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LICEO INDUSTRIAL A -20
“Eliodoro García Zegers”
Reforzamiento Virtual
I_MUNICIPALIDAD DE SANTIAGO
GUÍA DE APRENDIZAJE N°
ASIGNATURA : Instalaciones eléctricas
NIVEL: 3º A
PROFESOR(ES) : Guillermo Luis Carrasco López.
CORREO ELECTRÓNICO DE LOS PROFESORES: gui.caro@hotmail.com ; ABRAHAMMB@hotmail.com
UNIDAD :
Tecnología de componentes para instalaciones de alumbrado
CONTENIDO : Aparatos, artefactos, accesorios, equipos, dispositivos, sistemas.
TIEMPO ESTIMADO PARA DESARROLLO: 8 hrs
TIEMPO TOTAL: 20 HRS.
Instrucciones para el desarrollo:
Lea detenidamente el contenido de esta guía en las páginas siguientes, luego responda el siguiente
cuestionario:
Defina aparato eléctrico y señale los parámetros más importantes en su elección.
Clasifique los aparatos eléctricos de acuerdo a su función.
Explique la función de los aparatos de maniobra y describa las características fundamentales de ellos.
Explique la función de los aparatos de conexión y describa sus características básicas.
Explique la función de los aparatos de protección y describa sus características básicas.
¿Cuál es el principio de funcionamiento del disyuntor?
¿Cuál es el principio de funcionamiento del protector diferencial?
Defina y clasifique los diferentes artefactos eléctricos.
¿Cuáles son las características normales más importantes de considerar para seleccionar un artefacto
eléctrico?
Introducción
El trabajo con electricidad implica la
utilización de materiales que permitan
una óptima conducción para producir
efectos beneficiosos al hombre. Además,
se necesita que ella sea eficazmente canalizada y aislada para evitar riesgos a sus
usuarios y perdida de energía. Por otra
parte, los materiales deben contar con una
presentación adecuada que no dañe la estetica del recinto.
tica para no desarmonizar con el estilo arquitectónico.
El material que efectúa el contacto
y la rapidez con que se establece y
desconecta, son claves para determinar la calidad de los componentes
eléctricos . Otro aspecto importante
de observar es su resistencia mecánica, ya que está relacionada con el
tiempo de duración. Como ultimo
aspecto, pero no por eso menos importante, debe cuidarse la linea esté-
1)Aparatos eléctricos:
1.1)Aparatos de maniobra:
Se define como aparato todo elemento de
una instalación destinado a controlar el
paso de la energía eléctrica, por ejemplo,
interruptores, relés, enchufes, disyuntores,
etc. Los parámetros mas importantes de
considerar son la tensión a que debe trabajar y la corriente máxima que puede soportar.
Su función es manipular las condiciones de un determinado circuito.
Pertenecen a esta clasificación los
interruptores, pulsadores, atenuadores y relés.
a)Interruptores: Son aparatos que sirven
para abrir o cerrar circuitos. Pueden ser del
tipo embutido o sobrepuesto. En el comercio
se encuentran para uno, dos y tres efectos,
con la denominación de 9/12, 9/15 y 9/32
respectivamente, además del interruptor de
combinación que se designa como 9/24.
b)Pulsadores: Se trata de un tipo de
interruptor que sólo cierra el circuito
mientras se mantiene la presión sobre
su sistema de accionamiento. Prestan
utilidad para el mando de timbres, cerraduras eléctricas y circuitos con réles de tiempo o maniobra.
c)Atenuadores: También conocidos como dimmer, trabajan con un circuito electrónico de regulación de
tensión. Este aparato, debido a su principio de funcionamiento, puede regular la luminosidad de una
lámpara incandescente en forma gradual hasta lograr la iluminación que se desea. Se fabrica para
instalaciones embutidas y para lámparas de velador o sobremesa. Su instalación es muy fácil, pues sólo se
trata de reemplazar el interruptor convencional en la línea que suministra la energía (fase).
d)Réles de maniobra: Son interruptores de
accionamiento electromagnético que están
constituidos por un sistema de accionamiento y uno o más interruptores. Existe una
gran variedad de réles en el mercado y su
adquisición puede determinarse por la tensión de trabajo de su bobina y por la intensidad de corriente que permiten los contactos que se abre y cierran.
Las bobinas presentan diseños para voltajes
distintos según las condiciones en que será
instalado el relé. Respecto de los contactos,
generalmente son múltiples para realizar
maniobras distintas con el mismo relé.
e)Temporizadores: Los relés temporizadores abren o cierran sus contactos
después de un cierto tiempo
(regulado) de accionado su circuito
magnético. Los temporizadores pueden utilizar diferentes sistemas para
conseguir el tiempo deseado, por
ejemplo, mecanismos de relojería,
Motores sincrónicos y dispositivos
electrónicos con circuito R-C, estos
últimos, los más utilizados.
Figura nº 1. Diferentes tipos de interruptores. Figura nº 2. Interruptores y programadores de
Diversos tipos
Vista frontal
Figura nº 3. Atenuadores o reguladores
De luminosidad (dimmer).
Figura nº 4. Réles de tiempo.
2)Aparatos de conexión:
Efectúan la unión de los artefactos o receptores de energía eléctrica con las líneas de alimentación.
Pertenecen a esta clasificación los enchufes hembra, enchufes macho, portalámparas y bases para tubos
fluorescentes.
a)Enchufes hembra: Es el punto donde
se toma la energía para artefactos o receptores portátiles. Esta constituido
por dos o tres terminales metálicos
donde se conecta la línea de alimentación y un soporte aislante. Los hay para instalaciones embutidas, sobrepuesta
y volantes, estos últimos utilizados para construir extensiones o alargadores.
El parámetro más importante de considerar para la adquisición de estos componentes es su capacidad de corriente.
b)Enchufe macho: Es el medio por el cual
el cordón o línea de alimentación de un artefacto se conecta a la red de energía electrica. Se fabrican con dos o tres clavijas en
un soporte plástico que permite su manipulación sin riesgos para el usuario. Al elegirlo, debe considerarse el valor de corriente
que circulará por él.
c)Portalámparas: Son el soporte y a la vez el medio de conexión de la lámpara con la red de energía.
Están formados por un casquillo roscado que sirve sujeción y lleva un contacto que une uno de los
extremos del filamento. En el fondo del casquillo se halla aislado el segundo contacto, que conecta con el
otro extremo del filamento cuando la lámpara está roscada al fondo.
En el comercio se pueden encontrar como base inclinada, base recta y portalámpara volante, los más
utilizados. Existe también una gran variedad para otros tipos de lámparas, como las alógenas y de descarga
en gases.
Figura nº 5. Diferentes tipos de aparatos
de conexión.
Figura nº 5. Diferentes tipos de
3) Aparatos de protección:
Son dispositivos encargados de desenergizar un sistema, circuito o artefacto, cuando ellos se alteran las
condiciones normales de funcionamiento. Como su nombre lo indica, estos aparatos protegen las
instalaciones para evitar daños mayores que redunden en pérdidas económicas. Algunos de ellos están
diseñados para detectar fallas que podrían provocar daños a las personas. Cuando ocurre esta eventualidad,
desconectan el circuito.
Entre una gran variedad de dispositivos de protección, los más utilizados son los disyuntores y los
referenciales.
a)Disyuntor: Es un dispositivo de protección provisto de un comando manual y cuya función consiste en
desconectar automática una instalación o un circuito mediante la acción de un elemento bimetalito y un
elemento electromagnético, cuando la corriente que circula por él excede un valor preestablecido en un
tiempo dado.
La protección térmica esta formada por un bimetal, dos lamina de material con distinto coeficiente de
dilatación a la temperatura, rodeada de un material resistivo. La protección magnética está formada por una
bobina, un núcleo móvil y un juego de contactos para cerrar o interrumpir el circuito.
El principio de funcionamiento se basa en dos efectos que produce la corriente eléctrica al circular: el
efecto térmico o calórico y el efecto magnético. El diseño de un disyuntor considera estos dos efectos para
que, de acuerdo a un determinado valor de corriente, su funcionamiento se normal, pero al excederse se ha
detectado por cualquiera de los dos mecanismos.
Un exceso de corriente producirá un aumento de temperatura y, por consiguiente, dilatación del bimetal el
cual actuará el dispositivo de desconexión. Del mismo modo, el aumento de corriente produce atracción
del núcleo, el cual activara el dispositvo de desconexión. En ambos casos, el disyuntor cuenta con un
sistema de enclavamiento mecánico o traba que impide la reconexión automática del dispositvo. Para
restablecer el paso de energía debe eliminarse la causa que provocó el exceso de corriente, destrabar el
mecanismo bajando la palanca manualmente y luego volviéndola a subir.
Las causas del exceso de corriente pueden ser una falla de cortocircuito, provocado por la unión de dos
conductores activos a potencial diferente - como fase y neutro-, o la uníon de un conductor activo que pase
por la carcasa metálica de un artefacto conectado a tierra. Otra causa de exceso de corriente puede ser una
sobrecarga, que consiste en un aumento de la potencia por exceso de artefactos o porque un artefacto tiene
una instalación deficiente. Esta situación se produce frecuentemente al conectar estufas o calentadores
eléctricos en circuitos de menor corriente nominal.
Por sus características de operación, el elemento bimetalito del disyuntor actúa en forma lenta, por lo que
se presta especialmente para la protección de sobrecargas; en cambio; el sistema magnético es de acción
rápida y protege eficazmente del cortocircuito.
Variando las características de estos sistemas se puede obtener disyuntores de diversas velocidades de
operación, lo que permitirá ubicarlos en diferentes partes de una instalación y de este modo optimizar la
protección.
Los disyuntores se desconectan en serie, en la fase, entre el punto de alimentación y los posibles puntos de
falla, con el objeto de delimitar la falla en un área reducida. La protección que esté mas próxima al punto
de falla debe operar primero y si está por cualquier motivo no actúa dentro de su tiempo normal, la que
sigue debe hacerlo. El ideal de que la falla sea despejada en el disyuntor más cercano. Si se consigue este
objetivo, los cortes de energía, son sectorizados y la detección de la falla se hace mas fácil.
Al proyectar una instalación, entonces, deberán coordinarse las protecciones para conseguir selectividad en
la operación. Por ejemplo, un disyuntor colocado en el empalme debe ser comparativamente más lento que
uno ubicado en el tablero de distribución. Para lograr este efecto, se pueden estudiar las curvas tiempo
corriente de los disyuntores tipo L, H y G. por lo tanto, un disyuntor debe ser seleccionado por la
capacidad de corriente que es capaz de soportar en condiciones normales y por la rapidez con que se
desconectara ante una eventual falla.
Figura nº 6. Disyuntor y sus partes.
b)Protector diferencial: Es un dispositivo de protección diseñado para desenergizar un circuito cuando en
él exista una falla a tierra. Opera cuando la suma vectorial de las corrientes a través de los conductores del
circuito es mayor que un valor preestablecido.
Su principio de funcionamiento esta basado en la ley de kirchhoff que dice que la suma vectorial de la
corriente en un circuito (entrando o saliendo) es igual a cero. En condiciones normales de funcionamiento,
estas corrientes suman cero; al existir una falla a tierra que afecten a los conductores activos, por pequeña
que sea, esta ley no se cumplirá.
La parte principal del dispositivo diferencial consta de un transformador de corriente de núcleo toroidal;
esta forma de núcleo permite un mejor rendimiento del protector. Un devanado en el núcleo capta la
corriente de diferencia y, por medio del electroimán, activa la apertura del circuito.
El protector diferencial protege fundamentalmente a las personas antes descargas eléctricas por problemas
de aislamiento en conductores activos, descuidos al trabajar en circuitos energizados, fallas en aislaciones
de maquinas y contactos accidentales.
La instalación de diferenciales se hace principalmente en circuito de enchufe, desde donde se conectan
pequeñas maquinas-herramientas y electrodomésticos. Si estos artefactos no se encuentran en optimas
condiciones de funcionamiento, el diferencial puede actuar sin que aparentemente exista falla.
La adquisición de este tipo de componentes debe considerar dos aspectos;
La corriente nominal de trabajo y la sensibilidad de operación.
Normalmente se emplean protectores diferenciales de 30 miliampères de sensibilidad y 25 amperes de
corriente nominal de trabajo. La operación normal de estos protectores se produce, en realidad, con
corriente de 22 miliampères en tiempos del orden de los 0,001 segundos.
Estos dispositivos cuentan con un botón que permite verificar el correcto funcionamiento del mecanismo
de desconexión.
Figura nº 7. Curvas
características de disparo de
disyuntores
Figura nº 8. Interruptor diferencial. Circuito de funcionamiento.