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Sumário3. Fundamentos de la Electricidad ....................................................................................14 3.1. Magnitudes Eléctricas .................................................................................................18 3.2. Circuitos Eléctricos .......................................................................................................224. Motores de Inducción ......................................................................................................34 4.1. Motores Monofásicos ..................................................................................................36 4.2. Motores Trifásicos .......................................................................................................435. Dispositivos de Protección ..............................................................................................51 5.1. Interruptor Termomagnético .....................................................................................53 5.2. Relé Térmico .................................................................................................................66 5.3. Interruptor Motor ........................................................................................................75 5.4. Seccionadora ................................................................................................................85 5.5. Seccionadora Portafusible .........................................................................................94 5.6. Fusible Diazed ............................................................................................................104 5.7. Borna con Fusible .......................................................................................................111 5.8. Relé de Falta de Fase .................................................................................................1186. Dispositivos de Mando ..................................................................................................125 6.1. Pulsadores y Llave Selectora ....................................................................................127 6.2. Contactores Eléctricos ...............................................................................................138 6.3. Relé de Interfaz ...........................................................................................................155 6.4. Temporizador ..............................................................................................................165 6.5. Temporizador Digital ..................................................................................................176 6.6. Transformador de Mando ..........................................................................................185 6.7. Fuente CC .....................................................................................................................196 6.8. Señalizadores ..............................................................................................................2047. Dispositivos de Campo ..................................................................................................218 7.1. Fin de Carrera .............................................................................................................220 7.2. Sensor Inductivo .........................................................................................................223 7.3. Sensor de Flotador .....................................................................................................227 7.4. Presostato ...................................................................................................................230 7.5. Termostato ..................................................................................................................2337.6. Fluxostato......................................................................................................................2353
8. Panel Eléctrico ..................................................................................................................2399. Dimensionamiento de Componentes ............................................................................245 9.1. Dimensionamiento de Conductores ..........................................................................247 9.2. Dimensionamiento de Interruptor Automático Termomagnético ........................254 9.3. Dimensionamiento de Interruptor Automático de Motor ......................................258 9.4. Dimensionamiento de Relé Térmico ..........................................................................262 9.5. Dimensionamiento de Contactor de Potencia ..........................................................26510. Arranque y Control ........................................................................................................268Ejemplo 1: Arranque directo para motor de inducción monofásico con control porpulsadores de encendido, apagado y emergencia ....................................................270Ejemplo 2: Arranque directo para motor de inducción monofásico con protección porrelé térmico y control por pulsadores de encendido, apagado y emergencia.........................................................................................................................................275Ejemplo 3: Arranque directo para motor de inducción monofásico con control portemporizador digital y señalización de encendido, apagado y sobrecarga..........................................................................................................................................280Ejemplo 4: Arranque directo para dos motores de inducción monofásicos en secuenciacon control temporizado y pulsadores de