1. CONCEPTO BASICOS
1.1. EL ATOMO
El átomo es la unidad de materia más pequeña de un
elemento químico que mantiene su identidad o sus propiedades, y que no es
posible dividir mediante procesos químicos. Está compuesto por un núcleo atómico, en el que se concentra casi toda su masa,
rodeado de electrones. El núcleo está formado por protones, con carga positiva,
y neutrones, eléctricamente neutros.
Existen conceptos más recientes que dicen que el átomo si es
posible dividirlo, es decir, que estaba formado por partículas más pequeñas que
el propio átomo.
Los electrones son partículas con carga negativa.
Los Protones son partículas con carga Positiva.
Los Neutrones son partículas que están en el centro del átomo y no
tienen carga
1.2. ESTATICA
El término electricidad estática se refiere a la acumulación de un exceso de
carga eléctrica en una zona con poca conductividad eléctrica, un aislante, de
manera que la acumulación de carga persiste. Los efectos de la electricidad
estática son familiares para la mayoría de las personas porque pueden ver,
notar e incluso llegar a sentir las chispas de las descargas que se producen
cuando el exceso de carga del objeto cargado se pone cerca de un buen conductor
eléctrico (como un conductor conectado a una toma de tierra) u otro objeto con
un exceso de carga pero con la polaridad opuesta.
1.3. Magnitudes Eléctricas y Unidades del
Sistema Internacional de Unidades (S.I.
A continuación encontraras relacionadas las magnitudes básicas y sus unidades
en el S.I.
Magnitud Símbolo Unidad S.I Abreviatura
Longitud L, l metro m
Masa M, mgramo g
Tiempo T, t segundo s
Intensidad de corriente I amperios A
Otras magnitudes eléctricas usadas normalmente son:
Magnitud Símbolo Unidad S.I Abreviatura
Potencial Eléctrico V Voltio V
Resistencia R Ohmio a„¦
Inductancia L Henrio H
Capacitancia (Capacidad) C Faradio F
Frecuencia F Hertz Hz
Fuerza F Newton N
Energía E Julio , vatio-hora J. wh
Potencia P Vatio w
Múltiplos y Submúltiplos:
Prefijo Factor Símbolo
Pico 10-12 P
Nano 10-9 n
Micro 10-6 µ
Mili 10-3 m
Centi 10-2 c
Kilo 103 K
Mega 106 M
Giga 109 G
Tera 1012 T
1.4 CORRIENTE ELÉCTRICA
Es la circulación de cargas o electrones a través de un circuito eléctrico
cerrado, que se mueven siempre del polo negativo al polo positivo de la fuente
de suministro de fuerza electromotriz (FEM).
La corriente eléctrica es transmisión de energía, que se desplaza a 300.000
km/s y debe existir siempre una carga, donde la energía eléctrica se transforma
en otra forma de energía como: Luz, Calor, Movimiento Mecánico, etc.
Potencial Eléctrico
El potencial eléctrico es el Trabajo requerido para mover una carga unitaria
desde un punto A hasta el infinito punto B, donde el potencial es 0
Campo Eléctrico:
Es un campo de fuerza creado por la atracción y repulsión de cargas eléctricas
y se mide en Voltios por metro (V/m).
(Manual de Instalaciones Eléctricas Domiciliarias – Schneider Electric – 2006)
Carga: Es la cantidad de electricidad responsable de los fenómenos eléctricos.
Sin carga no puede haber circulación de corriente.
Clases de Corriente Eléctrica:
Circuito Eléctrico o Red Eléctrica
Es la interconexión deelementos eléctricos unidos entre si en una trayectoria
cerrada de forma que pueda fluir continuamente una corriente eléctrica.
(Circuitos Electricos – 5S edición Dorf.Svoboda Julio de 2003. ALFAOMEGA GRUPO
EDITORIAL Bogotá)
Corriente Continúa o Directa
La corriente directa (CD) o corriente continua (CC) es aquella cuyas cargas
eléctricas o electrones fluyen siempre en el mismo sentido en un circuito
eléctrico cerrado, moviéndose del polo negativo hacia el polo positivo de una
fuente de fuerza electromotriz (FEM), tal como ocurre en las baterías, las
dinamos o en cualquier.
Corriente Alterna
Es la corriente eléctrica que varia a intervalos periódicos en magnitud y
sentido.
