2 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL Contenido Introducción.....................................................................................................................3 Objetivo............................................................................................................................3 Medidas de seguridad y prevención al trabajar con electricidad ...............................4 Principales normas de seguridad e higiene en electricidad.............................4 Equipos de protección personal o individual .......................................................5 Tipos de accidentes eléctricos .................................................................................5 Factores que intervienen en el riesgo de una electrocución............................6 Conceptos teóricos aplicados a la electricidad básica ..................................................6 Electricidad ....................................................................................................................7 Corriente eléctrica........................................................................................................7 Corriente continua .......................................................................................................7 Corriente alterna...........................................................................................................7 Voltaje..............................................................................................................................7 Resistencia eléctrica ...................................................................................................7 Potencia y energía eléctrica ......................................................................................7 Circuitos eléctricos serie, paralelo y mixto....................................................................8 Ley de ohm.....................................................................................................................8 Ley de corrientes de kirchhoff..................................................................................8 Circuitos en serie .........................................................................................................8 Circuitos en paralelo ...................................................................................................8 Circuitos mixtos............................................................................................................8 Instalaciones eléctricas..................................................................................................10 Resistencia de un conductor ..................................................................................10 Equipos de medición .....................................................................................................11 Multímetro convencional digital .............................................................................12 Voltímetro.....................................................................................................................12 Amperímetro................................................................................................................13 Óhmetro ........................................................................................................................13 Practicas Instrumentos de medición.....................................................................13 Instalaciones eléctricas..................................................................................................13 Empalmes cables. ......................................................................................................13 Baja tensión .................................................................................................................15 Media tensión ..............................................................................................................18 Alta tensión eléctrica.................................................................................................19 Simbología Eléctrica..................................................................................................19 Las instalaciones monofásicas......................................................................................20 Elementos de una instalación eléctrica. .......................................................................22 Partes de una acometida ...............................................................................................23 Prácticas.........................................................................................................................32
3 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL Diagrama eléctrico de control para aire acondicionado ............................................40 Polos y tiros de los interruptores eléctricos.................................................................42 3. Interruptor un tiro y dos polos.................................¡Error! Marcador no definido. Motores eléctricos..........................................................................................................44 Planos eléctricos, lectura e interpretación...................................................................48 Relevadores y contactores.............................................................................................51 Introducción El campo de la electricidad es en nuestra época tan vasto, que no solamente constituye una rama del conocimiento, sino que requiere del manejo y aplicación certera de la técnica para aprovecharla a su máximo con el fin de servirnos de ella. La electricidad es la base del funcionamiento desde las pequeñas comodidades hogareñas hasta los grandes complejos industriales, acompaña al individuo en plena sociedad y en todas sus actividades ordinarias. Por esta razón es importante que conozcamos los principios básicos de su naturaleza, su aplicación primordial y los elementos necesarios de seguridad para manejarla a juicio personal, sin riesgos de provocar consecuencias que dañen nuestra salud física y el equilibrio ecológico del medio ambiente. Objetivo
4 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL Medidas de seguridad y prevención al trabajar con electricidad Las normas de seguridad e higiene en electricidad son fundamentales para prevenir accidentes. Trabajar con electricidad implica un riesgo, por eso debemos conocer las normas básicas de seguridad y aplicarlas en todo momento. Principales normas de seguridad e higiene en electricidad • Es obligatorio utilizar zapatos dieléctricos. Estos zapatos te aíslan del suelo, además deben estar acompañados del uso de guantes aislantes y gafas que nos protejan en caso de producirse un chispazo. Los zapatos evitan hacer tierra. • No lleves objetos de metal mientras trabajas con electricidad. Cadenas, relojes o anillos pueden ocasionar un cortocircuito o atraer el arco eléctrico. El metal es un excelente conductor de electricidad, por lo que en caso de contacto e produciría una descarga muy peligrosa. • Utiliza ropa ajustada para evitar contactos y caídas. • Trabaja preferiblemente sin suministro de energía. La mayoría de las instalaciones están seccionadas, por lo que podemos controlar el paso de electricidad mediante un interruptor. Si es necesario, corta la electricidad general. • Calcula el amperaje antes de comenzar a trabajar. Utiliza un aparato para testar la electricidad fiable y seguro. • Evita trabajar con electricidad en lugares húmedos o cerca de líquidos. • Analiza el circuito y las conexiones. Estudia la composición y las características del circuito antes de comenzar a trabajar, de esta manera podrás calibrar los peligros y establecer normas de seguridad adaptadas al tipo de circuito con el que estás trabajando. • Siempre que puedas, trabaja con una sola mano. La razón es muy sencilla, si recibes una descarga, la electricidad entrará por una mano y saldrá por la otra, pasando por el corazón. • Cuando instalamos un equipo eléctrico, debemos dejar espacios libres como para operar sin ninguna dificultad en un futuro. Todas las partes del circuito deben estar accesibles en todo momento. • Los fusibles deben quedar bien resguardados para evitar que elementos externos accedan a esta zona. • Haz un uso responsable de tus herramientas. Por fortuna, en la actualidad existen todo tipo de materiales auxiliares, sin embargo, en ocasiones utilizamos herramientas para fines para los que no están diseñadas. Trabaja con un equipo completo de herramientas y no corras riesgos.