encendido y apagado...........................................................................................................................................285Ejemplo 5: Arranque directo para motor de inducción monofásico con control manualpor pulsadores y automático por interruptores de flotador ......................290Ejemplo 6: Arranque directo para motor de inducción monofásico con control manualpor pulsadores y automático por presostato ...............................................295Ejemplo 7: Arranque directo para motor de inducción monofásico con retardo en elarranque por temporizador y señal sonora ................................................................300Ejemplo 8: Arranque directo para motor de inducción monofásico con control manualpor pulsadores y automático por termostato ..............................................305Ejemplo 9: Arranque directo para motor de inducción monofásico con control manualpor pulsadores y protección por interruptor automático de motor .........310Ejemplo 10: Arranque directo para motor de inducción monofásico con control manualpor pulsadores y protección por fluxostato .................................................315Ejemplo 11: Arranque directo para motor de inducción trifásico con control manual porpulsadores de encendido, apagado y parada de emergencia ............................320Ejemplo 12: Arranque directo con inversión del sentido de giro para motor de induccióntrifásico con control manual por pulsadores para selección, encendido y apagado....3254
5Ejemplo 13: Arranque estrella-triángulo para motor de inducción trifásico con controlmanual por pulsadores de encendido y apagado ..............................................................330Ejemplo 14: Arranque directo para motor de inducción trifásico con protección depérdida de fase y control de encendido/apagado automático mediante temporizadordigital ............................................./......................................................................................335Ejemplo 15: Arranque directo secuencial de dos motores de inducción trifásicos concontrol manual por pulsadores de encendido y apagado ...............................................340Ejemplo 16: Arranque directo para motor de inducción trifásico con control manual oautomático por interruptor de flotador ............................................................................345Ejemplo 17: Arranque directo con inversión del sentido de giro para motor de induccióntrifásico con control manual por pulsadores para selección, encendido/apagado y finde carrera .....................................................................................................................350Ejemplo 18: Arranque directo para motor de inducción trifásico con control manual porpulsadores de encendido, apagado y parada de emergencia, y automático porpresostato .............................................................................................................................355Ejemplo 19: Arranque directo de dos motores de inducción trifásicos con selecciónprincipal y de reserva, y control manual por pulsadores de encendido y apagado .....360Ejemplo 20: Arranque directo para motor de inducción trifásico con control manual porpulsadores de encendido, apagado y parada de emergencia, y automático portermostato ............................................................................................................................365
Las bandas transportadoras industriales utilizan motores eléctricos para accionarlas ymover cargas, como cajas, botellas y materiales sólidos en general. El control delmotor eléctrico recibe comandos eléctricos para determinar cuándo la bandatransportadora debe funcionar o detenerse, ya sea por un corte de energía o unaparada operativa.Se pueden integrar sensores e interruptores en esta cinta de correr para detectarobjetivos o incluso proteger al personal. Estos sensores e interruptores se puedeninterconectar a los controles eléctricos, lo que aumenta la fiabilidad del equipo.El primer ejemplo fue una cinta de correr, para mostrarles cómo se utiliza un motoreléctrico para mover un equipo específico. La cinta de correr es uno de los equiposmás sencillos de controlar mediante controles eléctricos.Para ayudarte a asimilar los comandos eléctricos en la práctica, compartiré algunasaplicaciones que te introducirán en el tema. Consulta a continuación:1) Cinta transportadora industrialAplicaciones de los controles eléctricosMotoreléctricoParada deemergenciaCinturón6
2) Sistema de bombeo de aguaLos controles eléctricos son esenciales en los sistemas de bombeo de agua, ya queautomatizan el funcionamiento de la bomba, garantizando eficiencia, seguridad yrentabilidad. Permiten que la bomba se encienda o apague automáticamente, según elnivel de agua o la presión del sistema.Uno de los dispositivos más utilizados es el interruptor de nivel (o interruptor deflotador), que detecta el nivel de agua en los tanques. Cuando el nivel de agua alcanzaun mínimo, el control eléctrico activa la bomba; cuando alcanza el nivel máximo, labomba se apaga. Esto evita el funcionamiento en vacío y el desbordamiento.Otro componente común es el presostato, utilizado en sistemas que operan bajopresión, como los hidráulicos. Este controla la presión en las tuberías y activa la bombacuando cae por debajo de un valor preestablecido, apagándola cuando la presión seestabiliza.Además, se utilizan contactores, relés térmicos e interruptores automáticos paraproteger la bomba contra sobrecargas, cortocircuitos y fallos del sistema. De estaforma, los controles eléctricos garantizan el funcionamiento continuo y seguro delsistema de bombeo.Motoreléctrico7