En las instalaciones de uso final, la corriente
alterna se usa prácticamente
en el 100 % de nuestras necesidades, ya que ofrece muchas ventajas como es mayor facilidad
para su transformación, es más económica y más versatilidad para algunas
aplicaciones.
Características de Corriente Alterna.
Ciclo: Variación completa de cero a un valor máximo
positivo y luego a cero y de este a un valor máximo negativo y finalmente
vuelve a cero.
Frecuencia: Es el numero de ciclos que se producen en un segundo y se mide en
Hz. En Colombia la
frecuencia usada es de 60 Hz
Longitud de Onda o Periodo: Es la distancia en la línea recta que puede recorrer la
corriente durante el tiempo que dura un ciclo completo.
Amplitud de Onda: Es la distancia que hay entre un
cero y un valor máximo positivo o negativo.
Fase: Es la relación de tiempo entre ondas que representan tensiones y corrientes
independiente de sus magnitudes.Ondas en Fase: Dos ondas están en fase cuando
comienzan y terminan al mismo tiempo, o bien cuando sus valores máximos se
producen simultáneamente.
Desfasaje o Diferencia de fases: Se dice que dos o más ondas están desfasadas
cuando sus valores máximos positivos o negativos no se producen al mismo
tiempo.
Valores de la Corriente Alterna
Valor Máximo: Es el valor máximo que puede alcanzar la corriente y/o la tensión
en cada semi-ciclo.
El valor máximo ofrece enormes riesgos para la integridad de las personas, por los altos
valores que alcanza con relación al valor de la corriente o voltaje que se
consideran normal mente.
Ejemplo: Para un valor pico de una tensión eficaz de 120 V el máximo valor que
puede alcanzar es de 170 V. y para una tensión eficaz 208 V. el valor es de 294
V
Valor Eficaz o valor RMS: Es el valor que en un circuito puramente resistivo,
produce la misma cantidad de calor que la que produce una corriente continua
con un valor equivalente.
El valor eficaz se obtiene de dividir el valor máximo por la
raiz cuadrada de 2 o multiplicar el valor maximo por 0.707.
Valor Instantaneo: Es el valor que tiene la corriente o la tensión en un determinador instante.
2. SISTEMAS DE GENERACION MAS USADOS
2.1 Sistema Monofásico:
Es un sistema de producción, distribución y consumo de
energía eléctrica formado por una fase y un neutro y el la tensión o voltaje
varia en la misma forma.
También podría decirse que la corriente monofásica es la que se obtiene de
tomar una fase de la corriente trifásica y un cable
neutro.
En la distribución monofásica de laelectricidad se usa para
cargas de iluminación y de calefacción, y para pequeños motores eléctricos.
El voltaje y la frecuencia esta corriente dependen del país o región, siendo
220/230 y 110/115 voltios los valores más usados para el voltaje y 50 o 60
Hertz para la frecuencia y estos valores facilitan su uso adecuadamente para la
mayoría de los electrodomésticos.
Figura – Sistema Monofásico
2.2 Sistema Bifásico:
En realidad hablar de Sistemas Bifásicos es bastante difícil, puesto que se
deben considerar la fuente que lo genera.
Cuando hablamos de sistemas de corriente alterna, tenemos varios conceptos que
manejar, usualmente se confunden algunos de estos conceptos, un
error muy común es el de llamar a los sistemas bifásicos a cualquier conexión
con dos líneas activas.
El ejemplo mas común, es en una instalación domestica, a 120V o 240V para
acometidas a residencias, ahora bien, no tenemos problemas con los 120V, eso es
directamente monofásico, pero, s240V es monofásico o bifásico?, veamos los
hechos, primeramente vamos a obtener esta tensión de un trasformador usualmente
ubicado en el poste, el secundario de este transformador tiene una derivación
central de donde se obtiene el neutro.
El transformador puede tener dos devanados separados en el secundario o tener
una derivación como como se muestra en la figura , para fines prácticos, se
consideran unidos en N, ahora bien, cuando alimentamos una residencia con
servicio “monofásico” usamos, o bien L1-N o L2-N, con lo que obtenemos 120V
según nuestro ejemplo. Se ha de acotar en este punto que, los devanados del
secundarios están dispuesto de tal manera,que la suma
fasorial del voltaje L1-L2 sea aditiva, es decir 120V + 120V = 240V, pero esto
ocurre de esta forma, si y solo si, los voltajes L1-N y L2-N, están en fase, lo
cual es verdad puesto que están en el mismo núcleo e inducidos por el mismo
devanado primario.