5 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL Estas son las principales normas de seguridad e higiene en electricidad que debes seguir en todo momento, ya estés trabajando o manipulando un circuito eléctrico en tu vivienda. Equipos de protección personal o individual Se entiende por EPI, cualquier equipo destinado a ser llevado o sujetado por el trabajador para que lo proteja de uno o más riesgos que puedan amenazar su seguridad y/o su salud, así como cualquier complemento destinado al mismo fin. Los EPI son pues elementos de protección individuales del trabajador, muy extendidos y utilizados en cualquier tipo de trabajo y cuya eficacia depende, en gran parte, de su correcta elección y de un mantenimiento adecuado del mismo. Tipos de accidentes eléctricos Se clasifican en dos tipos: • Directos: son los provocados cuando la corriente circula a través del cuerpo de una persona, es decir, por las consecuencias inmediatas de un choque eléctrico, y este tipo de accidente eléctrico puede derivar en fibrilación ventricular (paro cardiaco), paro respiratorio, contracciones musculares, quemaduras y embolias.
6 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL • Indirectos: no son provocados por la propia corriente, sino por caídas o golpes ocasionados tras la pérdida de equilibrio como consecuencia del contacto con la corriente; así como por quemaduras debido al arco eléctrico o por incendios y explosiones ocasionadas por la electricidad. Factores que intervienen en el riesgo de una electrocución Cuando circula corriente eléctrica a través del cuerpo humano, este se comporta como una resistencia, por lo que sufre lesiones que dependen de los siguientes factores: Intensidad de la corriente eléctrica. De acuerdo al umbral, como se le conoce a la intensidad de la corriente, la cual se mide en amperios (A), dependerá el riesgo de que un trabajador sufra una electrocución de gravedad. Duración del contacto eléctrico. El tiempo en que una persona dure en contacto eléctrico está directamente relacionado con la intensidad de la corriente Conceptos teóricos aplicados a la electricidad básica
7 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL Electricidad Es un conjunto de fenómenos físicos que se producen cuando existe un movimiento de los electrones de los átomos que forman cualquier tipo de materia. Los fenómenos físicos que produce pueden ser luz (bombilla), calor (radiador eléctrico), movimiento (motores)…etc. Corriente eléctrica Es la circulación de cargas o electrones a través de un circuito eléctrico cerrado. Corriente continua La produce las baterías, las pilas y las dinamos. Entre los extremos de cualquiera de estos generadores se genera una tensión constante que no varía con el tiempo Corriente alterna Su magnitud y dirección varían cíclicamente. La forma de onda de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una Onda senoidal Voltaje Denominado también como tensión o diferencia de potencial es una magnitud física que impulsa a los electrones a lo largo de un conductor en un circuito eléctrico cerrado, provocando el flujo de una corriente eléctrica. Resistencia eléctrica La resistencia eléctrica es la oposición (dificultad) al paso de la corriente eléctrica. Potencia y energía eléctrica La capacidad de realizar un trabajo se conoce como la potencia
8 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL Circuitos eléctricos serie, paralelo y mixto Ley de ohm La intensidad de corriente que atraviesa un circuito es directamente proporcional al voltaje o tensión de este e inversamente proporcional a la resistencia que presenta. Ley de corrientes de kirchhoff En cualquier nodo, la suma de las corrientes que entran en ese nodo es igual a la suma de las corrientes que salen. De forma equivalente, la suma de todas las corrientes que pasan por el nodo es igual a cero Circuitos en serie Los circuitos en serie son aquellos que disponen de dos o más operadores conectados uno a continuación del otro, es decir, en el mismo cable o conductor. Circuitos en paralelo Un circuito en paralelo es aquel que dispone de dos o más operadores conectados en distintos cables Circuitos mixtos En este tipo de circuitos se combinan a la vez los efectos de los circuitos en serie y en paralelo, por lo que en cada caso habrá que interpretar su funcionamiento.
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10 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL Instalaciones eléctricas Resistencia de un conductor Es la oposición que se presenta al paso de la corriente. La unidad que se utiliza para medir la resistencia es el ohmio (Ω) y se representa con la letra R. Tabla 1. Capacidad de conducción cables. • Aislantes: son materiales con gran resistencia eléctrica como lo son, por ejemplo, el plástico y la cerámica.
