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REINICIAR- Programa de formación para la incorporación productiva

Publicación de la Fundación ELECTRICARIBE SOCIAL

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Apreciado alumno, Esta cartilla es el material de estudio base del programa REINICIAR de la Fundación ELECTRICARIBE SOCIAL, que ahora comienzas. Con este programa podemos asegurar, que REINICIAR es un proyecto con sentido, en donde las personas toman la decisión de asumir una oportunidad para iniciar un proceso de transformación en sus núcleos vitales, sumando las energías y compromisos públicos y privados, en el marco de una corresponsabilidad compartida. Tenemos a un grupo preparado para asumir nuevos retos de vida, con un REINICIAR en su forma de pensar y de identificar un nuevo rol en su entorno, pretendiendo mejorar su calificación técnica, humana y laboral para desarrollar su vocación de electricista con seguridad y con los estándares que el Reglamento de Instalaciones Eléctricas - RETIE- establece, para un uso eficiente y seguro de la energía eléctrica. Después de que reciba esta formación, sus opciones laborales serán mayores y, además, habrá aprendido a trabajar en las condiciones de seguridad necesarias. A esta formación se suma la oportunidad de tramitar la matrícula profesional a través del CONTE, Consejo Nacional de Técnicos electricistas, entidad avalada por el Ministerio de Minas y Energía para la certificación de estas matriculas. El nombre del programa que ahora comienza, REINICIAR, hace alusión a la transformación personal y profesional que se espera promover en los alumnos. Con la formación interdisciplinar de las áreas psicosocial, comunitaria y cognitiva, queremos ayudarle a insertarse en el mercado laboral, convirtiéndolo en un profesional apto para atender la demanda de personal calificado en instalaciones eléctricas domiciliarias, con conocimiento de la normativa legal de las medidas que garanticen la seguridad de las personas, de la vida humana, animal y vegetal y la preservación del medio ambiente. Les deseamos éxitos en su nuevo proyecto de vida. CLAUDIA PATRICIA RIOS Directora Fundación ELECTRICARIBE SOCIAL



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Tabla de contenido Página 1 Conceptos básicos 8 Corriente eléctrica 8

Tensión 10 Resistencia 12 2 Leyes eléctricas fundamentales 13

Ley Ohm 13 La ley de Watt 15 Relación entre la ley de Ohm y Watt

El magnetismo Clasificación de los imanes La retentividad magnética Polos de un imán Líneas magnéticas de un imán Métodos de imantación Permeabilidad y reluctancia

Bobinas Campo magnético alrededor de un conductor Inductancia

Autoinducción

15 15 16 17 17 19 20 22 24 24 28 31

3 Conductores 32 Alambres 32 Cables 32 Cordones 33 Cable pararelo o duplex 33 Encauchetado o con cubierta protectora 33 Coaxial 33 Cable polarizado 33 Telefónico 34 Clasificación de los conductores según RETIE 34 Aislamiento de conductores 35 Tabla 1 Aislante de los conductores y su uso (tomado de la tabla

3.10-13 de la NTC 2050) 36

Código de colores 38 Tabla 2 Tomada del RETIE 38 Calibre o sección de los conductores 39 Tabla No. 3 Requisitos para alambre de cobre suave adoptada de

NTC 359 (Tomado del RETIE). 39

Tabla No. 4 Requisitos para cable de cobre suave cableado clase A,B,C y D adoptado de NTC 307 (Tomado de RETIE).

40

Tabla No.5 Requisitos para Alambres y Cables aislados adoptadas de la NTC 1332 (Tomado del RETIE)

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Capacidad de corriente de los conductores 43 Tabla No. 6 Capacidades de corriente (A) permisibles para los

conductores aislados para tensión nominal de 0-2000 Voltios, 60oC a 90oC.

43

Empalmes entre alambres 44



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Unión Western 44 Unión toma sencilla 44 Unión cola de rata 44 Unión toma doble 45 Unión toma anudada 45 Unión toma doblada 45 Empalme entre cables 46 Unión para prolongación 46 Unión para derivación 46 Empalmes entre cables y alambres 48 Derivación entre conductores gruesos 48 Conexión final entre un cable y un alambre 48 4 Ductos y canalizaciones 49

Número de conductores que se pueden introducir en los tubos PVC

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Tabla 7 Tabla C9 de la NTC 2050, tomada del Manual de Instalaciones domesticas de Luis Flower Leiva

50

Diámetro y sección interna de los tubos PVC 50 Tabla 8 Tomada del Manual de Instalaciones domésticas de Luis

Flower Leiva 50

Tabla 9 Tomada del Manual de Instalaciones domésticas de Luis Flower Leiva

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Alambrada de ductos 51 Identificación de los conductores 52 Preparación de los conductores 52 Introducción de los conductores en la tuberías 53 Como fijar ductos empotrados 55 Regateado o canchado 55 5 Tipos de alumbrado más utilizado a nivel domiciliario 56 Lámparas incandescentes 56 Filamento 57 Ampolla 57 Casquillo 57 Tabla No. 10 Tomada del Manual de Instalaciones domésticas de

Luis Flower Leiva 57

Lámpara fluorescente 58 Clases de lámparas fluorescentes 59 Balasto 59 Arrancador o estarter 60 Porta fluorescentes y porta estárter 60 Tubos de encendido instantáneo 61 Montaje de lámpara fluorescente 61 Elementos que se requieren para el montaje 61 Resumen de los pasos para instalar la lámpara fluorescente 62 Anormalidades y soluciones en el funcionamiento de una

instalación fluorescente 62

Anormalidades en la lámpara Tabla No.11 64 Anormalidades en el arrancador y la reactancia Tabla No.12 62 Normas para instalaciones de luz fluorescente 70



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Justificación de este tipo de instalación 70 Conservación y mantenimiento 70 Instrucciones que el electricista instalador debe dar al usuario. 71 Resumen de los pasos para la instalación de la lámpara

fluorescente de 2x40 72

Lámpara fluorescente de encendido instantáneo 73 Materiales para instalación 73 Aparatos de maniobra 73 Funcionamiento 73

Clase de interruptores 74 Interruptor unipolar 74 Interruptores bipolares 74 Interruptores de dos o tres secciones 74 Pulsadores 75 Aparatos de conexión 76 Enchufe 76 Portalámpara 76 Tomacorrientes 77 Protección 77 Cortocircuito 77 Sobrecarga 78 Aparatos de protección 78 Los cortacircuitos 78 Clases de cortacircuitos y fusibles 78 Herramientas básicas 80 Alicates 80 Uso de los alicates 82 Destornillador 82 Uso de los destornilladores 82 Pelacable 83 Instrumentos de medición 83 6 Esquemas y planos eléctricos 84 Esquema eléctrico 84 Clases de esquemas 85 A. De realización 85 Esquema general de conexiones o montaje 85 Esquema de alambrado o unifilar 85 B. Explicativos 86 1. Esquemas de principio o de funcionamiento 86 2. Esquema de emplazamiento o arquitectónico 87 B. Plano arquitectónico 88 A. Como se construye 88 Esquema arquitectónico 92 Esquema de principio o funcionamiento 93 Esquema de montaje 93 B. Símbolos arquitectónicos 94 C. Símbolos eléctricos para planos arquitectónicos 98 Simbología 105



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7 Puesta a tierra 110 ¿Para qué sirve? 110 Orientaciones del RETIE para minimizar al máximo estos riesgos

es necesario realizar una puesta a tierra 111

Algunos Requisitos Generales Extraídos Del RETIE 113 8 Seguridad- riesgo eléctrico 114 Recomendaciones que se encuentran en el RETIE y que es

necesario tomarlas en cuenta para evitar los riesgos de tipo eléctrico para las personas y los seres vivos.

115

Normas técnicas 117 Planeación del trabajo 117 Reglas de oro 118 9 Transformadores. Generalidades 119 Principio del transformador 120 Rendimiento del transformador 121 Símbolos utilizados para representar el transformador 121 División general de los transformadores 122 Fuerza electromotriz inducida en los devanados del transformador 123 Relación entre las f.e.m. inducidas en los devanados y el número

de espiras 125

Relación entre las corrientes de los devanados y las espiras correspondientes.

126

Pérdidas que se producen en los transformadores 127 Métodos para medir las pérdidas en el núcleo de un transformador 129 Método para determinar las pérdidas en el cobre. 130 Escape de flujo o flujo disperso 130 Tipos de núcleos de transformadores 132 Polaridad de los transformadores 135 Método para determinar la polaridad de un transformador. 136 Importancia de la polaridad en los transformadores conectados en

paralelo 138

Instalación de alta confiabilidad para transformador de distribución 141 Recomendaciones para efectuar las instalaciones eléctricas

domiciliarias 142

Aislamiento para conductores 156 Carga conectada para diferentes aparatos electrodomésticos 158 Determinación del factor de demanda 160 Carga de diseño para diferentes aparatos eléctricos 161 Niveles de iluminación horizontal promedio(luxes) 162 Capacidades de corriente permisible en amperios de los

conductores de cobre aislados 164



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ÍNDICE DE FIGURAS

• Figura 1: Flujo de electrones(Corriente Eléctrica) • Figura 2: Medición de corriente(Amperímetro) • Figura 3: Alambre • Figura 4: Cable • Figura 5: Cordones • Figura 6: Cable paralelo o duplex • Figura 7: Unión Western • Figura 8: Unión Toma Sencilla • Figura 9: Unión Cola de rata • Figura 10: Unión Toma doble • Figura 11: Unión Toma Anudada • Figura 12: Unión Toma Doblada • Figura 13: Unión para prolongación (Cables gruesos) • Figura 14: Unión para prolongación (Cables delgados) • Figura 15: Unión para derivación ( Cables gruesos) • Figura 16,17 y 18: Unión para derivación ( Cables delgados) • Figura 19: Derivación entre cables y alambres • Figura 20: Conexión final entre un cable y un alambre • Figura 21: Identificación de conductores • Figura 22: Regateado o canchado • Figura 23: Casquillo de lámpara incandescente • Figura 24: Lámpara fluorescente • Figura 25: Montaje de lámpara fluorescente “TULAMP” 2x20 • Figura 26: Montaje de Lámpara fluorescente 2x40 • Figura 27: Interruptor sencillo • Figura 28: Interruptor triple • Figura 29: Pulsador • Figura 30: Interruptor de cuchillas • Figura 31: Toma corriente doble • Figura 32: Cortocircuito • Figura 33: Interruptores Automáticos o Tacos • Figura 34: Alicate de electricista o de uso general • Figura 35: Alicate de puntas redondas • Figura 36: Alicate de puntas dobladas • Figura 37: Alicate de corte diagonal ( Cortafríos) • Figura 38: Destornillador • Figura 39: Destornillador probador de fase • Figura 40: Pelacable • Figura 41: Pinza voltiamperimetrica y Megger • Figura 42: Esquema multifilar • Figura 43: Puesta a tierra OTRAS FIGURAS • Figura relacionada con el titulo alambrado de ductos • Figura relacionada con el titulo lámparas incandescentes • Figura relacionada con el subtema arranque o estárter 41 • Figura relacionada con el subtema esquema unificar 69



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Conductor -

-- -

- -

- --

Corriente Eléctrica

-

- --

---

- - - -

CONCEPTOS BÁSICOS También puede decirse que es la variable de flujo. La velocidad de flujo de una carga a través de un conductor es una medida de la corriente presente en el conductor. Las cargas en movimiento son, los electrones relativamente libres encontrados en conductores como: cobre, aluminio, oro, entre otros.

Fig. Nº1 Flujo de electrones El término libres, simplemente revela que los electrones están débilmente vinculados a su átomo y que se pueden mover en una dirección particular mediante la aplicación de una fuente de energía externa como una batería de corriente continua. El que cada vez se esté utilizando en mayor grado la energía eléctrica a nivel domiciliario, ha incrementado la posibilidad de accidentes por contacto con elementos energizados. De ahí que, el Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas de Colombia (RETIE) es exigente en cuanto a la normalización y reglamentación del uso de la energía eléctrica, con el fin de crear conciencia sobre los riesgos de un choque eléctrico que su uso conlleva. El RETIE tiene los siguientes apartes acerca de la importancia del buen uso, la operación adecuada y los efectos de la corriente eléctrica:

“ Que el objetivo de un Reglamento Técnico es garantizar la seguridad nacional, la protección de la salud o seguridad humana, de la vida o salud animal o vegetal o del medio ambiente y la prevención de prácticas que puedan inducir a error a los consumidores. En consecuencia el RETIE establece medidas que garantizan la seguridad de las personas, de la vida humana, animal y vegetal y la preservación del medio ambiente, previniendo, minimizando o eliminando riesgos de origen eléctrico. Que la Honorable Corte Constitucional ha expresado que una falla en el servicio de electricidad puede significar no sólo privar a un ciudadano de un servicio básico, sino posiblemente la producción de un daño que puede ser grave e irreparable, personal o patrimonial. Así mismo ha

AMPERIO (A): es el paso de un columbio (6.28X1018

electrones) en un segundo, a través de un conductor.

• CORRIENTE ELÉCTRICA: conocida también como amperaje o intensidad (I), es la cantidad de electrones que circulan por un conductor en la unidad de tiempo. La unidad que se emplea para medir esta magnitud es el Amperio.



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manifestado que un cortocircuito, fruto de una conexión deficiente o errónea puede dar lugar a un incendio y con él a daños irreparables. La Corte Suprema de Justicia en Sentencia del 8 de octubre de 1992, se pronunció respecto de la peligrosidad de las actividades de uso y provisión de energía eléctrica.

Debido a que los umbrales de soportabilidad de los seres humanos, tales como el de paso de corriente (1,1 mA), de reacción a soltarse (10 mA) y de rigidez muscular o de fibrilación (25 mA) son valores de corriente muy bajos; la superación de dichos valores puede ocasionar accidentes como la muerte o la pérdida de algún miembro o función del cuerpo humano. Adicionalmente, al considerar el uso masivo de instalaciones y que la continuidad en su utilización es casi permanente a nivel residencial, comercial, industrial y oficial, la frecuencia de exposición al riesgo podría alcanzar niveles altos, si no se adoptan las medidas adecuadas. Para determinar la existencia del alto riesgo, la situación debe ser evaluada por una persona calificada en electrotecnia teniendo en cuenta los siguientes criterios orientadores: a. Que existan condiciones peligrosas, plenamente identificables, tales como instalaciones que carezcan de medidas preventivas específicas contra el riesgo eléctrico, condiciones ambientales de lluvia, tormentas eléctricas, y contaminación; equipos, productos o conexiones defectuosas de la instalación eléctrica. b. Que el peligro tenga un carácter inminente, es decir, que existan indicios racionales de que la exposición al riesgo conlleve a que se produzca el accidente. Esto significa que la muerte o una lesión física grave, un incendio o una explosión, puede ocurrir antes de que se haga un estudio a fondo del problema, para tomar las medidas preventivas. c. De gravedad máxima, es decir, que haya gran probabilidad de muerte, lesión física grave, incendio o explosión, que conlleve a que una parte del cuerpo o todo, pueda ser lesionada de tal manera que se inutilice o quede limitado su uso en forma permanente o que se destruyan bienes importantes cercanos a la instalación. d. Que existan antecedentes comparables, el evaluador del riesgo debe referenciar al menos un antecedente ocurrido con condiciones similares. Con el fin de verificar la efectividad del Reglamento en la reducción de la accidentalidad de origen eléctrico, las empresas responsables de la prestación del servicio público de energía eléctrica, deben reportar todo accidente de origen eléctrico que tenga como consecuencia la muerte o graves efectos fisiológicos en el cuerpo humano. Dicha información deberá reportarse cada seis (6) meses al SUI, siguiendo las condiciones establecidas por la Superintendencia de Servicios Públicos en su calidad de administrador del SUI; el reporte debe contener como mínimo el nombre del accidentado, tipo de lesión, causa del accidente, lugar y fecha del accidente y parte del cuerpo afectada”.

Se conecta en serie el instrumento, por lo cual se corta o interrumpe solamente uno de los conductores que va de la fuente a la carga, conectando los extremos obtenidos al amperímetro o al multímetro.

Efectuar la medición con el amperímetro, el multimetro (seleccionado como amperímetro) o la pinza voltiamperimetrica (usando la escala de amperios).

Tener un circuito cerrado por donde circule la corriente.

Por otro lado, para poder medir la corriente hay que tomar en cuenta lo siguiente:



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Para medir corriente continua, es necesario tener presente la polaridad de la fuente y el instrumento: positivo con positivo y negativo con negativo.

Si se va a medir corriente alterna no es necesario tener en cuenta la polaridad. Cuando se usa la pinza voltiamperimetrica, instrumento diseñado especialmente

para medir corriente alterna:

• No es necesario interrumpir el circuito, sino que simplemente se abre la pinza para poder introducir el conductor.

• Se debe medir la corriente en un solo conductor a la vez. • Hay que tratar de que el conductor quede completemanete abrazado

por la pinza. • TENSIÓN: llamada también voltaje, fuerza electromotriz o diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito. Característica esencial de una fuente de energía que permite hacer circular una corriente por un circuito. También puede decirse que es la variable de presión. En otras palabras, es elemento de presión necesario para establecer el flujo de carga o flujo de electrones. En consecuencia, no puede haber flujo de carga neto o corriente. Cuando se tienen tensiones más pequeñas se emplean los submúltiplos. Ejemplos: milivoltios (mV): equivale a la milésima parte de un voltio mV = 0,001 V = 10-3 V Cuando se tienen tensiones más altas se emplean los múltiplos. Ejemplos: Kilovoltios (KV): equivale a mil voltios KV = 1.000 V = 103 V Megavoltios (MV): equivale a un millón de voltios MV = 1.000.000 V = 106 V El RETIE clasifica los niveles de tensión de la siguiente manera: “ARTÍCULO 8º. CLASIFICACIÓN DE LOS NIVELES DE TENSIÓN EN CORRIENTE ALTERNA.

La unidad de medida que se emplea para medir esta magnitud es el voltio. Un voltio es la diferencia de potencial que causa el paso de un columbio, entre dos puntos de un circuito, para producir un Julio de trabajo. También puede decirse que un voltio es la diferencia de potencial eléctrico que existe entre dos puntos de un circuito por el cual, cuando la potencia desarrollada es de un vatio, circula una corriente de un (1) amperio.

Si se emplea corriente alterna trifásica tetrafilar (tres fases y un neutro), es necesario tener presente que existen dos tipos de tensiones:

Tensión de línea o tensión compuesta: es la diferencia de potencial que hay entre dos conductores de línea, es decir, la que se da entre dos fases (RS-RT-ST).

En nuestro medio esta tensión es de 208 voltios.

Tensión de fase o tensión simple: es la diferencia de potencial que hay entre un conductor de línea o fase y el neutro (RN-SN-TN) en nuestro medio es de 120 V .



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Para efectos del presente Reglamento Técnico, se fijan los siguientes niveles de tensión, establecidos en la norma NTC 1340, así: - Extra alta tensión (EAT): corresponde a tensiones superiores a 230 kV. - Alta tensión (AT): corresponde a tensiones mayores o iguales a 57,5 kV y menores o iguales a 230 kV. - Media tensión (MT): Los de tensión nominal superior a 1000 V e inferior a 57,5 kV. - Baja tensión (BT): Los de tensión nominal mayor o igual a 25 V y menor o igual a 1000 V. - Muy baja tensión: Tensiones menores de 25 V. Toda instalación eléctrica debe asociarse a uno de los anteriores niveles. Si en la instalación existen circuitos o elementos en los que se utilicen distintas tensiones, el conjunto del sistema se clasificará para efectos prácticos, en el grupo correspondiente al valor de la tensión nominal más elevada”.

Fig. Nº 2 Medición de corriente (amperímetro) • RESISTENCIA: es la mayor o menor oposición o dificultad que ofrece un conductor

al paso de la corriente la unidad que se emplea para medir esta magnitud es el ohmio.

Para poder medir la tensión en circuito se debe tener en cuenta lo siguiente:

La medición se realiza con el voltímetro o el multimetro (seleccionado como voltímetro) conectándolo en paralelo.

Si la medición se realiza con corriente continua se toma en cuenta la polaridad,

en cambio si es con corriente alterna, no. La tensión se mide fundamentalmente en la fuente, por lo cual no es necesario

tener un circuito. Cuando se tenga éste, además de medir la tensión de la fuente, es posible medir la tensión que llega a cada una de las cargas del circuito.



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Factores que afectan la resistencia de un conductor:

Un técnico electricista, debe saber emplear correctamente estos tres factores, especialmente para evitar caídas de tensión indeseadas, empleando la siguiente

expresión matemática: R=ρ*L/S OHMIO (Ω), es la resistencia que ofrece una columna de mercurio de 106,3 cm. de longitud y 1 mm2 de sección al paso de la corriente. Con esta unidad nos sucede lo contrario que con el amperio y el voltio, ya que por ser muy pequeña, es muy común el uso de unidades más grandes que se llaman múltiplo: Kilohomio (KΩ): equivale a 1.000 ohmios = 103 ohmios Megohmio (MΩ): equivale a 1.000.000 ohmios = 106

Las resistencias más usadas en instalaciones domiciliarias son las metálicas (bombillas, estufas, hornos, etc.).

Longitud del conductor (L): la resistencia y la longitud del conductor son directamente proporcionales, es decir que cuanto más largo sea un conductor, presentará mayor oposición al paso de la corriente.

Sección del conductor (S): la resistencia y la sección, grosor o calibre del conductor, son inversamente proporcionales, es decir que cuanto más grueso sea un conductor, se presentará menor oposición al paso de la corriente.

Coeficiente de resistividad (P): es la resistencia específica que ofrece un material

dependiendo de su estructura física. Se expresa como un valor numérico, que es directamente proporcional a la resistencia. Su valor se da en ohmios por metro por milímetro cuadrado de sección:

Para el cobre es 0,0172 Ω y para el aluminio es 0,028 Ω m/mm2 m/mm2

Para poder medir la resistencia de los conductores, cargas o resistencias propiamente dichas, se debe tener en cuenta lo siguiente:

La medición se realiza con un instrumento llamado ohmetro u ohmiómetro, o un multimetro seleccionado como ohmetro.

Antes de conectar el ohmetro, es necesario desenergizar completamente el circuito de

toda tensión exterior, por que el ohmetro tiene una fuente interna (pila o batería) que entrega la tensión necesaria.

El ohmetro se conecta en paralelo con el elemento cuya resistencia se quiere medir, y en ningún caso interesa la polaridad.

Es muy común el uso del ohmetro para medir continuidad, es decir para ver si el circuito está o no interrumpido.

Una variedad del ohmetro empleado en instalaciones residenciales, es el megger o Megohmetro, que sirve para determinar si el aislamiento de los conductores entre si, o con la tierra, es el correcto y evitar de esta manera posibles fugas de corriente, daños y accidentes posteriores.



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1. LEYES ELECTRICAS FUNDAMENTALES

• LEY OHM

Ohm, descubrió que si en un circuito de DC se mantenía constante la resistencia y se aumentaba la tensión, se producía también un aumento equivalente en la corriente. De la misma manera una disminución en la tensión generaba una disminución equivalente en la corriente. La conclusión que sacó Ohm, fue que la corriente es directamente proporcional a la tensión. Además observó, que si mantenía constante la tensión de la fuente y se aumentaba el valor de la resistencia, la intensidad disminuía. Por el contrario si disminuía el valor de la resistencia, la intensidad aumentaba. Así obtuvo una segunda conclusión: la corriente es inversamente proporcional a la resistencia. Estas dos conclusiones dieron origen a la LEY DE OHM que dice:

Esta ley se expresa matemáticamente de la siguiente manera: ó ó Si se aplica una diferencia de potencial a un circuito, este será recorrido por una determinada cantidad de corriente que se transforma en otra forma de energía (luz, calor, movimiento mecánico, etc.), realizándose de esta manera un trabajo eléctrico que será proporcional a la tensión y a la cantidad de corriente que circula por el circuito.

La intensidad, es directamente proporcional a la tensión e inversamente

proporcional a la resistencia

I = E/R E = I R

R = E/I

Para que haya corriente en un circuito es necesario que exista un diferencia de potencial entre los conductores, quienes a su vez presentarán mayor o menor resistencia al paso de los electrones. Es decir, que las tres magnitudes fundamentales (tensión, intensidad y resistencia) están íntimamente relacionados entre si, aspecto que fue comprobado por Georg Simón Ohm.



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Como un mismo trabajo puede realizarse en tiempos diferentes, la rapidez con que éste se realice, se llama potencia y se expresa en unidades de trabajo (julio) y de tiempo (segundo). La unidad que se emplea para medir la magnitud de potencia es el vatio. No siempre el trabajo en un circuito es útil. Hay casos en los cuales el trabajo se pierde, dando origen a lo que se conoce como potencia perdida o disipada. Cuando encendemos un bombillo incandescente de 100W, éste se calienta mucho, a tal punto que el filamento empieza a irradiar luz. En este caso, el calor producido (alrededor de 60%) es potencia perdida, ya que en un bombillo el trabajo eléctrico debe ser para producir luz y no calor. Existen otros aparatos eléctricos (planchas, hornos, estufas, etc.) en los cuales el calor producido no presenta potencia disipada, sino por el contrario potencia útil. En general, las pérdidas de potencia más comunes que producen en forma de calor, se expresan matemáticamente con la siguiente ecuación: P = I2 R.

• LA LEY DE WATT La ley de Watt nos expresa la relación existente entre la potencia, la intensidad y la tensión y se enuncia de la siguiente manera:

Esta ley se expresa matemáticamente de la siguiente manera:

LA POTENCIA ES DIRECTAMENTE PROPORCIANAL A LA INTENSIDAD O A LA

TENSIÓN

P = I E E = P/I I = P/E

Vatio ó (W): es el trabajo realizado cuando fluye un amperio, con una diferencia de potencial de un voltio. En instalaciones residenciales normalmente no se emplean ni múltiplos ni submúltiplos de esta unidad.



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Gracias a estas tres expresiones matemáticas, siempre que conozcamos dos de las tres magnitudes, podemos averiguar la que se desconoce. Recuerda que al hacer los cálculos se usan las unidades básicas. Relación entre la ley de Ohm y Watt La ley de Ohm y la ley de Watt emplean prácticamente las mismas magnitudes. Por la ley de Ohm, sabemos que la intensidad, tensión y resistencia están íntimamente relacionados entre si, por consiguiente en la ley de Watt, la resistencia también estará presente. Recordemos las siguientes expresiones: P=I2 /R y P=E2 / R Estas dos leyes fundamentales son fórmulas para ser aplicadas expresamente con corriente continua. Si se emplea corriente alterna, es necesario realizar algunas adecuaciones, especialmente en la ley de Watt.

EL MAGNETISMO

El hombre ha bautizado el magnetismo como "campo eléctrico", campo magnético", o simplemente "atracción de las masas". Aún no se ha podido establecer la naturaleza de esta fuerza invisible que tiene el poder de atraer y rechazar. Los científicos tan sólo han formulado hipótesis y teorías intentando aclarar su misterio. Sin embargo se han logrado establecer sus leyes, principios y efectos fundamentales, y se han podido aplicar en forma directa las leyes del magnetismo en la mayoría de los implementos que constituyen los aparatos modernos. Desde hace siglos se conoce la existencia de una piedra que tiene la propiedad de atraer el hierro; esta piedra es muy abundante en ciertas regiones de Asia Menor, en Etiopía y en el norte de Grecia. A este imán natural se le llama Magnetita. La magnetita es el mismo óxido de hierro, y se conoce también con el nombre de Oxido Magnético. El nombre Magnetismo tuvo su origen en Magnesia, una antigua ciudad de Asia Menor donde se encontraron los primeros imanes naturales. Los imanes naturales eran considerados como meras curiosidades hasta que se descubrió que una piedra de esas características, que se montara de tal forma que pudiera girar libremente, apuntaba siempre con uno de sus extremos hacia el norte; así se construyeron las primeras brújulas. Los trozos de imán - piedra suspendidos de un cordel eran llamado; "piedras guías", y fueron utilizados por los chinos a modo de brújulas rudimentarias para orientarse en sus viajes. Los primitivos marinos fenicios utilizaron para sus viajes de exploración otro tipo de brújula primitiva, que consistía en una barra de piedra - imán colocada sobre un trozo de madera liviana; la madera con el imán se hacia flotar sobre la superficie de un cubo lleno de agua.



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Por acción del polo magnético de la tierra, la borra de magnetita orientaba uno de sus extremos hacia el polo norte y el otro hacia el polo sur.

Brújulas antiguas A. Clasificación de los imanes Los imanes se clasifican en naturales y artificiales.

Imanes naturales Como se mencionó anteriormente, a! imán natural se le llama Magnetita y es un mineral de hierro que tiene la propiedad de atraer y repeler. Imanes artificiales A diferencia de los anteriores, éstos son hechos por el hombre. Al frotar un imán con un pedazo de hierro, éste adquiere también propiedades magnéticas, transformándose en un Imán Artificial. El hierro tiene gran facilidad para magnetizarse, pero pierde en poco tiempo sus propiedades magnéticas. Por esta razón es un imán temporal. El acero presenta mayor dificultad para magnetizarse o imantarse, pero conserva sus propiedades magnéticas por mucho más tiempo. Un imán de acero es un imán PERMANENTE. B. La retentividad magnética A la propiedad de los materiales para retener el magnetismo se le llama Retentividad Magnética.

Un imán hecho de hierro es temporal y tiene un Poder de Retención muy bajo, o sea que retiene el magnetismo por muy poco tiempo.

Los imanes artificiales pueden ser TEMPORALES o PERMANENTES.



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El acero aleado con silicio tiene un Poder de Retención bajo; por lo tanto produce imanes temporales.

El permalloy tiene un Poder de Retención Extremadamente Débil; por lo tanto produce imanes temporales.

Los aceros duros tienen Gran Poder de Retención. En consecuencia producen imanes permanentes.

El alnico, que es una aleación de hierro, aluminio, níquel y cobalto, posee un Alto Poder de Retención.

El acero aleado con níquel tiene Gran Poder de Retención.

Cuando a un imán permanente se le quita su fuerza de magnetización, EL MAGNETISMO NO DESAPARECE TOTALMENTE. Al poco magnetismo que queda se le llama Magnetismo Residual o Magnetismo Remanente. La oposición que presenta un material magnetiza do a volver a su estado inicial (desmagnetizado), se conoce con el nombre de Efecto de Histéresis. C. Polos de un imán Todo imán tiene tres zonas bien definidas, sea cual fuere su forma: 1. Zona o polo norte 2. Zona neutra 3. Zona o polo sur Lo zona intermedia es llamada Zona Neutra porque no presenta propiedades magnéticas considerables -de atracción o repulsión. La fuerza magnética de un imán siempre es mayor en sus extremos, y va disminuyendo progresivamente a medida que se acerca al centro o zona neutra. Los imanes artificiales se fabrican en diferentes formas, tamaños y potencias de acuerdo a las necesidades del usuario.