Así pues, lo que en realidad parecen dos faces, es en realidad una, siendo un
termino mas apropiado a fase, LÍNEA, es decir tenemos servicios monofásicos de
1 línea y un neutro y de 2 líneas y un neutro.
https://fidelsmc.blogspot.com/2009/06/sistema-bifasico-donde-esta-el-error.html
Teniendo en cuenta lo anterior podemos definir que un
Sistema Bifásico es aquel que dos corriente eléctricas alternas iguales que
provienen de un mismo generador cuyas fases esta desfasadas 90 grados o un
cuarto de ciclo.
https://www2.uah.es/vivatacademia/anteriores/n43/docencia.htm
https://fidelsmc.blogspot.com/2009/06/sistema-bifasico-donde-esta-el-error.html
Los sistemas bifasicos se usan en instalaciones residenciales, comerciales e
industrial.
2.3 Sistemas Trifasicos https://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_trif%C3%A1sico
Es un sistema de producción, distribución y consumo de
energía eléctrica formado por tres corrientes
alternas monofásicas de igual frecuencia y amplitud y que están desfasadas 120
grados y están dadas en un orden determinado. Cada una de las corrientes
monofásicas que forman el sistema se designa con el nombre de fase.
2.3.1 Conceptos relacionados con los Sistemas Trifásicos
https://www.nichese.com/trifasicos.html
En un sistema trifásico tenemos que tener claro ciertos conceptos y, además
cada concepto tiene que ser interpretado según sucontexto
Fases o líneas de fase. Cuando se utiliza esta expresión es que nos estamos
refiriendo a los tres conductores que conforman la línea o el
tendido trifásico.
Tensión o voltaje de línea. Nos referimos a la tensión
que hay entre dos fases.
Tensión o voltaje de fase. Nos referimos a la tensión
que hay entre una fase y el neutro o la masa/tierra.
Voltaje trifásico. Nos referimos a la tensión de
línea.
Sistema desequilibrado o desbalanceado. También
podemos encontrar esta misma expresión expresada de otras maneras: corrientes
desequilibradas o desbalanceadas, fases desequilibradas o desbalanceadas, etc.
Cuando encontremos una expresión de este estilo quiere
decir que no hay 120° de desplazamiento entre las diferentes señales sinodales
de fases y puede ser un serio problema porque estaremos cargando a una fase más
que a otras.
La secuencia de fases. Nos referimos al orden en que están colocadas las fases.
Es importante conocer la secuencia de fases porque de ello
dependerá el sentido de giro de motor.
Los Sistema de cuatro hilos o tetrafilar que esta compuesto por tres fases y un neutro son los más usados en instalaciones Industriales y
el Comercioles, son es caso el uso de estos sistemas en instalaciones
residenciales.
3. UNIDADES DE MEDIDA Y MAGNITUDES ELECTRICAS FUNDAMENTALES
3.1 Resistividad (ás¥): Es la propiedad que tiene los materailales de resistir
el flujo de corriente y la unidad de medida es ohmio- metro (ohm-m) o ohmio-
centimetro (ohm-cm)
Resistividad de algunos materiales más usados:
MATERIAL RESISTIVIDAD ás¥ (a„¦-cm) ohm-centimetro
Poliestireno 1 x 10 18
Silicio 2.3 x 10 5Carbono 4 x 10 -3
Aluminio 2.7 x 10 -6
Cobre 1.7 x 10 -6
ás¥ = R *S / L
ás¥= resistividad
R= Resistencia
S= Area o calibre del conductor
L= Longitud
3.2 Resistencia (R): Es la dificultad que ofrece un conductor al paso de la
corriente.
La unidad de medida es el ohmio y su simbol se representa por la letra omega
(a„¦)
Las resistencias de carbono son muy usadas en la electronica y sus valores
estan expresados por colores:
COLOR VALOR
Negro 0
Café 1
Rojo 2
Naranja 3
Amarillo 4
Verde 5
Azúl 6
Violeta 7
Gris 8
Blanco 9
Dorado +/- 5 % Tolerancia
Plateado +- 10 % Tolerancia
Ejemplo:
Medición de la Resistencia
La medición de la resistencia se realiza con un Ohmetro y la realizar su
medición debe desernergizarse todo el circuito y el ohmetro se conecta en
paralelo con la carga a medir.