3) Escape y ventiladorLos controles eléctricos también se utilizan ampliamente en sistemas de ventilación yextracción, como ventiladores industriales y extractores de aire. Permiten el control yla protección automáticos de estos dispositivos, optimizando su funcionamiento yaumentando la seguridad. Estos sistemas suelen utilizar contactores para encender yapagar los motores de los ventiladores o extractores de aire. En casos más avanzados,se pueden utilizar temporizadores para activar los dispositivos a horas programadas oen ciclos automáticos, según las necesidades del entorno.También se pueden integrar sensores de temperatura o termostatos, que activanautomáticamente el ventilador o extractor de aire cuando la temperatura ambientesupera un valor determinado. Esto es habitual en salas de máquinas, cuadroseléctricos o entornos industriales.Además, se utilizan dispositivos de protección como relés térmicos e interruptoresautomáticos para proteger los motores de sobrecargas o fallos eléctricos. Estogarantiza un sistema de ventilación seguro y eficiente con una mayor vida útil delequipo.Motoreléctrico8
4) Sistema hidráulicoLos sistemas hidráulicos son muy comunes hoy en día debido a su variedad deaplicaciones que requieren alto par y bajas velocidades de movimiento. Los controleseléctricos suelen controlar los motores y las válvulas para un control adecuado delsistema hidráulico.PaneleléctricoMotoreléctricoMotoreléctrico9
5) CompresorPor último, pero no menos importante, están los compresores. Usamos motores en loscompresores para comprimir el aire, por lo que se necesitan controles eléctricosinterconectados con un presostato para determinar cuándo debe encenderse oapagarse el motor; de lo contrario, el globo podría explotar.De todos modos.Hay miles de otras aplicaciones, pero sólo he traído estas, para que puedas empezar aentender dónde podemos encontrar comandos eléctricos.globoaerostáticoCompresorMotoreléctricoInterruptorde presión10
CargaControl eléctricoFuente dealimentaciónAccionamientoeléctricoUna unidad de control simple puede tener tanto el control eléctrico como el actuadoreléctrico en el mismo componente; por ejemplo, un interruptor que enciende una luz.El interruptor es a la vez la unidad de control y el actuador eléctrico. En controles máscomplejos, esto se realiza individualmente.Los controles eléctricos son solo una parte de un sistema; reciben señales desensores, interruptores, botones y controladores y envían una orden al actuadoreléctrico, que a su vez activa o desactiva la carga. Consulte el siguiente diagrama deflujo:11
A continuación se muestra un ejemplo. En este ejemplo, se utiliza una fuente dealimentación trifásica de 440 V CA y control eléctrico mediante botones y contactores.El contactor de potencia proporciona la activación eléctrica. La carga es un motortrifásico acoplado a una bomba.TuboPaneleléctricoCable dealimentacióndel motorCable dealimentación decontroleseléctricosMotoreléctrico440VCAControleseléctricos12
A continuación se muestra una definición simple de cadaparte del diagrama de flujo:Fuente de alimentación: Se refiere al suministro de energía eléctrica a un dispositivo osistema. Puede provenir de diversas fuentes, como redes eléctricas públicas,generadores, baterías o paneles solares. La fuente de alimentación es esencial para elfuncionamiento de dispositivos eléctricos y electrónicos y puede variar en voltaje,corriente y tipo de corriente (corriente alterna o continua).Control Eléctrico: Se refiere a un conjunto de dispositivos y técnicas que se utilizanpara controlar máquinas y equipos eléctricos, automatizando su funcionamiento. Sonesenciales en los sistemas industriales y de automatización, permitiendo a losoperadores arrancar, detener, ajustar y proteger el funcionamiento de motores y otrosdispositivos eléctricos.Accionamiento eléctrico: Se refiere al conjunto de componentes utilizados paracontrolar y mover máquinas y equipos eléctricos, como motores. Es un áreafundamental en la automatización industrial y en muchos otros sectores, permitiendoque las máquinas y dispositivos funcionen con precisión y eficiencia. Ejemplos deaccionamientos eléctricos incluyen contactores de potencia, variadores de frecuencia,arrancadores suaves, etc.Carga: Se refiere a las máquinas y equipos que serán controlados por accionamientoseléctricos. Son responsables de transformar la energía eléctrica en otro tipo deenergía. Por ejemplo, lámparas, motores, bobinas, resistencias, etc.Luego de entender un poco cada parte del diagrama de flujo que mencioné,comenzarás a leer el libro con más detalle sobre todo lo que involucra ComandosEléctricos.Sin más preámbulos, pasemos a la primera parte.13
Fundamentos de la 3. electricidad14
Aprender los fundamentos de la electricidad, especialmente las magnitudes eléctricasy los circuitos eléctricos, es esencial para cualquiera que desee trabajar eninstalaciones eléctricas, automatización, mantenimiento industrial o control eléctrico.Estos conceptos constituyen la base para comprender el funcionamiento de todos lossistemas eléctricos, desde los más simples hasta los más complejos. Magnitudes comoel voltaje, la corriente y la resistencia son el lenguaje de la electricidad. Sin comprenderestas magnitudes, es imposible interpretar esquemas, realizar cálculos o dimensionarcorrectamente los componentes de un circuito.Además, dominar los circuitos eléctricos permite a los profesionales comprender cómofuncionan los equipos e interactúan entre sí. Comprender cómo fluye la corriente enun circuito, cómo se comportan las cargas y los efectos de la resistencia o las caídas detensión es crucial para diagnosticar fallas, realizar reparaciones y sugerir mejoras.Finalmente, comprender a fondo estos fundamentos es fundamental para laseguridad: los errores por desconocimiento pueden provocar quemaduras en losequipos, cortocircuitos o incluso descargas eléctricas. Por lo tanto, comprender losprincipios básicos de la electricidad es el primer paso para trabajar de forma eficiente,responsable y segura en el sector eléctrico.15
