ELECTRICIDAD 40081: noviembre 2008

CORRIENTE
Lo que conocemos como corriente eléctrica no es otra cosa que la circulación de cargas o electrones a través de un circuito eléctrico cerrado, que se mueven siempre del polo negativo al polo positivo de la fuente de suministro de fuerza electromotriz (FEM).

TIPOS DE CORRIENTE ELÉCTRICA En la práctica, los dos tipos de corrientes eléctricas más comunes son: corriente directa (CD) o continua y corriente alterna (CA). La corriente directa circula siempre en un solo sentido, es decir, del polo negativo al positivo de la fuente de fuerza electromotriz (FEM) que la suministra. Esa corriente mantiene siempre fija su polaridad, como es el caso de las pilas, baterías y dinamos.

Corriente directa

Corriente alterna

La corriente directa, implica un flujo de carga que fluye siempre en una sola dirección. Una batería produce corriente directa en un circuito porque sus bornes tienen siempre el mismo signo de carga. Los electrones se mueven siempre en el circuito en la misma dirección: del borne negativo que los repele al borne positivo que los atrae. Aún si la corriente se mueve en pulsaciones irregulares, en tanto lo haga en una sola dirección es cd. La corriente alterna (ca) se comporta como su nombre lo indica. Los electrones del circuito se desplazan primero en una dirección y luego en sentido opuesto, con un movimiento de vaivén en torno a posiciones relativamente fijas. Esto se consigue alternando la polaridad del voltaje del generador o de otra fuente. La principal diferencia entre ambas es que la corriente alterna es fácil de transmitir a grandes distancias, pero no se puede almacenar, y la corriente directa se puede almacenar en baterías pero no es buena para distribuirse a grandes distancias. La aplicación principal de la corriente eléctrica, ya sea cd o ca, es la transmisión de energía en forma silenciosa, flexible y conveniente de un lugar a otro.

ACOMETIDAS

Es la parte de la instalación de enlace que une la red de distribución de la empresa eléctrica con la instalación propia de la vivienda. Es propiedad de la empresa eléctrica y suele haber una por cada edificio. La acometida normal de una única vivienda es monofásica, de dos hilos, uno activo (fase) y el otro neutro, a 230 voltios, dependiendo del país. En el caso de un edificio de varias viviendas la acometida normal será trifasica, de cuatro hilos, tres activos o fases y uno neutro, siendo en este caso la tensión entre las fases 400 V y de 230 V entre fase y neutro.

Las acometidas pueden ser subterráneas o aéreas, dependiendo del tipo de distribución de la zona:

Acometida Aérea: Es la que va desde el poste hasta la vivienda, en recorrido visto, a una altura mínima de 6 m para el cruce de la calle.

Acometida Subterránea: Así se llama a la parte de la instalación que va bajo tierra desde la red de distribución pública hasta la unidad funcional de protección o caja, instalada en la vivienda.

UPS

(Uninterruptible Power Supply - Sistema de alimentación ininterrumpida). Un UPS es una fuente de suministro eléctrico que posee una batería con el fin de seguir dando energía a un dispositivo en el caso de interrupción eléctrica. Los UPS son llamados en español SAI (Sistema de alimentación ininterrumpida).

Los UPS suelen conectarse a la alimentación de las computadoras, permitiendo usarlas varios minutos en el caso de que se produzca un corte eléctrico. Algunos UPS también ofrecen aplicaciones que se encargan de realizar ciertos procedimientos automáticamente para los casos en que el usuario no esté y se corte el suministro eléctrico.

Tipos de UPS

* SPS (standby power systems) u off-line: un SPS se encarga de monitorear la entrada de energía, cambiando a la batería apenas detecta problemas en el suministro eléctrico. Ese pequeño cambio de origen de la energía puede tomar algunos milisegundos. Más información en: UPS off-line.

* UPS on-line: un UPS on-line, evita esos milisegundos sin energía al producirse un corte eléctrico, pues provee alimentación constante desde su batería y no de forma directa. El UPS on-line tiene una variante llamada by-pass. Más información en: UPS on-line.

SAI de continua

Las cargas conectadas a los SAI requieren una alimentación de corriente continua, por lo tanto éstos transformarán la corriente alterna de la red comercial a corriente continua y la usarán para alimentar a la carga y almacenarla en sus baterías. Por lo tanto no requieren convertidores entre las baterías y las cargas.