Figura – Medición de Resistencia
3.3 Intensidad: Tambiem llamada Amperaje o corriente, y corresponde a la
cantidad de electrones que circulan por un conductor
en un determinado tiempo.
La unidad de medida es el Amperio y su representación con la letra A.
Medición de la Corriente
El equipo que se utiliza para medir la corriente se llama Amperimetro; cuando
se va realizar medición de corriente se debe tener en cuenta las siguientes
recomendaciones:
• Debe haber un circuito cerrado por donde circule la corriente.
• La medición se realiza con un amperimetro ó un
multimetro para lo cual debe seleccionar la escala de amperios para poder
realizar la medida, en este caso se debe instalar el equipo en serie con la
carga tal como
aparece en la figura.
MultimetroPinza Volti-Amperimetrica
https://www.alien-tech.com.ar/herramientas/tester_digital_dt830d.htm
• Siempre que vaya a realizar la medicion debe seleccionar la escalade medición
más alta con el fin de proteger el equipo, si el equipo no alcanza a registrar
ninguna magnitud debe cambiar la escala de medida por una más baja, para lo
cual debe apargar el circuito y hacer el cambio de escala de medición.
Si la medición la realiza con una pinza volti-amperimetrica
debe seguir las mismas recomendaciones anteriores.
Figura- Medición de Corriente
https://www.viasatelital.com/proyectos_electronicos/corrie1.gif,
https://es.rs-online.com/web/generalDisplay.html?id=fluke_pinzas
• Cuando se realiza medida en corriente continua o directa es necesario tener
en cuenta la polaridad de la fuente ( Positivo con
Positivo y Negativo con Negativo). Si va a medir corriente alterna
, para este caso no requiere tener en cuenta la polaridad. Por lo
general la medición de corriente alterna que es la que usamos para las
instalaciones de uso final (Residenciales, Comerciales
e Industriales) se realiza con pinza volti-amperimetrica.
• Para medir la corriente se bebe medir cada
linea por separado.
3.2. Tensión: Común mente llamada Voltaje, y corresponde la la diferencia de
potencial eléctrico que existe entre dos puntos de un
circuito.
También podemos hablar que el voltaje, tensión o diferencia de potencial es la
presión que ejerce una fuente de suministro de energía eléctrica o fuerza
electromotriz (FEM) sobre las cargas eléctricas o electrones en un circuito
eléctricocerrado, para que se establezca el flujo de una corriente eléctrica.
A mayor diferencia de potencial o presión que ejerza una fuente de FEM sobre
las cargas eléctricas o electrones contenidos en un
conductor, mayor será el voltaje o tensión existente en el circuito al que
corresponda ese conductor.
https://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_voltaje/ke_voltaje_1.htm
La unidad de medida es el Voltio y se representa con la letra V.
Tensión de Línea: Es aquella que se mide entre dos fases. Ejemplo: F1-2 ó F2-3
ó F3-1 otra nomenclatura utilizada es: FA-B o FB-C o FC-A.
Tensión de Fase: Es aquella que se mide entre una fase y la línea de neutro.
Ejemplo: f1-N o f2-N o f3-N otra nomenclatura utilizada es: fa-n o f b-n o f
c-n.
La tensión de línea es √ 3 (Raíz de tres) veces mayor que la tensión de
fase.
Medición de la Tension
La medición de la tensión se realiza con un equipo llamado Voltímetro o con
Multímetro o con una Pinza Voliti-Amperimetrica, cuando se va a realizar
medición de tensión se debe tener en cuenta las siguientes recomendaciones
Multimetro Pinza Volti-Amperimetrica
https://www.alien-tech.com.ar/herramientas/tester_digital_dt830d.htm
• El equipo para medir la tensión siempre se conecta en paralelo con la carga o
con la fuente, tal como aparece en la figura siguiente.
Figura- Medición de Tensión
• Si la medida que se va a realizar es en corriente
continua o directa debe terner en cuenta la polaridad. Si es
en corriente alterna No.
• Siempre que vaya a realizar la medicion debe seleccionar laescalade medición
más alta con el fin de proteger el equipo, si el
equipo no alcanza a registrar ninguna magnitud debe cambiar la escala de medida
por una más baja, para lo cual debe apargar el circuito y hacer el cambio de
escala de medición.
Si la medición la realiza con una pinza
volti-amperimetrica debe seguir las mismas recomendaciones anteriores.
3.3. CAPACITOR o CAPACITANCIA ( C ) : Es un
dispositivo utilizado en la electricidad y la electrónica, este elemento dentro
de un circuito acumula energía en forma de campo electrico.
(CIRCUITOS ELECTRICOS, Tercera Edición, Joseph A. Edminister
– Mahmood Nahvi Editorial Mc Graw Hill – Mexico Julio de 1999.)
Está formado por un par de superficies conductoras, generalmente en forma de
láminas o placas en paralelo, separadas por un material dieléctrico, sometidas
a una deferencia de potencial, adquiriendo una determinada carga eléctrica
positiva en una de ellas y negativa en la otra.
La unidad de medida es el faradio y se representa con la letra F.
Los condensadores suelen usarse para
 Baterías, por su cualidad de almacenar energía.
 Filtros.
 Adaptación de impedancias, haciéndolas resonar a una frecuencia dada con
otros componentes.
 El flash de las cámaras fotográficas.
 Tubos fluorescentes.
 Mantener corriente en el circuito y evitar caídas de
tensión.
 En la Industria para mejorar el factor de Potencia.
https://es.wikipedia.org/wiki/Condensador_el%C3%A9ctrico
3.4. INDUCTANCIA ( L ) : Es un dispositivo que
se usa tanto en la
electricidad como
en la electronica, este elementoacumula energía en forma de campo magneticio.
Cuando un inductor se desconecta de la fuente de
alimentación, el campo magnético desapare. Las bobinas que
tienen los motores, transformadores son inductancias.
(CIRCUITOS ELECTRICOS, Tercera Edición, Joseph A. Edminister
– Mahmood Nahvi Editorial Mc Graw Hill – Mexico Julio de 1999.)
La unidad de medida es el Henrio y se representa con la letra H.
https://es.wikipedia.org/wiki/Inductancia
4. LEYES FUNDAMENTALES
4.1 Ley de OHM: Esta relacionada directamente con la tensión, la corriente y la
resistencia.
Para que haya circulación de corriente debe existir una diferencia de Potencial
( Tensión – Voltaje) entre los conductores, quienes a
su vez presentan una mayor o menor resistencia
al paso de los electrones.
Cuando se mantiene constante en un circuito la resistencia y se aumenta
la tensión, por tanto la corriente tambien aumenta, y si disminuimos la tensión
por tanto la corriente tambien se disminuye.
Por tanto la LEY DE OHM concluye que:
“LA CORRIENTE QUE CIRCULA POR UN CONDUCTOR ES DIRECTAMENTE PROPORCIONAL A LA
TENSION E INVERSAMENTE PROPORSIONAL A LA RESISTENCIA.”
V
I = --------
R
V = I * R
V
R = ------
I
V = Tension I = Corriente R = Resistencia
4.2 LEY DE WATT: Es la relación directa entre la Potencia, tension y la
corriente.
Por tanto la LEY DE WATT determina que
Si a un cuerpo le aplicamos una fuente de alimentación (es decir le aplicamos
tensión) se va a producir dentro del
cuerpo una cierta corriente eléctrica. Esta corriente serámayor o menor
dependiendo de la resistencia
del cuerpo.
Este consumo de corriente hace que la fuente este
entregando una cierta potencia eléctrica, o dicho de otra forma el cuerpo está
consumiendo determinada cantidad de potencia. Esta potencia
se mide en Watt.
P
V = --------
I
P = V * I
P
I = ------
E
P = Potencia V = Tension I = Corriente o Intensidad.
5. CIRCUITOS ELECTRICOS
5.1. Circuito: Es la interconexión de dos o más componentes como las
resistencias, los condensadores, inductancias, interruptores, fuentes de
voltaje o tension, etc. y el cual debe tener una trayectoria cerrada por donde
circula los electrones.
Componentes de un circuito
Nodo: Es el punto de un circuito donde concurren dos o más conductores
Malla: Es cualquier camino cerrado por donde circula la corriente
Fuente de Energía: Es la que se encarga de dar alimentación los elemntos de un
circuito ( Resistencia,
Inductancia, Capacitancia).
Conductor: Es cualquier cable por donde circula los electrones.
https://es.wikipedia.org/wiki/An%C3%A1lisis_de_mallas
5.2. CIRCUITO SERIE: Es aquel en donde la corriente que circula por la
malla es siempre igual en cada uno de los componentes del circuito y la tensión
en cada elemento es diferente, pero la suma de cada uno de los voltajes es
igualñ a la tension de la fuente
https://es.wikipedia.org/wiki/An%C3%A1lisis_de_mallas
5.3. CIRCUITOS PARALELOS: Es aquel donde la tensión en cada nodo es igual
medido cotra tierra yla corriente que circula por cada componente es diferente.
https://es.wikipedia.org/wiki/An%C3%A1lisis_de_mallas
5.2. POTENCIA ELECTRICA (P): Es la capacidad que tiene un equipo eléctrico de desarrollar un trabajo en función del voltaje y la
corriente.
P = V * I
P : Potencia V: Tensión I: Corriente
La unidad de medida es en vatios ( w ) – Kilowatios (Kw) – Megavatios (Mw).
5.4.1 Potencia Monofásica:
P = V * I
Ejemplo: se tiene una carga que se alimenta a 220 V. y disipa una corriente de
25 A; cuál es la potencia de esta carga?
V = 220 V P = V * I
I = 25 A. P = 220 * 25
P P = 5500 W
5.4.2 Potencia Trifásica :
P = V1 * I1 + V2 * I2 + V3 * I3
P = √3 *Vp * Ip
Donde :
P : Potencia
V1: Tensión Fase neutro de la fase uno
V2: Tensión Fase neutro de la fase dos
V3: Tensión Fase neutro de la fase tres
I1: Corriente Fase uno
I2: Corriente Fase dos
I3: Corriente Fase tres
Vp = ( V1-2 + V2-3 + V3-1) / 3
Ip = ( I1 + I2 + I3 ) / 3
V1-2: Tensión fase 1 - fase 2
V2-3: Tensión fase 2 - fase 3
V3-1: Tensión fase 3 - fase 1
Vp: Tensión promedio fase – fase
Ip: Corriente promedio de fase
Ejemplo: Se tiene un motor de 10 Hp, trifásico a 220 V fase - fase , se
requiere saber la corriente disipada por el motor?
Para calcular la corriente es necesario pasar los 20 Hp a vatios, un Hp es
equivalente a 746 vatios por tanto la potencia del motor en vatios:
1 Hp ----- ----- --------- 746 WX = 746 * 10
10 Hp ----- ----- --------- X X = 7460 W
P = √3 *Vf-f * I
I = P / √3 *Vf-f
I = 7460 / √3 * 220
I = 19,75 A.
5.3. ENERGIA ELECTRICA (E): Es la capacidad que tiene un
equipo eléctrico de desarrollar un trabajo en función del voltaje y la corriente en un determinado
tiempo.
E = V * I * t
E = P * t
La unidad de medida es en vatios-hora – kilovatios-hora – Megavatios-hora
5.5.1 Energía Monofásica
E = V * I * t
E = P * t
5.5.1 Energía Trifásica
E = (V1 * I1 + V2 * I2 + V3 * I3) * t
E = (√3 *Vp * Ip ) * t
Donde:
E: Energía
t: Tiempo
5.6. POTENCIA ACTIVA :
Es la potencia capaz de transformar la energía eléctrica en trabajo. Los
diferentes dispositivos eléctricos existentes convierten la energía eléctrica
en otras formas de energía tales como: mecánica, lumínica, térmica,
química, etc. Esta potencia es, por lo tanto, la realmente
consumida por los circuitos y, en consecuencia, cuando se habla de demanda
eléctrica, es esta potencia la que se utiliza para determinar dicha demanda.
Podríamos también decir que la potencia activa es la consumida por las
resistencias como
son: las hornillas eléctricas de los fogones, las planchas de Ropa, las ollas
arroceras, los secadores de pelo, las secadoras de ropa eléctricas, las pinzas
de pelo y en general todos los artefactos eléctricos ya que todos tiene
elementosresistivos, capacitivos e inductivos.
También podríamos decir la potencia activa, es la potencia útil en un sistema eléctrico ya que es la que realmente produce
trabajo.
Se designa con la letra P y se mide en vatios -watt- (W) o kilovatios
-kilowatt- (kW).
5.7. POTENCIA REACTIVA
No es realmente una potencia consumida ya que no es producto de un trabajo,
esta aparece por la existencia de capacitores y bobinas.
Es generada por los motores y en general por todo o que tenga
bobinados.
Se designa con la letra Q y se mide en voltio-amperios
reactivos- (Vares)) o kilovoltios amperios – reactivos (kvares).