Hay dos tipos de corriente eléctrica: corriente conCorriente eléctricaRepresenta el movimiento ordenado de electrones en un conductor. Solo existecuando tenemos un circuito eléctrico entre dos potenciales diferentes. Su unidad demedida es la amperio (A).En esta primera parte, quiero presentarte brevemente los conceptos de las principalesmagnitudes eléctricas que necesitas comprender para dominar los comandoseléctricos. Hablaré brevemente sobre la corriente eléctrica, el voltaje eléctrico y laresistencia eléctrica. No abordaré otras, ya que son las principales, y si las dominas,tendrás éxito.con seguridad.Magnitudes 3.1. eléctricas16
Corriente continua (CC)La corriente continua fluye continuamente de un potencial a otro, por ejemplo, denegativo a positivo. Este tipo de corriente se encuentra en fuentes de energía como lasbaterías.Corriente alterna (CA)La corriente alterna sigue un flujo variable, a veces negativo y a veces positivo. Estoequivaldría a que la corriente fluyera a veces hacia el lado izquierdo del conductor y aveces hacia el derecho. Este concepto variable en la corriente alterna se conoce comofrecuencia (Hz), o cuántas veces la corriente cambia de polaridad por segundo.17
Al igual que la corriente eléctrica, el voltaje eléctrico existe tanto para la corrientecontinua como para la corriente alterna.Voltaje eléctricoEl voltaje eléctrico, también conocido como diferencia de potencial eléctrico, es unamedida de la energía potencial por unidad de carga en un circuito eléctrico. En pocaspalabras, es la fuerza que impulsa a los electrones a través de un conductor, como unalambre metálico, creando una corriente eléctrica. La unidad de medida del voltajeeléctrico es el voltio (V).Cuando existe una diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito, loselectrones tienden a fluir del punto de mayor potencial al de menor, creando así unacorriente eléctrica. El voltaje es esencial para el funcionamiento de los dispositivoseléctricos y electrónicos, ya que proporciona la energía necesaria para el movimientode los electrones y el trabajo eléctrico.La corriente alterna se genera mediante centrales hidroeléctricas, termoeléctricas,fotovoltaicas y eólicas, o mediante un generador simple. Es la corriente eléctrica quealimenta nuestros hogares porque puede transmitirse a través de largos circuitoseléctricos.Es importante comprender estos dos conceptos de corriente eléctrica, ya que enComandos Eléctricos los utilizaremos como fuentes de energía. En la práctica,veremos que la corriente alterna se utiliza principalmente para alimentar máquinas yequipos eléctricos, como motores trifásicos, solenoides, lámparas y contactores,mientras que la corriente continua se utiliza principalmente para alimentarcontactores, relés y luces direccionales. Existen motores de corriente continua, perono los abordaré en este libro porque este tema se ha vuelto menos común debido alescaso uso de motores de corriente continua.18
Resistencia eléctricaLa resistencia eléctrica mide la oposición que ofrece un material al flujo de corrienteeléctrica. En otras palabras, es la dificultad que encuentran los electrones al moverse através de un conductor. La unidad de medida de la resistencia eléctrica es el ohmio (Ω).La resistencia eléctrica (R) de un conductor se puede determinar mediante la Ley deOhm, que establece la relación entre voltaje (V), corriente (I) y resistencia:R = V / Idónde:R es la resistencia eléctrica en ohmios (Ω), V es el voltaje en voltios (V), I es la corriente en amperios (A).Según la Ley de Ohm, la resistencia es directamente proporcional al voltaje einversamente proporcional a la corriente. Los diferentes materiales tienen distintosniveles de resistividad, lo que afecta la resistencia eléctrica. Por ejemplo, materialescomo los metales suelen tener baja resistividad y, por lo tanto, baja resistenciaeléctrica, mientras que los aislantes tienen alta resistividad y alta resistencia eléctrica.La resistencia eléctrica también puede verse influenciada por la geometría delconductor y la temperatura del material. Por ejemplo, la resistencia de un alambremetálico aumenta con el aumento de la temperatura.Ahora que comprendemos los conceptos de corriente eléctrica, voltaje y resistenciaeléctrica, veamos algunos conceptos de circuitos eléctricos. Este tema es muyimportante; lo usaremos con frecuencia al hablar de controles eléctricos.Voltaje directo (Vdc) Voltaje alterno (VCA)19
Los circuitos eléctricos son las vías por las que fluye la corriente eléctrica, y al pasar porellas, se produce trabajo. Analizaremos tres conceptos de circuitos.eléctricos, siendo serie, paralelo y mixtos.Circuito en serieEs el circuito eléctrico cuyos componentes están conectados uno tras otro, este modosignifica que solo hay una vía para la corriente eléctrica. Conozca las características decircuito en serie.La corriente eléctrica es la misma en cada punto del circuito.El voltaje eléctrico se divide entre cada carga.El funcionamiento del circuito es dependiente, es decir, si una de las cargas se retiradel circuito o deja de funcionar, la otra carga también deja de funcionar.Circuito paraleloEs el circuito cuyos componentes están conectados uno al lado del otro en relación a lafuente, lo que significa que hay más de un camino para la corriente eléctrica. El voltaje eléctrico es el mismo en cada punto del circuito. La corriente eléctrica sedivide entre cada carga. El circuito funciona de forma independiente, lo que significa que si una carga se retiradel circuito o deja de funcionar, la otra continúa funcionando.++--Fuente dealimentación(Vcc)Fuente dealimentación(Vcc)iiiii1i1Circuito eléctrico Circuito eléctricoi2Lámpara 1ii2 Lámpara 2Lámpara 2Lámpara 13.2. Circuitos eléctricos20