SAI de alterna

Estos SAI obtienen a su salida una señal alterna, por lo que necesitan un inversor para transformar la señal continua que proviene de las baterías en una señal alterna.

Componentes típicos de los UPS

* Rectificador: rectifica la corriente alterna de entrada, proveyendo corriente continua para cargar la batería. Desde la batería se alimenta el inversor que nuevamente convierte la corriente en alterna. Cuando se descarga la batería, ésta se vuelve a cargar en un lapso de 8 a 10 horas, por este motivo la capacidad del cargador debe ser proporcional al tamaño de la bateria necesaria.

* Batería: se encarga de suministrar la energía en caso de interrupción de la corriente eléctrica. Su capacidad, que se mide en Amperes Hora, depende de su autonomía (cantidad de tiempo que puede proveer energía sin alimentación).

* Inversor: transforma la corriente continua en corriente alterna, la cual alimenta los dispositivos conectados a la salida del UPS.

* Conmutador (By-Pass) de dos posiciones, que permite conectar la salida con la entrada del UPS (By Pass) o con la salida del inversor.

Elementos de una instalacion electrica

Acometida: Se entiende el punto donde se hace la conexión entre la red, propiedad de la compañía suministradora, y el alimentador que abastece al usuario. La cometida también se puede entender como la línea aérea o subterránea según sea el caso que por un lado entronca con la red eléctrica de alimentación y por el otro tiene conectado el sistema de medición. Además en las terminales de entrada de la cometida normalmente se colocan apartarayos para proteger la instalación y el quipo de alto voltaje.

Equipos de Medición: Por equipo de medición se entiende a aquél, propiedad de la compañía suministradora, que se coloca en la cometida con el propósito de cuantificar el consumo de energía eléctrica de acuerdo con las condiciones del contrato de compra-venta. Este equipo esta sellado y debe de ser protegido contra agentes externos, y colocado en un lugar accesible para su lectura y revisión.

Interruptores: Un interruptor es un dispositivo que esta diseñado para abrir o cerrar un circuito eléctrico por el cual esta circulando una corriente.

Arrancador: Se conoce como arrancador al arreglo compuesto por un interruptor, ya sea termo magnético de navajas (cuchillas) con fusibles, un conductor electromagnético y un relevador bimetalito. El contactor consiste básicamente de una bobina con un núcleo de fierro que sierra o abre un juego de contactos al energizar o desenergizr la bobina.

Transformador: El transformador eléctrico es u equipo que se utiliza para cambiar el voltaje de suministro al voltaje requerido. En las instalaciones grandes pueden necesitarse varios niveles de voltaje, lo que se logra instalando varios transformadores (agrupados en subestaciones). Por otra parte pueden existir instalaciones cuyo voltaje sea el mismo que tiene la acometida y por lo tanto no requieran de transformador.

Tableros: El tablero es un gabinete metálico donde se colocan instrumentos con interruptores arrancadores y/o dispositivos de control. El tablero es un elemento auxiliar para lograr una instalación segura confiable y ordenada.

Motores y Equipos: Los motores se encuentran al final de las ramas de una instalación y su función es transformar la energía eléctrica en energía mecánica, cada motor debe tener su arrancador propio.

Estaciones o puntos de Control: En esta categoría se clasifican las estaciones de botones para control o elementos del proceso como: limitadores de carreras o de par, indicadores de nivel de temperatura, de presión entre otros. Todos estos equipos manejan corrientes que por lo general son bajas comparadas con la de los electos activos de una instalación.

Salidas para alumbrado y contactos: Las unidades de alumbrado, al igual que los motores, están al final de las instalaciones y son consumidores que transforman la energía eléctrica en energía luminosa y generalmente también en calor. Los contactos sirven para alimentar diferentes equipos portátiles y van alojados en una caja donde termina la instalación.

Plantas de Emergencia: Las plantas de emergencia constan de un motor de combustión interna acoplada a un generador de corriente alterna. El calculo de la capacidad de una planta eléctrica se hace en función con la cargas que deben de operar permanentemente. Estas cargas deberán quedar en un circuito alimentador y canalizaciones dependientes.