Los formas más comunes son: herradura, barra y círculo.

Los imanes en forma de herradura son utilizados en la construcción de audífonos y micrófonos telefónicos, electroimanes, etc.

Zona

norte

Zona

neutra

Zona

sur



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Los imanes en forma de barra se emplean en la construcción de brújulas, en núcleos para reforzar el magnetismo., etc. Los imanes en forma circular son empleados para la construcción de aparatos de medi-da: Voltímetros, amperímetros, ohmetros, etc. Los polos magnéticos de un imán son inseparables, es decir, que si usted divide un imán en dos partes obtendrá dos imanes, y cada uno de ellos tendrá sus respectivos polo norte y polo sur.

Observe la siguiente figura:

En esta gráfica se representa un imán que es dividido en dos partes. A su vez, cada una de ellas es subdividida nuevamente hasta obtener un total de cuatro imanes, cada uno de ellos con su respectivo polo norte y polo sur. Nunca podrá obtenerse un imán de un solo polo.

Las leyes de los polos magnéticos, llamadas también Leyes de Atracción y Repulsión, se pueden comprobar fácilmente teniendo dos imanes.

Si se acercan dos imanes y estos se atraen, es porque estamos enfrentando un polo norte y un polo sur. Si se repelen estamos enfrentando polos iguales, ya sean norte o sur.

N S

N N S S

N S N S S N S N

Es importante consiger un par de imanes, no importa la forma y el tamaño, con el fin de que usted experimenta cada una de las teorías que se exponen en la cartilla.

REINICIAR- Programa de formación

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ELECTRICARIBE SOCIAL

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La fuerza de atracción o repulsión entra dos imanes depende de la distancia que exista entre ellos. A medida que se acercan, aumenta. Si se alejan, la fuerza va disminuyendo gradualmente, hasta hacerse nula cuando la distancia da separación es excesiva. D. Líneas magnéticas de un imán La fuerza magnética de los imanes es invisible y sólo se aprecia por los efectos que produce. Todo imán tiene a su alrededor un Campo magnético formado por una gran cantidad de Líneas de Fuerza, llamadas también líneas de energía magnética. Estas líneas de fuerza invisibles atraviesan todos los cuerpos. Aunque algunos materiales presentan cierta oposición o resistencia, no se conoce ningún material capaz de aislarlas totalmente. Una característica importante de los imanes es que las líneas magnéticas que los integran no se cruzan entre si, sino que van concéntricamente paralelas. Las líneas magnéticas que se muestran en la figura se utilizan para representar el campo magnético. Recuerde que son invisibles.

Polos distintos se atraen

Líneas magnéticas



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Las líneas magnéticas de un imán forman un circuito cerrado, del extremo norte al sur. Su intensidad es mayor en los entramos y menor en el centro del imán. Observe en la figura anterior las zonas más oscuras. ¿Cómo visualizar las líneas de fuerza? Para ello realizaremos un experimento, en el cual se utilizará un imán y limadura de hierro; ésta se obtiene limando un trozo de hierro. Consiga la cantidad suficiente. Tome una hoja de papel o de plástico; debajo coloque el imán. y encima riegue las limaduras de hierro. Al sacudir suavemente la hoja se observa que los granos de hierro se disponen en líneas uniformes, llamadas Líneas de Fuerza. Para lograr mayor éxito en el experimento golpee suavemente el papel o plástico hasta que las limaduras se ordenen correctamente. E. Métodos de imantación Existen diversos métodos de imantación. Aquí se estudiarán únicamente los más comunes, que son: 1. Por contacto o frotamiento Este método de magnetización es realmente muy sencillo: se toma la pieza de hierro o acero que se desea imantar y se frota uno de sus extremos con uno de los polos del imán; luego, se frota la otra punta de la pieza con el polo opuesto del imán, y de este modo se obtiene un nuevo imán con sus respectivos polos norte y sur. 2. Por inducción magnética Este método es todavía más sencillo: Simplemente tomamos un imán permanente de buena potencia, y acercamos a su alrededor barras pequeñas de hierro o acero; estas piezas, al estar dentro del campo magnético del imán, adquirirán cierto grado de magnetismo, que será temporal o permanente según la clase de metería utilizada. 3.Por influencia de una corriente eléctrica Para imantar utilizando este método se proceda de la siguiente manera: Se toma un alambre, por ejemplo No. 16, aislado y se enrrolla sobre una barra de hierro o acero. LOS extremos del alambre se conectan a los bornes de una batería o cualquier otra fuente de corriente continua. Sabemos que los cuerpos están compuestos por átomos y éstos a su vez están compuestos de protones y electrones. Cada uno de estos elementos tiene carga o dominios eléctricos, que sumados dan una infinidad de dominios o cargas eléctricas. En un trozo de hierro desmagnetizado hay infinidad de dominios eléctricos, orientados en forma desordenada. En consecuencia en todas partes los polos norte y sur se Neutralizan.



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Cada región o dominio magnético tiene una supuesta pared, que los separa del dominio adyacente. Para imantar un trozo de hierro basta con ordenar en un mismo sentido una gran cantidad de dominios. Esto se logra por la influencia de un campo magnetizante externo, ya sea el de un imán o el generado por una corriente eléctrica. Cuando el campo magnético es lo suficientemente intenso como para ordenar todos los dominios, se dice que el trozo de hierro ha llegado a su limite de saturación, ya que no hay más dominios eléctricos para ordenar. La corriente, al circular en una sola dirección, ordenará las moléculas de la barra de tal modo que ésta queda magnetizada.

Alambre aislado enrollado a la Alambre aislado enrollado a la Alambre aislado enrollado a la Alambre aislado enrollado a la

barrabarrabarrabarra

Líneas de fuerza magnéticaLíneas de fuerza magnéticaLíneas de fuerza magnéticaLíneas de fuerza magnética

Batería

Magnetización por

medio de una

corriente



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Este último método se utiliza para magnetizar piezas grandes, para obtener imanes potentes. Cuando las piezas son pequeñas, se emplea cualquiera de los otros métodos. Un imán puede perder su poder magnético a causa de un golpe fuerte, o de una deformación o torcedura considerable, debido a que dichos accidentes provocan una descomposición molecular que anula el magnetismo. La temperatura también influye en Ia conservación o pérdida del magnetismo. Un imán expuesto a altas temperaturas pierde su magnetización. Por ejemplo: un pedazo de hierro que esté sometido a una temperatura de más de 800° C no puede ser atraído magnéticamente; lo mismo ocurre con el niquel cuando sobrepasa los 350°C. F. Permeabilidad y reluctancia Veamos algunos términos técnicos relacionados con el magnetismo. El término permeabilidad se aplica en el lenguaje común a las prendas de vestir, paraguas, carpas de campaña, etc., para señalar la facilidad con que dejan filtrar el agua. Se dice que una prenda de vestir es "impermeable" cuando nos protege eficientemente de la lluvia. 1. Permeabilidad magnética En términos magnéticos la permeabilidad es la facilidad o capacidad que tiene una sustancia para permitir el paso de las líneas de fuerza de un imán. Este grado de facilidad varía de acuerdo a las sustancias, pero ninguna es totalmente aislante del magnetismo. El hierro y el acero son los materiales más permeables al magnetismo, por lo cual son muy utilizados comercialmente en la fabricación de núcleos de bobinas, transformadoras, electroimanes, audífonos, etc. 2. Resistencia magnética o reluctancia Es la oposición o resistencia que presentan los materiales al paso de las líneas de fuerza de un imán. Un material de alta reluctancia no permitirá el paso de las líneas de fuerza magnética. Una forma práctica de conservar el magnetismo de un Imán Permanente por mucho más tiempo, es colocarle una "armadura" o pieza de hierro dulce entre sus dos polos, para que el campo magnético que genera el imán se reconcentre sobre si mismo y no se desperdicie ni disminuya. Esto se debe a que el hierro tiene Menor Reluctancia que el aire, y por lo tanto transmite las líneas de fuerza magnética con mayor facilidad

Permeabilidad es lo contrario de reluctancia.



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Reloj aislado magnéticamente

En la figura observamos un reloj de bolsillo que ha sido liberado de influencias magnéticas mediante una coraza o armadura. Si es acercado a un campo magnético, las líneas magnéticas se reconcentrarán a lo largo de la armadura y no afectarán el interior del reloj. Por eso en algunos relojes de pulso modernos aparece la leyenda: "antimagnético". De acuerdo a la permeabilidad de los materiales estos pueden ser ferromagnéticos, paramagnéticos y diamagnéticos. La mayoría de los materiales tienen un valor de permeabilidad varios cientos o miles de veces mayor al del aire. Por ejemplo: hierro, acero, níquel, cobalto y otros.

Materiales ferromagnéticos: Son aquellos que tienen un valor de permeabilidad varios cientos o miles de veces mayor al del aire. Por ejemplo: hierro, acero, níquel, cobalto y otros. Materiales paramagnéticos: Son aquellos que presentan un grado intermedio de permeabilidad. Su comportamiento frente al magnetismo no es lo suficientemente considerable como para utilizarlos en alguna aplicación práctica. Materiales diamagnéticos: Son aquellos que no son atraídos por los imanes, más bien son repelidos ligeramente por éstos. Existen muy pocas sustancias de este tipo. Los materiales Paramagnéticos y Diamagnéticos, que han sido sometidos a las líneas de fuerza de un campo magnético, se vuelven totalmente No Magnéticos cuando deja de actuar sobre ellos la Fuerza Magnetizante Externa.

Armadura de hierro dulce Líneas magnéticas desviadas



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Con base a lo anterior, concluimos que se pueden construir imanes poderosos mediante aleaciones de hierro, aluminio, níquel y cobalto en proporciones variables. Este imán es llamado “álnico”. Inclusive se pueden construir imanes aún más poderosos. Por ejemplo, un imán fabricado con una aleación de cobalto y platino en 24 veces más poderoso que un imán álnico. Los imanes álnico son utilizados en imanes de herradura, medidores eléctricos, parlantes, etc. Bobinas A. Campo magnético alrededor de un conductor El físico danés Hans Cristian Oersted descubrió en el año de 1820, que alrededor de todo conductor que transporta corriente eléctrica se forma un Campo Magnético. Este descubrimiento es la base del electromagnetismo. Oersted descubrió el campo magnético alrededor de un hilo conductor de corriente eléctrica. Observó que al acercar la brújula a un cable que conducía electricidad, ésta desviaba su aguja magnética de la posición normal norte-sur, y se orientaba en dirección perpendicular al conductor. La dirección e intensidad del campo magnético están determinados a su vez, por la dirección e intensidad de la corriente que circula por el conductor. Oersted descubrió que el campo magnético es perpendicular al conductor, y que su intensidad disminuye a medida que las líneas de fuerza se alejan del alambre.

Si por un alambre conductor circula una corriente eléctrica, éste estará rodeado por un campo magnético. Si queremos aumentar el campo magnético, bastará darle al conductor la forma de Bobina y aumentar su número de vueltas.



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¿Qué se debe entender por BOBINA? ¿Cómo se puede aumentar el número de vueltas? Si usted toma un trozo de alambre y forma con él un resorte, obtendrá una bobina. Por lo tanto, una Bobina es un arrollamiento de alambre con dos o más vueltas. Por lo general, una bobina está formada por muchas vueltas de alambre. Cada una de estas vueltas se llama Espira. Las bobinas son indispensables en la mayoría de aparatos electrónicos; se utilizan también en los contadores de energía, en los timbres, teléfonos, etc. Veamos que ocurre con la fuerza magnética en una sola espira de una bobina

Campo magnético en una espira

Al hacer circular la corriente por la espira, las líneas de fuerza magnética entran al arrollamiento por el mismo lado por donde se introduce la corriente, y salen por el lado opuesto. De este modo obtenemos una especie de imán electromagnético de bajo poder. El campo magnético alrededor del conductor de una parte de la espira, se refuerza con el de la parte restante, y en conjunto constituyen un campo total de mayor intensidad. Si en vez de una espira tomamos una bobina con mayor número de espiras, los campos magnéticos de las espiras se refuerzan mutuamente formando un campo magnético considerablemente mayor al de una sola espira. Las líneas magnéticas del campo se extienden hacia adentro y hacia afuera de la misma, como puede observarse en la figura siguiente.

Entrada de corriente Salida de la corriente

Si deseamos un campo magnético de mayor intensidad, aumentamos el número de espiras o vueltas de la bobina.



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Campo magnético de una bobina

Si dentro de una bobina introducimos un trozo de hierro dulce obtendremos un Electroimán, que presentará las mismas propiedades magnéticas de los imanes simples mientras circule corriente por la bobina.

En la siguiente figura hay dos bobinas: una con núcleo de aire, o sea es una bobina sin nada por dentro, únicamente aire. La otra bobina tiene núcleo de hierro.

Campo magnético intenso

Núcleo de hierro



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Una bobina cuyo núcleo es de aire, no presentará propiedades magnéticas de atracción o repulsión, porque la reluctancia (resistencia al magnetismo) es bastante grande para el aire; en cambio, para otras sustancias como el hierro, acero y otros metales, el valor de reluctancia es mucho menor, y dejan penetrar con bastante facilidad las líneas de fuerza magnética. Éstas se concentrarán en el núcleo metálico y producirán un campo intenso. Una aplicación sencilla de los Electroimanes son los timbres eléctricos.

Funcionamiento: Cuando accionamos el interruptor, la corriente parte del extremo negativo de la batería, va hasta el punto del contacto, continúa a través de la armadura de hierro dulce, y finalmente se desarrolla a través de las espiras del arrollamiento de las bo-binas que rodean el núcleo metálico del electroimán, hasta completar el circuito. Al cerrarse el circuito, el electroimán se activa inmediatamente atrayendo hacia sí la arma-dura; al ocurrir esto, la armadura se separa del punto de contacto y por lo tanto el circuito queda abierto. No circula la corriente y en consecuencia el electroimán deja de actuar sobre la armadura y ésta, por acción del muelle flexible de la base sobre la cual está

MARTILLO

Punto de contacto

Armadura de hierro dulce

Electroimán

/ B Interruptor Batería

Una bobina con núcleo de aire recibe el nombre de s olenoide. A una bobina con núcleo de hierro se le conoce con el nombre de

electroimán.



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montado, retorna a su posición inicial y cierra nuevamente el circuito para la circulación de la corriente.

B. Inductancia Una de las propiedades de las bobinas o alambres conductores es la de impedir un cambio cualquiera en la corriente que pasa por ella; siempre trata de preservarla o mantenerla. Esta propiedad recibe el nombre de inductancia. También se define como la propiedad que tiene un circuito para hacer aparecer en él una fuerza contraelectromotriz. Esta fuerza contraelectromotriz (f.c.e.m) es permanente cuando se le aplica una corriente alterna, y instantánea o momentánea en los momentos de carga y descarga de la bobina cuando aplicamos una corriente continua. La unidad de medida que indica la cantidad de inductancia, se conoce como Henrio. Cuando un cambio de corriente de un amperio por segundo en un circuito produce una fuerza electromotriz inducida de un voltio, se dice que el circuito tiene una Inductancia de un Henrio. Si se producen dos voltios, la inductancia es de dos Henrios, etc. Las unidades menores son el milihenrio que equivale a una milésima de henrio y el microhenrio, que es una millonésima de henrio. Observe un ejemplo de inductancia a través de la siguiente figura. Usted mismo puede realizarlo de manera práctica.



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Se tiene una batería de automóvil y a ésta se conecta una bobina cuyo núcleo es de hierro. En paralelo con esta bobina se conecta una pequeña lámpara (igual tensión a la de la batería). El circuito lo completan un interruptor y un amperímetro conectado en serie que será el encargado de medir la intensidad del circuito. Al cerrar el interruptor, la luz de la lámpara brilla tenuemente, pero la aguja del amperímetro se eleva lentamente hasta alcanzar un valor máximo. ¿Por qué tan lentamente si se sabe que los electrones se mueven a la velocidad de la luz? ¿Por qué hay una bobina en el circuito? Cuando la corriente comenzó a fluir a través de la bobina, se formó un campo magnético a través de ella. Al cortar las líneas de fuerza de este campo en expansión, en las vueltas de la bobina se indujo una fuerza electromotriz de la polaridad opuesta al voltaje aplicado por la batería. Este voltaje de oposición era casi igual al de la batería. Al acercarse al voltaje de la batería, el voltaje de oposición inducido (o fuerza contraelectromotriz) retardó la corriente en aumento de la batería. Esto a su vez retardó la expansión del campo magnético que está produciendo el voltaje contrario. Como se ve, esto coloca el voltaje de la batería en posición de superioridad. Si la fuerza electromotriz (f.e.m) inducida, pudiera elevarse hasta alcanzar el valor del voltaje de la batería, detendría el flujo de la corriente y ello provocaría, su extinción. Ahora al abrir el interruptor, rápidamente el amperímetro cae a cero; simultáneamente, la lámparo brilla intensamente y se apaga. ¿De dónde vino este voltaje que hizo brillar a la lámpara? ¿Por qué este voltaje es más alto que el de la batería? ¿Cómo es posible que siga fluyendo la corriente a través de lo lámpara después que la batería ha sido desconectada? Para responder a estos interrogantes, analicemos lo que sucedió al campo magnético. Al abrir el interruptor, esta acción cortó la corriente de la batería; por consiguiente, el campo quedó sin alimento y su desplomó. Al contraerse el campo, las líneas de fuerza se precipitaron por las espiras de la bobina a gran velocidad. La rapidez con que estas líneas de fuerza interceptaron los alambres explico la causa por la cual el voltaje es más alto que el voltaje de la batería.



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C. Autoinducción Cuando aplicamos una corriente a una bobina, tal corriente comienza a fluir de uno de sus extremos y el campo magnético producido por ella va avanzando progresivamente. Dado que las líneas de fuerza avanzan con mayor rapidez que la misma corriente, cortarán las espiras siguientes y por inducción aparecerá en ellas un voltaje o fuerza contraelectromotriz, que se opone a la circulación de la corriente original. En la siguiente figura se ilustra el instante preciso en que la corriente aplicada a la bobina ha comenzado a fluir por uno de los extremos, y ha llegado más o menos hasta la mitad del devanado.

Aparición de una fuerza contra electro-motriz en una bobina

Las espiras que la corriente ha cubierto en su totalidad han desplazado su campo magnético hacia adelante, y éste cubre las espiras siguientes antes de que la corriente original haya alcanzado a fluir por las mismas. En un conductor se produce una corriente eléctrica al ser cortado por las líneas de fuerza de un campo magnético móvil, en las espiras que aún no han sido cubiertas por la corriente se producirá una fuerza contraelectromotriz o Voltaje de Autoinducción, que lógicamente es más débil que el aplicado en los extremos de la bobina, pero que de todas maneras retarda el flujo de la corriente. Si interrumpimos bruscamente la corriente continua aplicado a la bobina, se ocasionará una autoinducción bastante fuerte. En un ejemplo anterior se observó uno de sus efectos.

f.c.e.m. o corriente de autoinducción, opuesta a la corriente original



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Era el caso donde se tenia un bombillo en paralelo con una bobina. Al suspender la corriente rápidamente, la lámpara brilló intensamente y se apagó. Una de las aplicaciones de este principio es el sistema de ignición de los automóviles; usted tal vez ha visto el salto de chispa entre el par de electrodos de una bujía.

2. CONDUCTORES Los conductores son los materiales de una instalación en forma de alambre y/o cable, que permite que a través de ellos exista un fácil flujo de carga o corriente eléctrica. En la mayoría de los casos en instalaciones eléctricas domiciliarías son de cobre y deben tener baja resistencia eléctrica, ser mecánicamente fuertes y flexibles y llevar un aislamiento acorde al uso que se le va a dar. En instalaciones eléctricas domiciliarias se usan los siguientes tipos de conductores:

ALAMBRES: Hilo o filamento de metal, trefilado o laminado, para conducir corriente eléctrica. Físicamente un alambre se observa como un solo hilo conductor que pueden ser desnudo o revestidos con una cubierta aislante, los alambres utilizados para instalaciones eléctricas están recubiertos de platicaos o goma, y los utilizados en trabajos industriales están recubiertos en esmaltes especiales seda o algodón.

Fig. Nº3 Alambre

CABLES: Conjunto de alambres sin aislamiento entre si y entorchado en capas concéntricas. Su característica física es que da mucha mas flexibilidad que el alambre. Los aislantes son de plástico, goma o tela Fig. Nº4 Cable



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CORDONES: La construcción de los cordones es similar a la de los cables con la diferencia que los alambres son más finos, lo que le da una mayor flexibilidad al conjunto. Generalmente los cordones están compuesto de dos o tres conductores flexible aislados entre si y se presentan en forma trenzada. Se emplean especialmente para conexión de artefactos portátiles

Fig. Nº5 Cordones

CABLE PARARELO O DUPLEX: De mayor utilización en conexión de electrodomésticos y lámparas, consiste en dos cables unidos por su aislamiento.

Fig. Nº6 Cable paralelo o duplex

ENCAUCHETADO O CON CUBIERTA PROTECTORA: son conductores (alambres o cables), que además de su aislante tienen otra capa protectora contra la humedad ácido o temperaturas elevadas. Las cubiertas protectoras pueden ser de plástico plomo o goma.

COAXIAL: En instalaciones domiciliarias se usa especialmente para conectar las antenas de los televisores.

CABLE POLARIZADO: Son usados para conectar los parlantes a un equipo de sonido. Físicamente es similar al cable paralelo o duplex, cabe destacar que los calibres más utilizados son 2 x16 y 2x1 y en donde uno de los dos cables lleva alguna identificación, por ejemplo una línea roja a lo largo de todo el conductor, esto para efecto de polaridad.



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TELEFÓNICO: Son conductores que se emplean para líneas telefónicas. Tiene mucha similitud con los conductores encauchetados (ya que son varios conductores independientes debidamente aislados dentro de un aislamiento común), diferenciándose de éstos por el calibre, pues son alambres muy delgados (calibre 22) y van retorcidos por pares. Se encuentran de un par (dos conductores), dos pares (cuatro conductores), etc. De acuerdo con el RETIE los conductores deben cumplir con los siguientes requisitos con respecto al rotulado: “Para efectos del presente Reglamento, los cables o alambres aislados en baja tensión, deben ser rotulados en forma indeleble y legible, según criterio adoptado de la NTC-1332, con la siguiente información: - Calibre del conductor en kcmil, AWG o mm2 .

- Material del que está hecho el conductor.

- Tipo de aislamiento.

- Tensión nominal

- Razón social o marca registrada del fabricante.

Dicho rotulado deberá cumplir con las siguientes características: - El rótulo se debe repetir a intervalos no mayores de 63 cm.

- El rotulado se acepta en alto relieve o impreso con tinta indeleble, también se acepta en bajo relieve siempre y cuando no se reduzca el espesor de aislamiento por debajo del mínimo establecido en este Reglamento.”

CLASIFICACIÓN DE LOS CONDUCTORES SEGÚN RETIE “Para los propósitos de estas especificaciones, los cableados son clasificados como:

• Clase AA: Utilizado para conductores desnudos normalmente usados en líneas aéreas.

• Clase A: Utilizado para conductores a ser recubiertos con materiales impermeables, retardantes al calor y para conductores desnudos donde se requiere mayor flexibilidad que la proporcionada por la clase AA.

• Clase B: Utilizado para conductores que van a ser aislados con materiales tales como cauchos, papel, telas barnizadas y para conductores como los indicados en la clase A pero que requieren mayor flexibilidad que la proporcionada por el cableado clase A.

• Clases C y D: Para conductores donde se requiere mayor flexibilidad que la proporcionada por la clase B.”



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AISLAMIENTO DE CONDUCTORES El aislamiento de los conductores se fabrica con materiales plásticos, aunque para usos especiales los aislamientos que se utilizan son de asbesto, naylon o silicona (usado para elementos calefactores), que evitan cortos circuitos y las fugas de corrientes ocasionadas por el calor. Los tipos de aislamiento termoplástico a los que hace referencia el RETIE son:

TW: Cubierta termo plástica recubierta resistente a la humedad. THW: Cubierta termo plástica recubierta resistente al calor y a la humedad,

para localización con temperaturas entre 75oC y 90o C THHN: Termoplásticos resistente al calor y a la abrasión para usar en

localización con temperatura de 90o C.



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Tabla Nº 01 Aislante de los conductores y su uso (tomado de la tabla 3.10-13 de la NTC 2050)

Nombre Comercial

Tipo Temperatura Máxima de funcionamiento

Uso Aislante Calibres Espesor del Aislante

Cubierta Exterior

14-10 AWG 0,76 8 AWG 1,14 6-2 AWG 1,52 1-4/0 AWG 2,03 213-500 AWG 2,41 501-1000 MCM 2,79

Termoplástico resistente a la humedad

TW

60o C

Lugares mojados y secos

Termoplástico resistente a la humedad y retardarte de la llama

1001-2000MCM 3,18

Ninguna

14-10 AWG 1,14 8-2 AWG 1,52 1-4/0 AWG 2,03 213-500 AWG 2,41 501-1000 MCM 2,79

Termoplástico resistente a la humedad y al calor

THW

75o C 90 o C1

Lugares mojados y secos

Termoplástico resistente a la humedad y retardarte de la llama

1001-2000MCM 3,18

Ninguna

1 Para este nivel de temperatura es utilizado especialmente dentro de aparatos de alumbrado de descarga eléctrica limitado a 1000v o menos y en circuitos abiertos (calibres 14-8 solamente como esta permitido en el articulo 410-31 de la NTC 2050).



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Tabla Nº 1 (continuación) Aislante de los conductores y su uso (tomado de la tabla 3.10-13 de la NTC 2050)

Nombre Comercial

Tipo Temperatura Máxima de funcionamiento

Uso Aislante Calibres Espesor del Aislante

Cubierta Exterior

14-12 AWG 0,38 10 AWG

0,51

8-6 AWG 0,76 4-2 AWG 1,02 1-4/0 AWG2

1,27

250-500 MCM

1,52

Termoplástico resistente al calor

THHN

90o C

Lugares secos

Termo plástico resistente al calor y retardarte a la llama

500-1000 MCM

1,78

Cubierta de Nylon o equivalente

2 La expresión A.W.G significa American Wire Gauge, Sistema de medida Americano para indicar el calibre de los conductores .



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CODIGO DE COLORES Para garantizar la seguridad en toda instalación eléctrica y en las personas que la operan, el RETIE establece lo siguiente con relación al color del aislante de los conductores: “Con el objeto de evitar accidentes por errónea interpretación de los niveles de tensión y unificar los criterios para instalaciones eléctricas, se debe cumplir el código de colores [...] Se tomará como válida para determinar este requisito el color propio del acabado exterior del conductor o en su defecto, su marcación debe hacerse en las partes visibles con pintura, con cinta o rótulos adhesivos del color respectivo. Este requisito es también aplicable a conductores desnudos, como los barrajes.” Sistema 1φ 1φ 3φΥ 3φΛ 3φΛ- 3φΥ 3φΛ Tensiones nominales

120v 240 /120v

208 /120v

240v 240/208 120v

480 /277v

480v

Conductores activos

1 fase 2 hilos

2 fases 3 hilos

3 fases 4 hilos

3 fases 3 hilos

3 fases 4hilos

3 fases 4 hilos

3 fases 4 hilos

Fase Negro Negro Rojo

Amarillo azul rojo

Negro Azul Rojo

Negro Naranja Azul

Café Naranja Amarillo

Café Naranja Amarillo

Neutro Blanco Blanco Blanco No aplica Blanco Gris No aplica Tierra de protección

Desnudo o Verde

Desnudo o Verde

Desnudo o Verde

Desnudo o Verde

Desnudo o Verde

Desnudo o Verde

Desnudo o Verde

Tierra aislada

Verde Amarillo

Verde Amarillo

Verde Amarillo

No aplica Verde Amarillo

No aplica No aplica

Tabla Nº 02 (tomada del RETIE) Nota: El conductor de puesta a tierra3 de los equipos de un circuito rama,l se debe identificar con un color verde continuo o con una o más bandas amarillas. En lugar de un conductor aislado, con las características señaladas, puede emplearse un conductor desnudo. Cuando no se encuentren conductores con los colores requeridos, se necesita realizar la marcación correspondiente en las partes visibles del conductor (normalmente en los extremos) empleando pintura, cinta o rótulos adhesivos del color respectivo. Lo anterior también debe cumplirse cuando se utilizan conductores desnudos. Este caso se presenta especialmente cuando se utilizan conductores de mayor calibre, que por lo general lo fabrican de un solo color. El RETIE dice lo siguiente acerca de los requisitos que deben cumplir los conductores:

3 La norma hace una distinción entre el conductor de puesta a tierra y el conductor puesto a tierra. Éste último (Puesto a tierra) hace referencia al conductor neutro y debe llevar un aislamiento de color blanco o gris natural .



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“ A los cables y cordones flexibles usados en instalaciones eléctricas objeto de este Reglamento, se les aplicarán los requisitos establecidos en la tabla 400-4 de la sección 400 de la NTC 2050 Primera actualización, siempre y cuando tales requisitos estén referidos a la seguridad. ” CALIBRE O SECCIÓN DE L0S CONDUCTORES Es la sección o área transversal que tiene los conductores. En otras palabras, es la superficie de la cara cuando se le corta perpendicularmente a su eje la sección o calibre; afecta directamente a la resistencia de los conductores y por ende a su capacidad de conducción de la corriente eléctrica. En armonía a la AWG el calibre de los conductores se identifica mediante un número. Los números más altos se refieren a los calibres más delgados y los números más bajos a los calibres más gruesos, como se puede apreciar en la siguientes tabla: La NTC 2050 establece lo siguiente con respecto al calibre de los conductores en el apartado 110-6. Calibre Kcmil AWG

Área Nominal (mm2) RNcc 20oC (ΩΩΩΩ/ΚΚΚΚm)

211,6 4/0 107,22 0,161 167,8 0/3 85,03 0,203 133,1 2/0 67,44 0,256 105,6 1/0 53,51 0,322 83,69 1 42,41 0,407 66,36 2 33,63 0,513 52,62 3 26,70 0,646 41,74 4 21,15 0,817 33,09 5 16,80 1,03 26,24 6 13,30 1,30 20,82 7 10,50 1,64 16,51 8 8,37 2,06 13,06 9 6,63 2,60 10,38 10 5,26 3,28 6,53 12 3,31 5,21 4,11 14 2,08 8,29 2,58 16 1,31 13,2 1,62 18 0,82 21,0 1,02 20 0,52 33,3 0,64 22 0,32 53,2 0,404 24 0,20 84,1

Tabla Nº 03. Requisitos para

alambre de cobre suave adoptada de NTC 359 (Tomado

del RETIE).