BombillaConductor eléctrico (alambre ocable)Fuente de alimentación de corrientecontinuaInterruptor con contacto normalmente abierto (NO)Interruptor de contacto normalmente cerrado (NC)Circuito MixtoEs un circuito eléctrico cuyos componentes están conectados de forma mixta, es decir,en serie y en paralelo. Es el circuito más común en controles eléctricos.En los ejemplos anteriores, dibujé todos los circuitos eléctricos en corriente continua,ya que es más fácil de entender al usar pilas y bombillas, ya que son elementoscotidianos. Sin embargo, cabe destacar que, si se tratara de un circuito de corrientealterna, lo único que cambiaría sería la fuente de alimentación. Cabe destacar que unabombilla diseñada para una fuente de corriente continua no se puede conectar a unafuente de corriente alterna.Ejemplos de circuitos eléctricosAhora les mostraré algunos ejemplos de diagramas eléctricos: representacionesilustrativas de circuitos eléctricos que encontramos en la vida cotidiana. Esto lesayudará a familiarizarse con los símbolos y circuitos. Primero, les presentaré lossímbolos que usaremos en circuitos alimentados por una fuente de corriente continua.+-Fuente dealimentación(Vcc)iii1i1Lámpara 1i2i2 Circuito eléctricoi2Lámpara 2Lámpara 321
Ejemplo 1InterruptorabiertoInterruptorcerradoBombillaBombillaFuenteiConductorConductorEste primer circuito es una representación del circuito en serie con una lámpara (H1),unainterruptor (S1) y fuente con 12 voltios de voltaje eléctricodirecto.FuenteAl interpretar diagramas eléctricos, es importante usar la imaginación, porque nohabrá animación en el papel.Al mantener el interruptor abierto, no circulará corriente eléctrica por el conductor y,en consecuencia, la lámpara permanecerá apagada. La lámpara solo se encenderá alpresionar el interruptor, cerrando el contacto y permitiendo que la corriente circulepor todo el circuito.22
Ejemplo 2Interruptor 1cerradoInterruptor 2cerradoInterruptor 1abiertoInterruptor 2abiertoBombillaBombillaFuentei ConductorConductorPara encender la lámpara se debe ordenar el cierre de ambos interruptores (S1 y S2)para permitir que la corriente eléctrica fluya a través del circuito eléctrico.Si sólo se cierra un interruptor, no habrá corriente eléctrica en el circuito y enconsecuencia la lámpara se apagará.En este segundo ejemplo tenemos un circuito en serie para encender una lámpara (H1)con dos interruptores (S1 y S2) y fuente con 24 voltios de voltaje eléctrico directo. Fuente23
Ejemplo 3Seguiremos encendiendo una lámpara (H1) con dos interruptores (S1 y S2) y unafuente con 24 voltios de tensión eléctrica directa, pero los interruptores estarán enparalelo.Interruptor 1abiertoInterruptor 2cerradoInterruptor 1abiertoBombillaFuenteiConductorConductorInterruptor 2abiertoBombillaPara encender la lámpara, solo se debe ordenar el cierre de uno de los dosinterruptores (S1 y S2) para permitir que la corriente eléctrica fluya a través del circuitoeléctrico.El ejemplo anterior es cuando necesitamos vincular algo desde dos lugares diferentes,por lo que tendremos dos comandos de enlace diferentes.Fuente24
Interruptor 2abiertoInterruptor 2cerradoInterruptor 1cerradoInterruptor 3abiertoBombillaiConductorConductorInterruptor 1abiertoInterruptor 3abiertoLa combinación para encender la lámpara puede ser S1 + S2 cerrada o S1 + S3, siintentas encenderla presionando solo los interruptores S2 + S3 no pasará nada con elcircuito, porque S1 necesita estar cerrado debido a que S2 y S3 están en serie.Para encender la misma lámpara (H1) utilizaremos ahora tres interruptores (S1, S2 yS3) y una fuente con 48 voltios de tensión eléctrica directa, pero los interruptoresestarán conectados de forma mixta, es decir, serie con paralelo.FuenteBombillaPara encender la lámpara, S1 debe recibir una orden de cierre y uno de los dosinterruptores (S2 o S3) también debe estar cerrado para permitir que la corrienteeléctrica fluya a través del circuito eléctrico.FuenteEjemplo 425
ObservacionesEn los ejemplos anteriores, quise presentarles la lógica en serie, en paralelo y mixta deforma sencilla y visual. El objetivo era comprender por dónde fluirá la corrienteeléctrica a través del circuito para encender la bombilla. Por eso, inicialmente usé elejemplo de la fuente de CC, ya que la corriente eléctrica tiene una sola dirección, lo quefacilita su visualización e imaginación.BombillaConductor eléctrico (alambre ocable)Interruptor con contacto normalmente abierto (NO)Interruptor de contacto normalmente cerrado (NC)Otro punto interesante se refiere al nivel de voltaje de la fuente. He presentado tresvalores diferentes: 12, 24 y 48 V CC. La idea es mostrarles que, en los circuitoseléctricos, el nivel de voltaje puede variar de un circuito a otro. Así que prestenatención, ya que cada componente eléctrico está diseñado para soportar un nivel devoltaje específico.En los ejemplos, incluí lámparas que solo admiten 12 V CC, algunas que solo admiten24 V CC y otras que admiten 48 V CC. Por lo tanto, tenga siempre cuidado al ensamblarsus controles eléctricos. Lea las descripciones de los componentes y respete siempre elnivel de voltaje de cada uno.Si tienes una lámpara, por ejemplo, que debería funcionar a 48Vdc y le inyectas 12Vdc,entonces estará muy débil o ni siquiera encenderá, pero si haces lo contrario lalámpara se quemará al instante.En la siguiente sección, veremos algunos ejemplos de circuitos que utilizan fuentes dealimentación de corriente alterna (CA). En primer lugar, tenga en cuenta que lacorriente eléctrica es alterna, por lo que a veces fluye en dirección positiva/negativa y aveces en dirección negativa/positiva. Por lo tanto, no se centre en la dirección de lacorriente, sino en su trayectoria.Conozca los símbolos que utilizaremos.Fuente de alimentación de corriente alterna (fase y neutro)26