11 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL • Conductores: permiten el libre flujo de los electrones debido a su baja resistencia eléctrica. Los metales, en general, son grandes conductores. • La resistencia eléctrica varía dependiendo de otras características físicas del producto como: • El grosor: mientras más grueso el conductor menor es la resistencia. • La largura: mientras más largo, mayor es la resistencia. • La conductividad: mientras menor es la resistividad, mayor será la conductividad. • La temperatura: a mayor temperatura, mayor será la resistencia. Equipos de medición Los instrumentos se clasifican por los parámetros de voltaje, tensión e intensidad. El Amperímetro o unidad de intensidad de corriente. El Voltímetro como la unidad de tensión, el Óhmetro como la unidad de resistencia y los Multímetros como unidades de medición múltiples.
12 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL Multímetro convencional digital Fig. 1. Multímetro Voltímetro Se utiliza para determinar la diferencia de potencial que existe entre dos puntos de un circuito eléctrico. Se realiza la medida de la carga eléctrica positiva que atraviesa un punto del circuito eléctrico y posteriormente la cantidad de carga eléctrica negativa que lo hace a través de otro punto. Fig. 2. Voltímetro
13 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL Amperímetro El amperímetro es un instrumento de medición compuesto por un galvanómetro y una serie de resistencias conectadas en paralelo, y lo que mide es la corriente eléctrica que pasa por un circuito. La medición del amperímetro se indica como Amperes (A). Óhmetro La resistencia eléctrica es parte fundamental en la creación de circuitos, todas las resistencias pueden ser medidas y para esto se emplea un óhmetro o también conocido como ohmímetro. ¿Como funciona un Óhmetro? Este dispositivo de medición emplea una batería en su interior con la cual se induce un voltaje a través de la resistencia que se desea medir, este proceso se hace para que posteriormente el galvanómetro pueda medir la corriente que circula a través de la resistencia. Practicas Instrumentos de medición 1. Prueba de continuidad / polaridad. 2. Uso del voltímetro / Multímetro / Amperímetro. 3. Medición de voltaje en tomacorriente 110 Vac. 4. Uso del Óhmetro. 5. Uso del amperímetro a baja escala. Instalaciones eléctricas Empalmes cables. Empalmes cola de rata
14 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL Empalme Western Unión Empalme dúplex Empalme de cables en “T” o en derivación simple
15 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL Empalme de cable en “T” o de derivación múltiple. Empalme de prolongación Baja tensión ¿Qué son las instalaciones eléctricas de baja tensión? Todo conjunto de aparatos y de circuitos asociados en previsión de un fin particular: producción, conversión, transformación, transmisión, distribución o utilización de la energía eléctrica, cuyas tensiones nominales sean iguales o inferiores a 1000 Voltios en corriente alterna y 1500 Voltios en corriente continua. Las medidas preventivas contra contactos directos e indirectos en instalaciones de baja tensión están reguladas en la ITC MIE BT 021.
16 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL Servicio de red eléctrica, monofásica, bifásica y trifásica En México la Comisión Federal de Electricidad (CFE) nos proporciona dos tipos de servicio de alimentación. 1. Red aérea 2. Red subterránea En cada una proporciona los servicios monofásicos, bifásicos y trifásicos, de voltajes alternos con frecuencia de 60 ciclos/segundo. a. Monofásico es el que tiene la mayoría de los hogares el llamado servicio a 2 hilos, fase y neutro de 127 volts. b. Bifásico, para residencias y pequeños negocios, a 3 hilos. 2 fases y un neutro de 220 volts y 127 volts c. Trifásico, para industrias a 4 hilos. 3 fases y un neutro. Fig. 3. Servicios monofásicos, bifásico y trifásico Las opciones la determinan las cargas, si por ejemplo es para un taller con motores trifásicos solo tenemos la tercera opción, o si se requiere para aparatos de climatización de 220 volts, el sistema sería el bifásico o trifásico.
17 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL Fig. 4. Lectura de voltaje monofásico. Para cada sistema existe un tipo de base para el medidor de energía eléctrica. Fig. 5. Base medidor. En las figuras se identifican los puntos de conexión de los cables para alimentar a las cargas, recordemos que. 1. Los conductores “F” van a los interruptores de protección tipo fusible (interruptor de seguridad) o tipo termo magnético (centro de carga). 2. El conductor neutro debe conectarse directamente a la carga sin pasar por ningún medio de protección.
18 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL Fig. 6. Conexión bifásica a cargas Fig. 7. Conexión trifásica a cargas Media tensión En los círculos profesionales se emplea el término "Media Tensión" para referirse a instalaciones con tensiones nominales entre 1 y 36 kV (kilovoltios). Dichas instalaciones son frecuentes en líneas de distribución que finalizan en Centros de Transformación, en donde se reduce la tensión hasta los 220 voltios, dependiendo del uso final que requiera el abonado.
19 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL Alta tensión eléctrica Se considera instalación de alta tensión eléctrica aquella que genere, transporte, transforme, distribuya o utilice energía eléctrica con tensiones superiores a los siguientes límites: • Corriente alterna: Superior a 1000 voltios. • Corriente continua: Superior a 1500 voltios. Simbología Eléctrica Fig. 8. Símbolos eléctricos.
20 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL Las instalaciones monofásicas Las instalaciones eléctricas más simples son monofásicas y son utilizadas en casas pequeñas e incluso residencias. Consta o tiene una FASE o sea un cable o alambre que lleva corriente eléctrica. Pero además del cable que lleva corriente eléctrica tienen otro conductor que se llama NEUTRO. Entonces siempre que se trate de este tipo de instalaciones tendrás que “manipular” dos conductores, una FASE y un NEUTRO. Código de colores para cables Tabla 2. Código colores. Calibres de conductores eléctricos Utilizados comúnmente en Instalaciones no rebasadas a los 5000 watts monofásicas 127 volts. 1 f, 1n. casas habitación de interés social o pequeñas residencias.
21 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL Fig. 9. Cables Por lo general: • Se utilizan calibres #10, #12 y #14. (AWG) • Para Alimentadores Generales el mínimo calibre a utilizarse es # 12 • Para contactos el mínimo calibre a utilizarse es # 12 • Para retornos y puentes (método de puentes) en apagadores de 3 y de 4 vías generalmente se utiliza calibre # 14 • Se utiliza alambre (un solo hilo) tipo THW en lugar de cable. • Ocasionalmente (en instalaciones visibles) se utiliza alambre o cable duplex (dos conductores unidos y aislados).- • En este tipo de instalaciones la acometida tiene conductores calibre # 8 • Los puentes en contactos (tomas de corriente, receptáculos o enchufes) se realizan del mismo calibre que los alimenta (por lo general # 12). Si se trata de un contacto especial, puede utilizarse calibre # 10.
22 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL Elementos de una instalación eléctrica residencial. Partes de la acometida eléctrica 1. Mufa intermitente de 32mm (1- 1/4”) 2. Cable de cobre THW calibre 8.367 mm2 (8 awg) desde la mufa hasta el interruptor, el forro del conductor neutro de color blanco y los de las fases diferentes al blanco. 3. Tubo Conduit de fierro galvanizado pared gruesa de 32mm (1-1/4”) de diámetro y con 3000 mm de longitud. 4. Base enchufe de 4 terminales (monofásico) o 5 terminales (bifásico), 100 amperes. 5. Interruptor termomagnético (preferentemente) o de cartucho fusible de 2 polos, 1 tiro, 250V, 30 amperes. A prueba de agua cuando quede a la intemperie. 6. Reducción de 32mm (1-1/4”) a 12.7mm (1/2). 7. Tubo Conduit pared delgada de 12.7mm (1/2”) de diámetro. 8. Alambre o cable de cobre calibre 8.367 mm2 (8 AWG) mínimo. 9. Conector para varilla de tierra. 10. Varilla de tierra para una resistencia máximo de 25 ohms.
23 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL Partes de una acometida De una casa habitación, bajo la norma de CFE (comisión federal de electricidad)
24 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL Componentes eléctricos Apagador sencillo En los esquemas puedes observar cuatro formas de conectar una lámpara incandescente controlada por un apagador sencillo. Las cuatro permiten encenderla y apagarla sin ningún problema, pero una de ellas presenta menor riesgo, ¿Cuál es? Fig. 10. Apagador sencillo. Cuando las instalaciones eléctricas son monofásicas, siempre que se va a cambiar una lámpara controlada por un apagador sencillo éste tiene que dejarse en la posición de “apagado”, lo cual es perfectamente visible en el botón del interruptor. Sin embargo, cuando se trata de una lámpara controlada por dos apagadores de escalera, resulta imposible saberlo visualmente a menos que el interruptor tenga alguna luz indicadora. Hagamos una revisión de cada caso… caso 1. Si por descuido o negligencia el interruptor está en posición de encendido
25 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL caso 2. En este caso la fase está conectada directamente al casquillo del socket caso 3. La fase está en el punto más lejano del socket, Practica 6. Conexión de un apagador sencillo y una lámpara. Fig. 11. Practica 6. Este circuito eléctrico es uno de los más básicos para conectar una lámpara controlada por un pagador. Dicho botón actúa al ser encendido, permaneciendo enclavado hasta que su botón sea removido. Material: 1 Base soquet 1 lámpara 1 apagador sencillo Conductores eléctricos necesarios