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Calibre Kcmil AWG

Área Nominal (mm2) RNcc 20oC (ΩΩΩΩ/ΚΚΚΚm)

1000 560,71 0,0348 900 456,04 0,0387 800 405,37 0,0433 750 380,03 0,0462 700 354,70 0,0495 600 304,03 0,0581 500 253,35 0,0695 400 202,68 0,0866 350 177,35 0,0991 300 152,01 0,116 250 126,68 0,139 211,6 4/0 107,22 0,164 167,8 0/3 85,03 0,207 133,1 2/0 67,44 0,261 105,6 1/0 53,51 0,328 83,69 1 42,41 0,417 66,36 2 33,63 0,522 52,62 3 26,66 0,660 41,74 4 21,15 0,830 33,09 5 16,77 1,05 26,24 6 13,30 1,32 20,82 7 10,55 1,67 16,51 8 8,37 2,10 13,06 9 6,63 2,65 10,38 10 5,26 3,35 6,53 12 3,31 5,35 4,11 14 2,08 8,46 2,58 16 1,31 13,4 1,62 18 0,82 21,4 1,02 20 0,52 33,8 0,64 22 0,32 53,8 0,404 24 0,20 85,6

Tabla Nº 04 Requisitos para cable de cobre suave cableado clase A,B,C y D adoptado de NTC 307 (Tomado de RETIE).



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Tabla Nº 05. Requisitos para Alambres y Cables aislados adoptadas de la NTC 1332 (Tomado del RETIE) Calibre Resistencia mínima de

aislamiento MΩ por Κm de conductor

Espesores mínimos de aislamiento conductores tipo TW Y THW (mm)

Espesores mínimos de aislamiento de PVC conductor tipo THHN (mm)

Tensión de ensayo dieléctrico V (rms)

Kcmil o AWG

TW THWW THHN Promedio En cualquier punto

Promedio En cualquier punto

Espesor mínimo en cualquier tipo de la chaqueta de nailon conductores tipo THHN (mm)

Conductores tipo TW

Conductores tipo THW y THHN

2 000 10 35 - 3,18 2,84 - - - 4000 4000 1 900 10 35 - 3,18 2,84 - - - 4000 4000 1 800 10 35 - 3,18 2,84 - - - 4000 4000 1 750 10 35 - 3,18 2,84 - - - 4000 4000 1 700 10 40 - 3,18 2,84 - - - 4000 4000 1 600 10 40 - 3,18 2,84 - - - 4000 4000 1 500 10 40 - 3,18 2,84 - - - 4000 4000 1 400 10 40 - 3,18 2,84 - - - 4000 4000 1 300 10 45 - 3,18 2,84 - - - 4000 4000 1 250 10 45 - 3,18 2,84 - - - 4000 4000 1 200 10 45 - 3,18 2,84 - - - 4000 4000 1 100 15 45 - 3,18 2,84 - - - 4000 4000 1 000 15 50 - 2,79 2,51 1,78 1,60 0,23 3500 3500 900 15 50 60 2,79 2,51 1,78 1,60 0,23 3500 3500 800 15 55 65 2,79 2,51 1,78 1,60 0,23 3500 3500 750 15 55 70 2,79 2,51 1,78 1,60 0,23 3500 3500 700 15 55 70 2,79 2,51 1,78 1,60 0,23 3500 3500 650 15 60 70 2,79 2,51 1,78 1,60 0,23 3500 3500 600 15 60 75 2,79 2,51 1,78 1,60 0,23 3500 3500



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550 15 65 80 2,79 2,51 1,78 1,60 0,23 3500 3500 500 15 55 80 2,41 2,18 1,52 1,37 0,20 3000 3000 450 15 60 75 2,41 2,18 1,52 1,37 0,20 3000 3000 400 15 65 80 2,41 2,18 1,52 1,37 0,20 3000 3000 350 20 65 80 2,41 2,18 1,52 1,37 0,20 3000 3000 300 20 70 95 2,41 2,18 1,52 1,37 0,20 3000 3000 250 20 80 105 2,41 2,18 1,52 1,37 0,20 3000 3000 4/0 20 70 95 2,03 1,83 1,27 1,14 0,18 3000 3000 3/0 20 80 105 2,03 1,83 1,27 1,14 0,18 2500 2500 2/0 25 85 115 2,03 1,83 1,27 1,14 0,18 2500 2500 1/0 25 95 130 2,03 1,83 1,27 1,14 0,18 2500 2500 1 30 105 140 2,03 1,83 1,27 1,14 0,18 2500 2500 2 25 130 130 1,52 1,37 1,37 1,02 0,15 2000 2000 3 25 145 145 1,52 1,37 1,37 1,02 0,15 2000 2000 4 30 155 155 1,52 1,37 1,37 1,02 0,15 2000 2000 5 30 135 135 1,52 1,37 1,37 0,76 0,13 2000 2000 6 35 155 155 1,52 1,37 1,37 0,76 0,13 2000 2000 7 40 170 170 1,52 1,37 1,37 0,76 0,13 2000 2000 8 35 185 185 1,14 1,02 1.02 0,76 0,13 2000 2000 9 40 225 225 1,14 1,02 1.02 0,76 0,13 1500 2000 10 35 180 180 0.76 0,69 0,69 0.51 0,10 1500 2000 11 35 195 195 0.76 0,69 0,69 0.51 0,10 1500 2000 12 40 175 175 0.76 0,69 0,69 0,38 0,10 1500 2000 13 45 190 190 0.76 0,69 0,69 0,38 0,10 1500 2000 14 45 205 205 0.76 0,69 0,69 0,38 0,10 1500 2000



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CAPACIDAD DE CORRIENTE DE LOS CONDUCTORES La corriente que puede soportar un conductor depende principalmente del calibre de éste. Recuerde que de acuerdo a los conceptos básicos de electricidad, la corriente eléctrica es inversamente proporcional a la resistencia, y ésta última, es inversamente proporcional al diámetro del conductor. Por consiguiente, a menor diámetro mayor resistencia, y por ende a mayor resistencia la corriente tendrá mas dificultad para circular por dicho conductor. A continuación, se presentan tablas extraídas de la NTC 2050 o código eléctrico nacional de la corriente admisible de los conductores en función de su calibre:

REGIMEN DE TEMPERATURA DEL CONDUTOR 60oC 75oC 90oC 60oC 75oC 90oC TW THW THHN TW THW THHN

Calibre AWG o MCM

Cobre Aluminio o Aluminio recubierto con Cobre

CALIBRE

14 12 10 8

20 25 30 40

20 25 35 50

25 30 40 55

25 30 40 55

- 20 25 30

- 20 30 40

- 25 30 40

- 25 35 45

- 12 10 8

6 4 3 2 1 0 00 000 0000

55 70 85 95 110 125 145 165 195

65 85 100 115 130 150 175 200 230

70 95 110 125 145 165 190 215 250

75 95 110 130 150 170 195 225 260

40 55 65 75 85 100 115 130 150

50 65 75 90 100 120 135 155 180

55 75 85 100 110 130 145 170 195

60 75 85 100 115 135 150 175 205

6 4 3 2 1 0 00 000 0000

Tabla Nº 06. Capacidades de corriente (A) permisibles para los conductores aislados para tensión nominal de 0-2000 Voltios, 60oC a 90oC. No más de tres conductores en canalización o en cable o directamente enterrados, tomando como base una temperatura ambiente de 30oC



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EMPALMES ENTRE ALAMBRES Un empalme es la unión entre conductores (Alambres, Cables), para prolongar o derivar líneas, en todo tipo de instalaciones eléctricas. Existen diversas clases de empalmes de acuerdo a la conexión que se quiera realizar, al tipo de esfuerzo que ha de resistir, a la clase de conductor, el lugar donde debe quedar ubicado, entre otros. A continuación usted conocerá algunos de los empalmes más utilizados, cuando se trata de unir dos conductores de alambre.

UNIÓN WESTERN

Fig. Nº7

UNIÓN TOMA SENCILLA

Fig. Nº8

UNIÓN COLA DE RATA

Fig. Nº9

Se utiliza para unir dos conductores, cuando se requiere prolongar uno de ellos. Éste se trabaja en instalaciones a la vista, y sobre todo en conductores que están sometidos a efectos de tracción. Se realiza con conductores, hasta el número 10.

Este empalme se utiliza para derivar una línea de otra principal en las instalaciones a la vista, cuando de un tendido recto y largo de conductores se desea sacar ramificaciones. Se realiza con conductores, hasta el número 10.

Este tipo de empalmes se efectúa en uniones entre dos o más conductores, con el fin de prolongarlos o derivarlos. Estos empalmes se utilizan principalmente dentro de las cajas metálicas de una instalación hecha en tubería y pueden ser utilizados con conductores hasta de número 6.



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UNIÓN TOMA DOBLE

Fig. Nº10

UNIÓN TOMA ANUDADA

Fig. Nº11

UNIÓN TOMA DOBLADA

Fig. Nº12

Este empalme se utiliza, cuando se requiere derivar de un mismo punto de un conductor principal, dos conductores. Es muy práctico en las instalaciones a la vista o sobre-pared. Existen dos formas para realizarlo, ambas cumplen la misma función.

Llamada también toma de seguridad. Este empalme cumple el mismo trabajo que la unión toma sencilla, con la diferencia que la derivación es más seguridad., de ahí el nombre de seguridad. Se utiliza principalmente en las instalaciones aéreas y sobre-pared, sobre todo cuando los conductores van ha estar expuestos a posibles movimientos.

Es otro tipo de derivación sencilla. Se utiliza al final de la línea cuando necesitamos hacer una última derivación. Esta unión realiza un buen contacto eléctrico y presenta bastante resistencia a la tensión mecánica. También es muy utilizado cuando el cable derivado es más delgado que el principal.



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EMPALMES ENTRE CABLES

UNION PARA PROLONGACIÓN Para cables gruesos

Fig. Nº13 Para cables delgados

Fig. Nº14

UNION PARA DERIVACIÓN Para cables gruesos

Fig. Nº 15

Este empalme se utiliza con cables gruesos, y cuando se requiere prolongar una línea, cuando no alcanza un solo cable para cubrir una distancia entre los puntos a conectar. En la figura se puede apreciar dos formas de realizar este tipo de empalme, ambas presentan buen contacto eléctrico y bastante resistencia mecánica.

Estos empalmes son utilizados cuando los cables a prolongar son de sección pequeña. En la siguiente figura, se efectúa un empalme en un cable Duplex, o cordón paralelo, utilizando una unión Western, lo que indica que dicha unión se puede efectuar indistintamente con cables y alambres.

Se utiliza este tipo de empalme cuando se quiere sacar de un circuito principal una derivación.



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Existen dos formas para ejecutar este tipo de empalme, ambas presentan un buen contacto eléctrico y buena rigidez mecánica. Esta clase de empalme se utiliza mucho en cables gruesos, aunque también es posible realizarlos con cables de hilos más delgados, por ejemplo cable 8 ó 10. Para cables delgados

Fig. Nº16

Con los cables también es necesario, en algunos casos, realizar derivaciones. Este empalme es una derivación con cable Duplex y se realiza efectuando dos empalmes de toma sencilla, separados un poco entre si.

Cuando se da un mejor agarre y la derivación va a soportar algún esfuerzo mecánico, se utiliza esta derivac ión que es igual a la toma anudada con alambre. Esta es una derivación con cordón de hilos mediante gruesos parecidas a la derivación para cables.

Fig. Nº17 Unión para derivación entre cables y

alambres



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EMPALMES ENTRE CABLES Y ALAMBRES Derivación entre conductores gruesos

Fig. Nº18 (Unión para derivación(cables delgados) El empalme de la figura presenta una derivación entre dos conductores gruesos: un cable y un alambre. Consiste en unir por medio de un alambre delgado, el conductor derivado y el conductor principal. Este empalme debe efectuarse en esta forma a causa de la dificultad que presenta el alambre a ser enrolado en el cable debido a su grosor. Conexión final entre un cable y un alambre Unión tipo alambre doblado

3. DUCTOS Y CANILIZACIONES

Se pueden efectuar empalmes entre alambres y empalmes entre cables; también podemos realizar uniones combinando estos dos tipos de conductores eléctricos.

El empalme de la figura nos muestra una unión entre un alambre y un cable. Este tipo de empalme se utiliza cuando se realiza la conexión final entre los dos conductores, como en el caso de la conexión interna que llevan algunos artefactos eléctricos. También es muy utilizado, cuando se desea unir dos alambre de diferente sección, como por ejemplo un alambre número 8 (8,36 mm2) y uno de 16 (1,30 mm2), donde el alambre grueso va doblado sobre el arrollamiento del delgado.

Fig. Nº19 Derivación entre cables y alambres



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DUCTOS Y CANALIZACIONES

La tubería en PVC, es la más utilizada en las instalaciones domiciliarias debido a que brinda las siguientes condiciones de usos:

Canilazaciones Es el sistema diseñado y empleado para contener los conductores, mediante la utilización de ductos o tuberías

TuberíaTuberíaTuberíaTubería También conocido como ducto, cuerpo cilíndrico y cerrado, diseñado especialmente para contener los conductores, es decir para que pasen por medio de él. Tubería metálicaTubería metálicaTubería metálicaTubería metálica Cada vez menos utilizados en las instalaciones eléctricas domiciliarias, sea ha restringido su uso, para los casos en que esta expresamente

Tubería no metálicaTubería no metálicaTubería no metálicaTubería no metálica Mejor conocidos como tubos PVC, están hechos de un material no metálico a base de cloruro de polivinilo, debe ser color verde debe ser color verde debe ser color verde debe ser color verde

Peso liviano Resistente a la corrosión Resistente al impacto Resistente al fuego Fácil alambrado Seguro Económico

Otras características PVC liviano: Se utiliza donde no hay riesgos de daños mecánicos, especialmente en las paredes. PVC pesado: Se utiliza en placas de concreto o donde hay posibilidades de daño mecánico, como pueden ser los pisos. NOTA: NOTA: NOTA: NOTA: SI se instalan en pisos hay que ubicarlos a unos 46cm de profundidad, protegidos por una capa de concreto de por lo menos 5cm de espesor.



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NÚMERO DE CONDUCTORES QUE SE PUEDEN INTRODUCIR EN LOS TUBOS PVC NÚMEROS MAXIMOS DE CONDUCTORES THW EN TUBOS PVC SHEDULE 80

DIAMETRO DEL TUBO O DUCTO CALIBRE AWG ½” ¾” 1” 11/4” 11/2” 2” 21/2” 3” 14 12 10 8 6 4 3 2 1 1/0 2/0 3/0 4/0

4 3 2 1 1 1

8 6 5 3 1 1 1 1 1 1 1

13 10 8 5 3 3 2 1 1 1 1 1

23 19 15 9 7 5 4 3 2 1 1 1 1

32 26 20 12 9 7 4 3 2 1 1 1 1

55 44 34 20 16 12 10 8 6 5 4 3 3

79 63 49 29 22 17 14 12 8 7 6 5 4

123 99 77 46 35 26 22 19 13 11 10 8 7

Tabla N° 07 Tabla C9 de la NTC 2050, tomada del Man ual de Instalaciones domesticas de Luis Flower Leiva DIAMETRO Y SECCION INTERNA DE LOS TUBOS PVC Los datos que se consignan a continuación son medidas aproximadas, solamente para orientar, porque pueden variar dependiendo del fabricante.

DUCTOS DE PVC DIAM.Nomin. En pulgadas

DIAMETRO INTERNO EN mm

AREA INTERIOR EN mm2

½ ¾ 1 11/4

11/2

2 3

18 23 30 38 44 55 82

254 415 707 1133 1519 2374 5278

Tabla N° 08

Tomada del Manual de Instalaciones domésticas de Luis Flower Leiva



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CONDUCTORES TW Y THW CONDUCTORES MAS AISLAMIENTO N° AWG DIAMETRO INTERNO

EN mm AREA INTERIOR EN mm2

14 12 10 8 6 4 2 1/0 2/0

3,15 3,57 4,11 5,54 7,15 8,23 9,58 12,31 13,33

7,80 10,00 13,30 24,10 40,20 53,20 72,00 119,00 140,00

Tabla N° 09 Tomada del Manual de Instalaciones domésticas de Luis Flower Leiva

ALAMBRADO DE DUCTOS Alambrar es chocar los conductores dentro de un tubo, utilizando una cinta metálica flexible llamada sonda o cinta de pesar Generalmente, las cintas son de acero templado, flexible y de sección rectangular, en uno de sus extremos tiene ojal o gancho para atar los conductores. Las cintas se fabrican en espesores de 0.3 a 0.6 milímetros, con ancho de 3 a 6 milímetros y longitudes de 10, 25 y 30 metros. IDENTIFICACIÓN DE LOS CONDUCTORES

Antes pasar los conductores por la tubería tiene que determinar el tipo, cantidad y calidad del conductor. Para ello necesita consultar el plano eléctrico. A determinada cantidad y calibre de conductores le corresponde un diámetro de tubería adecuado. A mayor número de conductores y menor sección (diámetro) en la tubería, hay más dificultad para separarlos. Además, aumenta la posibilidad de dañar los aislantes y quizás, que la instalación sea rechazada por parte de la empresa de energía.



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PREPARACION DE LOS CONDUCTORES Es importante preparar de antemano los conductores para facilitar el trabajo a la hora de introducirlos en los tubos. Así se evita que éstos se atasquen dentro de los tubos. Cuando se va a usar un rollo de conductor nuevo, se corta el circulo marcado con puntos que vienen indicados en la tapa de la caja y se saca sólo una punta para pegarla a la sonda. Esto hay que hacerlo con mucho cuidado, evitando no dañar el forro del conductor (esto previendo un corto circuito). Como fijar el conductor a la sonda Se desnuda el extremo de cada conductor y se introduce dentro de la argolla de la sonda “entorchando” los conductores a manera de empalme sobrepuesto, se encinta el entorche a dos centímetros de la argolla de la sonda, hasta el forro del conductor.

Existe un código de colores para identificar rápidamente los conductores en cada un de las cajas con el fin de agilizar los empalmes, derivaciones, conexiones y evitar conexiones equivocadas entre líneas y aparatos eléctricos. Otra manera de identificación es marcando los extremos de cada conductor con números o letras, así como también, haciendo una o varias incisiones con el cuchillo de electricista en los extremos del conductor. Así mismo resulta de mucha utilidad para este trabajo de identificación la lámpara de prueba. Consulta con tu instructor como puedes fabricar ésta.

Fig. Nº20



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INTRODUCCION DE LOS CONDUCTORES EN LAS TUBERÍAS Este es el procedimiento que se debe seguir:

EL MEGOHMETRO El Megohmetro es un instrumento portátil, que se utiliza para medir resistencia de aislamiento en las instalaciones eléctricas, motores generadores, transformadores etc. Está constituido por un instrumento de medida con la escala graduada en Megohmios y un pequeño generador de corriente continúa, que se hace girar con una manivela. En la parte exterior tiene 2 bornes de conexión un pulsador para ajustar el instrumento en el momento de efectuar la medida.

1. Seleccione la cinta de acero que va a utilizar, de acuerdo con las secciones del

tubo. 2. Limpie y seque la tubería. 3. Introduzca la cinta por un extremo del tubo, sobre saliendo por el otro extremo la

esfera unos 30cm. 4. Ate la argolla a la cinta con un trozo de alambre galvanizado de una longitud de

25cm aproximadamente. 5. Haga una prolongación con los dos trozos de alambres galvanizados. 6. Envuelva la unión de los dos alambres con estopa y átela con un alambre fino. 7. Tire de la cinta, mientras otra persona, guía el alambre desde el otro extremo. 8. Cuando termine de sacar la cinta, corte el alambre y tire de éste hasta sacarlo

también. (para que los conductores puedan deslizarse bien es necesario que se impregnen con talco o se froten con parafina).

9. Introduzca la sonda en la caja inicial hasta que salga por la otra, adonde deben llegar los conductores. En caso de trabarse, debe girarla hasta que se salve el tope

10. Al momento de introducir todos los conductores que van a pasar por el tubo, se debe hacer lo siguiente: - Pele los extremos de los conductores aproximadamente 10cm. - Ate los extremos pelados en las argollas de la cinta. - Cubra con cinta aislante la unión de los conductores con la argolla.

11. Tire de la cinta hasta que los conductores queden próximos a la boca de entrada del tubo.

12. Coloque un cartón en la boca de entrada del tubo. 13. A medida que otra persona ayuda, guiando los conductores, tire de la cinta

suavemente hasta que éstos aparezcan en la boca de salida. 14. Continúe tirando, hasta que los conductores hayan sobre salido lo necesario .

Estos instrumentos se constituyen con diferentes alcances de escalas y un generador de tensión del valor adecuado a cada aplicación. Los más comunes son los que permiten medir hasta 50 Megohmios con una tensión de 500v Cuando la instalación eléctrica o el aparato que se compruebe son para trabajar con alta tensión, deben utilizarse megohmios de mayor alcance, (1000 ó 10.000 Megohmios) cuyo generador proporciona una tensión de 2.500 ó 5.000 v.

Algunas características de este instrumento son las siguientes:



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COMO FIJAR DUCTOS EMPOTRADOS La fijación de ductos empotrados consiste en colocar la tubería dentro de la pared, este sistema resulta muy práctico y económico. Para fijar ductos empotrados primero debemos tener en cuenta las siguientes sugerencias:

Trazar la instalación. Regatear o canchear 4. Cortar la tubería de acuerdo con el trazado. Ensamblar o armar la tubería.

REGATEADO O CANCHADO Se utiliza por lo general cuando se trata en ensanches de instalaciones hechas, o cambio de instalaciones con conductores a la vista por una con tuberías empotradas.

4 La regata o canal sirve para empotrar los tubos en las mamposterías. Fig. Nº21

Como utilizarlo

Se conecta sobre los bornes de conexión el circuito que se quiera probar. Teniendo presente que antes de conectar el Megohmetro, hay que verificar que el circuito no tenga tensión.

Se hace girar la manivela y al mismo tiempo se oprime el pulsador de ajuste. Se controla que la aguja se centre en el cero de la escala, disminuyendo o aumentando, para conseguir, la velocidad de giro de la manivela.

Se suelta el pulsador y girando siempre la manivela a la velocidad, se hace la lectura sobre la escala.

Aplicación La resistencia de una instalación, se comprueba conectando el instrumento a los conductores de alimentación y entre éstos y la conexión de tierra.



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En los edificios nuevos y modernos las regatas en las paredes y techos, se hacen a medida que se construye, siguiendo el plano del recorrido de la instalación hecho por los electricistas. Para la perforación de la regata, se trazan los dos lados y se cincelan con un cincel plano y maceta; la profundidad de la regata se hace de acuerdo con el diámetro del tubo y los tipos de cajas de derivación, que se va emplear. Para que la regata se pueda efectuar con facilidad, es necesario emplear bien las herramientas: cinceles, de corte ancho para los materiales blandos (pañetes, ladrillos a medio coser, etc.) y cinceles de punta aguda (punteros) para los materiales mas duros (ladrillo recocidos, concreto, etc). En todos los casos las herramientas deben estar bien afiladas.

Con la confección del agujero para la colocación de las cajas de derivación se hace así: Se hacen coincidir los ejes de la plantilla de la caja con los ejes trazados en la pared y se trazan los contornos, luego, con el cincel y la maceta se perfora el muro hasta que la caja entre en la perforación y sus bordes queden unos 3 mm dentro de la pared. Las cajas de empalmes para conductores se ponen mas profundas para permitir que la tapa quede a ras de la pared (si la pared no lleva revoques). Cuando las regatas y los agujeros para las cajas están terminados, procedemos a cortar la tubería de acuerdo con el trazo o regateado; posteriormente empalmamos o ensamblamos los tubos con las cajas.

Seguidamente fijamos la tubería con los clavos, los cuales se colocan a lado y lado del tubo hasta que quede firmemente asegurado; si queremos darle mayor seguridad al tubo, lo recubriremos con cemento. Si las paredes van a llevar pañetes o revoques, las cajas pueden sobresalir medio centímetro de la pared, ya que los revoques llevan un grueso normal entre uno y medio centímetros; en esto caso, para que la tubería y las cajas no se muevan, agrégueles mezcla. Para que la mezcla penetre a las cajas, chúcelas con un palo, coloque la mezcla a la tubería cada metro; así logrará firmeza en la tubería. Normalmente se le introducen los conductores a la tubería después del revoque, pero no hay impedimento para hacerlo antes; esto es cuestión de organización y planeación.



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5. TIPOS DE ALUMBRADO MÁS UTILIZADOS A NIVEL DOMICI LIARIO Bombillo ahorrador (*)

En comparación con las lámparas incandescentes, las CFL tienen una vida útil mayor y consumen menos energía eléctrica para producir la misma iluminación. Teoría Balasto electrónico de una lámpara compacta fluorescente o CFL. El funcionamiento de una lámpara fluorescente compacta es el mismo que el de un tubo fluorescente común, excepto que es mucho más pequeña y manejable. Cuando enroscamos la lámpara CFL en un portalámpara (tipo Edison E27 0 E14, igual al que utilizan la mayoría de las lámparas de incandescencia) y accionamos el interruptor de encendido, la corriente eléctrica alterna pasa por el balasto electrónico, donde un rectificador diodo de onda completa la convierte en corriente continua. A continuación un circuito oscilador, compuesto fundamentalmente por un circuito transistorizado que funciona como amplificador de corriente, una bobina, condensador de flujo o transformador (reactancia inductiva) y un condensador (reactancia capacitiva), se encarga de originar una corriente alterna con una frecuencia de entre 20 y 60 kHz. El objetivo de esa alta frecuencia es disminuir el parpadeo que provoca el arco eléctrico que se crea dentro de las lámparas fluorescentes cuando se encuentran encendidas. De esa forma se anula el efecto estroboscópico que normalmente se crea en las antiguas lámparas fluorescentes de tubo recto que funcionan con balastos electromagnéticos (no electrónicos). En las lámparas fluorescentes antiguas el arco que se origina tiene una frecuencia de tan sólo 50 ó 60 Hz, que es la de la red eléctrica a la que están conectadas. (*) Wikipedia

La lámpara compacta fluorescente o CFL (sigla del inglés compact fluorescent lamp) es un tipo de lámpara fluorescente que se puede usar con casquillos de rosca Edison normal (E27) o pequeña (E14). También se la conoce como:

• lámpara ahorradora de energía • lámpara de luz fría • lámpara de bajo consumo • bombilla de bajo consumo • bombillo ahorrador • ampolleta fluorescente



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Cuando los filamentos de una lámpara CFL se calientan por el paso de la corriente, el aumento de la temperatura ioniza el gas inerte que contiene el tubo en su interior, creándose un puente de plasma entre los dos filamentos. A través de ese puente se origina un flujo de electrones que aporta las condiciones necesarias para que el balasto electrónico genere una chispa y se inicie un arco eléctrico entre los dos filamentos. En este punto del proceso los filamentos se apagan (cesa su incandescencia) y su misión es actuar como electrodos para mantener el arco eléctrico durante todo el tiempo que permanezca encendida la lámpara. El arco eléctrico no produce directamente la luz en estas lámparas, pero su existencia es fundamental para que se produzca ese fenómeno. Una vez que los filamentos de la lámpara se han apagado, la única misión del arco eléctrico será continuar y mantener el proceso de ionización del gas inerte. De esa forma, los iones desprendidos del gas inerte al chocar contra los átomos del vapor de mercurio contenido dentro de tubo dan lugar a que los átomos de mercurio se exciten y comiencen a emitir fotones de luz ultravioleta en la desexcitación subsiguiente. La luz ultravioleta no es visible para el ojo humano, pero al ser absorbidos por la capa fluorescente de sustancia fluorescente que recubre la pared interna del tubo, provoca que los átomos de fluor se exciten y que emitan fotones de luz visible al desexcitarse. El resultado final es que la lámpara emite luz visible hacia el exterior. LÁMPARAS INCANDESCENTES Este sistema que se da como consecuencia del paso de la corriente a través de una resistencia o filamento y es un sistema que hoy no se recomienda dando paso a las bombillas ahorradoras. Esta tabla indica el modelo de un flujo luminoso nominal normal:

Potencia en W

Im Potencia en W

Im

40 60 75

435 760 1000

100 150 200

1400 2320 3350

Tabla N° 10 Tomada del Manual de Instalaciones domésticas de Luis Flower Leiva Nota: El flujo luminoso real, que se puede medir con un fotómetro integrador, no puede ser menor del 93% del valor de la tabla. Su duración nominal es de 1.000hr y la condiciona el hecho de el constante apagar y prender el Bombillo.



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LAMPARAS FLUORESCENTES

Fig. Nº23 lámpara fluorescente

Características:

• La lámpara fluorescente se fabrica empleando un tubo de vidrio, que contiene argón y unos miligramos de mercurio en forma de vapor.

• Cuando se aplica una tensión adecuada entre los electrodos o cátodos (recubierto de un material que cede fácilmente electrones al ser calentado) de la lámpara, éstos se ponen incandescentes y comienzan a emitir electrones, que se aceleran en el interior del gas, ionizándolo y produciendo la descarga que establece el circuito eléctrico.

• Los electrones provenientes de los cátodos chocan con los átomos del mercurio vaporizado, los cuales se centran en el interior del tubo.

• Como consecuencia de este choque una parte de los átomos se ioniza, aumentando la corriente de descarga, pero la mayor parte de los átomos de mercurio se excitan y, debido a la baja presión existente, comienzan a emitir radiaciones ultravioleta invisibles al ojo humano, debido a su longitud de onda.

• Las radiaciones ultravioletas al incidir sobre los materiales fluorescentes, depositados en la pared interior del tubo (el material empleado tiene la apariencia de un polvo blanco), hacen que éstos se exciten y se produzca el fenómeno de la fluorescencia, es decir comienza a emitir radiaciones visibles para el ojo humano, por ser de mayor longitud de onda que las ultravioletas.

• Según el material fluorescente que se utilice para la fabricación de la lámpara fluorescente, se obtienen diversas clases de luz: luz día, blanco cálido, blanco frio, etc.

Estas lámparas son de descarga eléctrica en atmósfera de vapor de mercurio a baja presión y un gas inerte, cuyas paredes internas están recubiertas con sustancias fluorescentes. Debido a su bajo consumo, son muy utilizados actualmente en las instalaciones residenciales.