Tierra o neutro en una Instalación Eléctrica:

A) tierra. Se consideran que el globo terráqueo tiene un potencial de cero se utiliza como referencia y como sumidero de corrientes indeseables.

B) Resistencia a tierra. Este término se utiliza para referirse a la resistencia eléctrica que presenta el suelo de cierto lugar.

C) Toma de tierra. Se entiende que un electrodo enterrado en el suelo con una Terminal que permita unirlo a un conductor es una toma de tierra.

D) Tierra remota. Se le llama así a un a toma de tierra lejana al punto que se esté considerando en ese momento.

E) Sistemas de Tierra. Es la red de conductores eléctricos unidos a una o mas tomas de tierra y provisto de una o varias terminales a las que puede conectarse puntos de la instalación.

F) Conexión a tierra. La unión entre u conductor y un sistema de tierra.

g) Tierra Física. Cuando se une solidamente a un sistema de tierra que a su vez está conectado a la toma de tierra.

H) Neutro Aislado. Es el conductor de una instalación que está conectado a tierra a través de una impedancia.

I) Neutro del generador. Se le llama así al punto que sirve de referencia para los voltajes generados en cada fase.

J) Neutro de trabajo. Sirve para conexión alimentado por una sola fase

K) Neutro conectado sólidamente a tierra. Se utiliza generalmente en instalaciones de baja tensión para proteger a las personas contra electrocutación.

l) Neutro de un sistema. Es un potencial de referencia de un sistema que puede diferir de potencial de tierra que puede no existir físicamente.

M) Neutro Flotante. Se la llama así al neutro de una instalación que no se conecta a tierra.

Interconexión: Para la interconexión pueden usarse alambres, cables de cobre o aluminio, estos pueden estar colocados a la vista en ductos, tubos o charolas. El empalme de la conexión de las terminales de los equipos debe de hacerse de manera que se garantice el contacto uniforme y no exista defectos que representen una disminución de la sección. Las tuberías que se utilizan para proteger los conductores pueden ser metálicas o de materiales plásticos no combustibles también se utilizan ductos cuadrados o charolas. El soporte de todos estos elementos debe de ser rígido y su colocación debe hacerse de acuerdo con criterios de funcionalidad, estética, facilidad de mantenimiento y economía.

Conductores y aislantes

Conductores
Los conductores eléctricos son hilos de metal (cobre o aluminio) que se utilizan para conducir la corriente eléctrica.

Los conductores se utilizan en:
- Instalaciones eléctricas en general (vivienda, industria, comercio, etc.)
- Instalaciones eléctricas de automoviles, y..
- Construcción de bobinas

Los tipos de conductores más utilizados son: alambres, cables, cordones, conductores con cubierta protectora
Alambres

Los alambres son conductores construidos con un solo hilo de metal y puede estar desnudo o revestido por una o más capas de material aislante.

Dependiendo del aislante, el alambre se utiliza en bobinados o en instalaciones eléctricas

Alambre para bobinados: Este tipo de alambre esta recubierto por esmaltes especiales, seda o algodón

Alambre para instalaciones eléctricas: Este tipo de alambre esta cubierto de plástico o goma
Cables

Los cables son un conjunto retorcido de alambres no aisldados entre si y pueden ser desnudos o revestidos por una o varias capas de aislante. Estos aislante son de tela, goma o plástico.

Los cables son generalmento utilizados en instalaciones eléctricas de todo tipo e instalaciones automotrices

Los hilos son de cobre blando o endurecido y también de aluminio

Algunos alambres de cobre pueden estar estañados, para evitar la oxidación y facilitar la soldadura.

Factores de correcion

Aislantes

Los materiales dieléctricos son los materiales aislantes, que no conducen la electricidad, como : el vidrio, la cerámica, los plásticos, la goma, la mica, la cera, el papel, la madera seca, porcelana, baquelita. En realidad no existen materiales totalmente aislantes o conductores, son mejores o peores conductores eléctricos. Estos materiales se emplean para forrar a los conductores y evitar cortocircuitos, también para fabricar elementos para fijar los conductores a los soportes sin contacto eléctrico. El aire y el agua son aislantes en determinadas condiciones.