26 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL Tipos de contactos Practica 7. Conexión de un timbre controlado por un botón de timbre Fig. 12.Prctica 7. El alumno conectara una chicharra o timbre, el cual es controlada por un botón de timbre, donde a diferencia del botón apagador este no se mantiene enclavado, solo permanece encendido mientras está presionado. Material: 1 Timbre 1 Botón de timbre Conductores eléctricos necesarios
27 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL Practica 8. Conexión de una toma corriente Fig. 13. Practica 8. El alumno conectara un tomacorriente sencillo, este es el circuito más elemental para su conexión Material: 1 Tomacorriente Conductores eléctricos necesarios Practica 9. Conexión de una lámpara controlada por un apagador sencillo y Alimentación de un tomacorriente Fig. 14. Practica 9. Conexión de una lámpara controlada por un apagador sencillo y una tomacorriente, este circuito nos permite interconectar dos elementos en este circuito, podemos ahorrar cable tomando un conductor común, como se muestra en el diagrama. Material: 1 lámpara 1 apagador sencillo 1 tomacorriente
28 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL Apagador de escalera. Los métodos de puentes y/o de corto circuito se utilizan para conectar lámparas en escaleras, recámaras, pasillos y todos aquellos lugares en donde se requiera controlar una (o más) lámpara(s) desde dos lugares. Simple de entender: prendes la lámpara desde un lugar y la apagas desde otro sin tirarle piedras al foco. Existen 2 maneras de conectar un apagador de escalera… ¿Cuál de los dos métodos es mejor? Por economía es mejor el método de corto circuito (aunque en algunos lugares esté prohibido). Por seguridad es mejor el método de puentes, es el que recomiendo. Método de puentes. Método de corto circuito
29 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL Practica 10. Lámpara controlada por tres y cuatro apagadores Lámpara controlada por 3 apagadores Una lámpara controlada con 3 y 4 apagadores ¿Tiene sentido? En lo personal no he visto ningún lugar en donde se aplique, aunque por lógica simple podría realizarse en pasillos largos o en lugares en donde se camine hacia cuatro direcciones, supongo también en residencias muy grandes. Pero independientemente de que esta conexión tenga o no aplicación común, a manera de práctica por si acaso la he realizado incluso con más de cuatro apagadores.
30 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL Si ya instalaste un foco controlado por dos apagadores de “escalera” por el método de puentes, es igual si ya instalaste un foco controlado por tres apagadores, entonces no tendrás problemas al realizar esta conexión, solo requieres “insertar” entre ambos apagadores (ubicados en los extremos del diagrama), dos apagadores de cuatro vías (de paso), esto significaría “cortar” en dos puntos los dos conductores que sirven de “puente” entre ambos apagadores de escalera, e insertar en las ocho puntas que se generan los dos apagadores de escalera (cuatro por cada uno). Y así podrías seguir incrementando el número de lugares desde donde “prender” o “apagar” la lámpara, insertando más y más apagadores de cuatro vías… ¿Por qué “separar” la alimentación de Fase y Neutro a los contactos haciéndolo por un lado a dos cajas y por el otro lado las otras dos? ¿Cuál es la razón de no prolongar los dos conductores derivados de un mismo lugar -izquierda o derecha- a todos los contactos ubicados en las 4 cajas? Respuesta. Equilibrar las cargas. Siempre trata de hacer esto último: equilibrar cargas. ¿Conductores de que calibres? Fase y Neutro en calibre No. 12 AWG (3.31 mm2). Todos los demás conductores en calibre No. 14 AWG (2.08 mm2). Recomendación. Utiliza conductor calibre No. 14 AWG para “aterrizar” los contactos de cada “chalupa”. No los puse en el diagrama pero ya sabes que debes hacerlo, obvio, si no los pones igual funcionarán el radio, la TV, el estéreo que conectes ahí, tampoco te meterían a la cárcel si no lo haces, pero por Norma Oficial debes hacerlo. Todo lo demás de Tubería de 1/2 “de acuerdo a tu presupuesto. Nunca sobra decirlo, en lugar de focos ahorradores puedes poner focos comunes (lámparas o bombillas incandescentes).
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32 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL Prácticas Tableros eléctricos Práctica 11. Descripción: De la mufa al centro de carga utilizarás un calibre 8 o 10, depende del número de contactos o el consumo de corriente. Del centro de carga utilizarás una pastilla térmica de 30 amperes, al registro utilizarás un calibre 12 o 14. Y del registro repartirás a los contactos y al apagador. Conecta desde el centro de carga 2 contactos y un foco controlado por un apagador. Fig. 15. Practica 11.