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• Las sustancias fluorescentes empleadas en la luminotecnia son aquellas que absorben radiaciones no visibles, generalmente ultravioletas, y las transforman en radiaciones visibles.

• El fenómeno de fluorescencia se considera como un sistema de generación de luz perfectamente definido y distinto de la incandescencia y de la descarga de gas. Puede asumirse como un complemento de las lámparas de descargas, toda vez que la radiaciones ultravioletas sean necesarias son asumidas por un tobo de descarga que, en la mayor parte de los cosas es de mercurio.

CLASES DE LÁMPARAS FLUORESCENTES

• Fluorescente de cátodo caliente y arranque por precalentamiento Componentes de una lámpara fluorescente.

• Lámpara o tubo fluorescente : Es la lámpara misma. Balasto: Transformador reactor o reactancia: es una bobina o inductancia con un núcleo de láminas, que se conectan en serie con el tubo. Hoy en día existen balastos electrónicos. Funciones del balasto:

• suministra una tensión inicial alta (que debe caer a la tensión nominal un vez que se haya encendido completamente la lámpara) necesaria para calentar los electrodos y establecer un arco entre ambos, iniciándose de esta manera el funcionamiento de la lámpara.

• Limitar la corriente de descarga hasta el valor para el cual se ha construido la lámpara.

Aproximadamente el 50% de la tensión se presenta como caída de tensión en la descarga y el otro 50% como caída de tensión en la reactancia. Una vez iniciada la descarga, cuando el arco trata de absorber más corriente (por ejemplo por una elevación de tensión de la línea), en la reactancia se produce una mayor caída de tensión, la corriente se reduce, manteniéndose en su valor nominal. Para que el balasto tenga una duración razonable, es preciso que la temperatura permanezca lo más baja posible en los arrollamientos, para lo cual se incluyen hojas de aluminio entre la bobina y la caja de acero que la contiene, con el fin de disipar al máximo el calor que necesariamente se produce, al mismo tiempo que se amortiguan las vibraciones de la bobina, para que el balasto tenga un funcionamiento silencioso.



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En la actualidad se emplean balastos con relleno de resina a base de poliésteres, ya que estos materiales proporcionan una excelente transmisión de calor, lográndose además reducir las dimensiones de los balastos y evitar las vibraciones. Como este tipo de lámparas está construido para sistemas monofásicos, se recomienda conectar el balasto a la fase, en caso de que se produzcan tierras accidentales en el circuito, se limite el paso de la corriente y no se dañen los componentes de la lámpara. Arrancador o estárter: Es un interruptor térmico automático, que está formado por una lámina bimetálica móvil y un contacto fijo, encerrado en una ampolla con gas neón en su interior. Algunos de ellos llevan un condensador conectado en paralelo, para disminuir la interferencia que se produce en los receptores de radio y TV al iniciar el encendido del fluorescente, cuando funciona en arrancador. Pero al ponerse en contacto con el bimetal y la lámina fija del arrancador, cesa la descarga eléctrica y, por tanto la producción de calor, por lo cual se enfría el bimetal y se separa del electrodo casi inmediatamente. Al interrumpirse la corriente se produce la sobre tensión de autoinducían en la reactancia (corrientes de apertura y cierre en una bobina) que, aplicada a los bornes de la lámpara podrá encenderla. Este proceso de unión y separación del bimetal y electrodo fijo, se repetirá permanentemente hasta que la lámpara quede completamente encendida. Una vez encendida la lámpara, la tensión en sus bornes se estabiliza un poco por debajo de la tensión de alimentación de la línea (por la caída que se produce en el balasta) y concluye la función del arrancador, ya que la corriente sigue circulando a través del gas inerte, por lo cual si en este momento se quitara el arrancador, el tubo seguirá encendido. Porta fluorescentes y porta-estárter Elementos que sirven para fijar la lámpara y el estárter, a su vez interconectar los diversos componentes y conectarlos a la red. Se encuentran unidos o separados. Tubos de encendido instantáneo (slim line) Si se aplica una tensión suficientemente alta en los terminales de una lámpara fluorescente, se puede iniciar el arco sin necesidad de un calentamiento previo de los cátodos, por lo cual éstos (uno solo en cada extremo) tiene una constitución especial, para soportar el arranque en frío, y además el fluorescente no necesita arrancador para funcionar.

Cuando se energiza el circuito se produce una pequeña descarga eléctrica (arco), entre el electrodo fijo y el bimetal, a través del gas neón. Por efecto del arco la lámina bimetalica se calienta y al doblarse hace contacto con la lámina fija, quedando cerrado el circuito de los filamentos del tubo fluorescentes. Como la corriente pasa ahora directamente desde el bimetal al electrodo fijo, se cierra el circuito exterior y la corriente pasa a través de los electrodos de la lámpara, calentando los filamentos y haciéndolos emisivos.

CONDENSADOR



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El balasto debe suministrar un alto voltaje, necesario para el arranque de los tubos, por lo cual se deben tomar las precauciones necesarias cuando hay que cambiar los tubos o el balasto, por los peligros que conlleva esta alta tensión. Para realizar cualquiera de estas operaciones, es mejor desenergizar los circuitos. Montaje de lámpara fluorescente”Tulam” 2x20 Se parte de este montaje por su sencillez convirtiéndose en la base de los demás montajes. A continuación encontrará la representación del montaje en un plano eléctrico

Fig. Nº24 Elementos que se requieren para el montaje:

1. Banco de prueba de madera. 2. Un(1) balasto de 2X20W (el balasto se llama también reactancia). 3. Dos (2) arrancadores o starter, de referencia FS-2. 4. Dos (2) juegos de zócalos o portalámparas, compuesto cada por un(1) zócalo

sencillo y un(1) zócalo con arrancador. 5. Dos (1) tubos fluorescentes de 20W. 6. Cinco (5) metros de cable N° 14. 7. Dos (2) tornillos golosos de ½ pulgada de largo, con cabeza N° 6. 8. Cuatro (4) tornillos de 4cm de largo con tuerca. 9.

Resumen de los pasos para instalar la lámpara fluorescente 1. Analice detalladamente el montaje que va a realizar. Tome el plano y estúdielo

concienzudamente. 2. Perfore el banco de prueba de madera para introducir los tornillos de fijación de los

zócalos sencillos. 3. Distribuya los componentes de acuerdo al plano. Procure hacerlo con buena

estética y economía de conductores.

Fig 25 Montaje de lámpara fluorescente”Tulam” 2x20



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4. Dibuje el perímetro de los componentes. Esto indicará como quedará el montaje. Recuerde que para dibujar el perímetro de los zócalos, el tubo debe estar montado sobre éstos.

5. Quite el tubo de los zócalos. Coloque cada zócalo sobre la huella que marcó en el banco (perímetros de los zócalos), y por el orificio de cada zócalo marque un punto.

6. Perfore los puntos marcados y asegure los zócalos. El tubo no debe entrar forzado.

7. Asegure la reactancia en el sitio previamente definido. Efectué las conexiones tal como las muestra el plano.

8. Haga las conexiones del arrancador, de tal forma que queden en serie con la lámpara. (observe el plano que hizo).

9. Coloque los arrancadores en los zócalos y asegúrese que haya un buen contacto. 10. Coloque los tubos en los zócalos. Fíjese que el contacto sea firme. 11. Verifique la conexión.

Anormalidades y soluciones en el funcionamiento de una instalación fluorescente Las anormalidades en el funcionamiento de este tipo de lámpara surgen con frecuencia de un conjunto combinado de causas. Por eso conviene aprender y aplicar algunas normas generales de revisión. La inspección de una anormalidad de la lámpara fluorescente no es tan sencilla. Una lámpara bien instalada puede funcionar mal o no funcionar, si algunos de los accesorios eléctricos no reúne las condiciones de calidad necesarias. En otras ocasiones la falla no se encuentra en la lámpara ni en los accesorios, sino en la baja tensión de la línea. Puede presentarse el caso de que la lámpara falle a pesar de que los accesorios, las lámparas y la tensión sean correctas. Entonces hay que atribuir el efecto al medio ambiente: temperatura y corrientes de aire frío circundantes. A continuación se presentan algunas normas generales sobre la corrección de fallas en lámparas fluorescentes:

a) Si la lámpara no funciona, pruébela en otro circuito, pues pudiera ser que no existiera tensión. Asegure el contacto en el portalámpara, use un voltímetro para controlar la tensión. Si no hay tensión en el portalámparas, debe verificar las conexiones del circuito.

b) Casi siempre debe buscar los defectos directamente en los interruptores y en la reactancia. Revise primero el interruptor y observe el circuito si cierra o no. Para comprobarlo puntee los contactos con un caimán o un destornillador, revise la reactancia, luego la lámpara y por último las conexiones. Este es el procedimiento que puede considerarse como general.

c) Si la lámpara no funciona bien, apáguela para evitar el recalentamiento de la reactancia, el aumento del defecto (sobre todo parpadeo), y por lo tanto, la destrucción progresiva de otros componentes.



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d) Cuando note un defecto de arranque por agotamiento de la lámpara, no intente afectar arranques repetidos, porque lo único que conseguirá es destruir el arrancador.

e) Cuando el arrancador está pegado en sus contactos, la reactancia pierde potencia. Cuando la lámpara tiene un solo tubo se pierde el 59%

f) Tenga en cuenta el comportamiento del condensador. Se puede decir que el rendimiento de una lámpara en orden de su consumo, radica en las características del condensador, por lo cual debe ser apropiado para la tensión; igual o mayor, NUNCA MENOR, aunque la diferencia de pocos voltios.

Además de la capacidad en microfaradio (µf) debe ser la exacta entre los limites +/- 1.5 microfaradios. Es un error, creer que un exceso de capacidad facilita la corrección del factor de potencia. A continuación consideramos algunos casos particulares de anormalidades en el funcionamiento de una instalación fluorescente y sus probables causas. Observación En los siguientes cuadros se consideran de manera individual las causas del mal funcionamiento de una lámpara. Sin embargo, recuerde que las fallas pueden tener múltiples causas; por eso es necesario que tenga en cuenta las normas generales antes descritas. Las anormalidades las hemos clasificado en dos secciones, así: Sección A: Anormalidades en la lámpara. Sección B: Anormalidades en el arrancador y la reactancia.



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A. ANORMALIDADES EN LA LÁMPARA. Fenómeno observado Causas probables Solución No se enciende o se enciende y apaga de manera intermitente.

1) El material activo de los cátodos se ha consumido. 2) La tensión de la línea es inferior a la que la lámpara

necesita para su funcionamiento.

1) Cambiar la lámpara. 2) Elevar la tensión mediante un

dispositivo diseñado para tal fin.

La lámpara solo enciende en los dos extremos o filamentos.

1) Probable conexión a tierra. 2) Agotamiento del tubo, o defecto de fabricación. 3) Los cátodos del arrancador son defectuosos, pueden

estar en corto circuito a intervalos. 4) El condensador del arrancador está en corto-circuito a

intervalos.

1) Buscar y aislar . 2) Cambiar el tubo. 3) Cambiar el arrancador. 4) Cambiar el condensador por otro

que tenga la capacidad en µf.

La lámpara sólo enciende en uno de sus filamentos.

1) Conexión a tierra del arrancador, o el condensador del mismo en corto.

1) Si no hay conexión a tierra, debe cambiarse el condensador.

Permanecen encendidos los extremos de la lámparas.

1) La reactancia no corresponde a las especificaciones de potencia de la lámpara

2) Si la instalación es nueva las conexiones del circuito están equivocadas.

1) Usar reactancia cuya potencia corresponda al de las lámparas.

2) Revisar y corregir las conexiones.

En montaje de dos lámparas, un tubo enciende y el otro no arranca sino que parpadea en un extremo.

1) Los conductores de cada arrancador están cruzados entre si. En tal caso no manifiesta señales de arranque una sola lámpara hasta que la segunda no este en su porta-lámpara. Estando los tubos en el porta lámpara encenderán al mismo tiempo si los dos interruptores se abren simultáneamente.

1) Rehacer las conexiones de los arrancadores según los esquemas o planos colocados de los balastos.



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Fenómeno observado Causas probables Solución La lámpara no enciende y de pronto lo hace repentinamente, o bien enciende tan pronto ha sido colocada.

1) La conexión está mal efectuada, sobre todo en la reactancia. 2) Los filamentos no reciben la debida tensión.

1) Revisar la instalación especialmente la reactancia.

La lámpara se apaga repentinamente.

1) La tensión del circuito es muy baja. 1) Si la tensión permanece con mucha irregularidad, se debe utilizar un regulador de tensión, a la tensión de la lámpara.

Aparece un parpadeo cuando la lámpara ya ha sido usada en un tiempo

1) Agotamiento normal de lámpara. 1) Cambiar la lámpara.

Parpadeo cuando la lámpara es relativamente nueva

1) Probable defecto de construcción. 2) Si los parpadeos son prolongados en cada encendido, el arrancador está defectuoso. 3) La reactancia es de capacidad inferior a la capacidad de la lámpara. 4) Existen corrientes de aire frio que llegan hasta la lámpara. 5) Tensión insuficiente en el circuito. 6) Malos contactos en el circuito sobretodo en el porta lámparas o zócalo.

1) Quitar la lámpara, colocar otra y observar si se repite el fenómeno. 2) Cambiar el arrancador. 3) Verificar la capacidad de la

reactancia. Cambiarla si es el caso. 4) Encerrar la caja de protección. 5) Verificar la tensión de las líneas y

corregirlas. Verificar los contactos del circuito y asegurar los sócalos y porta lámparas.



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Fenómeno observado Causas probables Solución La luz fluctúa, caracolea de modo que parece que toda la columna se mueve dentro de un tubo casi siempre en forma de espiral

1) Este fenómeno se presenta en los primeros encendidos cuando la lámpara es nueva. En los tubos de contracción moderna rara vez se advertirá este fenómeno. 2) En los tubos usados, este fenómeno se debe a arranques rápidos o fríos. Bien puede suceder que, aún cambiando el arrancador, continue todavía caracoleando; esto es señal de que el tubo ha sido muy castigado por el parpadeo con el arrancador anterior. 3) La reactancia no corresponde a la capacidad (en vatios) de la lámpara.

1) Apagar la lámpara y encenderla de nuevo pasados algunos segundos. Si el defecto persiste por mucho tiempo, invierta el tubo en su porta lámpara.

2) Remplazar rápidamente el arrancador y el tubo.

3) Colocar un reactancia cuyas especificaciones concuerden con las características de la lámpara.

Fluctuaciones que aparecen repentinamente

1) No es extraño que se desarrolle, en cualquier lámpara desaparecen por si solos.

1) No es necesario ninguna acción especial.

La lámpara presenta tendencia al caracoleo o fluctuación

1) Defecto en la lámpara. 1) Probar si esto también le sucede a otra lámpara cuando se coloca en el mismo porta lámpara. Si ésta última funciona bien, cambiar la lámpara original.

Electrodos o filamentos sueltos dentro del tubo.

1) Probable conexión a tierra o hay un corto circuito en los conductores del circuito.

1) Comprobar el alambrado y sustituir el cebador.



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Fenómeno observado Causas probables Solución Ennegrecimiento de los extremos de los tubos

1) Cuando es muy concentrado en un tubo en uno o ambos extremos la lámpara está inservible. Si el ennegrecimiento es corto se debe a deposito de mercurio.

2) Si es prematuro el ennegrecimiento, se debe a desactivación anormal de los electrodos por una de las siguientes causas:

a) Arrancador defectuoso. b) Corto circuito en el condensador. c) Corto circuito por soldadura de los contactos

del arrancador. d) La capacidad de la reactancia no

corresponde a la de la reactancia. e) Tensión de la línea baja o elevada. f) Falsos contactos en el circuito.

1) En el primer caso, cambie la lámpara. En el segundo caso el mercurio se evapora apenas funciona la lámpara.

a) Cambie el arrancador. b) Cambiar el arrancador. c) Cambiar el arrancador. d) Cambiar la reactancia. e) Modificar la tensión hasta que

corresponda a la que figura en la etiqueta de l a reactancia.

f) Comprobarlos sobre todo en el porta lámparas.

En el tubo se presentan manchas alargadas a modo de rayas

1) Mercurio depositado en forma de pequeñas gotas en la parte inferior de la lámpara.

1) Dar media vuelta al tubo o sea montarlo de modo que las clavijas o pernos hallan girado 180o sobre el eje.

Manchas oscuras o puntos

1) Se considera normal, pero si se produce al principio de la vida de la lámpara, se debe a una excesiva corriente de arranque o funcionamiento.

1) Verificar si son correctas las características de la reactancia o si hay un a elevación de tensión mayor a la normal.

Manchas pardas a modo de anillos en uno o ambos extremos

1) Es un fenómeno natural durante la vida de la lámpara.

2) Un arranque indebido puede acentuar ennegrecimiento convirtiéndolo en un defecto o anormalidad.

1) Si afecta estéticamente la lámpara, oculte los extremos de alguna manera.

2) Verifique si el arranque es inadecuado.



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Fenómeno observado Causas probables Solución La luz que emiten las lámparas decrecen después de las primeras 100 horas

1) Corrientes de aire frió que llegan al tubo. 2) Concentración de calor alrededor de la lámpara. 3) Acumulación de sucio en la lámpara. 4) Baja tensión en el circuito.

1) Dar a la lámpara alguna forma de protección. 2) Mejorar la ventilación. 3) Limpiar la lámpara. 4) Verificar y corregir si es posible.

Se nota diferencia en el brillo de lámparas que son de las mismas características y se han instalado en forma igual

1) Caída de tensión en el circuito de la lámpara. 1) Examinar en donde se produce la caída de tensión y tratar de corregir el problema.

La vida de la lámpara se agota prematuramente

1) La tensión en la línea es muy elevada o muy baja. 2) Falsos contactos que originan parpadeos.

1) Modificar la tensión de manera que quede dentro de los límites indicados en la reactancia.

2) Montar rígidamente los porta lámparas y colocar bien la lámpara.

Tabla N° 11



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ANORMALIDADES EN EL ARRANCADOR Y LA REACTANCIA Fenómeno observado

Causa probable Solución

El arrancador centellea a pesar de estar encendida la lámpara

1) El arrancador o cebador esta defectuoso, o lo esta la lámpara

1) Cambiar el arrancador si la falla continua cambiar la lámpara.

El arrancador no funciona o lo hace lentamente

1) Rotura de los electrodos o los filamentos de la lámpara entradas de aire, soldaduras defectuosas. 2) Entrada de aire. En este caso , hay falta de luminosidad aunque el electrodo esté encendido. 3) Agotamiento de arrancador. 4) Reactancia de capacidad inadecuada. 5) Baja tensión del circuito. 6) Circuito abierto.

1) Si el examen lo confirma mediante la inspección por un rayo de luz, cambiar la lámpara. 2) Si se confirma, por medio del rayo de luz como en el caso 1, cambiar la lámpara. 3) Cambiar el arrancador. 4) Cambiar la reactancia. 5) Verificar, si es permanente o frecuente, colocar un elevador de tensión. 6) Ver si la lámpara funciona en otro circuito. Comprobar la tensión en el porta lámparas, y en las conexiones.

Zumbido ya sea continuo o a intervalos

1) Zumbido del transformador de la reactancia.

2) Recalentamiento de la reactancia.

1) Revisar la instalación (conexión: si está correcta, montar la reactancia sobre celotex o goma blanda) 2) (Lea el siguiente punto: “recalentamiento de la reactancia”)

Recalentamiento de la reactancia

1) Elevada temperatura en el interior de la armadura. 2) Parpadeo prolongado. 3) Cortocircuito en la reactancia. 4) Cortocircuito en las conexiones.

1) Verifica la armadura. 2) Considerar la parte relativa al parpadeo. 3) Verificar y solucionar el cortocircuito. 4) Verificar y solucionar el corto circuito.

TablaTablaTablaTabla N° 12 N° 12 N° 12 N° 12



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NORMAS PARA INSTALACIONES DE LUZ FLUORESCENTE • Justificación de este tipo de instalación Al realizar el montaje de una lámpara fluorescente hay que asegurarse, en primer lugar, de que la iluminación sea efectiva y cómoda. Siendo los elementos de la iluminación fluorescente más costosos que los equipos de iluminación incandescentes, si no se instalan de manera que se pueda obtener una mejora notable en el nivel de iluminación, no se justifica su utilización. Por consiguiente, la primera y principal norma cuando se hace una instalación de luz fluorescente, es la obtención del máximo rendimiento en el nivel de iluminación, como medio de mejorar las condiciones de visión con respecto a 19 iluminaciones incandescentes En las primeras instalaciones fluorescentes las lámparas se colocan desnudas. Esto permitiría aprovechar al máximo el brillo de las lámparas, mejorando el nivel de iluminación. Desafortunadamente, el exceso de brillo que produce la lámpara desnuda termina por molestar la vista, razón por la cual se

• Conservación y mantenimiento La instalación debe ser fácil de conservar, manejar y cuidar, sobre todo en el caso de averías o defecto en el funcionamiento. La conservación se limita casi exclusivamente a mantener en buen estado de limpieza las armaduras metálicas. Si no se conserva limpia una instalación, no se obtendrá nunca una buena iluminación, aunque el sistema se haya proyectado escrupulosamente. Para limpiar la armadura es conveniente desmontar las lámparas. Tanto la lámpara como la armadura se limpian con un paño humedecido ligeramente con agua jabonosa, se frotan con un papel y finalmente se secan con una bayetilla o gamuza. El lavado efectuado de ésta mejora la iluminación un 25% con respecto a la limpieza en seco.

ha generalizado el de armaduras o rejillas.



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• Instrucciones que el electricista instalador debe dar al usuario Es de suma importancia que el electricista instalador instruya al usuario sobre la manera de conservar la instalación en perfecto estado, y sobre las acciones que debe llevar a cabo cuando advierta una anormalidad real o aparente en el funcionamiento. Las principales instrucciones y recomendaciones son:

Limpiar las lámparas periódicamente.

Evitar que la lámpara parpadee, para que no se dañe. Se debe apagar la instalación cuanto antes y avisar rápidamente al electricista.

Si la lámpara es nueva (hasta 150 horas de servicio) y la luz caracolea en forma espiral, se debe apagar, esperar unos segundo y luego encenderlo de nuevo.

Si la lámpara está buena, esta fluctuación se elimina invirtiendo el tubo en sus zócalos o porta-lámparas.

Es conveniente informar al electricista cuando:

• Se perciban zumbidos. • Se calienta la armadura

más de lo debido. • Se vean ennegrecimientos

en el tubo.

Es el deber del electricista, además, orientar al usuario sobre los inconvenientes que conlleva el empleo de lámparas fluorescentes de un solo tubo, cuya intermitencia puede afectar la vista. Debe recomendarse la instalación de lámparas con dos o más tubos para recompensar el efecto “estroboscopio”( El estroboscopio es un instrumento que permite visualizar un objeto que está girando como si estuviera parado o girando muy lentamente. Dispositivo que emite destellos luminosos a una frecuencia predeterminada). Electos que se requieren para el montaje:

Banco de prueba de madera. Un balasto de 2X40 W, cuyo

factor de potencia no sea inferior a 0.9.

Dos arrancadores, referencia FS-4(S).

Dos juegos de zócalos o portalámparas, compuesto cada uno por un zócalo con porta-arrancador.

Dos tubos fluorescentes de 40 W. Cinco metros de cable N°14. Dos tornillos golosos de ½

pulgada de largo, con cabeza N° 6.

Cuatro tornillos de cuatro centímetros.



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RESUMEN DE LOS PASOS PARA LA INSTALACIÓN DE LA LÁM PARA FLUORESCENTE DE 2X40

Fig. Nº25

1) Analice detalladamente el montaje que va a realizar. Tome el plano y estúdielo concienzudamente.

2) Perfore el banco de prueba de madera para introducir los tornillos de fijación de los zócalos sencillos.

3) Distribuya los componentes de acuerdo al plano. Procure hacerlo con buena estética y economía de los conductores.

4) Dibuje el perímetro de cada uno de los componentes. Esto indicará como quedará el montaje. Recuerde que para dibujar el perímetro de los zócalos, el tubo debe estar montado sobre éstos.

5) Quite el tubo de los zócalos. Coloque cada zócalo sobre la

huella que marcó en el banco de prueba (perímetro de los zócalos), y marque por el orificio de cada zócalo, un punto.

6) Perfore los puntos marcados y asegure los zócalos. El tubo no debe entrar forzado.

7) Asegure la reactancia en el sitio previamente definido. Efectúe la conexiones tal como lo muestra el plano.

8) Haga las conexiones de los arrancadores, de tal forma que queden en serie con la lámpara. (observe el plano que hizo).

9) Coloque los arrancadores en los zócalos y asegúrese que haga un buen contacto.

10) Coloque los tubos en los zócalos. Fíjese que el contacto sea firme.

11) Verifique la conexión.



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LÁMPARA FLUORESCENTE DE ENCENDIDO INSTANTÁNEO En los últimos años se han estudiado las diferentes maneras de disminuir los costos de la instalación y el valor de los equipos de las lámparas fluorescentes y obviar los inconvenientes del encendido. Entre las soluciones existe una muy práctica y moderna que resuelve el problema de encendido instantáneo. Se trata de las lámparas estabilizadoras de tungsteno, con las cuales se disminuyen los costos de equipos e instalación. Este sistema, llamado también lámpara de encendido instantáneo, se conoce en inglés con los nombres de “Quicklite” e “Instant Start”. Comprende una combinación de:

Un balasto o balasto autotransformador.

Tubos con filamento especial. Base o zócalo.

La lámpara de encendido instantáneo tiene el mismo principio de funcionamiento de las lámparas fluorescentes de filamento. La diferencia está en que en vez de filamentos, utilizan electrodos o clavijas de conexión Dado que requieren una tensión de funcionamiento más elevada que los de la lámpara de filamentos, se conectan mediante su autotransformador y se iluminan instantáneamente Al sistema de encendido instantáneo se le denomino lámparas de cátodo frio, por no usar filamentos para el precalentamiento. Son aconsejables para iluminación comercial, salas de exposición, etc.

MATERIALES PARA INSTALACIÓN

• Aparatos de maniobra Son aquellos elementos que son accionados manualmente y cuya función es interrumpir el paso de la corriente o sea abrir o cerrar un circuito. Comúnmente estos aparatos son llamados interruptores. Están construidos en un cuerpo exterior que puede ir empotrado en la pared o sobrepuesto, construido de baquelita o porcelana. Los contactos y piezas interiores de

conexión, de bronce y los soportes metálicos de hierro broceados o cadmiado. La estructura de estos dispositivos pueden ser muy diversas y dependen de la intensidad de la corriente que circula por el circuito, de la tensión y de las condiciones de uso (instalaciones a la vista empotradas)

Funcionamiento: Los interruptores son accionados mecánicamente por una palanca de material aislante, la cual transmite el movimiento a la pieza

metálica que realiza la apertura o el cierre del circuito. Hay interruptores de dos tipos: de corredera y de balancín basculante.



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Los interruptores de corredera efectúan la conexión mediante una pieza metálica que se desliza entres dos topes, sólo es recomendable para pequeñas intensidades.

En los interruptores basculantes, la conexión y desconexión se realiza en forma brusca, al perder el equilibrio un resorte interior (muelle) accionado por la pieza basculante, que actúa sobre la pieza móvil de contacto interno, cerrando o abriendo el circuito.

Clase de interruptores Los tipos más utilizados en instalaciones eléctricas son:

Interruptor unipolar. Interruptor bipolar. Interruptores de dos y tres secciones. Pulsadores.

Fig. Nº26 Interruptores bipolares: son empleados para abrir el circuito en conductores a la vez. Tienen cuatro tornillos o bornes de conexión, dos para la entrada y dos para la salida.

Figura 27

Interruptor unipolar: Es el interruptor que se usa para abrir un solo conductor del circuito eléctrico. Tiene dos tornillos o bornes de conexión. Este interruptor se emplea generalmente para comandar circuitos de alumbrado.

Interruptores de dos o tres secciones: son dispositivos que conectan o interrumpen la corriente de varias partes o secciones de un circuito eléctrico. Están constituidos por 2 o 3 interruptores unipolares independientes acoplados entre si y con un borne común para la conexión de entrada.



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Existe también el tipo de pulsador cuya función es inversa normalmente mantiene el circuito cerrado, abriéndolo al pulsar: es el llamado pulsador de desconexión

Según el número de cuchillas pueden ser: Unipolares, bipolares y tripolares El tipo unipolar ilustrado en la figura, se usa principalmente para demostraciones de laboratorio. Hay tipos para fijación en tableros y se encuentran sólo en instalaciones de fuerza motriz. El interruptor bipolar de cuchillas del tipo abierto que muestra la figura, ya no es usado en las instalaciones de alumbrado en una cubierta protectora.

La fijación de los tableros llevan pernos roscados con la base. Se encuentran en el comercio, para corrientes de 10, 15, 20, 25, 30, 60,100 y más amperios. Los tripolares que son más usados en los tableros de corriente trifásica son fabricados para interrumpir hasta centenares de amperios. Hay tipos de interruptores tripolares que tienen incorporado en su base los portafusiles, uno por cada cuchilla, es decir, uno por cada conductor de línea

Horquilla de contacto Cuchilla

Tornillo de conexión

Orificio de fijación

Base

Empuñadura

Pulsadores: el pulsador es un tipo de interruptor especial que solamente cierra el circuito mientras se mantiene la presión sobre el sistema de accionamiento, y cesa el contacto al cesar dicha presión. Se usa este elemento para el mando de timbre, cerraduras eléctricas, etc. Fig. Nº 28

El interruptor de cuchillas: los interruptores de cuchillas, tipo abierto, son empleados en algunas instalaciones a la vista para alumbrado y para fuerza motriz. Constan de hojas movibles de cobre que al penetrar forzadamente en unas horquillas, también de cobre, establecen una continuidad eléctrica en el circuito.

Fig. Nº 29



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Aparatos de conexión

Son elementos que se utilizan para tomar la corriente de la línea de alimentación de la instalación para accionar receptores tales como lámparas, electrodomésticos, motores, etc. Estos son:

Enchufe Porta lámpara Tomacorriente

Hay también, dentro de estos tipos de enchufe, el denominado con toma a tierra, cuya clavija tiene una patica distinta de las otras y de mayor longitud. Esta patica es la primera que conecta y la última en desconectar. Existen también unas piezas intermedias

llamadas clavijas adaptadoras, que sirven para poder conectar una clavija de otro tipo. El modelo de clavijas de derivación, sirve para conectar varias clavijas sobre una misma base.