Normatividad

Los tipos de aislamientos mas comunes son:

TH: Soporta altos niveles de temperatura

TW: Soporta altos niveles de humedad

THW: Soporta tanto temperatura altas como humedad

Circuitos ramales

Los circuitos ramales son los que están conectados desde la caja de distribución a los difrentes dispositivos (cocina, tomacorrientes, iluminación, interruptores).

Cuadro de cargas

Se señalan los diferentes circuitos ramales con las correspondientes cargas que los componen, así como la potencia total, tensión, corriente, calibre de conductor y protección de cada uno de ellos. ES EL COMPLEMENTO Y EXPLICACION DE LOS PLANOS ELECTRICOS

Condiciones a tener en cuenta

La potencia de los circuitos ramales no debe superar los 1500 W.

Las tomas especiales (para estufas, calentadores y electrodomésticos mayores P>1500 W se deben construir circuitos ramales independientes.

En los sistemas trifásicos tetrafilares, los circuitos ramales deben distribuirse de tal manera que las tres fases queden en lo posible equilibradas (normalmente no se aceptan desequilibrios mayores del 5% con respecto a la fase de mayor potencia demandada).

Polo a tierra

Es un canal de conducción eléctrico que evacua corrientes indeseables de las instalaciones eléctricas o de comunicación hacia el interior de la tierra, protegiendo así equipos, instalaciones y la integridad física de personas y animales.

COMO CONECTAR CORRECTAMENTE UN COMPUTADOR O VARIOS A UN POLO A TIERRA

No es simplemente crear una varilla de cobre o similar en la tierra, se trata de que la varilla que es usada como electrodo esté en contacto con un terreno conductivo, para esto es necesario proveer tratamiento a al suelo o al subsuelo.
UTS: Unidad para el tratamiento del suelo.
No requiere de excavaciones, sólo se coloca en un pequeño hoyo en la superficie del suelo y se hinca la varilla de cobre de 1,50m x 5/8” ó 1,80m x 5/8” ó 2,40m x 5/8”; a través de su recámara y con agua, al terminar de clavar la varilla según las instrucciones de la etiqueta o el catálogo se tendrá un poderoso polo a tierra que podrá ser conectado a través de un cable o alambre hasta la instalación o equipo que lo requiera.
MAT: Módulo adicional de tratamiento.
Este dispositivo refuerza el tratamiento en terrenos que por su resistividad lo requieren o para proveer mantenimiento en un futuro si por alguna razón el polo a tierra pierde conductividad, es decir aumenta su resistencia.

CARACTERÍSTICAS DE UN POLO A TIERRA CONSTRUIDO CON UTS – MAT
1. Se instala de 10 a 15 minutos.
2. Sólo se requiere agua para su instalación.
3. No necesita excavación, mantiene la compactación del terreno y por lo tanto hay mayor contacto entre la varilla y la tierra.
4. Facilidad de monitoreo y mantenimiento por su recámara.
5. Sirve en cualquier tipo de terreno y no es nocivo para el medio ambiente.
6. No es suelo artificial sino un ionizante del terreno natural.
7. Es económico y muy fácil de instalar.

Ondas

Una onda es una propagación de una perturbación de alguna propiedad de un medio, por ejemplo, densidad, presión, campo eléctrico o campo magnético, que se propaga a través del espacio transportando energía. El medio perturbado puede ser de naturaleza diversa como aire, agua, un trozo de metal, el espacio o el vacío.

Elementos de una onda

La posición más alta con respecto a la posición de equilibrio se llama cresta.
El ciclo es una oscilación, o viaje completo de ida y vuelta.
La posición más baja con respecto a la posición de equilibrio se llama valle.
El máximo alejamiento de cada partícula con respecto a la posición de equilibrio se llama amplitud de onda.
El periodo es el tiempo transcurrido entre la emisión de dos ondas consecutivas.
Al número de ondas emitidas en cada segundo se le denomina frecuencia.
La distancia que hay entre cresta y cresta, o valle y valle, se llama longitud de onda.
Nodo es el punto donde la onda cruza la línea de equilibrio.
Elongación es la distancia que hay, en forma perpendicular, entre un punto de la onda y la línea de equilibrio.

Seno

En matemáticas, se entiende por sinusoide la función seno o la curva que la representa, en general todos los gráficos de ondas se llaman sinusoides. La sinusoide puede ser descrita por la siguiente fórmula: