Los trminos mils circulares, KCMIL, y AWG (American Wire Gage) no son tan obvias y muchas veces requieren ms explicaciones.Comenzaremos nuestra discusin con el concepto de mils circulares en la siguiente seccin. Con respecto a las frmulas y clculos en este documento, vamos a utilizar el asterisco (*) para la multiplicacin y la barra (/) para la divisin. Los nmeros expresados en notacin cientfica se presentarn en el formato . Dado que vamos a discutir dimetro (d), en lugar de radio (r), en este documento, la expresin coloquial para el rea de un crculo se mostrar como , en lugar de Un mil es una longitud, distancia, o dimetro que es igual a 1 / 1.000 de pulgada (una pulgada milli). Un mil circular es una unidad de rea de seccin transversal que es igual al rea de un crculo que es uno mil (0,001 pulgadas) de dimetro. Un mil circular o C.M. es por lo tanto igual a * (0.001) 2 / 4 = 7,85 x 7.10 centmetros cuadrados. La ventaja de usar las unidades llamadas mils circulares es que la seccin transversal rea de un conductor slido es el dimetro de ese conductor al cuadrado. Por ejemplo, un conductor con un dimetro de 0,0808 pulgadas (80,8 mils) tiene un rea circular de mil (80.8) 2 o 6529 mils circulares. Volver a verificar esto, mira la Tabla 2 en la fila de 12 AWG. el alambre dimetros mostrados en la Tabla 2 son para la metlico desnudo (aluminio o cobre) de un conductor y se dan en milsimas de pulgada. Las zonas de cable que se muestran en la Tabla 2 son tambin para la parte desnuda del conductor y se dan en mils circulares, que es simplemente el dimetro slido en milsimas de pulgada al cuadrado.Para otro ejemplo, un slido 10 AWG conductor tiene un dimetro de 101,9 milsimas de pulgada (0,1019 pulgadas) y un rea calculada de (101.9) 2 = 10,383.6 mils circulares.

InterruptoresICFT (Interruptor de circuito con fuga a tierra)Interruptores de circuito de fuga a tierra, ms comnmente conocidos como interruptores de circuito de falla a tierra (GFCI), son un dispositivo de seguridad para proteger contra descargas elctricas. La Consumer Product Safety Commission de EE.UU. estima que dos tercios de las electrocuciones domsticos que ocurren cada ao podran evitarse mediante el uso de los GFCI. Esta proteccin es barata y se puede adaptar a cualquier circuito elctrico existente.El interruptor de circuito muestrea continuamente el flujo de electricidad a travs de un circuito. Si la cantidad de corriente que se introduce en un circuito de repente difiere de la cantidad de regresar, como en el caso de fugas de corriente a tierra a travs del cuerpo de una persona o de algunos otros cortocircuitos peligrosos, el interruptor interrumpe instantneamente la potencia. Esta accin tiene lugar generalmente lo suficientemente rpido como para evitar una muerte por electrocucin o quemaduras graves.La mayora de las salidas de CA al aire libre se recomiendan para la proteccin GFCI. Estos incluyen salidas de patio, garajes, luces de piscina y equipos de hidromasaje. Aplicaciones interiores incluyen todos los medios de cuarto de bao, cocina, recipientes y cualquier receptculo en los espacios de arrastre, ticos y stanos sin terminar.

Interruptor de circuito por falla de arcoLos interruptores de circuito por falla de arco son tipos especiales de receptculos elctricos o tomacorrientes y cortacircuitos diseados a detectar y responder a los arcos elctricos potencialmente peligrosos en el cableado de bifurcacin en las casas. Cmo funcionan?Los AFCI funcionan por supervisar la onda elctrica y puntualmente abrir (interrumpir) el circuito que ellos atienden si ellos detectan cambios en el diseo de la onda que son caractersticas de un arco peligroso. Ellos tambin deben de ser capaces de diferenciar los arcos seguros y normales, tal como aquellos creados cuando un interruptor es encendido o un enchufe es jalado de un receptculo, de los arcos que pueden causar incendios. Un AFCI puede detectar, reconocer, y responder a los cambios muy pequeos en un diseo de la onda.

En dnde se forman los arcos?Los arcos se pueden formar en donde hay alambres incorrectamente instalados o cuando el aislamiento es daado. En las casas viejas, el aislamiento de alambre suele a cristalizar con los aos, hacindose quebradizo y fcil de romper y astillar. Un aislamiento daado expone el alambre que carga el corriente a sus alrededores, aumentando las casualidades de la aparicin de un arco. Las situaciones en que los arcos pueden ser creados: Los cables elctricos daados por las aspiradoras o atrapados debajo de los muebles o puertas; El dao al aislamiento de alambre por los clavos o tornillos clavados a travs de las paredes; Los cables de aparatos domsticos daados por el calor, envejecimiento natural, vueltas, impacto o sobre-extensin; Lquido vertido; y conexiones flojas en tomacorrientes, interruptores y lmparas.Los interruptores por deteccin de prdidas de corriente (IDPC)Son dispositivos de proteccin que evitan incendios por daos de los cables de alimentacin. Actualmente se incorporan al gabinete del contacto de los acondicionadores de aire. Si el cable se daa, el IDPC detecta la anormalidad y corta la energa de inmediato.La tecnologa de los IDPC tambin se encuentra disponible en ciertos cables de energa y tomacorrientes mltiples.

Interruptores de circuito de deteccin de inmersin (ICDI) La causa principal de electrocuciones en los hogares se debe a los aparatos electrodomsticos que caen en el agua. Estos accidentes no son originarios, por lo tanto, por aparatos defectuosos. Por ejemplo: puede resultar un choque severo, el cual con frecuencia es fatal si un secador de cabello se deja caer en una tina de bao llena de agua, ocupada por una persona. Ms de 100 muertes ocurren en estados unidos cada ao como resultado de tales accidentes. Un dispositivo relativamente nuevo que puede evitarlos, ms pequeos y menos caros que un interruptor de falla a tierra es el ICDI, este dispositivo se puede construir directamente en la clavija de enchufe de los aparatos electrodomsticos como secadores de cabello entre otros en la siguiente figura se muestra un esquema de un interruptor de deteccin por inmersin

Interruptores de circuito por defecto de aislamiento del artefacto (ICDALa corriente de defecto se puede producir por un fallo de aislamiento, derivndose la corriente a travs de la toma de tierra. Si no existe toma de tierra, la corriente de defecto se puede producir por un contacto accidental de una persona con una masa conductora que haya quedado bajo tensin. Existen dos tipos de interruptores diferenciales, el interruptor modular para la colocacin de riel din y el rel diferencia asociado a un ncleo toroidal.Principio de funcionamiento del rel diferencial asociado a un ncleo toroidal En este caso el rel diferencial (1), en funcin de la intensidad diferencial medida por el ncleo toroidal (2), da la orden de apertura a un interruptor automtico (3), que, generalmente, tiene tambin la proteccin contra sobrecargas y cortocircuitos (4), y dispone de un disparador shunt o bobina de disparo a emisin (5) que es la que recibe la orden del rel diferencial.

Bibliografa

http://www.redalyc.org/pdf/944/94429298008.pdfhttp://www.pdhonline.org/courses/e275/e275content.pdfhttp://www.demseyelets.com/usos-de-los-interruptores-de-circuito-de-fuga-a-tierra/http://www.nachi.org/arc-fault-circuit-interrupters-spanish.htmhttp://electrica.mx/pdf/Electrica26.pdf