Portalámpara: Sirve para conectar la lámpara a la instalación y es, al mismo tiempo, su soporte. Un porta lámparas consta de un casquillo roscado que sirve de sujeción y lleva un contacto que conecta uno de los extremos del filamento. En el fondo de dicho casquillo se halla, aislado, que conecta con el otro extremo del filamento, cuando la lámpara está roscado a fondo. La arandela y el puente son de baquelita o latón. Los bornes de coacción y la

rosca que recibe la lámpara, son siempre de bronce. La rosca más utilizada es la llamada Edison o normal. Los hay con rosca de mayor diámetro que se denominan Goliat y de menor diámetro, llamadas Mignón o miniatura. En los portalámparas de baquelita, no deben colocarse las lámparas de más de 150 vatios, pues ese material tiende a deformarse con el calor. Para potencia mayor se emplean porta lámparas metálicas, en algunas

de las cuales la camisa y el casquete tienen perforaciones que facilitan su enfriamiento.

Enchufe: Es un toma de corriente realizada mediante la unión de dos piezas metálicas. Las piezas fijas, a las que está conectada la línea de alimentación, van sobre un aparato que constituye la base del enchufe. La pieza móvil, a la que está conectada el aparato receptor, se llama clavija de enchufe. El enchufe, por la forma de las piezas de conexión, se divide en dos tipos: europeo y americano que, a su vez pueden ser bipolares o tripolares.



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Tomacorrientes

Fig. N 30 En las cocinas los tomas comunes se instalan a una altura mínima de 20 cms. sobre los mesones, con una separación mínima de 50 cms. entre un tomacorriente y otro. Las tomas especiales se colocan al lado o detrás del aparato que debe alimentar.

En los baños es conveniente ubicar una toma, junto a los espejos, entre 1 y 1.5 m sobre el piso. El calibre mínimo de los conductores que se conectan a los tomacorrientes debe ser N°12 AWG.

Protección Las instalaciones eléctricas deben ser protegidas contra excesos de corriente eléctrica, producidas por cortocircuitos o sobre cargas. Para ese fin se intercalan en los circuitos eléctricos, dispositivos denominados cortacircuitos y fusibles.

Fig. N 31 Si por cualquier causa, se unen directamente los dos conductores de una línea, se forma un corto circuito. La resistencia del circuito así formado es pequeñísima, y la intensidad se eleva a

limites peligrosos con gran calentamiento de los conductores, hasta llegar a la destrucción de los mismos si la instalación no está protegida por cortacircuitos.

Las cajas de salida para tomacorriente deben colocarse en posición horizontal, a una altura mínima de 20 cm del piso. Las distancias mínima entre dos tomas es de 3 metros. Cuando el área de una pieza es de 9m2 o mayor, deben instalarse por lo menos dos tomas en paredes opuestas y a ser posible en los extremos de éstas, de lo contrario corren riesgo de quedar ocultas por los muebles.

Cortocircuito Cuando en un circuito hay intercalada una determinada resistencia (receptores), la corriente que lo recorre en considerada normal, si se ha empleado los conductores apropiados para soportar esta intensidad, por lo cual el calentamiento de estos será insignificante.



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Sobrecarga Se llama sobrecarga al aumento de la intensidad que sobrepasa los límites prefijados para los que fueron calculados la instalación y los aparatos. Se sobrecarga una instalación destinada a una simple lámpara, conectándole un aparato de calefacción, una lavadora u otros aparatos de gran consumo. Aparatos de protección Sirve para proteger la instalación contra aumentos excesivos de la intensidad, bien por funcionamiento anormal de la instalación (sobrecarga), bien por que se establezca un contacto directo entre los conductores (cortocircuito). Los cortacircuitos son unos aparatos que se conectan en serie con el cortacircuito, de tal manera que circule por ellos toda la intensidad. Constan de una base con dos contactos fijos sobre la que se conecta, a rosca o a presión, una pieza enchufable, en la que va montado el elemento fusible. Este elemento fusible es un hilo de menor sección que los conductores, que

se funden al paso de una corriente excesiva antes de que se estropee la instalación. Hay diversos tipos de fusibles. El conjunto cortacircuito-fusible se complementan para su funcionamiento. El cortacircuito siempre es el elemento que se fija a la instalación eléctrica y el fusible es una pieza recambiable que se introduce en el corta circuito.

Circuitos y fusibles de cartucho Los cortacircuitos para fusibles de cartuchos están construidos por una base de material aislante, sobre la cual se fija unos soportes metálicos que sirven para introducir a presión al cartucho fusible. El conjunto tiene una tapa que protege las partes con tensión. Los soportes metálicos pueden ser pueden ser para cartuchos de cuchilla

Los cartuchos fusibles pueden ser reparables y no reparables. Los reparables tienen la particularidad que pueden ser utilizados nuevamente sustituyendo una lámina metálica interna, que es la que se funde en caso de sobre intensidad de corriente eléctrica. Los no reparables, una vez quemados, deben sustituirse por otro. Algunos vienen fabricados en cápsulas de vidrio para

Clases de cortacircuitos y fusibles Los tipos que más se emplean en las instalaciones eléctricas son:

a) Cortacircuito y fusible tapón roscable. b) Cortacircuito y fusible cartucho o cañuela. c) Cortacircuito y fusible diazed. d) Cortacircuito y fusible aéreo.



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intensidad 0,1A a 20A y son empleados como protección en los aparatos electrónicos como televisores, radios, pasacintas, etc.

Los fusibles de casquillos normales se fabrican para intensidades de 5A hasta 60A y los de los cuchillos desde 70A hasta 600ª.

Cortacircuito y fusible tapón roscable Los cortacircuitos para tapones fusibles roscables están constituidos por un cuerpo de porcelana o baquelita y las camisas roscadas de bronce, donde se introduce el tapón fusible y los bornes de conexión. A veces llevan una tapa de material aislante, que protege las conexiones eléctricas. Estos dispositivos pueden alojar uno, dos o tres tapones fusibles y se utilizan para corriente máxima de 30 A.

El tapón fusible es una pieza cilíndrica generalmente de porcelana; sobre la cual se fija una camisa roscada que sirve para introducirlo en cortacircuito, a la vez que hace de conexión eléctrica. El otro punteo de contacto es un tornillo central. El alambre fusible se coloca interiormente, se fija con dos tornillos y se fija con una tapa roscada. Se fabrican para intensidad de 6A, 10A, 20A, 25A y 30ª.

Cortacircuitos y fusible Diezed El tipo más utilizado en el sistema Europeo. Están construidos por una base similar al cortacircuito para tapón roscable, una tapa roscada y un cartucho fusible. Todas las piezas de porcelana y los contactos eléctricos y camisas roscadas son de latón o bronce. La tapa tiene en su interior una camisa roscada con lengüetas que sirven para sujetar el cartucho, en el momento de introducirlo o sacarlo de la base. En la parte superior lleva una mica transparente que permite observar un pequeño disco de color que tiene el cartucho. Este disco “salta” cuando el fusible se quema.

El color de los discos varía según la intensidad máxima admisible del fusible. Dentro de las bases se coloca una arandela de porcelana con el diámetro interno de a cuerdo al fusible que se desee colocar. Esto impide colocar fusibles para mayor intensidad de corriente. Se fabrican para intensidades máximas desde 6A hasta 200ª. Cortacircuito fusible aéreo Llamado también de violón. Está construido en porcelana con una perforación donde se hace el amarre de la acometida y una garganta para sujetar el conductor que va hacia al abandono. Los dos finales de los conductores terminan conectados en 2 en dos bornes en donde la parte superior va el elemento Es utilizado en acometidas aéreas y en alumbrados públicos.



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Cortacircuito automático

Son también llamados interruptores automáticos, limitadores de corriente o tacos Los hay de dos tipos: magnéticos y magnetotérmicos. Los magnéticos están formados por una bobina, un núcleo móvil y un interruptor. Su funcionamiento es el siguiente: al estar la bobina conectada en serie con la instalación a proteger, es recorrida por la corriente de consumo; cuando ésta es normal el interruptor permanece cerrado; pero cuando ésta sobrepasa los limites prefijados, el núcleo es atraído y, a su vez, provoca la apertura del interruptor.

Los interruptores magnetotérmicos están formados por un conjunto como el anterior (magneto) más una lamina bimetálica que, cuando existe una sobrecarga, aunque sea débil pero persistente, se calienta y, al arquearse, provoca la apertura del interruptor. Para poner el servicio, eliminada la causa que provocó la desconexión, basta actuar sobre la palanca que para este efecto lleva el limitador en el exterior.

HERRAMIENTAS BÁSICAS Para poder realizar correctamente la instalación eléctrica de una casa, es necesario conocer las herramientas más usadas para estos trabajos, así como los tipos de empalmes que pueden realizarse. Alicates Tenacillas de acero que se emplean para sujetar, doblar, cortar, etc. Existe una gran variedad de alicates, tanto para el tamaño como para la forma y uso que se les dan. Los más usados para trabajos residenciales son:

Fig. Nº33

Interruptores termo magnéticos

Fig. Nº32

Alicates de electricista: o de uso general: son los más usados y por ser fuertes y resistentes se emplean para sujetar, doblar realizar empalmes, cortar conductores, etc. Generalmente se usan los de 8”.



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Fig. Nº 34

Fig. Nº 35

Fig. Nº36

Uso de los alicates Para el uso correcto de los alicates, así como para prevenir accidentes y daños, se debe tomar en cuenta los siguientes aspectos:

• Estas herramientas deben tener los mangos debidamente aislados.

• No se debe usar como herramientas para golpear.

• No están diseñados para apretar o aflojar tuercas y tornillos, pues se corre el riesgo de dañar la herramienta, pero sobre todo la tuerca o el tornillo.

• Tener el cuidado de no emplearlos para sujetar piezas más duras que el material con el cual están fabricados los alicates, ya que existe el peligro de dañar las ranuras o estrías que tienen sus mordazas.

• Mantenerlos limpios y aceitar periódicamente el pasador de la articulación para que puedan ser manipulados fácilmente.

• No mojarlos y mantenerlos siempre secos para evitar que se oxiden.

Alicates de puntas redondas: algunos los denominan simplemente pinzas. Se emplean para doblar o curvar alambres que no son muy gruesos y para realizar trabajos en lugares incómodos o de difícil acceso.

Alicates de puntas doblados o puntas curvas: conocido vulgarmente como “alicate pico de loro”. Sirve para trabajar y doblar conductores en lugares incómodos o de difícil acceso.

Alicates de corte diagonal: más conocidos como “cortafríos” están diseñados especialmente para cortar cables y alambres.



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Destornillador Es una herramienta especialmente diseñada para apretar o aflojar tornillos. Todo destornillador estça compuesto por las siguientes partes:

Mango: parte diseñada especialmente para estar en contacto con el operario, por lo cual debe estar convenientemente aislado, y la fuerza con que pueda apretarse o aflojarse un tornillo depende, en gran parte, de la forma y tamaño que tenga esta parte del destornillador

Vástago: parte que sale del

mango. Se construye en acero templado para que puede

soportar los grandes esfuerzos, especialmente de tensión, a los que se somete la herramientas

Hoja: parte extrema del vástago,

adecuada para encajar en la ranura que tiene la cabeza del tornillo

Existen diversidad de formas y tamaños, de acuerdo a la forma y el tamaño de la ranura de la ranura del tornillo. Los más comunes son los de pala plana y de estrella.

Uso de los destornilladores

Fig. Nº37

• Utilizar el destornillador adecuado, cuidando de que la hoja del destornillador case exactamente con la ranura, y la longitud del vástago y las estrías del mango sean los apropiados

para el trabajo y el esfuerzo que van a realizar.

• La hoja debe estar siempre en buen estado, para no dañar la ranura que tiene la cabeza del tornillo.

Hoja Vástago Mango

Algunos aspectos prácticos que deben tomarse en cuenta para su correcto uso y conservación:

• Los destornilladores deben emplearse sólo para manipular tornillos.

• No deben usarse como palancas por que se pueden doblar o romper.

• No golpear el mango con el martillo, sólo en situaciones muy especiales y en cuyo caso debe hacerse con mucho cuidado.



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• Cuando sea estrictamente

necesario trabajar bajo tensión, tenga cuidado para no tocar el vástago o la hoja, ni utilizarlo para revisar el circuito eléctrico, ya que se pueden formar arcos capaces

de fundirlo o destemplarlo, deteriorándolos y más aún ocasionado graves daños personales. Además debe verse si la capacidad de aislamiento del mango es la garantizada por el fabricante para dicha tensión.

Fig. Nº38 Pelacable

Fig. Nº39 Herramienta diseñada especialmente para quitar el aislante, pero sin dañarlos. Para el electricista de instalaciones

residenciales resulta muchas veces más practico el uso de una cuchilla. Aún cuando las herramientas vistas anteriormente son las más utilizadas en los trabajos de instalaciones residenciales, es conveniente que el electricista tenga otras más: sierra manual de arco (segueta), limas, llaves de expansión y fijas, flexometro o mejor aún decímetro, sonda, taladro eléctrico manual con sus correspondiente brocas, nivel, martillo, etc.

Instrumentos de medición Al tratar los instrumentos de medición se han visto los más comunes. Naturalmente que el técnico electricista no puede llevar todos ellos, pero en su equipo de trabajo no puede faltar una pinza voltiamperimetrica y el megger.

Existen los destornilladores llamados “probafase”“probafase”“probafase”“probafase”, en cuyo mango tienen un elemento destinado a detectar la presencia de corriente eléctrica, mediante la utilización de una lámpara de neón, que se encenderá al tocar con la punta del destornillador únicamente el conductor activo y con la mano, el extremo desnudo del mango (conectado eléctricamente a la lámpara); ya que el cuerpo humano, en contacto con la tierra, hace la veces de neutro. Antes de hacer el uso del probafase es necesario cerciorarse para que tensiones ha sido fabricado



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Pinza voltiamperimétrica Megger Fig. Nº40

6. ESQUEMAS Y PLANOS ELECTRICOS Esquema eléctrico Es la representación gráfica de un circuito, en la que se indican las relaciones mutuas que existen entre los diferentes elementos, así como los sistemas que se interconectan. Para su representación se emplean básicamente una serie de símbolos gráficos, trazos, marcas e índices, cuya finalidad es poder representar en forma simple y clara, los elementos que se emplean en el montaje de los circuitos o instalaciones eléctricas.

Símbolos: representan los aparatos y los elementos (interruptores, bombillos, tomacorrientes, etc.) que se emplean en una instalación.

Trazos: líneas que indican conductores eléctricos y/ o ductos que interconectan los diferentes elementos.

Marcas e índices: son letras y números que se emplean para identificar plenamente un símbolo.

Plano métrico Es el nombre específico que se le da a los esquemas eléctricos realizados sobre un plano arquitectónico.

En un plano eléctrico debe figurar la cantidad, tipo y distribución de todos los componentes usados en la instalación (ductos, conductores, cajas, interruptores, etc.), y el control.

Es conveniente tener en cuenta que en instalaciones

residenciales se denomina “punto” el sitio donde se toma la corriente para alimentar un aparto o un equipo eléctrico.

Un plano debe ser elaborado en forma sencilla y clara, de manera que pueda ser interpretado

correctamente por cualquier

electricista Según la carga que se ha de

instalar, los planos deberán ser realizados por un técnico,



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tecnólogo o por un ingeniero eléctrico.

Independientemente de la carga, es necesario elaborar los planos, pues como los conductores van siempre por el interior de los

ductos, esto a su vez van incrustados, cualquier reparación o ampliación se dificultará enorme sino se tienen los correspondientes planos.

CLASES DE ESQUEMAS Estos se clasifican en esquemas de realización y explicativos. a. DE REALIZACION

Están destinados a servir de guía en la realización, construcción y verificación de las conexiones de una instalación o parte de la misma. En este momento usted ya conoce los esquemas de realización más utilizados. Estos son: • Esquema general de conexiones o montaje

En este tipo de esquema están representados todos los aparatos, conductores y conexiones. Debe además observar todas las normas sobre instalaciones, evitando al máximo el cruce de líneas.

• Esquema de alambrado o unifilar

Este esquema representa las canalizaciones establecidas entre los diferentes aparatos de una instalación.

Se obtiene trazando un esquema de canalizaciones, colocándole el número de conductores por cada canalización, los tipos de aparatos, el calibre de conductor, etc.



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Esquema de alambrado de una lámpara accionada por un interruptor. El esquema de alambrado es una representación unifilar en donde varios conductores se representan por un trazo único, cruzado por pequeños trazos oblicuos, cuyo número corresponde al de los conductores que van por esa canalización. b. EXPLICATIVOS Este tipo de esquema tiene por objeto facilitar el estudio y la comprensión del funcionamiento de una instalación, o de parte de la misma. Una misma instalación puede ser objeto de varios esquemas explicativos. Desde el más simple, que suministra mediciones generales, hasta el más complejo: Entre los esquemas explicativos se distinguen: 1. Esquemas de principio o de funcionamiento

Por su simplicidad permiten dar una idea general del funcionamiento del circuito limitándose a su principio esencial. La posición de los elementos, o su canalización, no son importantes. Los elementos están representados por figuras o símbolos simples, indicando su dependencia eléctrica, sus uniones, los materiales, etc. La línea de alimentación está representada por dos líneas verticales u horizontales, dentro de las cuales se ubica el esquema.

Ejemplo de una lámpara accionada por un interruptor.



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2. Esquema de emplazamiento o arquitectónico Representa, sin detalles, el plano de un local, la posición (emplazamiento) aproximada de los aparatos de utilización, mando, control y protección, y la dependencia existente entre estos aparatos. También es llamado plano de instalación. Ejemplo de un plano arquitectónico:

Lámpara accionada por un interruptor Para el electricista instalador es de suma importancia el plano arquitectónico: es el medio de comunicación entre él y el arquitecto proyectista.

Esquema de principio Esquema de principio Esquema de principio Esquema de principio con con con con

líneas verticaleslíneas verticaleslíneas verticaleslíneas verticales



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Estamos seguros de que usted ya se encuentra familiarizado con los esquemas de montaje los unifilares y los de principio. Ahora es muy importante que se familiarice con el esquema arquitectónico, que se explica enseguida. B. PLANO ARQUITECTONICO a. COMO SE CONSTRUYE Un plano arquitectónico de una casa, edificio o local, es el trazo resultante de la manera como se observa o visualiza un inmueble por la parte superior, suponiendo que no tiene techo. Esta "vista" puede ser total o parcial. Por ejemplo, analicemos el plano arquitectónico de la siguiente casa:

Supongamos que la casa no tiene techo y que la observamos por encima, en sentido perpendicular, tal como se ilustra enseguida.



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Ahora realicemos el dibujo de lo que vemos (la parte achurada o rayada de la figura anterior). Dicho dibujo debe hacerse en un plano normal. Entonces al realizarlo veremos la siguiente forma:

Note usted que este plano no contiene algunos elementos de la casa como por ejemplo la puerta y la ventana. Sin embargo, debemos dibujarlos porque en esta forma ubicamos la posición correcta de los elementos.

Hasta aquí tenemos elaborado el plano arquitectónico de la casa. Si ahora suponemos que la casa tiene dos lámparas, una a la entrada y otra en el centro de la pieza, y dos tomacorrientes, el plano arquitectónico quedaría así:



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Recuerde que el tomacorriente se puede representar así o así . . Ahora el plano arquitectónico o de emplazamiento está totalmente terminado. A continuación observemos el plano arquitectónico de un dormitorio con una puerta de entrada y una ventana. Note la claridad y simplicidad de este esquema.

Después de elaborar el plano instalamos sobre el la parte eléctrica. Este dormitorio tiene una lámpara accionada por dos conmutables, uno a la entrada y otro cerca al sitio de la cama.



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También posee tres tomas: una a cada lado de la cama (para las lámparas de la mesa de noche) y otra-.en un lugar visible (para conectar electrodomésticos: brilladora, aspiradora, etc.).

La línea de alimentación tiene el siguiente recorrido:

• Entra al dormitorio a través de la pared P. • Recorre las paredes a ras del techo hasta alcanzar el punto H.

De esta línea general arrancan las derivaciones para la toma T, el conmutador C que se encuentra a la entrada de la puerta A, el otro conmutador C1 y para las tomas de las mesas de noche. Tenga en cuenta que el conmutador C está ubicado a mano izquierda de la entrada. Si hubiera quedado a la derecha, estaría ubicado detrás de la puerta y el usuario tendría que rodearla para poder accionar el conmutador. Como veremos mas adelante los planos llevan además otros datos. Cuando hay varios interruptores y varias lámparas, mediante una línea de trazos interrumpidos se indica cual interruptor comanda a una determinada lámpara.



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Esta línea de trazos cortos se llama línea de control o dependencia. Observe a continuación otro ejemplo:

Es la vista de un cuarto con una puerta de entrada y una ventana ,la parte eléctrica consta de una lámpara accionada por un interruptor y dos tomacorrientes. En seguida realizaremos todos los esquemas hasta ahora conocidos de esta instalación.

• Esquema arquitectónico



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• Esquema de principio o funcionamiento

Observe que las dos tomas funcionan independientemente del interruptor.

• Esquema de montaje

• Esquema de alambrado o unifilar



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b. SIMBOLOS ARQUITECTONICOS Frecuentemente en su trabajo como instalador electricista usted tendrá que ver con el plano arquitectónico. Por eso es necesario que conozca y se familiarice con algunos símbolos que se utilizan para señalar ciertos detalles tales como lavamanos, sanitarios, escaleras, etc. y que aparecen dentro del plano. Así podrá interpretar apropiadamente el plano y evitar errores que le resultarán costosos (por ejemplo: colocar luces debajo de las escaleras, interruptores detrás de las puertas, tomas en bajantes de agua, etc.). Los símbolos aquí presentados dan un detalle del plano para poder ubicarlos en su posición real.

Muro

Columna de cemento

Ventana corriente

Ventana con marco de cemento

Puerta (el arco indica la dirección del cierre)

Puerta de vaivén sencilla



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Puerta de vaivén doble

Placa en corte

Línea de placa (indica hasta donde va la placa o plancha de cemento)

Escalera (la flecha indica en qué sentido se sube)

Indicación de Norte – Sur

Desnivel (por ejemplo en las duchas, tintas, etc).



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Vacío (por ejemplo un patio interior descubierto)

Bajante de aguas lluvias.

Bajante de aguas negras.

Lavamanos

Sanitario

Comedor



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Cama

Estufa eléctrica

Lavaplatos

Calentador de agua

Closet (con puertas de corredera)

Mesita de noche

Tocador



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Observe a continuación, a manera de ejemplo, el plano de la habitación de un hotel con baño y vista a la calle:

Recuerde : El plano de plantas es la comunicación que existe entre el arquitecto y el electricista instalador.

C. SIMBOLOS ELECTRICOS PARA PLANOS ARQUITECTONICOS

Enseguida se pueden observar algunos símbolos eléctricos muy utilizados en el esquema arquitectónico:

KW/h

Contador Automático (Tablero Principal)



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Luz en el techo (2 formas)

Luz incrustada en el techo Tomacorriente en el muro (2 formas) Tomacorriente doble Tomacorriente en el piso Interruptor sencillo (unipolar) Interruptor doble Interruptor triple Interruptor unipolar de grupos Interruptor unipolar en serie Interruptor conmutable



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Interruptor en cruz unipolar Indicación de baja (dos formas) Ejemplo: bandeja de la escalera desde el 2º. Piso hacia el 1º.

Indicación de sube (2 formas) Ejemplo: Subida de la escalera desde el primer piso hacia el segundo

Ventilador

Conduit incrustado en la losa o plancha Conducto para acometida Conduit incrustado en el piso

Conducto para señalización (timbres, alarmas, etc)

Conducto para TV. (antena)



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Conducto para teléfono Lámpara de aplique Lámpara fluorescente Teléfono a la calle (toma)

Toma para antena Toma para sonido Toma especial

Fusible (2 formas)

Caja de automáticos (3 en el ejemplo) Cruce de conductores sin contacto eléctrico



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Cruce de conductores con contacto eléctrico Lámpara piloto o de señalización Tomacorriente para aire acondicionado Tomacorriente con interruptor o mixto Tomacorriente doble resistente a la intemperie Tomacorriente para cocina eléctrica Cuadro indicador , avisador o portero Caja de conexión Indicación de control o dependencia de un interruptor. Conectar la salida con los puntos de control. “Shut” de basuras



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Cerradura eléctrica Lavadora

Nota: Si alguno de los símbolos anteriores se dibuja con línea punteada significa una futura ampliación. Ejemplo: toma doble proyectada para futura conexión.

OBSERVACIONES

1. Solicite al arquitecto el plano arquitectónico en caso de que el edificio, casa o local sea nuevo.

2. Mande sacar copias heliográficas de plano y con la ayuda de un lápiz realice

sobre él su proyecto de instalación

3. Si se trata de una casa antigua a la cual se desea hacer algunos cambios, dibuje el plano arquitectónico y coloque en él la instalación original con sus modificaciones.

4. Estudie detenidamente todos los símbolos, tanto arquitectónicos como

eléctricos. En esta forma evitara errores que le pueden ocasionar grandes gastos.



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5. Mantenga una constante comunicación con el arquitecto.

Tabla N° 8 Tomada del

RETIE



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SIMBOLOGIA



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7. PUESTA A TIERRA (Tomado del Manual de Instalaciones Eléctricas de Luis Flower Leiva) Tierra: para sistemas eléctricos, es una expresión que generaliza todo lo referente a conexiones con tierra. En temas eléctricos se asocia a suelo, terreno, tierra, masa, chasis, carcasa,

armazón, estructura o tubería de agua. El suelo en estado normal es un mal conductor de electricidad y totalmente seco se comporta como un material semiconductor o un aislante.

Fig. Nº42

La resistividad del suelo disminuye a medida que aumenta la humedad del mismo, el cual posibilita los procesos electrolíticos necesarios para dispersar la carga eléctrica que es absorbida por la tierra, por lo cual, para que una puesta a tierra sea efectiva debe haber cierto grado de humedad. ¿Para qué sirve? La función más importante de la puesta a tierra es la protección de las personas contra posibles contactos indirectos, con elementos que estén energizados. Recordemos que el paso de corriente eléctrica a través del cuerpo humano supone grandes riesgos, desde una leve

sensación de cosquilleo, hasta contracciones musculares, quemaduras e incluso la muerte, dependiendo de la intensidad de la corriente: hasta 10 mA puede provocar contracciones musculares; entre 20 y 30 mA es posible que ocasione un paro respiratorio; 400 mA que circule por el cuerpo humano durante 100 ms causa fibrilación ventricular y por encima de 1 A normalmente se producirá paro cardíaco. Prolongar el tiempo puede producir agarrotamiento muscular, paro respiratorio o fibrilación cardiaca irreversible.



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De allí que para minimizar al máximo estos riesgos es necesario realizar una puesta a tierra según las orientaciones del RETIE:

- La puesta a tierra debe hacerse usando como electrodos varillas de cobre, conocidos comúnmente como varillas copperwell. - El fabricante de electrodos de puesta a tierra, debe garantizar que la resistencia a la corrosión es mínimo de 1 5 años, a partir de su instalación. - El electrodo debe tener por lo menos 2,4 m de longitud y 12,7 mm de diámetro, y estar identificado con el nombre del fabricante dentro de los 30 cm desde la parte superior. - Los electrodos deben quedar enterrados en su totalidad, para poder tener humedad permanente. Cuando no existe humedad natural, debe crearse una humedad artificial que garantice permanentemente la puesta a tierra. - Cuando se encuentra fondo rocoso a menos de 1 ,20 m, el electrodo debe enterrarse en una zanja horizontal, mínimo a 75 cm de profundidad. - En lugar de la varilla de copperwell puede emplearse una lámina de cobre que tenga un área de 20.000 mm2 y un espesor de 1 ,5 mm. El punto de unión entre el conductor y el electrodo debe ser fácilmente accesible y estar hecho con soldadura exotérmica o un conector de tipo mecánico certificado para este uso, de manera que la puesta a tierra sea permanente y por ningún motivo se interrumpa.

- La parte superior del electrodo enterrado debe quedar mínimo a 1 5 cm de la superficie. - Los conductores del sistema de puesta a tierra deben ser continuos, sin interruptores o medios de desconexión, y cuando se empalmen, estas uniones deben estar certificadas. - El conductor de puesta a tierra de equipos, debe acompañar los conductores activos durante todo su recorrido y por la misma canalización.

- La corriente máxima admisible en los conductores del sistema de puesta a tierra, en condiciones de operación normal, no debe sobrepasar los siguientes valores:

- 0,5 A si el circuito ramal es exclusivo para cargos electrónicos y es atendido sólo por personas calificadas.

- 25 mA si el circuito ramal n tiene cargas electrónicas.

- Estos valores deben entenderse como asociados a corrientes inevitables, y no bajo condiciones de funcionamiento anormal, debido a instalaciones defectuosos.

- Los conductores de cobre que se usan para la puesta a tierra deben tener las siguientes características: El calibre del conductor del electrodo de puesta a tierra para baja tensión, cuando la sección del mayor conductor de la acometida es # 2 AWG o menor, será # 8 AWG; si el conductor es 1/0, el de puesta a tierra será # 6 y si el de acometida es 2/0 o 3/0, el de puesta a tierra será # 4 AWG.



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- El calibre del conductor de puesta a tierra que se usa para conectar a los equipos en función de la 1 nominal que absorben: # 14 AWG para 15 A, #1 2 AWG para 20 A, #10 AWG para 30,40 y 60 A, #8 AWG para 100 A y #6 AWG para 200 A. El aislamiento de los conductores de los cableados de puesta a tierra que por disposición de la instalación se requieran aislar, deben tener un aislamiento de color verde, verde con rayas amarillas o identificado con marcas verdes en los puntos de inspección y en los extremos. - Antes de efectuar trabajos de conexión o desconexión en los conductores sistema de puesta a tierra, se debe verificar que el valor de la corriente. - El valor máximo de resistencia de puesta a tierra que se va a usar para el

neutro de la acometida, en baja tensión, debe ser de 25 ohmios. - La costumbre de usar las tuberías de agua para la conexión de puesta a tierra, actualmente no es lo más recomendable, por cuanto éstas pueden no ser metálicos en algún tramo, sino de PVC, interrumpiéndose de esta manera la continuidad de la puesta a tierra. La conexión exotérmica es posiblemente el sistema más confiable, ya que la unión se realiza por una reacción química que produce calor, garantizando una conexión equipotencial. Sin embargo este tipo de soldadura puede aplicarla únicamente personal que esté convenientemente capacitado y entrenado.

El RETIE menciona lo siguiente acerca de la puesta a tierra: “Toda instalación eléctrica cubierta por el presente Reglamento, excepto donde se indique expresamente lo contrario, debe disponer de un Sistema de Puesta a Tierra (SPT), de tal forma que cualquier punto del interior o exterior, normalmente accesible a personas que puedan transitar o permanecer allí, no estén sometidos a tensiones de paso, de contacto o transferidas, que superen los umbrales de soportabilidad del ser humano cuando se presente una falla. La exigencia de puestas a tierra para instalaciones eléctricas cubre el sistema eléctrico como tal y los apoyos o estructuras que ante una sobretensión temporal, puedan desencadenar una falla permanente a frecuencia industrial, entre la estructura puesta a tierra y la red. Los

objetivos de un sistema de puesta a tierra (SPT) son: La seguridad de las personas, la protección de las instalaciones y la compatibilidad electromagnética. Las funciones de un sistema de puesta a tierra son: - Garantizar condiciones de seguridad a

los seres vivos.

- Permitir a los equipos de protección

despejar rápidamente las fallas.

- Servir de referencia al sistema eléctrico.

- Conducir y disipar las corrientes de falla

con suficiente capacidad.



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- Transmitir señales de RF en onda

media.

Se debe tener presente que el criterio fundamental para garantizar la seguridad de los seres humanos, es la máxima energía eléctrica que pueden soportar, debida a las tensiones de paso, de

contacto o transferidas y no el valor de resistencia de puesta a tierra tomado aisladamente. Sin embargo, un bajo valor de la resistencia de puesta a tierra es siempre deseable para disminuir la máxima elevación de potencial (GPR por sus siglas en inglés).”

Algunos Requisitos Generales Extraídos Del RETIE Los elementos metálicos que no forman parte de las instalaciones eléctricas, no podrán ser incluidos como parte de los conductores de puesta a tierra. Este requisito no excluye el hecho de que se deben conectar a tierra, en algunos casos. - Los elementos metálicos principales que actúan como refuerzo estructural de una edificación deben tener una conexión eléctrica permanente con el sistema de puesta a tierra general. - Las conexiones que van bajo el nivel del suelo en puestas a tierra, deben ser realizadas mediante soldadura exotérmica o conector certificado para tal uso. - En instalaciones domiciliarias, para verificar que las características del electrodo de puesta a tierra y su unión con la red equipotencial, cumpla con el presente Reglamento, se debe dejar al menos un punto de conexión accesible e inspeccionable. Cuando para este efecto se construya una caja de inspección, sus dimensiones deben ser mínimo de 30 cm x 30 cm, o de 30 cm de diámetro si es circular y su tapa debe ser removible. - No se permite el uso de aluminio en los electrodos de las puestas a tierra.

- Para sistemas trifásicos de instalaciones de uso final con cargas no lineales el neutro puede sobrecargarse, esto puede conllevar un riesgo por el recalentamiento del conductor, máxime si, como es lo normal, no se tiene un interruptor automático. Por lo anterior, el conductor de neutro, en estos casos RESOLUCION No. 18 0498 DE 29 ABR. 2005 Hoja No. 23 de 85 Continuación de la Resolución “Por la cual se modifica parcialmente la Resolución 180398 de 2004” debe ser dimensionado con por lo menos el 173% de la capacidad de corriente de la carga de diseño de las fases. - A partir de la entrada en vigencia del presente Reglamento queda expresamente prohibido utilizar en las instalaciones eléctricas, el suelo o terreno como camino de retorno de la corriente en condiciones normales de funcionamiento. No se permitirá el uso de sistemas monofilares, es decir, donde se tiende sólo el conductor de fase y donde el terreno es la única trayectoria tanto para las corrientes de retorno como de falla. Requisitos de instalación de electrodos:



113

- Atender las recomendaciones del fabricante. - Cada electrodo debe quedar enterrado en su totalidad. - El punto de unión entre el conductor del electrodo de puesta a tierra y la puesta a tierra debe ser accesible y hacerse con soldadura exotérmica o un conector certificado para este uso. La parte superior del electrodo enterrado debe quedar a mínimo 15 cms. de la superficie. Estos requisitos no aplican a electrodos enterrados en las bases de estructuras de líneas de transmisión ni a electrodos instalados horizontalmente. Conductor de puesta a tierra de equipos. - El conductor para baja tensión, debe cumplir con la Tabla 250-95 de la NTC 2050. - El conductor para media tensión, alta tensión y extra alta tensión, debe seleccionarse de igual manera que se

selecciona el conductor del electrodo de puesta a tierra. - Los conductores del sistema de puesta a tierra deben ser continuos, sin interruptores o medios de desconexión y cuando se empalmen, se deben emplear técnicas comúnmente aceptadas o elementos certificados para tal uso. - El conductor de puesta a tierra de equipos, debe acompañar los conductores activos durante todo su recorrido y por la misma canalización. - Los conductores de los cableados de puesta a tierra que por disposición de la instalación se requieran aislar, deben ser de aislamiento color verde, verde con rayas amarillas o identificado con marcas verdes en los puntos de inspección y extremos. - Antes de efectuar trabajos de conexión o desconexión en los conductores del sistema de puesta a tierra, se debe verificar que el valor de la corriente sea cero.

8. SEGURIDAD- RIESGO ELÉCTRICO En los procesos productivos donde la energía eléctrica interviene directamente, los incidentes de trabajo se convierten con gran facilidad en accidentes graves y fatales. Es así, como los accidentes en donde el trabajador sufre electrocución, la posibilidad de fallecimiento es alta supera el 90% de los casos, son muy pocos los afortunados que pueden contar que han sufrido una descarga eléctrica.

Las estadísticas mundiales clasifican a los accidentes por electrocución en el segundo puesto de los mayores causantes de muerte de empleados dentro de toda la industria. Por ello las áreas de salud ocupacional y seguridad industrial han desarrollado procedimientos, normas y reglas básicas para que toda aquella persona que tiene que intervenir circuitos en baja media y alta tensión puedan trabajar con seguridad y sin temor al riesgo eléctrico si las cumplen al pie de la letra.



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Según el RETIE, riesgo es una condición ambiental o humana cuya presencia o modificación puede producir un accidente o una enfermedad ocupacional. Por regla general, todas las instalaciones eléctricas tienen implícito un riesgo. Algunos de los riesgos más comunes que encontramos en las casas, así como sus posibles causas y medidas de protección planteadas por el RETIE son: Arcos eléctricos: producidos por empalmes o uniones mal hechos que generan un mal contacto, cortocircuitos, apertura o cierre de un circuito bajo carga. En estos casos es mejor emplear medidas de seguridad preventivas realizando conexiones muy firmes y empleando los materiales aislantes mas convenientes y resistentes a los arcos. Contacto directo: por negligencia o imprudencia cuando se realizan trabajos o reparaciones eléctricas. La mejor medida de protección en estos casos es interrumpir la corriente eléctrica accionando los elementos de protección (comúnmente se dice bajar los tacos). Contacto indirecto: que se produce por fallas de aislamiento, mantenimiento deficiente y falta del conductor de puesta

a tierra. La protección contra estos problemas se obtiene realizando en forma adecuada y periódica el mantenimiento de las instalaciones, empleando interruptores diferenciales y con la puesta a tierra más conveniente. Cortocircuito: ocasionado por fallas en el aislamiento, imprudencia cuando se efectúa una instalación o trabajo eléctrico o humedades. La medido de protección más adecuada es el uso de interruptores termo magnéticos de muy buena calidad. Equipos defectuosos: causados por el tiempo de uso, mala instalación, mantenimiento o uso inadecuados. Se contrarresto estos riesgos con el uso adecuado de los equipos y un correcto y periódico mantenimiento. Sobrecargas: las causas más comunes son las conexiones flojas y la conexión de muchos electrodomésticos en una misma toma, de manera que se superan los límites nominales de la corriente que puede circular por las tomas y los conductores. Los riesgos por sobrecarga también pueden estar originados por instalaciones eléctricas que no cumplen las normas técnicas. La medida de protección más adecuada es el uso de interruptores termo magnéticos y conectar en lo posible un solo aparato por toma.

Recomendaciones que se encuentran en el RETIE y que es necesario tomarlas en cuenta para evitar los riesgos de tipo eléctrico pa ra las personas y los seres vivos. Quienes autorizan el servicio de energía: Los Operadores de Red (empresas responsables de la distribución de energía eléctrica), deben dar a conocer las normas técnicas que adopten, para el diseño y construcción, las cuales en ningún caso podrán ser discriminatorias o contravenir el RETIE.

Personal responsable de la instalación: En toda instalación eléctrica será obligatorio que las actividades de diseño, dirección, construcción, supervisión, recepción, operación, mantenimiento e inspección sean realizadas por personal calificado con matrícula profesional



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vigente que lo autorice para ejercer dicha actividad y quien será el responsable frente al Estado y ante terceros. Entre las personas capacitadas para estas actividades se encuentran los ingenieros electricistas o electromecánicos, los tecnólogos en electricidad y los técnicos electricistas. Potencia instalada que pueden ejecutar: Los Ingenieros electricistas no tienen límites. Los tecnólogos en electricidad pueden realizar trabajos cuya carga instalada no supere los 112,5 kVA, o la instalación no sea para más de 20 usuarios. Los técnicos electricistas pueden realizar trabajos cuya carga instalada no supere los 75 kVA, o la instalación no sea para más de 10 usuarios. Niveles de tensión que se puede emplear: En instalaciones domiciliarias está permitido emplear únicamente la que se clasifica como BAJA TENSION, es decir la corriente alterna cuya tensión nominal sea mayor o igual a 25 V y menor o igual a 1000 V. Distancia de partes energizadas: Conservar las distancias adecuadas ante elementos energizados, como es el caso de las líneas de acometida con relación a techos y paredes. Siempre que haya algún riesgo o peligro debe usarse el símbolo gráfico que vemos al lado derecho: Puesta a tierra: Toda instalación eléctrica, excepto donde se indique expresamente lo contrario, debe disponer de un sistema de Puesta a Tierra (SPT). Un SPT sirve para la seguridad de las

personas y la protección de las instalaciones. Aplicar todas las recomendaciones y normas sobre las puestas a tierra, de tal manera que sirvan realmente como una garantía para la integridad de las personas. Conductor neutro o puesto a tierra: Tener el cuidado de que en toda instalación domiciliaria el conductor neutro y el conductor de puesta a tierra de un circuito deben ir aislados entre sí, y que sólo deben unirse con un puente equipotencial en el origen de la instalación y antes de los dispositivos de corte que se encuentran en el tablero de distribución, lo más cerca posible de la acometida y del contador.

Productos usados en la instalación: Revisar cuidadosamente para comprobar que todos los productos utilizados en una instalación domiciliaria (cables, bombillos, cinta aislante, tomacorrientes, clavillas, interruptores, elementos de protección etc..) cumplan con las exigencias establecidas por el RETIE, por cuanto la elección de todos los materiales eléctricos y su

correspondiente instalación debe hacerse sobre todo en función de la seguridad de las personas.

Mantenimiento de las instalaciones: Debido a que el factor mantenimiento es muy importante para minimizar los riesgos eléctricos, deben realizarse inspecciones periódicas de las instalaciones domiciliarias por lo menos cada cinco años. Adecuación a las nuevas normas: Todas las instalaciones domiciliarias deben



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adecuarse a la nueva normatividad, especialmente si se presentan riesgos graves para las personas. Planos necesarios para toda instalación: En toda instalación eléctrica domiciliaria, antes de que se inicie el trabajo, se debe

exigir la presentación de los correspondientes planos, los cuales deberán estar suscritos por una persona calificada (ingeniero, tecnólogo o técnico electricista) que tenga su matrícula profesional vigente.

NORMAS TÉCNICAS Es de carácter voluntario, pero se pueden volver obligatorias si el reglamento las asume como parte de él. Las normas técnicas deben servir para concretar y ampliar el alcance del Reglamento Técnico para Instalaciones Eléctricas. En Colombia el Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas, en su artículo 400 dice: Debido a que el contenido de la NTC 2050, encaja dentro del enfoque que deben tener los reglamentos técnicos, se declaran de obligatorio cumplimiento los primeros siete capítulos de la norma NTC 2050 del 25 de noviembre de 1998 (Código Eléctrico Colombiano), que en forma resumida comprende:

Cáp. 1: Definiciones y requisitos generales para instalaciones eléctricas. Cáp. 2: Los requisitos de alambrado y protecciones. Cáp. 3: Los métodos y materiales de las instalaciones. Cáp. 4: Los requisitos de instalación para equipos y elementos de uso general. Cáp. 5: Los requisitos para ambientes especiales. Cáp. 6 Los requisitos para equipos especiales. Cáp. 7: Las condiciones especiales de las instalaciones.

Por la importancia que tiene el reglamento técnico de instalaciones eléctricas y la NTC 2050 para la protección de la vida de las personas, todas las personas que realizan trabajos de instalaciones domiciliarias, o que deben hacer una reparación eléctrica o un mantenimiento eléctrico, no solamente deben conocer ampliamente estos documentos, sino tenerlos para resolver cualquier duda que se les pueda presentar en su trabajo. Planeación del trabajo - Todo trabajo debe planearse cuidadosamente. Maniobra por maniobra. La comunicación debe ser clara y precisa con respecto al trabajo que se va a realizar. - El grupo de trabajo debe reunirse para analizar posibles riegos y las medidas de seguridad que deben seguirse, así como los procedimientos y equipos de trabajo y de seguridad que habrá de emplearse en cada caso. - Siempre deben considerarse todos los posibles efectos de las acciones que se ejecuten. - Antes de iniciar los trabajo, debe hacerse una revisión minuciosa de las condiciones de la instalación (estructuras, circuito, cajas de conexiones bases, cubiertas equipos, etc.), verificando su buen trabajo.



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- No debe permitirse que trabajadores sin la debida capacitación y experiencia ejecuten labores sobre posteria y circuitos.

Reglas de oro 1ª. Abrir con corte visible Se llama corte visible a la apertura de un circuito eléctrico, con el fin de separar una instalación de toda fuente de tensión constatable visualmente. 2ª. Realizar enclavamiento o bloqueo El enclavamiento, bloqueo o condenación de los aparatos de corte visible, se le conoce al conjunto de operaciones destinadas a impedir la maniobra de dicho aparato, esto le permite mantenerlo en una posición determinada. Con esto se impide una falla técnica, una causa imprevista, un error humano.

El aislamiento de energía por enclavamiento y colocación de avisos debe ser aplicado únicamente por empleados autorizados para efectuar trabajos de intervención en los circuitos y tableros de control.

Antes de colocare un aviso o candado, todos los trabajadores que estén operando en el área afectada deben ser notificados.

Debe ser claro que después que después de mover la palanca de conexión a la posición de desenergizado, se debe instalar el aviso o el candado.

Todos los avisos deben advertir que esta terminantemente prohibido el remover sin la debida autorización.

Mas de un empleado puede asegurar un mismo sistema de energía utilizando una tarjeta de aviso para varios candados debidamente señalizados

3ª. Verificación de ausencia de tensión Es la realización de todas aquellas operaciones que mediante la operación de equipos adecuados se comprueba que no hay tensión en los conductores de una instalación eléctrica. La ausencia de tensión se debe probar en cada uno de los conductores que conforme la instalación donde se pretenda actuar. 4ª. Instalar el equipo de puesta a tierra temporal La instalación de una puesta a tierra temporal, es la operación de unir entre si todas las fases de una red desenergizada, mediante un elemento conductor de sección adecuada, que previamente ha sido conectado a tierra.



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Las tierras han de colocarse a ambos lados de la parte de la instalación donde se realizarán los trabajos, garantizando el encerramiento del área. Su objeto es el de limitar la corriente que pueda pasar por el cuerpo humano. Por esto se puede considerar como un equipo que tiene como finalidad el proteger una zona de trabajo para limitar la tensión. 5ª. Señalizar y delimitar la zona de trabajo Indicar mediante frases o símbolos la existencia de un riesgo, es dar un mensaje que debe cumplirse para prevenir accidentes y hechos que lamentar. Para dichas labores se deben emplear diferentes tipos de materiales: cintas de señalización, vallas, avisos, conos, etc. La delimitación de las zonas de trabajo tiene como fin, el limitar la circulación de personal por área de riesgo, de forma que quede definida físicamente la zona donde se pueden realizar los trabajos programados. 9. TRANSFORMADORES. GENERALIDADES El transformador es un aparato, estático de inducción electromagnética, destinado a transformar un sistema de corriente alterna, en otro u otros sistemas de corriente alterna, de intensidad o tensión, generalmente diferentes pero de la misma frecuencia. Está constituido por un circuito magnético, formado por láminas apiladas de material ferromagnético, sobre el que se arrollan las bobinas aisladas entre sí, y del núcleo. El devanado de entrada está conectado a la fuente de energía y se llama devanado primario, mientras que el que suministra la energía está conectado a la carga y se llama: devanado secundario. La transmisión d energía del devanado primario al devanado secundario se efectúa por medio de flujo magnético alterno producido por el primario.



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Transformador sencillo con devanados primario y secundario.

Principio del transformador El transformador se basa en el principio de que la energía se puede transformar eficazmente por inducción magnética, desde un bobinado a otro por medio de un flujo magnético variable, siempre y cuando ambos devanados estén en el mismo circuito magnético, el circuito magnético es el núcleo de láminas de acero. En un transformador, las bobinas y el circuito magnético son estacionarios uno con respecto a otro: la fuerza electromotriz del secundario es inducida por la variación en magnitud del flujo primario con el tiempo, por tal motivo el transformador no opera como tal con corriente continua. El núcleo del transformador, está formado de chapas rectangulares de acero laminado, más generalmente acero con un porcentaje de silicio, unidas entre sí por grapas o pasadores. Un arrollamiento continuo, el primario, está bobinado sobre uno de los lados o brazos del núcleo de acero. Otro arrollamiento continuo, puede tener o no el mismo número de espiras del primario, y está bobinado en el lado opuesto del núcleo. En la práctica corriente los dos devanados se hace juntos en el mismo brazo, un bobinado sobre el otro debidamente aislados, esto con el fin de reducir las pérdidas de flujo entre los bobinados. Cuando el bobinado primario se energiza con corriente alterna, aparece en este bobinado una corriente I1 que varía senoidalmente con el tiempo. Puesto que el arrollamiento primario envuelve al núcleo de acero laminado, su fuerza magnetomotriz produce en el núcleo un flujo φ que varía también senoidalmente con el tiempo. Este flujo alterno, a su vez, abarca las espiras del secundario e induce en este devanado una fuerza electromotriz (F.E.M.) de la misma frecuencia del primario.

. Variación senoidal del flujo con el tiempo.



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Debido a esta F.E.M. la bobina secundaria es capaz de liberar corriente y energía. Por tanto, la energía es transportada desde el primario al secundario a través del medio formado por el flujo magnético. Rendimiento del transformador Debido a que los transformadores no tienen partes móviles ni giratorias para transmitir energía del primario al secundario, no hay rozamientos entre sus partes, ni con el aire. Además las otras pérdidas son relativamente pequeñas, de manera que la eficiencia es elevada. Las eficiencias típicas de los transformadores a plena carga están comprendidas entre 96 y 97%, y en los transformadores de capacidades extremadamente grandes, las eficiencias son tan elevadas como el 99%. Los transformadores pueden usarse con voltajes muy elevados, ya que no tienen devanados giratorios y las bobinas estacionarias pueden sumergirse directamente en aceite aislador. La ausencia de partes giratorias es la causa de que los costos de mantenimiento y reparación sean relativamente bajos. Símbolos utilizados para representar el transformador

PRIMARIO PRIMARIO PRIMARIO SECUNDARIO SECUNDARIO

SECUNDARIO Figura 3.

A B C Sistema Americano para representar un transformador.

Sistemas europeos para representar un transformador.



121

Frecuentemente en los diagramas de transformadores, se recurre a una simbología que permite representar rápidamente un transformador. De esta manera se gana tiempo, evitando un dibujo laborioso de un transformador completo. Por convención se acostumbra dibujar el devanado primario a la izquierda, y el secundario a la derecha, o bien, el primario en la parte superior y el secundario en la parte inferior. Los símbolos más frecuentes para representar los transformadores, se ilustran en la figura 3, casos A, B y C. División general de los transformadores De acuerdo a su utilización, los transformadores se pueden dividir en tres grandes grupos, a saber:

Transformadores de energía. Son aquellos transformadores muy grandes, diseñados para potencias elevadas y utilizados en estaciones y subestaciones de energía. Estos a su vez se pueden dividir en cuatro grupos de acuerdo a la forma y construcción de sus núcleos:

1. Transformadores tipo núcleo de columnas o cerrado. 2. Transformadores de núcleo acorazado o blindado. 3. Transformadores con núcleo tipo H. 4. Transformadores de núcleo Spirakore.

Transformadores de distribución.

Son aquellos transformadores de voltajes más bajos, empleados en la distribución de energía en lugares céntricos. Los voltajes primarios más comunes en estos transformadores son de 13.200 y 7.620 voltios.

Transformadores de baja potencia. Son aquellos transformadores en la fabricación de equipos electrónicos, generalmente para reducir el voltaje, como en televisores, amplificadores, etc. De acuerdo a su construcción, los transformadores se pueden dividir en dos grupos a saber:

Monofásicos: Los que constan de un devanado primario y otro secundario.

Trifásicos: Los que tienen tres devanados en el primario y tres en el secundario. Estos devanados se interconectan, para obtener transformadores del tipo Delta, estrella, etc.

De acuerdo a su funcionamiento, los transformadores pueden ser: Elevadores. Cuando el voltaje secundario es mayor que el voltaje primario. Reductores. Cuando el voltaje secundario es menor que el voltaje primario. De relación uno a uno. Cuando el voltaje secundario es igual Al voltaje primario. Estos transformadores se utilizan como aisladores para evitar posibles choques eléctricos.



122

Fuerza electromotriz inducida en los devanados del transformador La fuerza electromotriz instantánea inducida en un devanado de un transformador, se puede escribir como:

dt

dNe

φ= puesto que el flujo en el núcleo del transformador ha de ser una onda senoidal.

máxSenwtφφ = y máxCoswtwdt

d φφ =

Por lo tanto, máxCoswtwNe φ= Debido a que la F.E.M. instantánea en la ecuación anterior se encontrará en su valor máximo cuando Cos wt = 1, entonces:

máxfNEmáx φΠ= 2 y máxFNE

E máx φ44.42

==

De acuerdo con lo anterior, la F.E.M. inducida en el devanado de un transformador es proporcional a tres factores: flujo, frecuencia y número de espiras. La ecuación completa de la F.E.M.

)1(1044.4 8voltiosFNE máx−= φ

Donde: F es la frecuencia en Hz N número de espiras

máxφ es el valor máximo del flujo, expresado en maxwells.

10-8 factor de conversión en unidades. El valor del máxφ depende del tipo del núcleo utilizado, y puede calcularse por la fórmula:

BxSmáx=φ En donde, B es la densidad máxima del flujo de líneas sobre centímetros cuadrados: Líneas/cm2 = B Existen tablas para calcular el valor de la densidad de flujo de acuerdo Al tipo de núcleo utilizado, pero por lo general, un valor promedio de la densidad de flujo es de: 10.000 líneas / cm2 S es el área de la sección transversal del núcleo en centímetros cuadrados. Se considera la sección o brazo donde va colocado el devanado.



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Reemplazando en la ecuación )1(1044.4 8voltiosFNE máx−= φ los valores de la ecuación

BxSmáx=φ , la fórmula se puede escribir así:

voltiosSFNBE 810..44.4 −= Ejemplo 1 El secundario de un transformadora de 20 KVA y 60 Hz tiene 120 espiras, y el flujo máximo del núcleo tiene un valor de 720.000 maxwells. Determinar la F.E.M. inducida en el secundario. Solución: Datos conocidos: F = 60 Hz N2 = 120 espiras φmáx = 720.000 maxwells. Valor buscado: E2 En este caso se puede aplicar la ecuación )1(1044.4 8voltiosFNE máx

−= φ porque el máxφ

está dado.

voltiosmáxFNE 822 1044.4 −= φ , reemplazando los valores se obtiene:

voltiosxxxxE 23010000.7201206044.4 8

2 == − Ejemplo 2 Se dispone de un núcleo de transformador que tiene una sección transversal de 9 centímetros cuadrados, la densidad de flujo promedio es de 10.000 líneas/cm2. Si la frecuencia es de 60 Hz, ¿Cuántas espiras debe tener el devanado primario, si este se debe conectar a 110 voltios? Solución: Datos conocidos: F = 60 Hz B = 10.000 líneas /cm2 S = 9 cm2 E1 = 110 voltios N1 Valor buscado.



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En este caso se debe aplicar la ecuación voltiosSFNBE 810..44.4 −= y despejar el valor de N1:

voltiosBSFNE 811 1044.4 −= , despejando N1 se tiene:

;4609106044.4

10110

.44.4

104

381

1 espiraxxx

x

BSF

xEN ===

Relación entre las f.e.m. inducidas en los devanado s y el número de espiras La F.E.M. inducida en el devanado primario de un transformador, tiene como expresión:

voltiosNE máx8

11 1044.4 −= φ . Para el devanado secundario sería:

voltiosNE máx

822 1044.4 −= φ

Dividiendo entre sí ambas ecuaciones, se obtiene:

82

81

2

1

10.44.4

10.44.4−

−

=máxNF

máxNF

E

E

φφ

Al simplificar se obtiene:

2

1

2

1

N

N

E

E=

En donde: E1 es el voltaje aplicado Al primario. E2 es el voltaje del secundario. N1 y N2 son el número de espiras de los devanados primario y secundario, respectivamente.

De la ecuación 2

1

2

1

N

N

E

E= se deduce que las F.E.M. de los devanados primario y

secundario, son directamente proporcionales a las espiras respectivas de estos devanados. Esto se debe a que el mismo flujo atraviesa cada una de las bobinas, e induce la misma F.E.M. por espira en cada devanado. Ejemplo 3. Un transformador tiene 1.800 espiras en el primario y 600 espiras en el secundario. Si el voltaje primario es de 220 voltios ¿Cuál sería el voltaje secundario?



125

Solución: Datos conocidos: N1 = 1.800 espiras N2 = 600 espiras E1 = 220 voltios Incógnita: E2 ?

2

1

2

1

N

N

E

E= De donde voltios

x

N

xNEE 73

800.1

600220

1

212 ===

Relación entre las corrientes de los devanados y la s espiras correspondientes. El flujo que se produce a través del núcleo del transformador, permanece substancialmente constante sobre el margen de trabajo del transformador, variando solamente en una pequeña cantidad necesaria para permitir que la corriente primaria se ajuste a la carga del secundario. Si el flujo no varía, el número de amperios de vueltas netos que actúan sobre el núcleo tampoco varía. Si la corriente sin carga se desprecia en comparaciones con la corriente primaria total, los amperios vueltas primarias y secundarias son iguales, o sea:

2211 ININ = por lo tanto 1

2

2

1

N

N

I

I=

En la ecuación 1

2

2

1

N

N

I

I= :

I1 es la corriente del primario I2 es la corriente del secundario. N1 y N2 son las espiras de los devanados primario y secundario, respectivamente.

Comparando las ecuaciones 2

1

2

1

N

N

E

E= y

1

2

2

1

N

N

I

I= se deduce además que:

1

2

1

2

2

1

N

N

E

E

I

I==

Ejemplo 4. En un transformador, la tensión del primario es de 240 voltios, y la corriente de este devanado es de 12.5 amperios. Si la corriente del secundario es de 25 amperios, calcular el voltaje del secundario:



126

Solución: Datos conocidos: E1 = 240 voltios I1 = 12.5 amperios I2 = 25 amperios Valor pedido: E2 ?

Según la ecuación anterior: 2

112

1

2

2

1

I

xEIE

E

E

I

I=∴=

Reemplazando los valores, se tiene:

voltiosx

E 12025

2405.122 ==

Pérdidas que se producen en los transformadores En los transformadores se presentan pérdidas de potencia de varias clases, a saber: Pérdidas en el Núcleo:

1. Pérdidas por corrientes parásitas o de Foucault 2. Pérdidas por histéresis.

Pérdidas en el Cobre:

1. En el devanado primario. 2. En el devanado secundario.

Las pérdidas por corrientes parásitas se deben a que el flujo alterno, además de inducir una F.E.M. en los devanados del transformador, induce también en el núcleo de acero una F.E.M., la que produce una circulación de pequeñas corrientes que actúan sobre la superficie del núcleo. Estas corrientes tienen una trayectoria cerrada sobre cada lámina del núcleo y producen calentamiento del mismo. Si el núcleo fuese de acero macizo, las corrientes de Foucault producidas originarían pérdidas intolerables. Por este motivo, los núcleos de los transformadores se construyen de láminas delgadas de acero, además estas láminas se aíslan entre sí con barniz o con óxidos para hacer que la corriente de cada lámina sea independiente de cada una de las demás, reduciendo así la intensidad y, por tanto, las pérdidas inherentes.



127

Los núcleos de los transformadores modernos, están hechos de láminas delgadas de acero Al silicio, que ofrece gran resistencia a las corrientes parásitas, inducidas en el núcleo, y una alta permeabilidad para la conducción de las líneas de fuerza magnéticas. Este acero Al silicio asegura las más bajas pérdidas del núcleo. Las laminaciones son destempladas en un horno eléctrico, después de lo cual se cubren con una delgada capa de barniz aislador. El barniz aumenta la resistencia a las corrientes parásitas que fluyen entre las láminas. Las pérdidas por histéresis se producen debido a que el flujo magnético se invierte varias veces por segundo, según la frecuencia, produciendo así pérdidas de potencia debido a la fricción de millones de moléculas que cambian de orientación varias veces por segundo. Debido a su bajo coeficiente de pérdidas por histéresis, se usa para transformadores acero al silicio. Aunque el núcleo se construye de forma laminar, no por eso se reducen las pérdidas por histéresis. Las pérdidas en el cobre o en los bobinados del transformador, se deben a la disipación de calor que se producen en los devanados. Estas pérdidas son proporcionales a las resistencias de cada bobinado, y también a la corriente que circula en ellos. Como los bobinados del transformador no están encajados en ranuras ni canales, su resistencia a la corriente alterna es sólo ligeramente mayor que con corriente continua. Por tanto, es suficientemente exacto en muchos casos, medir la resistencia del primario y del secundario con corriente continua, y aumentar estos valores en un 10% aproximadamente, para obtener la resistencia efectiva. Las pérdidas en el cobre se pueden calcular por las siguientes fórmulas:

Pérdidas en el cobre en el devanado primario = 12

1 RI valtios. I1 corriente en el devanado primario. R1 Resistencia efectiva del devanado primario. Pérdidas en el cobre del devanado secundario =

22

2 RI vatios

22I y 2R corriente y resistencia efectiva del devanado secundario.