Ejemplo 5Este primer circuito es una representación del circuito en serie con una lámpara (H1),un interruptor (S1) y una fuente con 127 voltios de voltaje eléctrico alterno.InterruptorCerradoInterruptorabiertoBombillaBombillaiConductorConductorFuenteEste ejemplo es idéntico al ejemplo utilizado en los ejemplos de circuitos con fuenteDC, lo que ha cambiado es solo la fuente de alimentación, sin embargo, en la prácticatambién cambian las características de los componentes eléctricos.Al mantener el interruptor abierto, no circulará corriente eléctrica por el conductor y,en consecuencia, la lámpara permanecerá apagada. La lámpara solo se encenderá alpresionar el interruptor, cerrando el contacto y permitiendo que la corriente circulepor todo el circuito.Fuente27
Interruptor 1cerradoInterruptor 2cerradoInterruptor 1abiertoInterruptor 2abiertoBombillaBombillaFuenteiConductorConductorPara encender la lámpara se debe ordenar el cierre de ambos interruptores (S1 y S2)para permitir que la corriente eléctrica fluya a través del circuito eléctrico.Si sólo se cierra un interruptor, no habrá corriente eléctrica en el circuito y enconsecuencia la lámpara se apagará.En este segundo ejemplo tenemos un circuito en serie para encender una lámpara (H1)con dos interruptores (S1 y S2) y una fuente con 220 voltios de voltaje eléctrico alterno. FuenteEjemplo 628
Interruptor 1abiertoInterruptor 2cerradoInterruptor 1abiertoBombillaBombillaiConductorInterruptor 2abiertoPara encender la lámpara, solo se debe ordenar el cierre de uno de los dosinterruptores (S1 y S2) para permitir que la corriente eléctrica fluya a través del circuitoeléctrico.FuenteSeguiremos encendiendo una lámpara (H1) con dos interruptores (S1 y S2) y unafuente con 220 voltios de tensión alterna, pero los interruptores estarán en paralelo.FuenteTenga en cuenta que en este ejemplo utilicé el contacto NC (11 y 12) en lugar del NO(13 y 14) presionado, porque también quiero mostrarle el uso de los contactos NO yNC, porque una cosa es un circuito cerrado y abierto, otra cosa es el estado normal delcomponente eléctrico.Ejemplo 729
Interruptor 2cerradoInterruptor 2abiertoInterruptor 3abiertoInterruptor 1cerradoBombillaiConductorConductorInterruptor 1abiertoInterruptor 3abiertoLa combinación para encender la lámpara puede ser S1 + S2 cerrada o S1 + S3, siintentas encenderla presionando solo los interruptores S2 + S3 no pasará nada con elcircuito, porque S1 necesita estar cerrado debido a que S2 y S3 están en serie.Para encender la misma lámpara (H1) utilizaremos ahora tres interruptores (S1, S2 yS3) y una fuente con 440 voltios de tensión eléctrica alterna, pero los interruptoresestarán conectados de forma mixta, es decir, serie con paralelo.FuenteBombillaPara encender la lámpara, S1 debe recibir una orden de cierre y uno de los dosinterruptores (S2 o S3) también debe estar cerrado para permitir que la corrienteeléctrica fluya a través del circuito eléctrico.FuenteEjemplo 830
ObservacionesEn los ejemplos anteriores, se puede observar que la lógica en serie, en paralelo ymixta no cambió en absoluto, incluso al cambiar la fuente de alimentación. Soloteníamos algunos detalles que son simples para la simbología, pero en la práctica,cambian los componentes utilizados.El primer punto que destacaré es el nivel y tipo de voltaje, ya sea corriente continua oalterna. Presten mucha atención a esto, ya que si se equivocan, podrían causarproblemas graves en el circuito e incluso representar un riesgo de seguridad.El segundo punto es que en los ejemplos 1 al 5 solo utilicé contactos NA (13 con 14),por lo que cada vez que alguno de ellos aparecía cerrado era porque se habíapresionado el interruptor en el campo para encender la lámpara.En los ejemplos 6 a 8 usé contactos NO (13 con 14) y NC (11 con 12). Esto fue paramostrarles que el funcionamiento del circuito depende del estado normal de loscontactos. Cuando uso NC (11 con 12), me refiero a que su estado normal es cerradoen el circuito y nadie presionó los interruptores.Esto parece simple, pero hay toda una lógica detrás y quiero que empecéis a pensar enella.Los siguientes temas cubrirán los motores eléctricos, ya que suelen ser las cargasprincipales, por lo que es importante comenzar con ellos.31
4.Motores de inducción32
Estator RotorUn motor de inducción es un dispositivo que convierte la energía eléctrica en energíamecánica mediante inducción. Funciona mediante la interacción entre un campomagnético y una corriente eléctrica, generando un movimiento rotatorio que puedeutilizarse para accionar maquinaria y equipos. Los motores eléctricos se utilizanampliamente en diversas aplicaciones, desde electrodomésticos e industrias hastavehículos eléctricos. Generalmente son más eficientes que los motores de combustióninterna, ya que convierten la mayor parte de la energía eléctrica en trabajo mecánico,con escasa pérdida de energía en forma de calor.Un motor eléctrico funciona según los principios del electromagnetismo. Consta de dospartes principales: el estator y el rotor.Estator: Es la parte fija del motor y contiene bobinas de alambre enrolladas alrededorde un núcleo de hierro laminado. Al aplicar una corriente eléctrica a las bobinas, secrea un campo magnético.Rotor: Es la parte móvil del motor y suele constar de un eje que soporta un conjunto debobinas o imanes permanentes. El rotor se asienta dentro del campo magnético creadopor el estator.Cuando se aplica corriente eléctrica al estator, el campo magnético generado hace girarel rotor debido a la interacción entre los campos magnéticos del estator y del rotor.Este movimiento giratorio puede utilizarse para realizar trabajo mecánico.Los motores eléctricos pueden ser de corriente continua (CC) o de corriente alterna(CA), según el tipo de corriente eléctrica utilizada. En ambos casos, el principio básicode funcionamiento es el mismo: la interacción entre los campos magnéticosproducidos por las corrientes eléctricas genera el movimiento giratorio del motor.¿Qué es?Operación33