33 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL Práctica 12. Descripción: De la mufa al centro de carga utilizarás un calibre 8 o 10, depende del número de contactos o el consumo de corriente. Del centro de carga utilizarás una pastilla térmica de 30 amperes, al registro utilizarás un calibre 12 o 14. Y del registro repartirás a los contactos y al apagador. Equilibrando las cargas. Conecta desde el centro de carga 5 contactos y un foco controlado por un apagador. Fig. 16. Practica 12.
34 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL Práctica 13. Descripción: De la mufa al centro de carga utilizarás un calibre 8 o 10, depende del número de contactos o el consumo de corriente. Del centro de carga utilizarás una pastilla térmica de 30 amperes, al registro utilizarás un calibre 12 o 14. Y del registro repartirlas a los contactos y al apagador. Equilibrando las cargas. Conecta desde el centro de carga 5 contactos y 2 foco controlado por un apagador. Fig. 17. Practica 13.
35 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL Práctica 14. Descripción: De la mufa al centro de carga utilizarás un calibre 8 o 10, depende del número de contactos o el consumo de corriente. Del centro de carga al registro utilizarás un calibre 12 o 14. Y del registro repartirlas a los contactos y al apagador. Equilibrando las cargas. Conecta desde el centro de carga 1 contacto y 1 foco controlado por 2 apagadores. Fig. 18. Practica 14.
36 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL Práctica 15. Descripción: De la mufa al centro de carga utilizarás un calibre 8 o 10, depende del número de contactos o el consumo de corriente. Del centro de carga al registro utilizarás un calibre 12 o 14. Y del registro repartirlas a los contactos y al apagador. Equilibrando las cargas. Conecta desde el centro de carga 4 contactos y 1 foco controlado por 2 apagadores. Fig. 19. Practica 15.
37 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL Práctica 16. Descripción: De la mufa al centro de carga utilizarás un calibre 8 o 10, depende del número de contactos o el consumo de corriente. Del centro de carga al registro utilizarás un calibre 12 o 14. Y del registro repartirlas a los contactos y a los apagadores. Equilibrando las cargas. Conecta desde el centro de carga 4 contactos y 1 foco controlado por 2 apagadores. Fig. 20. Practica 16.
38 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL Diagramas de alambrado eléctrico Fig. 21. Ejemplos Diagramas
39 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL Alambrado de una recamara: Fig. 22. Alambrado recamara
40 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL Diagrama eléctrico de control para aire acondicionado Los aparatos de aire acondicionado “evaporativo” utilizados en el hogar o pequeños comercios, cuentan con 2 motores eléctricos Un motor eléctrico que proporciona la fuerza para mover el ventilador. Este motor trabaja con 127 volts y son de potencia no mayor a 1HP (Caballo de fuerza por sus siglas en ingles) y suelen tener 2 velocidades. Por lo que el motor tiene tres terminales, es importante la identificación de estas terminales, en la caja de conexiones o en la tabla de datos suele venir esta información. La letra C se usa para la terminal común; la letra A para la velocidad alta; y la letra B para la velocidad baja. Un motor pequeño DOS TERMINALES para la bomba que suministra el agua. Fig. 23. Aire acondicionado.
41 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL Un aparato de control de “6 posiciones” y 4 terminales es utilizado para conectar y desconectar estos 2 motores. Es importante que no olvidemos que las normas nos señalan que se interrumpen los conductores vivos y debe utilizarse cable con el aislante en color negro, en el diagrama es el que va en la terminal L1 del control, el otro conductor “neutro” debe ser de color blanco (no marcado en el diagrama para poder leerlo) debe conectarse al conductor común del motor y a una terminal de la bomba, deberán ir bien unidos y aislados. Buscando proteger que esta conexión no entre en contacto con el agua. La forma en que trabaja las 6 posiciones del control viene en la siguiente tabla: Si no contamos con la tapa de posiciones y no contamos con el diagrama; Podemos identificar las 4 terminales y las 6 posiciones, verificando la continuidad (x) entre ellas con un multímetro. En la tabla donde no hay continuidad es la posición apagado (1), L1 conecta con todas las demás es el común donde va la línea viva, recordemos que el motor tiene 2 velocidades, estas terminales no deben estar conectadas al mismo tiempo pondríamos el motor en corto circuito, ocurre con las terminales 1 y 3 cada una iría a una terminal de velocidad del motor por lo que 2 es la bomba. POSICIÓN MOTOR VENTILADOR BOMBA Apagado Apagado Apagado Bomba Apagado Prendido Ventilador bajo Vel. Min. Prendido Apagado Ventilador alto Vel. Max. Prendido Apagado Fresco bajo Vel. Min. Prendido Prendido Fresco alto Vel. Max. Prendido Prendido
42 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL POSICIÓN Terminales del control L1 1 2 3 1. 2. X X 3. X X 4. X X 5. X X X 6. X X X Polos y tiros de los interruptores eléctricos Los interruptores se utilizan para conectar y desconectar cargas a las fuentes de electricidad. Interruptor un tiro y un polo Fig. 24. Un tiro un polo La figura representa un diagrama eléctrico con un interruptor de navaja, se le nombra un tiro por el sentido de movimiento y un polo porque interrumpe una línea por reglamento de seguridad se interrumpe la línea viva.
43 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL Interruptor dos tiros y un polo Fig. 25. Dos tiros un polo Con un interruptor de este tipo tendremos la opción de encender uno u otro foco. Interruptor un tiro y dos polos Fig. 26. Un tiro dos polos En este tipo podemos aislar completamente la carga, las nomas nos indican que solo se interrumpen las líneas vivas. “siempre se debe cerciorarse que efectivamente se abrió el circuito tomando mediciones de voltaje sobre todo si los interruptores se encuentran protegidos”
44 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL Los interruptores se forman de piezas aislantes como la cerámica y plástico o conductoras como el cobre. Fig. 27. Desconectador Motores eléctricos Un motor eléctrico es una máquina eléctrica que transforma energía eléctrica en energía mecánica por medio de interacciones electromagnéticas. Algunos de los motores eléctricos son reversibles, pueden transformar energía mecánica en energía eléctrica funcionando como generadores. Son ampliamente utilizados en instalaciones industriales, comerciales y particulares. Pueden funcionar conectados a una red de suministro eléctrico o a baterías Fig. 28. Motor eléctrico. Motor de corriente continua CC Son muy utilizados en diseños de ingeniería debido a las características torquevelocidad que poseen con diferentes configuraciones eléctricas o mecánicas.
45 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL Una gran ventaja de los motores de CD se debe a que es posible controlarlos con suavidad y en la mayoría de los casos son reversibles, responden rápidamente gracias a que cuentan con una gran razón de torque a la inercia del rotor. El sentido de giro de un motor de corriente continua depende del sentido relativo de las corrientes circulantes por los devanados inductor e inducido. La inversión del sentido de giro del motor de corriente continua se consigue invirtiendo el sentido del campo magnético o de la corriente del inducido. Si se permuta la polaridad en ambos bobinados, el eje del motor gira en el mismo sentido.
46 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL Motores de corriente alterna En este tipo de motores y en condiciones normales, el rotor gira a las mismas revoluciones que lo hace el campo magnético del estator. Consiste de un inductor alimentado por corriente continua, también denominado devanado de excitación o de campo, que está situado en el rotor. En el estator se encuentre el inducido alimentado por corriente trifásica. Fig. 29. Tipos de máquinas síncronas Este puede utilizarse como generador aplicándole fuerza mecánica rotativa por el eje y corriente continua al inductor, de esta forma se obtiene energía eléctrica en el estator. Asíncronos o de inducción Los motores asíncronos o de inducción son aquellos motores eléctricos en los que el rotor nunca llega a girar en la misma frecuencia con la que lo hace el campo magnético del estator. Cuanto mayor es el par motor mayor es esta diferencia de frecuencias.
47 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL Tipos y características de los motores según la construcción del rotor Jaula de ardilla Un rotor de jaula de ardilla es la parte que rota usada comúnmente en un motor de inducción de corriente alterna. En su forma instalada, es un cilindro montado en un eje. Internamente contiene barras conductoras longitudinales de aluminio o de cobre con surcos y conectados juntos en ambos extremos poniendo en cortocircuito los anillos que forman la jaula. Monofásicos Motor de arranque a resistencia. Posee dos bobinas, una de arranque y una bobina de trabajo. Motor de arranque a condensador. Posee un condensador electrolítico en serie con la bobina de arranque la cual proporciona más fuerza al momento de la marcha y se puede colocar otra en paralelo la cual mejora la reactancia del motor permitiendo que entregue toda la potencia. Trifásicos Motor de Inducción. La mayoría de los motores trifásicos tienen una carga equilibrada, es decir, consumen lo mismo en las tres fases, ya estén conectados en estrella o en triángulo. Las tensiones en cada fase en este caso son iguales al resultado de dividir la tensión de línea por raíz de tres. Por ejemplo, si la tensión de línea es 380 V, entonces la tensión de cada fase es 220 V. Rotor Devanado. El rotor devanado o bobinado, como su nombre lo indica, lleva unas bobinas que se conectan a unos anillos deslizantes colocados en el eje; por medio de unas escobillas se conecta el rotor a unas resistencias que se pueden variar, hasta poner el rotor en corto circuito al igual que el eje de jaula de ardilla.
48 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL Motor síncrono USOS. Los motores eléctricos se utilizan en la gran mayoría de las máquinas modernas. Su reducido tamaño permite introducir motores potentes en máquinas de pequeño tamaño, por ejemplo, taladros o batidoras. Regulación de velocidad En los motores asíncronos trifásicos existen dos formas de poder variar la velocidad, una es variando la frecuencia mediante un equipo electrónico especial y la otra es variando la polaridad gracias al diseño del motor. Esto último es posible en los motores de devanado separado, o los motores de conexión Dahlander. Planos eléctricos, lectura e interpretación. En los diagramas o planos eléctricos se representan de forma gráfica los componentes, y su interconexión, en una instalación eléctrica. El uso de planos eléctricos está basado en estándares creados por diferentes organizaciones internacionales. Su uso permite la construcción y mantenimiento de los sistemas eléctricos, además de representar el funcionamiento de los mismos. Nomenclatura En los planos eléctricos a cada símbolo se le asocia un nombre con el cual se va a conocer al dispositivo dentro del conjunto de planos. Forma 1: El nombre para el símbolo está formado por dos partes, la clase y el número. Por ejemplo en las siglas Q3 la Q se refiere a un interruptor de protección, el número 3 se usa para distinguir en caso de que existan varias protecciones. Es frecuente combinar más de una letra para la clase, por ejemplo la letra K se refiere a un relé o a un contactor (arrancador), si la combinamos con la M entonces KM se refiere al contactor (arrancador) de un motor. Según la norma IEC750 el nombre debe comenzar con un guión, por ejemplo –Q3A. Forma 2: el nombre para el símbolo está formado por tres partes, el número del plano, la clase y la ubicación en el plano. Por ejemplo, 1Q15 se refiere a un interruptor de protección que se encuentra en el plano 1, franja 15 (los planos suelen dividirse en franjas o cuadrantes que facilitan la ubicación de los elementos). En una variante de esta forma, la ubicación en el plano suele cambiarse por números
49 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL consecutivos por ejemplo si en el plano 1 hay dos interruptores de protección sus nombres serían 1Q1 y 1Q2. Clases para la nomenclatura Letra Tipo de aparato Ejemplo A Grupos constructivos, partes de grupos constructivos. Amplificadores, amplificadores magnéticos, láser, máser, combinaciones de aparatos. B Convertidores de magnitudes no eléctricas a magnitudes eléctricas y al contrario. Transductores, sondas termoeléctricas, termocélulas, cél fotoeléctricas, dinamómetros, cristales piezoeléctricos, micrófo pick-up, altavoces, aparatos de campo giratorio. C Condensadores. D Dispositivos de retardo, dispositivos de memoria, elementos binarios. Conductores de retardo, elementos biestables, eleme monoestables, memorias de núcleos, registradores, memorias discos, aparatos de cintas magnéticas. E Diversos. Instalaciones de alumbrado, instalaciones de calefacciones, instalaciones que no están indicadas en otro lugar de esta tabla. F Dispositivo de protección. Fusibles, descargador de sobretensión, relés de protección, disparador. G Generadores. Generadores rotativos, transformadores de frecuencia rotati baterías, equipos de alimentación osciladores. H Equipos de señalización. Aparatos de señalización ópticos y acústicos. J — — K Relés, contactores. Contactores de potencia, contactores auxiliares, relés auxilia relés intermitentes, relés de tiempo, relés Reed. L Inductividad. Bobinas de reactancia. M Motores. — N Amplificadores, reguladores. Circuitos integrados.
50 ELECTRICIDAD RESIDENCIAL P Instrumentos de medición, equipos de pruebas. Instrumentos de medición, registradores y contadores, emisores, impulsos, relojes. Q Aparatos de maniobra para altas intensidades. Interruptores de potencia, seccionadores, interruptores protección, interruptores para protección de motores, interrupt automáticos, seccionadores bajo carga con fusibles. R Resistencias. Resistencias, potenciómetros, reóstatos, shunts, resistencias, derivación, termistores. S Interruptores, selectores. Pulsadores, interruptores de posición, interruptores de ma conmutador – selector, selectores rotativos, adaptadores selecto emisores de señales. T Transformadores. Transformadores de tensión, transformadores de intensidad. U Moduladores, convertidores. Discriminadores, convertidores de frecuencia, demodulado convertidores, inversores, onduladores. V Válvulas, semiconductores. Válvulas de vacío, válvulas de descarga en gases, diodos, transistores, tiristores. W Vías de conducción, guiaondas. Hilos de conexión, cables, guiaondas, acoplamientos dirigidos guiaondas, dipolos, antenas parabólicas. X Bornes, clavijas, enchufes. Clavijas y cajas de enchufe, clavijas de pruebas, regletas de bor, regletas de soldadura. Y Equipos eléctricos accionados mecánicamente. Frenos, embragues, válvulas. Z Equipos de compensación, filtros limitadores. Circuitos para imitación de cables, reguladores dinámicos, filtro cristal.