Las pérdidas totales en el cobre serán entonces:

22

212

1 RIRIPT += vatios.



128

Métodos para medir las pérdidas en el núcleo de un transformador Las pérdidas de potencia, en vatios, en el núcleo de un transformador, se pueden determinar fácilmente, leyendo la entrada en vatios por medio de un vatímetro, cuando el secundario ha quedado abierto. También se podría calcular la potencia por medio de un voltímetro y un amperímetro, como se ilustra en la siguiente figura.

Prueba para determinar las pérdidas en el núcleo. La lectura del voltímetro se considera como pérdidas en el núcleo, debido a que la corriente de excitación es muy baja Las pérdidas sin carga, en el núcleo del transformador, son pequeñas y, por tanto, deben comprobarse los errores de los instrumentos haciendo las mediciones varias veces, y aplicando el valor correcto de voltaje al devanado elegido para la prueba. Es conveniente controlar la tensión aplicada al bobinado del transformador, por ejemplo usando un auto transformador. Variando la tensión desde cero hasta el valor de la tensión de alimentación, se obtiene una serie de datos suficientes para dibujar una curva, la cual muestra las variaciones de las pérdidas en el núcleo en función de la tensión. La curva tiene la forma indicada en la figura siguiente. Las pérdidas en el núcleo varían aproximadamente en proporción con el cuadrado de la tensión.



129

Figura 5. Pérdidas en el núcleo y tensión. Método para determinar las pérdidas en el cobre. Para determinar las pérdidas en el cobre de un transformador, lo más indicado es determinar primero la resistencia efectiva a la C.A. de cada devanado, lo cual se puede efectuar como se ilustra en el circuito de la figura siguiente.

Prueba para determinar las pérdidas en el cobre. Se aplica a cada devanado un voltaje de corriente continúa de valor bajo, por ejemplo 120 voltios, se mide la corriente y el voltaje del devanado en cuestión, por medio del voltímetro y el amperímetro, se aplica la ley Ohm, y se obtiene la resistencia efectiva del devanado a la corriente continua, se multiplica por 1.1 para obtener la resistencia efectiva a la C.A. El grupo de resistencias R se utiliza para limitar la corriente en los devanados a un valor seguro. El voltímetro se debe desconectar antes de cortar la corriente en los circuitos, porque los devanados tienen mucha autoinducción y se pueden dañar el instrumento. Una vez obtenidas las resistencias efectivas a la C.A. en cada devanado se aplican las fórmulas:

12

1 RI e aRI 22

2 a cada devanado y se obtienen las pérdidas totales por la fórmula

vatiosTCU RIRIP 22

212

1 +=

Escape de flujo o flujo disperso En la discusión anterior se ha supuesto que todo el flujo que atraviesa el primario, atraviesa también el devanado secundario. En la práctica, esta condición no se realiza debido al escape de flujo de ambos devanados. Todo el flujo producido por el primario no atraviesa al secundario, sino que completa en parte su circuito magnético, pasando a



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través del aire más bien que por el núcleo. Este flujo se representa por φ1 en la figura siguiente, y se denomina flujo de pérdidas del primario. El flujo φ que circula por el núcleo, es producido por los amperios vueltas del primario y del secundario a la vez. El flujo de pérdidas del primario φ1 es producido por los amperios vueltas del primario solamente y es, por consiguiente, proporcional a la corriente primaria. Como el φ1 no atraviesa el secundario, no induce en él ninguna F.E.M. El φ1 induce una F.E.M., en el primario, la cual es una fuerza electro-motriz que tiende a impedir el flujo de corriente en el primario, es proporcional a la corriente y a la frecuencia, y se retrasa de la corriente en 90º. Por esto es, una F.E.M. de reactancia y produce una caída de reactancia I1X1 en el primario. X1 se denomina reactancia de pérdidas del primario. Fácilmente se ve que una parte de la tensión fija del primario se utiliza para suplir esta caída de reactancia, lo que a su vez reduce la F.C.E.M. y por consiguiente el flujo y, ello produce una disminución en la F.E.M. inducida en el secundario. En el secundario, una parte del flujo completa un circuito siguiendo un camino alrededor del secundario, como se ilustra por 2φ en la figura siguiente. Este flujo 2φ atraviesa el secundario, pero no Al primario, y es, por tanto, proporcional a los amperios vuelta del secundario y a la corriente secundaria. Se le denomina flujo de pérdidas del secundario. Flujo disperso en los devanados del transformador. El flujo mutuo φ induce una F.E.M. que tiende a enviar la corriente fuera del secundario por su terminal superior. Aunque la diferencia de fase no es de 180º, la dirección general



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del 2φ se encuentra en oposición con φ y, por tanto, tiende a oponerse a que salga

corriente del secundario por el terminal superior. Por consiguiente, el flujo 2φ tiende a

reducir la tensión del secundario, y puesto que el efecto de 2φ es proporcional a la corriente secundaria y a la frecuencia, este efecto se considera también como una tensión de reactancia 22 XI . X2 se denomina, pues, reactancia de pérdidas del secundario. El efecto que producen las reactancias de pérdidas del primario y del secundario, es una reducción en la tensión terminal de este último. Si se precisa que el transformador ha de rendir el máximo posible, 1φ y 2φ deben reducirse Al valor más bajo posible. Los transformadores construidos con primario y secundario en ramas separadas, tendrán una gran reactancia de pérdidas, excesiva para los trabajos prácticos. Para reducir la magnitud del flujo de pérdidas y, por tanto, de las reactancias correspondientes, los bobinados se arrollan uno sobre otro y en el mismo brazo. Por otra parte, los caminos que recorre el flujo de pérdida no son tan sencillos como en la figura siguiente. Parte del flujo rodea una porción de espiras primarias, parte a una porción de espiras secundarias, etc. En los transformadores en que el régimen de transformación es muy grande, se precisa de un alto valor de reactancia de pérdida, puesto que ésta limita la corriente de corto circuito. Tipos de núcleos de transformadores De acuerdo con el tipo de transformador que se desea construir, se puede también escoger el tipo de núcleo más apropiado. En la actualidad los núcleos más utilizados son los siguientes: Núcleo del tipo de columnas o cerrado. Este núcleo está formado por láminas en forma de “U” y láminas en forma de “I”, las cuales tiene un espesor de 0.35 mm. Cuando se hace el armado completo del paquete de láminas, éstas se colocan alternadas y sucesivas, con el fin de evitar las pérdidas por reluctancia. La dirección del flujo se indica por líneas punteadas en la figura siguiente; se observa además que el flujo sólo tiene una dirección, o trayecto cerrado que recorre todo el núcleo, y la misma cantidad de flujo pasa por cada una de las secciones del núcleo. Láminas y núcleo del tipo columnas o cerrado.



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En este tipo de núcleo, el ancho de las láminas es igual, y las bobinas se pueden colocar en un solo brazo o en brazos separados. Se acostumbra como norma general, colocar el devanado de bajo voltaje primero, cerca del núcleo. Si se colocara el devanado de alta tensión próximo al núcleo, sería preciso aislarlo tanto el núcleo como del devanado de baja tensión, es decir, serían necesarias dos capas aislantes de alta tensión. Colocando en el exterior el devanado de alta tensión, rodeando al de baja, sólo se precisa la capa aislante de alta tensión que aísla un devanado de otro. Esto hace que los transformadores con núcleo tipo columnas, sean aptos para altas tensiones. Al hacer el corte de las láminas, siempre se debe procurar que la dirección del corte se haga en la dirección del grano, para obtener el mínimo de pérdidas. Núcleo de tipo Acorazado o Blindado. Este núcleo está formado por láminas en forma de “E” y láminas en forma de “I”. En la figura 10 se ilustra por medio de líneas punteadas, la dirección del flujo magnético. El ancho de la sección central del núcleo, es el doble de las secciones laterales, y sobre esta sección se deben colocar los devanados unos sobre otros, para formar un solo conjunto.

Transformador tipo columnas con sus bobinas. En la construcción del núcleo, las láminas se deben colocar alternadas para evitar que las juntas coincidan. En este tipo de núcleo se reduce mucho la dispersión. Núcleo tipo H o Distribuido. En los transformadores descritos hasta ahora, los núcleos están constituidos por láminas planas, que suelen encajar y solapar alternativamente, y que se mantienen unidas para reducir el espesor del núcleo. Tal diseño sigue siendo general, y es necesario en transformadores de gran potencia, especialmente trifásicos.

Figura 10. Láminas y núcleo del tipo acorazado.



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Esta construcción tiene ciertas desventajas: En las junturas se tienen reluctancias y pérdidas adicionales. En algunas láminas la dirección del flujo no es la del grano, produciéndose así mayores pérdidas en el hierro. Además, el empaquetamiento de las láminas lleva consigo mucho trabajo y tiempo. La Compañía General Electric, ha perfeccionado una forma especial de transformador de tipo H, que usa un núcleo enrollado que consiste en una larga tira de hierro al silicio, devanado como una hélice apretada alrededor de los devanados aislados. Este tipo de núcleo tiene varias ventajas. Puede fabricarse con mayor facilidad que el núcleo convencional con láminas superpuestas y sujetas entre sí. Además, el recorrido del circuito magnético es relativamente corto y de gran sección transversal. En la figura 11 se ilustra un transformador completo con bobinas y núcleo del tipo H. El conjunto completo se puede sumergir en aceite aislador. El aceite que cubre completamente el núcleo y las bobinas, elimina el calor del núcleo y de los devanados, aislando al mismo tiempo, los devanados del núcleo y de la caja del transformador.

Figura 11. Núcleo y bobinas de un transformador tipo H. Núcleos del tipo Spirakore. En estos tipos de núcleos, se aprovecha la ventaja de ser tan bajas las pérdidas cuando la dirección del flujo coincide con las del grano. Los núcleos de este se forman de tiras largas de metal enrollado sobre las bobinas. En la figura 12 se ilustra un transformador que utiliza este tipo de núcleo:



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Transformador con núcleo tipo Spirakore. Polaridad de los transformadores Es de vital importancia conocer la polaridad de los transformadores monofásicos, ya que frecuentemente es necesario conectar dos transformadores en paralelo, o bien, conectar tres transformadores en banco con el fin de obtener un sistema trifásico. Si en estos montajes no se tiene en cuenta la polaridad de cada transformador, se pueden presentar acoplamientos indebidos o cortocircuitos. La ASA (American Standards Association) ha elaborado un sistema patrón para macar los terminales de los transformadores según su polaridad. Los terminales de alto voltaje se marcan con las letras H1 y H2 y los de bajo voltaje se marcan con las letras X1 y X2. La terminal H1 está siempre localizadas Al lado izquierdo, cuando el transformador se mira del lado de bajo voltaje, Al lado derecho estará entonces el terminal H2. Si se supone que H1 es instantáneamente positivo, X1 es también instantáneamente positivo. En la figura 13 se ilustra un transformador de polaridad sustractiva, y otro de polaridad aditiva: Los transformadores de polaridad sustractiva son aquellos en los cuales las terminales H1 y X1 están contiguas o directamente opuestas. En los transformadores de polaridad aditiva las terminales H1 y X1 están situadas diagonalmente entre sí.



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Método para determinar la polaridad de un transform ador.

Transformadores con terminales marcados para indicar la polaridad. Las terminales de los transformadores están normalmente marcadas con etiquetas o letreros, que llevan H1, H2, X1 y H2, etc. Sin embargo, las marcas pueden perderse o desfigurarse, de manera que es imposible identificar las diferentes terminales. Por lo tanto, se ha elaborado un procedimiento Standard de prueba para determinar la polaridad del transformador. En la figura 14, caso A, se ilustra una prueba que se hace en un transformador de polaridad aditiva para 2.400/240 voltios. En esta prueba, se coloca un puente desde la terminal de alto voltaje H1 a la de bajo voltaje, directamente a ella. Se conecta un voltímetro de la terminal de alto voltaje H2, a la terminal de bajo voltaje X1. En el voltímetro se lee la suma de voltaje de entrada del primario y del secundario, que en este caso sería 2.400 + 240 = 2.640 voltios; esto quiere decir que, el transformador tiene polaridad aditiva. Cuando H1 es instantáneamente positiva, se inducen 240 voltios en el devanado secundario. Los 2.400 voltios se aplican a X2 de manera que la diferencia potencial, como se indica en un voltímetro conectado de X1 a H2, es de 2.640 voltios. Figura 14. Prueba de un Transformador de polaridad Aditiva.



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Por el riesgo que se corre al hacer esta prueba a este voltaje, se acostumbra utilizar un voltaje menor, por ejemplo: 240 voltios, como se indica en el caso B de la figura 14. Con 240 voltios aplicados Al devanado de 2.400 voltios, se inducen 24 en el secundario, porque la relación de transformación es de 10:1. El voltímetro conectado de H2 a la terminal de bajo voltaje X1 dará una lectura de 240 + 24, o sea 264 voltios. Por tanto, un voltímetro de escala 0-300 voltios puede usarse convenientemente para determinar la polaridad. El voltímetro conectado a la terminal de alto voltaje H2 a la de bajo voltaje X1, que está directamente en frente de ella, indica la suma de los voltajes primario y secundario. Un transformador con este tipo de marcas tiene polaridad aditiva. En la figura 15 se muestran las mismas conexiones para la prueba de polaridad en un transformador de polaridad sustractiva. Los 240 voltios inducidos en el secundario se oponen a los 2.400 que entran a X1, desde la conexión hecha con el puente temporal. Por lo tanto, el voltímetro conectado de H2 a la terminal X2 indicará el valor de 2.400 -240, o sea 2160 voltios. En el caso B de la figura 15 se utiliza, como en el caso anterior, un voltaje bajo y se obtiene 240 – 24, o sea 216 voltios, lo que indica que el transformador es de polaridad sustractiva, y sus terminales se marcan como se indica en esta figura. La ASA y NEMA (National Electrical Manufactures Association) han elaborado las siguientes normas sobre la polaridad de los transformadores:

La polaridad aditiva será normal para todos los transformadores monofásicos hasta de 200 KVA y que tengan voltajes que no excedan a 9.000 voltios.

La polaridad sustractiva será normal para todos los transformadores monofásicos de 200 KVA, y menores que tengan voltajes superiores a 9.000 voltios.

Prueba de un transformador de polaridad sustractiva.



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Importancia de la polaridad en los transformadores conectados en paralelo Cuando los transformadores monofásicos tiene igual polaridad, ambos aditivos o sustractivos, se pueden conectar en paralelo uniendo sus terminales semejantes de alto y bajo voltaje. Conectando los transformadores de esta manera, ambos proporcionan corrientes secundarias a la carga en proporción a sus capacidades en KVA, y se evitarán problemas de acoplamiento, como corto circuitos, etc. En la figura 16 se ilustra la conexión correcta en paralelo, de dos transformadores monofásicos de polaridad aditiva. El mismo procedimiento se debe hacer Al conectar dos transformadores de polaridad substractiva, uniendo sus terminales semejantes. En el caso de que los transformadores estén fabricados en forma diferente, y se ignora si su polaridad es aditiva o substractiva, pueden usarse el siguiente procedimiento de prueba. En este procedimiento se supondrán que un transformador está ya funcionando como reductor, para suministrar energía a unas barras colectoras de 110 voltios. A este se le llamará transformador 1, y el cual debe conectarse en paralelo con el transformador 2. El transformador 2 es para el mismo voltaje, pero no se sabe si tiene polaridad aditiva o substractiva, porque ya no existen las etiquetas de las terminales del transformadora. SERVICIO PRIMARIO DE 7820 VOLTIOS

Transformadores monofásicos aditivos en paralelo. La figura indica que el transformador 1 tiene polaridad aditiva. Cualquiera que sea la polaridad del transformador 2, la terminal H1 de este transformador queda siempre Al lado izquierdo cuando se observa del lado de bajo voltaje de la caja. Por tanto, esta terminal se conecta Al terminal H1 del transformador 1.



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De la misma manera, H2 del primer transformador se conecta con H2 del segundo transformador. Una de las terminales de bajo voltaje se conecta a un lado del secundario de 120 voltios. Enseguida se conecta un voltímetro entre el otro lado del secundario de 120 voltios, y la terminal secundaria del transformador 2, que está todavía desconectada. Si el transformador 2 es de polaridad substractiva, el voltímetro indicará el doble de voltaje de la bobina secundaria, en este caso 240 voltios. En la figura 17 se han indicado las direcciones instantáneas del voltaje. Revisando las direcciones instantáneas de esta figura se verán, porque el voltímetro indica 240 voltios. Si se hiciera el intento de conectar esta terminal sin voltímetro, habrá una diferencia de potencial de 240 voltios en el punto de conexión, lo que produciría un corto circuito. En la figura 18 se muestra la terminal derecha de bajo voltaje del transformador 2, cambiada al otro conductor de la línea secundaria.

SERVICIO PRIMARIO DE 4.800 VOLTIOS Comprobación de la polaridad de los transformadores antes de conectarlos en paralelo.

Conexión correcta de dos transformadores de polaridad diferente.

Ahora el voltímetro indicará un potencial de cero, lo que demuestra que la polaridad instantánea de las terminales secundarias de ambos transformadores es la misma. Puede ahora quitarse el voltímetro y hacerse la conexión final sin temor a un corto circuito. Cuando se operan en paralelo transformadores reductores, como se ilustra en la figura 16, algunas veces es necesario quitar de servicio uno de los transformadores para hacerle



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reparaciones. Al quitar de servicio uno de los transformadores, siempre debe desconectarse el lado de bajo voltaje, y luego desconectarse el primario. Si se desconecta solamente el primario y se deja conectado el secundario, este actúa como primario, y el alto voltaje primario permanece en operación y puede ocasionar accidentes fatales. Ejemplo 1. Sobre la polaridad de transformadores. En un transformador, la relación de transformación es de 20/1. El voltaje primario es de 12.000, voltios ¿Cuál será el voltaje secundario, y cuál será la polaridad del transformador, si el voltímetro conectado para medir la polaridad indica 11.400 voltios? Solución: Se define como relación de transformación, la relación entre el voltaje primario y el voltaje secundario, o sea:

=2

1

E

E relación de transformación.

De acuerdo con esta definición se puede escribir:

20000.12

2

=E

De esta relación se tiene: 60020

000.122 ==E voltios.

Voltaje secundario. Como el voltímetro indica 11.400 voltios, los voltajes primario y secundario se están restando 12.000 – 600 = 11.400 voltios. Esto nos indica que el transformador es polaridad substractiva. Ejemplo 2: Un transformador monofásico se construyó para 13.200/240 voltios. En el laboratorio sólo se dispone de una fuente de 220 voltios ¿Qué procedimiento emplearía usted para determinar la polaridad de este transformador? ¿Cuál sería la lectura del voltímetro si este transformador es de polaridad aditiva? Solución: En este caso, la relación de transformación =

55240

200.13

2

1 ==E

E



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Cruc

Descargador de tensione

En post

Anillo de cobre a 30 cms de

profundidad a 1 metro de radio

Esto quiere decir que el voltaje primario será siempre 55 veces mayor que el voltaje secundario. Si aplicamos el voltaje disponible de 220 voltios al primario, el voltaje secundario será:

voltiosE 455

2202 ==

Si el trasformador es de polaridad aditiva, la lectura del voltímetro será de 220 + 4 = 224 voltios. Si la polaridad es substractiva, el voltímetro indicará 220 – 4 = 216 voltios. Instalación de alta confiabilidad para Transformado r de distribución



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Recomendaciones para efectuar las instalaciones elé ctricas domiciliarias Aún cuando se puede obtener el suministro requerido de energía eléctrica de la red de distribución, su grado de utilización en cualquier residencia depende de su alambrado interior. Comenzando desde la acometida, donde el fluido eléctrico entra, es responsabilidad del sistema de alumbrado de la residencia entregar un suministro completo de energía a cada salida. En un sistema adecuadamente planificado cada circuito y salida está diseñado para servir un propósito específico y los interruptores de control localizados teniendo en mente tanto la conveniencia como la seguridad. Los artefactos electrodomésticos son ya ayudas comunes en las labores domésticas. Cada vez se mejoran más con el objeto de obtener mejores características de comportamiento y comodidad. Los aumentos de potencia resultantes se reflejan en el aumento de las demandas al sistema de alambrado. El número de artefactos eléctricos en nuestras residencias, tales como licuadoras, lavadoras, secadores, neveras, está aumentando y no se consideran ya como artículos de lujo debido al ahorro de tiempo y trabajo que proporcionan. Todo ello requiere un sistema de alambrado adecuado para operación, satisfactoria y evitar dificultades, tales como interrupciones en el servicio debido a circuitos sobrecargados. La maraña de cordones de extensión en inmuebles residencias, la frecuente necesidad de reemplazar fusibles o interruptores de circuitos, escaleras y entradas oscuras, la necesidad de andar a ventas en la oscuridad para localizar los interruptores de luz, y docenas de condiciones similares, resultan del hecho de que la práctica del alambrado residencial no ha evolucionado al ritmo del progreso de la utilización de la electricidad. Cuando la carga instalada sobrepasa la capacidad del sistema de alambrado, sufre la eficiencia de operación. Una de tensión excesiva en el circuito entre el tablero de distribución y el artefacto o fuente de luz se traduce en una iluminación pobre e ineficiente o en la operación totalmente inefectiva del artefacto. Una caída de tensión del 5%, por ejemplo, produce un 10% de pérdida en calor en cualquier artefacto de calefacción o un 17% de pérdida de luz en una lámpara incandescente. Dadas las razones anteriores se puede concluir, que un buen sistema de alambrado residencial es una necesidad. Recomendaciones generales Localización de las salidas para alumbrado. La iluminación adecuada es un elemento esencial en nuestro modo de vivir actual. La cantidad y tipo de iluminación requerida debe seleccionarse en base a los diferentes problemas de visión que se presentan en el hogar. Debe planearse la iluminación para recreación y entretenimiento. En muchos casos se consiguen buenos resultados con una combinación de iluminación proveniente de luminarias fijas y portátiles. Una buena iluminación residencial requiere por consiguiente, planeación, concienzuda y selección cuidadosa de artefactos, lámparas portátiles o cualquier otro equipo de iluminación que vaya a utilizarse.



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A menos que una localización específica sea establecida, las salidas para alumbrado se pueden localizar en cualquier parte del área bajo condiciones, para producir los efectos luminosos deseados. Localización de las salidas para tomacorrientes. Los tomacorrientes se deben instalar preferentemente cerca de los extremos de las paredes más bien que cerca del centro, reduciéndose así la probabilidad de que queden ocultos detrás de muebles grandes. A menos que no sea posible, los tomacorrientes se deben localizar a 20 cms por encima del nivel del piso. Localización de interruptores de pared. Los interruptores de pared se deben localizar normalmente del mismo lado del picaporte de las puertas y dentro del salón o área a la cual es aplicable el control. Algunas excepciones a esta práctica son: el control de luces exteriores desde el interior de la residencia; baños; el control de luces de escaleras desde áreas adyacentes, cuando las escaleras tienen puertas en uno o ambos extremos; y el control de luces desde el espacio de acceso que une áreas no utilizadas con frecuencia, tales como áreas de almacenamiento o sótanos. Los interruptores de pared se deben instalar normalmente a una altura aproximada de 1.20 m por encima del nivel del piso. Interruptores para control múltiple. Es conveniente que todas las áreas para las cuales sea requerido el control de luces por medio de interruptores de pared y las cuales tengan más de una entrada, se equipen con interruptores para control múltiple en cada entrada principal. En casos donde la aplicación de esta recomendación dé como resultado la colocación de interruptores con una distancia de 3 m entre ellos para controlar las mismas luces, uno de ellos puede suprimirse. Cuando los salones están iluminados por más de una luminaria, por ejemplo cuando tanto la iluminación general como la suplementaria se hace por medio de luminarias fijas, es aconsejable utilizar interruptores para control múltiple para uno de los conjuntos de luces, usualmente el de iluminación general. Por entrada principal debe entenderse las comúnmente utilizadas para entra o salir de un salón, cuando se pasa de una condición de gran iluminación a una de poca iluminación, o lo contrario. Por ejemplo, una puerta entre una sala y un pórtico es una entrada principal al pórtico. Sin embargo, ella no se considera necesariamente como una entrada principal a la sala, a menos que la entrada frontal a la casa se haga a través del pórtico.



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Salones para varios propósitos. Cuando un salón se concibe para prestar más de un servicio, tal como una combinación de sala-comedor o cocina-lavadero, el número de salidas para tomacorrientes comunes y especiales aquí recomendados se aplican separadamente a las áreas respectivas. El número de salidas para alumbrado se puede combinar de cualquier manera, siempre y cuando se asegure una buena iluminación tanto general como local en las áreas de trabajo. En cuanto a la localización de los interruptores, el área se considera como un simple salón. Salidas de función dual. Cuando una salida se puede localizar de tal modo que puede servir a dos propósitos diferentes, entonces se puede instalar únicamente una salida en ese lugar. En estos casos se le debe poner particular atención a cualquier interruptor de pared que pueda ser requerido como control adicional. Por ejemplo, localizando una salida para alumbrado en la llegada de las escaleras que conducen a un pasillo localizado en un piso superior, se satisface tanto la salida para alumbrado en el pasillo como la salida de alumbrado para las escaleras. La salida para alumbrado en las escaleras necesitará interruptores para control múltiple tanto en el arranque como en la llegada de ellas. Aplicando además la regla para localización de interruptores para control múltiple, de ser necesario un tercer punto de control en cualquier parte del pasillo debido a su longitud. Recomendaciones aplicadas a áreas específicas Entradas exteriores. Salidas para alumbrado. Una o más salidas para alumbrado, según la arquitectura, en las entradas frontales y de servicio. Cuando sea necesario únicamente una salida se recomienda que ésta sea de pared y esté localizada del mismo lado del picaporte de la puerta. También es aconsejable instalar en otras entradas salidas para alumbrado controladas por medio de interruptores de pared, desde el interior de la residencia.

a. La necesidad de las salidas para alumbrado en las entradas es la iluminación de las escaleras que conducen a ella y de las personas que tocan a la puerta.

b. Muchas veces son necesarias salidas para alumbrado adicionales a las localizaciones de las puertas, para la iluminación, con luminarias en postes de tramos de escaleras bien con terrazas o jardines o caminos de aproximación largos, etc.. Estas salidas deben controlarse por medio de interruptores de pared desde el interior y cerca de la entrada a la residencia.

Salida para tomacorrientes. Una salida para tomacorriente para intemperie, preferiblemente cerca de la entrada frontal localizada por lo menos a 45 cm encima del nivel del piso. Se recomienda que esta salida sea controlada por medio de un interruptor de pared desde el interior y cerca de la entrada a la residencia, para una operación adecuada de la iluminación decorativa exterior.



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Es aconsejable también instalar otras salidas para tomacorrientes adicionales repartidas en el exterior de la residencia para fines decorativos en el jardín el uso de herramientas y artefactos eléctricos de jardinería tales como cortadoras de césped y podadoras. Estas salidas también se deben controlar por medio de interruptores de pared, desde el interior y cerca de la entrada a la residencia. Salas. Salidas para alumbrado. Es esencial instalar salidas de alumbrado para la iluminación general. Esta iluminación puede ser suministrada por luminarias de techo o pared, luminarias localizadas en cenefas, cornisas o bovedillas o por medio de lámparas portátiles. Todas estas salidas para alumbrado deben controlarse por medio de interruptores de pared, localizados en sitios apropiados al tipo de iluminación seleccionado. Estas recomendaciones son aplicables también a salas de estar, pórticos cerrados, salas de televisión, bibliotecas, estudios y áreas similares. Se recomienda además la instalación de salidas para fines de acentuación del alumbrado decorativo, tal como la iluminación de pinturas y estantes de libros. Salidas para tomacorrientes. Las salidas para tomacorrientes deben ser instaladas de tal manera que ningún punto a lo largo de la línea del piso en cualquier espacio de pared útil esté a más de 2 m de un tomacorriente situado en ese mismo espacio útil. Cuando las ventanas se extiendan hasta el piso lo cual hace que no se pueda cumplir con esta recomendación utilizando tomacorrientes ordinarios se debe procurar obtener facilidades equivalentes utilizando otros medios adecuados. Si la iluminación general va a ser suministrada por lámparas portátiles, se recomienda que dos o más salidas para tomacorrientes sean controladas por medio de un interruptor de pared. En este caso es aconsejable utilizar salidas para tomacorriente del tipo para alambrado doble con el objeto de no limitar la localización de radios, televisores, relojes, etc. Salidas para tomacorrientes especiales. Es recomendable instalar una salida para tomacorriente especial para fines de conexión, de un artefacto de aire acondicionado o calentador de ambiente. Comedores. Salidas para alumbrado. Cada comedor o área destinada al comedor combinada con otro salón de tener por lo menos una salida para alumbrado controlada por medio de un interruptor de pared. Tales salidas deberían ser normalmente instaladas sobre la probable localización de la mesa del comedor para suministrar una iluminación directa del área.



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Salidas para tomacorrientes. Las salidas para tomacorrientes se deben instalar de tal manera que ningún punto a lo largo de la línea del piso en cualquier espacio de pared útil esté a más de 2.0 m de un tomacorriente en ese mismo espacio útil. Cuando la mesa del comedor va a estar colocada contra una de las paredes, una de estas salidas debe ser instalada, por encima de la altura de la mesa, en ese lugar. En caso de que en el comedor vaya a ser construido un mostrador, se debe instalar una salida para tomacorriente por encima de la altura del mismo, para el uso de artefactos portátiles. Cocinas. Salidas para alumbrado. Se deben instalar salidas para alumbrado tanto para la iluminación general como la del lavaplatos. Estas salidas se controlarán por medio de interruptores de pared. Al hacer el diseño de la iluminación se debe poner especial atención a que todas las áreas de trabajo (lavaplatos, mesas, estufas, etc.) queden bien iluminadas. Las luminarias en el interior de gabinetes pueden controlarse por medio de interruptores locales. Salidas para tomacorrientes. Una salida para tomacorriente para conexión del refrigerador y una por cada 1.50 m lineales de superficie de trabajo frontal, con al menos una salida para cada superficie de trabajo. Se recomienda que las salidas para tomacorrientes sean instaladas a una altura de 1.10 m por encima de la línea del piso y que a excepción de la instalada para el refrigerador sean de tipo para alumbrado, doble para conexión de otros artefactos electrodomésticos. Se recomienda instalar una salida para tomacorriente en uno de los espacios de pared útil, para conexión de una plancha o tostador. Cuando la cocina va a ser utilizada también como comedor, es aconsejable instalar una salida para tomacorriente sobre el nivel de la mesa, en el espacio de la probable localización de ésta. Salidas para tomacorrientes especiales. Una salida para una estufa y un ventilador, una o más salidas para un lavaplatos o un incinerador de basura si la instalación de fontanería lo permite. Se recomienda instalar una salida para conexión de un reloj eléctrico en un lugar desde el cual sea fácilmente visible desde todas las partes de la cocina y otra para conexión de un congelador de alimentos en el lugar de probable localización del mismo. Escaleras. Salidas para alumbrado. Se deben instalar salidas para alumbrado bien sea en las paredes o en el techo, para iluminar adecuadamente cada tramo de escalera. Las salidas se deben controlar por medio de interruptores para control múltiple en la llegada y el



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arranque de la escalera, localizados de tal manera que todas las luces puedan ser encendidas desde ambos pisos y que las luces en las antesalas de acceso a las alcobas puedan ser manipuladas sin interferir con las de la planta baja. Estas recomendaciones se aplican a cualquier escalera en cuyos extremos hay salones de uso frecuente. Se recomienda, siempre y cuando sea posible, agrupar los interruptores y no instalar lo demasiado cerca a los escalones, para evitar tropezar con éstos al tratar de alcanzar los interruptores. Salidas para tomacorrientes. Se recomienda instalar una salida para tomacorrientes en los descansos intermedios para conexión de una lámpara decorativa, aspiradora, luz nocturna, etc. Alcobas. Salidas para alumbrado. Es esencial instalar salidas para alumbrado con el objeto de obtener una buena iluminación general. Esta puede ser suministrada por luminarias en el techo o en cenefas, cornisas, entrantes, etc. Estas salidas deben ser controladas por medio de interruptores de pared instalados en lugares apropiados según el tipo de iluminación seleccionado. Muchas veces la instalación de luminarias a todo lo largo de espejos o una luminaria instalada en el techo directamente en frente de los guardarropas, pueden servir para suministrar la iluminación general. Es aconsejable instalar un interruptor maestro en la alcoba principal, así como en otros puntos estratégicos de la residencia, para controlar determinadas salidas para alumbrado interior y exterior. Salidas para tomacorrientes. Las salidas para tomacorrientes se instalarán de tal manera que haya una salida a cada lado y dentro de los 2 m de la línea central de cada localización individual probable de las camas. Se recomienda además instalar salidas para tomacorrientes adicionales, localizadas de tal manera que ningún punto a lo largo de la línea del piso en cualquier espacio de pared esté a más de 3 m de una salida en ese mismo espacio. Es aconsejable que las salidas para tomacorrientes sean instaladas a 1 m o 1.20 m de la línea central de las localizaciones probables de las camas. Debido al uso frecuente de radios, relojes, lámparas, etc., al lado de las camas, es muy conveniente que las salidas para tomacorrientes instaldas cerca de éstas sean del tipo triple o cuádruple.



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Salidas para tomacorriente especiales. Se recomienda la instalación de una salida para tomacorriente especial en cada una de las alcobas para conexión de calentadores de ambiente o artefactos de aire acondicionado. Antesalas. Salidas para alumbrado. Se deben instalar salidas para alumbrado, controladas por medio de interruptores de pared, de tal manera que se ilumine toda el área, poniéndole particular atención a las áreas de forma irregular. Estas recomendaciones se aplican también a los corredores, salas de espera y recepción, vestíbulos, entradas, salones de descanso y áreas similares. Es recomendable que una salida para una luz nocturna, controlada por medio de interruptor sea instalada en cualquier antesala o pasillo de acceso a las alcobas. Salidas para tomacorrientes. Se recomienda una salida para tomacorriente por cada 4,50 m de corredor medidos a lo largo de la línea central. Cada antesala de más de 3 m2 de área debe tener por lo menos una salida. Es aconsejable que en las salas de espera y recepción las salidas para tomacorrientes sean instaladas de tal manera que ningún punto a lo largo de la línea del piso en cualquier espacio de pared útil esté a más de 2 metros de una salida para tomacorriente en ese mismo espacio útil. Salones de recreación. Salidas para alumbrado. Es esencial la instalación de salidas para alumbrado para la iluminación general. Esta iluminación puede ser suministrada por luminarias en el techo, en la pared o en bovedillas, cenefas y cornisas. Estas salidas deben ser controladas por medio de interruptores de pared instalados en lugares adecuados al tipo de iluminación seleccionado. En la selección del tipo de iluminación se deben tomar en cuenta la clase de actividades para las cuales el salón de recreación está planeado. Salidas para tomacorriente. Se recomienda que las salidas para tomacorrientes sean instaladas de tal manera que ningún punto a lo largo de la línea del piso en cualquier espacio de pared útil esté a mas de 2 m de una salida para tomacorriente en ese mismo espacio útil. Es aconsejable instalar salidas para tomacorrientes para conexión de radio, televisores, ventiladores, proyectores de cine, etc., en los lugares adecuados y de acuerdo a las actividades para las cuales el salón de recreación está planeado.



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Baños. Salidas para alumbrado. Es esencial una buena iluminación de los espejos. Hay varios métodos que pueden ser utilizados para realizar una buena iluminación en esta localidad y en el resto del área. Las salidas para alumbrado se deben instalar de acuerdo con el tipo de iluminación seleccionado. Cuando la ducha va a estar en un local cerrado, se recomienda instalar una salida para alumbrado a prueba de vapor, controlada por medio de un interruptor de pared localizado fuera de dicho local cerrado. Salidas para tomacorrientes. Una salida para tomacorriente instalada cerca del espejo a 1 m o 1.50 por encima del nivel del piso. Se recomienda instalar salidas para tomacorrientes en cada espejo o en cualquier espacio donde pueda localizarse un secador eléctrico de toallas, rasuradota eléctrica, etc. Salidas para tomacorrientes especiales. Se recomienda que en cada baño sea instalada una salida para tomacorriente especial, para conexión de un calentador o un ventilador, controlada por medio de un interruptor de pared. Lavaderos. Salidas para alumbrado. Las salidas para alumbrado deben estar instaladas de tal manera que se obtengan la iluminación adecuada de todas las áreas de trabajo (tales como, albercas, fregaderos, áreas de planchado y secado, etc.). Por lo menos una de las salidas para alumbrado debe ser controlada por medio de un interruptor de pared. Salidas para tomacorrientes. Por lo menos una salida para tomacorriente. En algunos casos una de las salidas para tomacorriente especial instalado en el lugar adecuado puede satisfacer esta recomendación. Es aconsejable que las salidas para tomacorriente sean del tipo para alambrado doble para conexión de artefactos electrodomésticos. Salidas para tomacorrientes especiales. Una salida para tomacorriente especial para cada uno de los siguientes equipos: lavadora automática, secador de ropas y plancha. Guardarropas. Salidas para alumbrado. Una salida para cada guardarropa. Donde los anaqueles u otras condiciones hacen inefectiva la instalación de salidas para alumbrado dentro del guardarropa, éstas se deben instalar en lugares adjuntos de tal manera que suministren iluminación dentro del guardarropa.



149

Se recomienda que estas salidas para alumbrado sean controladas por medio de interruptores de pared instalados cerca del guardarropas o por medio de interruptores del tipo para puertas. Cuarto de ropas. Salidas para alumbrado. Deben instalarse salidas para alumbrado de tal manera que se iluminen todas las áreas de trabajo (tales como: mesas de plancha, estantes, calderas, etc.…) por lo menos a una de estas salidas debe ser controlada por medio de un interruptor de pared. Salidas para tomacorrientes. Una salida para tomacorriente, preferiblemente cerca de la mesa de planchado. Sótanos. Salidas para alumbrado. Se deben instalar de tal manera que iluminen todas las áreas de trabajo o lugares de instalación de equipos (tales como: calderas, bombas, bancos de trabajo, etc.). En sótanos no terminados la salida para alumbrado en el arranque de las escaleras se debe controlar por medio de un interruptor de pared instalado cerca de la llegada de las mismas. Las otras salidas pueden ser controladas por medio de interruptores de cadena u otra especie. Es aconsejable instalar una luz piloto en conjunto con el interruptor instalado cerca de la llegada de las escaleras, en sótanos que van a ser visitados con poca frecuencia. Salidas para tomacorrientes. Por lo menos dos salidas para tomacorrientes deberán ser instaladas. Cuando se planea colocar un banco de trabajo se debe instalar una de las salidas para tomacorrientes en ese lugar. Las salidas para tomacorrientes en el sótano son muy útiles instaladas cerca de las áreas de juego o pasatiempo, lavaderos en el sótano, cuartos oscuros y para la instalación de artefactos, tales como extractores de humedad, calentadores de ambiente, etc. Desvanes o áticos. Salidas para alumbrado. Una salida para alumbrado que suministre la iluminación general, controlada por medio de un interruptor de pared instalado en el arranque de las escaleras. Cuando no son instaladas escaleras permanentes antes, esta salida para alumbrado puede ser controlada por medio de un interruptor de cadena, siempre y cuando esté instalada encima de la puerta de acceso.



150

Estas recomendaciones se aplican a desvanes no terminados. Para desvanes con salones o áreas terminadas se aplican las recomendaciones dadas para cada una de las áreas específicas. Salidas para tomacorrientes. Una salida para tomacorriente para uso general. En caso de que haya escaleras abiertas que conduzcan a futuros salones en el desván, es aconsejable instalar una caja de unión conectada directamente al tablero de distribución para la futura instalación de salidas para tomacorriente y alumbrado, cuando los salones estén terminados. Una salida para tomacorriente en el desván es deseable para conexión de luminarias para iluminación de las esquinas oscuras o de una aspiradora y accesorios de limpieza. Salidas para tomacorrientes especiales. Es aconsejable instalar una salida para tomacorriente especial, controlada por medio de interruptores para control múltiple, instalados en lugares adecuados de la resistencia, para conexión de un calentador de ambiente o ventilador. Pórticos. Salidas para alumbrado. Todo pórtico o área similar enrechada, de más de 2,5 m2 de área deberá tener una salida para alumbrado controlada por medio de un interruptor de pared. Áreas más grandes o de forma irregular pueden requerir más de dos salidas. Cuando el pórtico es utilizado como pasadizo entre la residencia y el garaje, es aconsejable que las salidas para alumbrado sean controladas por medio de interruptores para control múltiple. Salidas para tomacorrientes. Una salida para tomacorriente tipo intemperie (si está expuesta a la humedad), cada 5 metros de pared que rodee el pórtico. Se recomienda que estas salidas sean controladas por medio de un interruptor de pared desde el interior. Terrazas y patios. Salidas para alumbrado. Se recomienda instalar una salida para alumbrado en la pared del edificio o en un poste localizado en el centro del área con el objeto de obtener una iluminación general fija. Tales salidas deben ser controladas por medio de interruptores de pared instalados en el interior de la residencia y cerca de la puerta que da acceso al área. Salidas para tomacorrientes. Una salida para tomacorriente de tipo para intemperie, instalada por lo menos a 50 cm por encima de la línea del piso, por cada 5 metros de pared de la residencia que rodee el patio o terraza. Es aconsejable que estas salidas sean controladas por medio de interruptores de pared desde el interior de la residencia.



151

Garajes. Salidas para alumbrado. Por lo menos una salida para alumbrado instalada en el techo y controlada por medio de interruptor de pared, en garajes con área para uno o dos carro. Si el garaje tiene un acceso no cubierto desde la residencia, es aconsejable instalar una salida para alumbrado exterior controlada por medio de interruptores para control múltiple instalados en el garaje y la residencia. Cuando el garaje va a ser utilizado para propósitos adicionales al de guardar el carro (tales como incluir un banco de trabajo o armario, lavadero, etc.). Se deben aplicar las recomendaciones dadas para éstas áreas.

a. Se recomienda instalar una salida para alumbrado en el exterior de todos los garajes, controlada por medio de un interruptor de pared. A veces es deseable instalar salidas para alumbrado adicionales en el interior del garaje aún cuando no se le vaya a dar un uso adicional a éste. Cuando existen calzadas para vehículos largas, es recomendable suministrar una iluminación adicional por medio de luminarias instaladas en postes. Estas salidas para alumbrado deben ser controladas por medio de interruptores de pared desde el interior de la residencia.

Salidas para tomacorriente en garajes con área para dos carros. 7.3.17.3 Salidas para tomacorrientes especiales. Cuando un banco de trabajo, congelador de alimentos, abridor automático de puerta, etc…, van a estar localizados en el garaje, deben instalarse allí las salidas apropiadas para cada uno de estos usos. Alrededores Salidas para alumbrado. La iluminación de los alrededores se hace generalmente por medio de reflectores. Estas salidas para alumbrado pueden ser instaladas en la fachada de la residencia o garaje o en postes adecuadamente localizados. Todas estas salidas se deben controlar por medio de interruptores de pared instalados en el interior de la residencia. A veces es deseable controlar estas salidas para alumbrado por medio de interruptores maestros y para control múltiple instalado en puntos estratégicos de la residencia.



152

Sistema conmutable típico Soportes para tubería no metálica rígida Diámetro de la tubería Mm

Espacio máximo entre soportes (metros)

10 1.20

15 1.20

20 1.20

25 1.50

32 1.50

40 1.50

50 1.50

64 1.80

76 1.80

89 2.10

102 2.10

127 2.10

152 2.40

5.10.4.1 Ninguna tubería (conduit) para usos en potencia, deberá ser menor de 15 mm de diámetro. Para usos en telefonía, sonido, antenas de televisión y timbres podrá utilizarse tubería de 10 mm siempre y cuando los conductores no ocupen más del 40% del área total del ducto. 5.10.5 Cuando se utilice tubería no metálica, se incluirá un conductor de tierra, desnudo, que asegure y garantice en todo momento continuidad con tierra. Este conductor deberá ir sólidamente fijado entre caja y caja para que cumpla con su misión. 5.10.6 La tubería rígida no metálica deberá cumplir además las especificaciones anotadas en los numerales 5.9.1; 5.9.2; 5.9.3; 5.9.4; 5.9.5; 5.9.6 y la tabla 11. 5.11 DETALLES DE LAS INSTALACIONES 5.11.1 Interruptores para lámparas. 5.11.1.1 Los interruptores no deben conectarse al conductor neutro del circuito.



153

5.11.1.2 Los interruptores de alumbrado residencial deben instalarse dentro de las habitaciones a las cuales presten servicio, excepto en los baños y de 10 a 20 cm de las puertas o esquinas de las paredes. 5.11.1.3 Los interruptores para el alumbrado de sitios que no tengan puertas divisorias deben instalarse en el lugar más cercano a la entrada. 5.11.1.4 Accionamiento. Los interruptores monopolares cuando se instalan uno por caja, deben quedar para accionamiento vertical, encendido hacia arriba y apagando hacia abajo. Cuando se instalen dos o tres interruptores en una sola caja, para accionamiento horizontal, deben encender hacia la derecha y apagar hacia la izquierda. 5.11.2 Tomas. 5.11.2.1 Los artefactos cuya capacidad sea igual o mayor de 1,5 kW, deben quedar en un circuito aparte. 5.11.2.2 Las cajas para las tomas deben instalarse en posición horizontal a una altura mínima de 20 cm del piso. 5.11.2.3 En las habitaciones, salas, corredores, o vestíbulos deben ir tomas a una distancia máxima entre si de 3 m. En los cuartos con un área de 9 m2 se deben instalar como mínimo 2 tomas en paredes opuestas. 5.11.2.4 En las cocinas o reposterías las tomas deben quedar a una altura mínima de 20 cm sobre los mesones, con una separación mínima de 50 cm entre tomas. Los circuitos de alumbrados y tomas no podrán tener más de 10 salidas por circuitos. En ningún caso la corriente que circula por el circuito será superior de 15A. 5.11.4 Las carcazas de los aparatos electrodomésticos deberán conectarse a tierra, mediante un conductor adicional que asegure en todo momento su continuidad a tierra. Este conductor deberá asegurarse sólidamente a la caja de la toma. 5.11.5 Tomas con conexión a tierra. Los tomacorrientes equipados con contacto de conexión a tierra, tendrán estos contactos efectivamente puestos a tierra. El circuito ramal, o la canalización que lo contiene, tendrán un conductor de tierra al que los contactos de tierra de tomacorriente deberá conectarse. 5.11.6 Las tomas con conexión a tierra deberán ser instaladas solamente en circuitos de la clase de tensión y de la capacidad de corriente para los cuales han sido aprobados.



154

5.11.7 Los tomacorrientes de capacidad de 15 amperios y conectados a circuitos ramales de 15 a 20 amperios que alimenten dos o más tomas, no servirán una carga total que exceda a 12 amperios en artefactos portátiles. 5.11.7.1 Las tomas de capacidad de 20 amperios y conectados a circuitos ramales de 20 amperios que sirvan dos o mas salidas, no servirán una carga total que exceda a 16 amperios en artefactos portátiles. Consumo para cocinar

Número de cocinas Consumo comprendido entre 1 ½ y 3 ½ kw

Consumo comprendido entre 3 ½ y 8 ¼ kw

1 80 80 2 75 65 3 70 55 4 66 50 5 62 45 6 59 43 7 56 40 8 53 36 9 51 35 10 49 34 11 47 37 12 45 37 13 43 37 14 41 37 15 40 37 16 39 24 17 38 37 18 37 28 19 36 28 20 35 28 21 34 26 22 33 26 23 32 26 24 31 26 25 30 26 26 – 30 30 24 31 – 40 30 22 41 – 50 30 20 51 – 60 30 18 61 en adelante 30 16



155

AISLAMIENTO PARA CONDUCTORES (Salvo se especifique otra cosa, los siguientes aislamientos son apropiados para 600 voltios)

Tipo Descripción Temperatura máx. De operación Observaciones

RF – 2 Alambre duplex con forro de caucho (sólido o de 7 hilos)

60 Para implementos

RFH – 2 Alambre duplex con forro de caucho resistente al calor (sólido o de 7 hilos)

75 Para implementos

R Forrado en caucho 60 Uso general

RH Forrado en caucho resistente al calor 75 Uso general

RW Forrado en caucho resistente a la humedad

60 Uso general y en lugares húmedos

RH-R-W Forrado en caucho resistente al calor y a la humedad

60 – 75 Uso general y en lugares húmedos

RU Forrado en caucho latex 60 Uso general

RUW Forrado en caucho latex resistente a la humedad 60

Uso general en lugares húmedos

TF Cubierta termoplástico (sólido o en hilos) 60 Para implementos

T (Termoplásticos) 60 Uso general

TW Cubiertas termoplásticos resistente a la humedad. 60 Uso general y en

lugares húmedos.

THW Cubierta termoplástico resistente al calor y a la humedad.

75 Lugares secos y húmedos.

TA Cubierta termoplástico y esbestos

90 Para tableros de interruptores

V “Cambris” barnizado 85 Para tableros de interruptores.

AVA Asbestos y “Cambris” barnizado 110 En lugares secos únicamente

AVL Asbestos y “Cambris” barnizado 110 En lugares húmedos.

MI Aislamiento mineral con cubierta metálica 85

Uso general, en lugares húmedos con terminales apropiados.



156

Tipo Descripción Temperatura máx. De operación

Observaciones

AIA A AA

Forro de asbesto 125

En lugares secos únicamente. No es para uso general. En conductores solo como sólido. Para o dentro de apartamentos limitado a 30º para 600 V.

SB De combustión lenta 90

En lugares secos únicamente, en canalizaciones abiertas.

SBW De combustión lenta para intemperie

En lugares secos canalizaciones abiertas.

USE Cubierta resistente a la humedad, corrosión y no retardante de la llama.

Para instalaciones subterráneas

UF Cubierta resistente a la humedad, corrosión y retardante de la llama.

Para instalaciones subterráneas.

RHH Forro caucho resistente al calor 90º C Lugares secos

RUH Caucho látex resistente al calor 90º C Lugares secos

THHN Termoplástico resistente al calor 90º C Lugares secas

XHHW Polimerosinténtico 75 – 90º C Lugares secos y húmedos.



157

Carga conectada para diferentes aparatos eléctricos domésticos

SALIDA CARGA EN VATIOS POR UNIDAD

Lámparas comunes 100

Lámparas decorativas y reflectoras Su valor correspondiente

Toma corrientes ordinarias 100

Planchas 1000

Parrillas 1500 por plato

Tostadores 150

Fogones 8000

Neveras 250

Lavadoras de ropa 300

Lavadoras de plato 1500

Radio o TV 150

Calentadores de agua (tina) 3000

Salidas especiales Debe indicarse el uso a que se destina, indicando los vatios.

Cocina eléctrica completa Según placa

Cocina 1 unidad 1500

Horno 4500

Asador 1500

Tostador de pan 1100

Cafetera 800

Sartén eléctrico 1300

Calentador de teteros 350

Refrigeradora 300

Congelador 350

Batidora 125

Extractor de jugo 100

Eliminador de basuras 450

Ventilador de cocina 50

Lavadora automática 400

Planchadora 1600



158

SALIDA CARGA EN VATIOS POR UNIDAD

Secadora de ropa (120V) 1600

Secadora de ropa (220V) 5000

Bomba de agua 300

Tocadiscos 100

Secador de pelo 250

Aspiradora 400

Pulidora de pisos 300

Acondicionar de aire Según placa

Máquina de afeitar 10

Grabadora 100

Proyector de cine 750

Máquina de coser 100

Acondicionar de aire principal Según placa



159

Determinación del factor de demanda

Tipo de edificio Carga conectada en vatios (alumbrado y utensilio menores)

Factores de demanda (%)

Casas para una sola familia Primeros Sobre

2500 2500

100 30

Casas para varias familias

Primeros Entre Sobre

3000 3000 y 120 000 120 000

100 35 25

Hospitales Primeros Sobre

50 000 50 000

50 20

Hoteles

Primeros Entre Sobre

20 000 20 000 y 100 000 100 000

50 40 30

Oficinas y locales comerciales Primeros Sobre

20 000 20 000

100 50

Escuelas Primeros Sobre

15 000 15 000

100 50

Bodegas y depósitos Primeros Sobre

12 000 12 000

100 50



160

Carga de diseño para diferentes aparatos eléctricos .

SALIDAS CARGA (Watios) Aire Acondicionado ¾ H.P 800 Aire Acondicionado 1 H.P. 1.600 Aire Acondicionado 1 ½ H.P. 2.150 Aire Acondicionado 2 H.P. 3.000 Aire Acondicionado 3 H.P. 4.000 Aire Acondicionado 5 H.P 6.500 Acondicionador de aire central Según placa Asador 1.500 Aspiradora 400 Betamax 100 Cafetera 800 Calculador de agua (tanque) 2.000 Campana extractora de olores 100 Cocina eléctrica completa Según placa Computador personal 500 Ducha eléctrica de paso directo 2.400 Hornillo portátil (110 V) 1.200 Horno (220) 4.500 Lámparas comunes 100 Lámpara decorativa y reflectora Según placa Lavadora de platos 1.500 Lavadora de ropa automática 500 Máquina de coser 100 Nevera 250 Plancha 1.200 Plato de estufa eléctrica 1.500 Pulidora de pisos 300 Proyector de cine 750 Refrigerador botellero 500 Radio o grabadora 100 Salida de alumbrado normal 100 Salida especial Según placa Secadora de ropa (208 V) 5.000 Secadora de ropa (12 V) 1.400 Sartén eléctrico 1.300 Secadora de pelo 250 Televisor 150 Tomacorriente normal 200 Triturador de basura 600 Tostador de pan 1.100 Ventilador 100 Salidas Especiales: Se indica el uso a que se destinará (potencia en watios)



161

Niveles de iluminación horizontal promedio (luxes)

AREA O ACTIVIDAD NIVEL

Áreas de circulación en general 50

Áreas de venta en general 200

Áreas de venta especializada 300

Sala de clase, auditorios 200

Laboratorios, bibliotecas 300

Oficinas y salas de conferencias 200

Sala de dibujo 300

Salas de cine 50

Teatros y sala de conciertos 150

Áreas exposición galerías de arte 300

Alcobas 50

Baños 100

Cocinas, vestíbulos 200

Áreas de almacenamiento 100

Áreas de trabajo no especializado 150

Áreas de embalaje y trabajo general 200

Áreas de trabajo especializado 300

Áreas de trabajo muy especializado 500

Áreas de espectadores 50

Áreas de entrenamiento 100

Áreas de competencia 200

Áreas de competencia televisada 1.000



162

Capacidades de corriente permisible en amperios de los conductores de cobre aislados . No más de tres conductores en canalización o cable, o directamente enterrados. Basados en una temperatura ambiente de 30ºC (**)

60ºC 75ºC 85ºC 90ºC 110ºC 125ºC 200ºC

Calibre (***)

Goma ruw (16-6,5)

Goma rh Papel

Termoplástico y asbesto ta, termoplástico tbs

Asbesto a (1,6-3,2) Aa

Termoplástico T TW

RUH (1,6-6,5) RHW

TULA BARNIZADA V

SILICON S A

TERMOPLASTICO THW THWN

CABLE MI

(*) ASBESTO, TELA BARNIZADA AVB, SIS, FEP, FEPB, RHH, THHN, XHKW

Asbesto y tela barnizada ava Avl

Asbesto impregnado Ai (1.6-3.2) Aia

FE P FEPB

1,6 (14 awg) 15 15 25* 30 30 30 2 (12 AWG) 20 20 30* 35 40 40 2.5 (10 AWG) 30 30 40* 45 50 55 3.2 (8 AWG) 40 45 50 60 65 70 4 ( 6 AWG) 55 65 70 80 85 95 5 (4 AWG) 70 85 90 105 115 120 6 (3 AWG) 80 100 105 120 130 145 7 (0 AWG) 125 150 155 190 200 225 10 (00 AWG) 145 175 185 215 230 250 11 (000 AWG) 165 200 210 245 265 285 13 (0000 AWG) 195 230 235 275 310 340 14 (250 MCM) 215 255 270 315 335 ------- 16 (300 MCM) 240 285 300 345 380 ------- 17 (350 MCM) 260 310 325 390 420 ------- 18 (400 MCM) 280 335 360 420 450 ------- 20 (500 MCM) 320 380 405 470 500 ------- 22 (600 MCM) 355 420 455 525 545 ------- 24 (700 MCM) 385 460 490 560 600 ------- 25 (750 MCM) 400 475 500 580 620 ------- 26 (800 MCM) 410 490 515 600 640 ------- 29 (1000 MCM) 455 545 585 680 730 ------- 32 (1250 MCM) 495 590 645 ------- ------- ------- 35 (1500 MCM) 520 625 700 785 ------- ------- 41 560 665 775 840 ------- -------

(*) Las capacidades para los conductores de los tipos FEP, FEPB, RHH, THHN y XHHW en los calibres 1,6 2, y 2,5 serán las mismas indicadas para los conductores para 75ºC en esta tabla.

(**) Para temperaturas ambientes superiores a 30ºC se deben utilizar los factores de corrección dados en la tabla 15.

(***) CALIBRE. Diámetro aproximado del conductor, en mm y su designación AWG correspondiente.



163

Capacidades de transporte de corriente permisible de los conductores aislados de cobre. Expresadas en amperios. (Conductor simple al aire libre. Temperatura ambiente de 30º c)

Goma, tipos R, RW, RU

Goma, tipo RH Papel

RUW (14-2)

RUH (14-2) Véase nota 2

Termoplástico y asbesto TA

TIPO RH, RW Véase nota 2

Tipo RHW Termoplástico tipos THW

Termoplástico Tipo TBS

Silicon satela barnizada tipo V Asbesto y tela barnizada tipo AVB

Calibre (**)

Termoplástico Tipos T, TW

THWN

Cable MI RHH*

Asbesto y tela barnizada tipos AVA, AVL

Asbesto impregnado tipos AI (14-8) AIA

Asbesto tipo A (14-8) AA

Conductores desnudos y cubiertos

1 2 3 4 5 6 7 1.6 (14 AWG) 2 (12 AWG) 2.5 (10 AWG) 3.2 (3 AWG)

20 25 40 55

20 25 40 65

30 40 55 70

40 50 65 85

40 50 70 90

45 55 75 100

30 40 55 70

4 (6 AWG) 5 (4 AWG) 6 (3 AWG)

80 105 120

95 125 145

100 135 155

120 160 180

125 170 195

135 180 210

100 130 150



164

7 (2 AWG) 8 (1 AWG)

140 165

170 195

180 210

210 245

225 265

240 280

175 205

9 (0 AWG) 10 (00 AWG) 11 (000 AWG) 13 (0000 AWG)

195 225 260 300

230 265 310 360

245 285 330 385

285 330 385 445

305 355 410 475

325 370 430 510

235 275 320 370

14 (250 MCM) 16 (300 MCM) 17 (350 MCM) 18 (400 MCM) 18 (500 MCM)

340 375 420 455 515

405 445 505 545 620

425 480 530 575 660

495 555 610 665 765

530 590 655 710 815

… … … … …

410 460 510 555 630

22 (600 MCM) 24 (700 MCM) 25 (750 MCM) 26 (800 MCM) 27 (900 MCM)

575 630 655 680 730

690 755 785 815 870

740 815 845 880 940

855 940 980 1020 ····

910 1005 1045 1085 ····

···· ···· ···· ···· ····

710 780 810 845 905

22 (1000 MCM)

780 890

935 1065

1000 1130

1165 ····

1240 ····

···· ····

965 ····



165

32 (1250 MCM) 35 (1500 MCM) 38 (1750 MCM) 41 (2000 MCM)

980 1070 1155

1175 1280 1385

1260 1370 1470

1450 1715

···· ···· ····

···· ···· ····

1215 ···· 1405

FACTOR DE CORRECCIÓN PARA TEMPERATURA AMBIENTE SUPERIOR A 30ºC “C 40 45 50 55

0.82 0.71 0.58 0.41

0.88 0.82 0.75 0.67

0.90 0.85 0.80 0.74

0.94 0.90 0.87 0.83

0.95 0.92 0.89 0.86

···· ···· ···· ···· ····

···· ···· ···· ···· ····

60 70 75 80

···· ···· ···· ···· ····

0.58 0.35 ···· ···· ····

0.67 0.52 0.43 0.30

0.79 0.71 0.66 0.61

0.83 0.76 0.72 0.69

0.91 0.87 0.86 0.84

···· ···· ···· ···· ····

90 100 120 140

···· ···· ···· ····

···· ···· ···· ····

···· ···· ···· ····

0.50 ···· ···· ····

0.61 0.51 ···· ····

0.80 0.77 0.69 0.59

···· ···· ···· ····

(*) Las capacidades de transporte de corriente para los conductores tipo RHH, en calibres 1,6, 2 y 2,5 serán las mismas que para conductores tipo RH en esta tabla. (**) CALIBRE. Diámetro aproximado del conductor, en mm. Los conductores de calibres 3,2 y menores son sólidos y los de calibres 4 y mayo



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