CojinetedelanteroExtremodel ejeRotorCondensadorBase defijaciónEstatorCojinetetraseroInterruptorcentrífugoCuerpoA continuación, encontrará las características principales de un motor de arranque porcondensador. Solo los motores de fase dividida no tienen condensador, y los motoresde condensador permanente no tienen interruptor centrífugo. Por lo demás, todosson muy similares, así que esta imagen es todo lo que necesita.explotado tendras una idea de todos los demas.Los motores monofásicos son motores eléctricos diseñados para funcionar con una solafase, generalmente a niveles de tensión de 110 V CA o 220 V CA. Curiosamente, se puedenutilizar dos fases de 110 V CA a 220 V CA.Por lo tanto, puede clasificarse como un motor bifásico.El motor monofásico tiene dos devanados: principal y auxiliar. Y según laDisposición auxiliar El motor monofásico se puede clasificarcomo:1) Motor de fase dividida2) Motor con condensador de arranque3) Motor con condensador permanente 4) Motor con dos condensadoresCaracterísticasMotores 4.1.Monofásicos34
Motor de fase divididaEste motor consta de un devanado principal, un devanado auxiliar y un interruptorcentrífugo conectado en serie con el devanado auxiliar. El devanado auxiliar se utilizaúnicamente para facilitar el arranque del motor. Cuando la velocidad de rotación deleje del motor alcanza el 80 % de la velocidad nominal, el interruptor centrífugodesconecta la alimentación del devanado auxiliar. Durante el funcionamiento, solo seenergiza el devanado principal.Motor con arranque por condensadorEste motor es muy similar al motor de fase dividida, pero contiene un condensador enserie con el devanado auxiliar. Este condensador crea un campo eléctrico desfasadoque genera un campo magnético giratorio para iniciar el movimiento del rotor.También cuenta con un interruptor centrífugo que desenergiza el devanado auxiliar yel condensador cuando alcanza el 80 % de su velocidad nominal.L1L1BobinadoprincipalBobinadoprincipalL2L2Bobinadoauxiliar InterruptorcentrífugoInterruptorcentrífugoBobinadoauxiliar Condensador35
BobinadoauxiliarL1BobinadoauxiliarL1BobinadoprincipalInterruptorcentrífugoBobinadoprincipalL2L2CondensadorCondensadorEste motor, al igual que los anteriores, consta de un devanado principal, un devanadoauxiliar y un condensador. No tiene interruptor centrífugo, por lo que el devanadoauxiliar y el condensador se energizan durante el arranque y el funcionamiento delmotor.El motor de doble condensador es el resultado de la combinación de un motor concondensador de arranque y un motor con condensador permanente. Cuando el rotoralcanza el 80 % de velocidad, el interruptor centrífugo desactiva el condensador dearranque y mantiene energizados el devanado auxiliar, el condensador permanente yel devanado principal.CondensadorMotor de dos condensadoresMotor de condensadorpermanente36
Para 127 V CAEl motor ya está cableado internamente para funcionar solo a 127 V CA. Si se conectaaccidentalmente a 220 V CA, existe el riesgo de dañar los componentes eléctricos.Para 220 V CAEl motor ya está cableado internamente para funcionar solo a 220 V CA. Si se conecta a127 V CA, el motor puede funcionar, pero con poca potencia o sin suficiente para girarel eje bajo carga. Puede girar normalmente con el eje sin carga.Dos terminalesLos motores de doble terminal funcionan con un solo nivel de voltaje: 110 V CA o 220 VCA. Esto significa que si compró un motor de 110 V CA, nunca podrá conectarlo a 220 VCA. No admiten la rotación inversa del eje del motor.Diagrama de cableadoLos motores monofásicos se fabrican con dos, cuatro o seis terminales de conexión.Según el número de terminales, se pueden utilizar en diferentes aplicaciones; porejemplo, conectar a 110 V CA o 220 V CA y girar el eje en sentido horario o antihorario.L1127VCA L2L1220 VCA L2T1T2T1T237
Para 220 V CAPara conectar el motor de 4 terminales a 220Vac se deben conectar los terminales T2 yT3, luego se debe conectar la alimentación a L1 y L2.Para 127 V CAPara conectar el motor de 4 terminales a 127 Vca, conecte los terminales T1 con T3 yT2 con T4, luego conecte la fuente de alimentación a L1 y L2.Cuatro terminalesLos motores de cuatro terminales pueden funcionar con 110 V o 220 V CA, lo quesignifica que el mismo motor puede utilizarse en diferentes aplicaciones simplementecambiando los terminales. No pueden invertir la rotación del eje del motor.L1127VCA L2L1220 VCA L2EnmiendaT1T3T2T4T1T4T2T338
Para 127 V CAPara 220 V CAPara conectar el motor de 6 terminales a 220 V CA, los terminales T2, T3 y T8 debenestar conectados entre sí. T4 se conecta a una fase, T1 y T5 se conectan entre sí, y laotra fase también.Seis terminales220 VCAL2127VCAnortePara conectar un motor de 6 terminales a 127 V CA, conecte los terminales T1, T3 y T5entre sí y a la fase. Conecte los terminales T2, T4 y T8 entre sí y a la fase.Los motores de seis terminales tienen tres devanados: dos principales y uno auxiliar. Elprimer devanado se numera con los números T1 y T2, el segundo con los números T3 yT4, y el tercero, el devanado auxiliar, con los números T5 y T6. Este tipo de motor puedefuncionar con 127 V CA o 220 V CA y permite la rotación inversa.norteL1L1EnmiendaT1T3T5T2T4T8T4T1T5T2T3T8L139
127 V CA ensentido horarioRotación inversa220 V CA ensentido horario127 V CA en sentidoantihorario220 V CA en sentidoantihorarioPara invertir la rotación del eje del motor, simplemente cambie la conexión de losterminales T5 a T8.L1norteL1L1L1L2L2norteEnmiendaEnmiendaT1T3T5T2T4T8T1T3T8T2T4T5T4T1T5T2T3T8T4T1T8T2T3T540
Los motores trifásicos son motores eléctricos diseñados para funcionar en una redtrifásica, es decir, con tres fases distintas. Dentro de esta clase de motores, existenvarios modelos, pero solo estudiaremos el más utilizado a nivel mundial. El motor alque me refiero es el motor de inducción trifásico con rotor de jaula de ardilla. Estemodelo de motor cuenta con estator y rotor, como todos los demás motores, ypuede construirse con tres o seis devanados. Dependiendo del número dedevanados, podemos lograr diferentes conexiones eléctricas y, en consecuencia,conectarnos a diferentes niveles de tensión.Aprenda las características de un motor de inducción trifásico con rotor de jaulade ardilla. Observe la imagen a continuación y observe que el motor consta devarias partes, pero la única por donde fluye la energía eléctrica es el estator,compuesto por tres o más devanados.Este modelo de motor se utiliza ampliamente en todo el mundo gracias a suconstrucción sencilla y, en consecuencia, a sus menores costes de mantenimiento.Además, es muy eficiente energéticamente, duradero y cuenta con métodos de controlde velocidad, como variadores de frecuencia.Características4.2.Motores Trifásicos41
3 consejosEl motor de tres clavijas viene sellado internamente por el fabricante, por lo que solose puede conectar a un nivel de voltaje. Verifique el nivel de voltaje correcto en laplaca de características.Cierre eléctricoLos motores trifásicos pueden tener tres o seis devanados, por lo que existen motorescon tres, seis, nueve o doce conductores para su conexión en la caja de conexiones.Dependiendo de la conexión eléctrica, podemos alimentar estos motores condiferentes niveles de tensión y, por consiguiente, utilizar el mismo modelo de motoren diferentes ubicaciones. Los niveles de tensión más comunes son 220, 380, 440 y760 V CA.220 VCA380VCAEjemplo:L1Nivel2Nivel3L1Nivel2Nivel342
6 consejosEl motor de seis conductores no viene sellado internamente por el fabricante. El cierreeléctrico debe ser realizado por el electricista que lo instalará. En este caso, existen dosopciones de cierre: delta o estrella. El cierre delta es para motores de 220 o 440 V CA, yel cierre estrella es para motores de 380 o 760 V CA.220/440 VCAEl circuito de 220/440 V CA siempre está conectado en triángulo. Conectemos losterminales 1 a 6 y conéctelos a una fase, 3 a 5 y conéctelos a otra fase, y luego 2 a 4 yconéctelos a la última fase. De esta manera, se cerrará el triángulo.Rs T16352443
RsT EnmiendaLa conexión de 380/760 V CA siempre tiene forma de estrella. Primero, conectaremoslos cables 4, 5 y 6, los empalmaremos y aislaremos. Luego, conectaremos el cable 1 auna fase, el 2 a otra y el 3 a la última.380/760 VCADiagrama de caja de conexión21365444
220 VCA440VCA9 consejosEste tipo de motor solo se puede conectar a dos niveles de voltaje, según el fabricante.Puede conectarse a 220/440 V CA o a 380/760 V CA. Si compra un motor compatiblecon 220/440 V CA, no podrá funcionar a 380/760 V CA, y viceversa.Diagrama de la caja de conexión delmotorL1L2L3L1L2L3EnmiendaEnmiendaEnmienda12317624835947586945
L1L2L3L1L2L3EnmiendaEnmiendaEnmiendaEnmienda123172839456475869380VCA760VCADiagrama de la caja de conexión delmotor46
L3L2L2L1L13928717612395112L31Enmienda8 410126 11 5104220V4128710220V511220V220 VCA380VCA12 consejosEste tipo de motor se puede conectar a cuatro niveles de voltaje, según el fabricante. Sepuede conectar a 220, 380, 440 o 760 V CA. Es un motor muy versátil, con una ampliagama de aplicaciones gracias a sus múltiples niveles de voltaje.4171061239L3L3L1L1L2L28511261239220V47
L3L2EnmiendaL3L2L1EnmiendaEnmiendaL1EnmiendaEnmienda3112102396471011129681112EnmiendaEnmienda5587421475108 11220V220V220V440VCA760VCADiagrama de la caja de conexión delmotorL3L2L1L1L3L27101412963111296328548
Dispositivos de 5. protección49
Proteger un circuito eléctrico es fundamental para garantizar el correctofuncionamiento de las instalaciones, la integridad de los equipos y, sobre todo, laseguridad de las personas. Un circuito sin protección está expuesto a diversos riesgosque pueden causar daños materiales e incluso accidentes graves. Por lo tanto, esfundamental contar con dispositivos de protección adecuados en cualquier sistemaeléctrico, ya sea residencial, comercial o industrial.Una de las principales razones para proteger un circuito eléctrico es prevenir incendios.Cuando se produce una sobrecarga o un cortocircuito, la corriente eléctrica puedesuperar los límites soportados por los conductores, generando un calor excesivo. Estecalor puede derretir el aislamiento de los cables y provocar chispas que, al entrar encontacto con materiales inflamables, pueden provocar un incendio. Dispositivos comodisyuntores y fusibles actúan con rapidez en estos casos, interrumpiendo el suministroeléctrico antes de que el problema se agrave.Otro punto importante es la protección de los equipos eléctricos. Las máquinas,electrodomésticos y otros dispositivos son sensibles a las variaciones de corriente yvoltaje. Un corte de energía, como una sobretensión o una corriente excesiva, puedequemar componentes internos y causar daños. Con una protección adecuada, esposible prevenir daños y prolongar la vida útil de los equipos, reduciendo los costos demantenimiento y reemplazo.Además, la protección de circuitos contribuye al cumplimiento de normas técnicas ylegales, como la NBR 5410 (Instalaciones eléctricas de baja tensión) y la NR-10(Seguridad en instalaciones y servicios eléctricos). El cumplimiento de estas normas nosolo garantiza la seguridad de la instalación, sino que también evita problemas coninspecciones, multas y responsabilidades legales.Finalmente, los sistemas eléctricos protegidos suelen tener menores costos operativosporque son menos propensos a fallas y requieren menos intervenciones correctivas.Esto se traduce en mayor confiabilidad, productividad y ahorro a largo plazo.En definitiva, proteger un circuito eléctrico es una práctica esencial que tiene comoobjetivo prevenir accidentes, preservar los equipos, garantizar la seguridad de laspersonas y mantener la instalación dentro de los requisitos técnicos y legales.50