5.8. POTENCIA APARENTE
Es la que resulta de considerar la tensión aplicada al consumo y la corriente
que éste demanda, esta potencia es lo que limita la utilización de transformadores,
líneas de alimentación y demás elementos componentes de los circuitos
eléctricos.
La potencia aparente es la suma compleja de la potencia activa más la potencia
reactiva. No es un potencia útil, solamente es útil
cuando el factor de potencia es uno en un circuito o instalación eléctrica.
Se identifica con la letra S y es medida en Voltio – Amperios V.A o en Kilo
voltio amperios kVA.
https://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_el%C3%A9ctrica
S2 = P2 + Q2
S = √ (P2 + Q2 )
Donde:
S: Potencia Apatente
P: Potencia Activa
Q: Potencia Reactiva
5.9. FACTOR DE
POTENCIA
Se define factor de potencia, f.d.p., de un circuito de corriente alterna, como la relación entre la
activa P, y la potencia aparente S.
Pf.d.p = Cos Φ = ----- ----- ----
S
6. TRANSFORMADORES
Dispositivo eléctrico que permite aumentar o disminuir la tensión en un
circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la potencia
6.1 Funcionamiento
Este elemento eléctrico se basa en el fenómeno de la inducción
electromagnética, ya que si aplicamos una fuerza electromotriz alterna en el
devanado primario, debido a la variación de la intensidad y sentido de la
corriente alterna, se produce la inducción de un flujo magnético variable en el
núcleo de hierro. Este flujo originará por inducción electromagnética,
la aparición de una fuerza electromotriz en el devanado secundario. La
tensión en el devanado secundario dependerá directamente del número de espiras que tengan los devanados
y de la tensión del
devanado primario.
6.2 Relación de Transformación (m
La relación de transformación indica el aumento ó decremento que sufre el valor
de la tensión de salida con respecto a la tensión de entrada, esto quiere
decir, la relación entre la tensión de salida y la de entrada.
La tensión entre el bobinado primario y el bobinado secundario depende de los
números de vueltas que tenga cada uno. Si el número de vueltas del secundario es el triple del primario, en el
secundario habrá el triple de tensión.
6.3 Tipos de Transformadores
6.3.1 Transformador elevador/reductor de tensión: Son empleados por empresas de
generación eléctrica en las subestaciones de la red de transporte de energía
eléctrica.
6.3.2 Transformadores variables: También llamados'Variacs', toman una
línea de tensión fija (en la entrada) y proveen de tensión de salida variable
ajustable, dentro de dos valores
6.3.3 Transformador de Distribución: Pueden ser trifásicos o Monofásicos, son
los que sirven para alimentar las cargas de los usuarios finales del
servicio de energía eléctrica.
Transformador Monofasico Transformador Trifásico
Los transformadores monofásicos tiene una bobina su primario y dos bobinas en
el secundario o puede tener una bobina partida en el secundario. Para este caso las tensiones
varían por un desfase de 30 grados.
Los transformadores trifásicos tienen tres bobinados en su
primario y tres en su secundario. Pueden adoptar forma de estrella (Y)
(con hilo
de neutro o no) o delta -triángulo- (Δ) y las combinaciones entre ellas:
Δ-Δ, Δ-Y, Y-Δ yY-Y. Hay que tener en
cuenta que aún con relaciones 1:1, al pasar de Δ a Y o viceversa, las
tensiones de fase varían.
7. PROTECCIONES
Son dispositivos o sistemas encargados de garantizar la seguridad de las
personas y los bienes en las instalaciones eléctricas.
7.1. Destinadas a la seguridad de las instalaciones
 Fusibles: Es un dispositivo que sirve para
proteger las instalaciones, está construido de una la mina o un filamento el
cual se funde cuando sobrepasa su capacidad corriente.
Se instala entre la acometida y el medidor de energía.
 Interruptor de Control de Potencia (ICP Es un
interruptor termo magnético automático que se instala al inicio de la
instalación eléctrica y quecontrola la potencia consumida por el cliente en
cada momento.
 Un interruptor Termomagnético: Es un dispositivo
capaz de interrumpir la corriente eléctrica de un circuito cuando ésta
sobrepasa ciertos valores máximos. Su funcionamiento se basa en dos de los
efectos producidos por la circulación de corriente eléctrica en un circuito: el magnético y el térmico, al igual que los
fusibles, los interruptores Termomagnéticos protegen la instalación contra
sobrecargas y cortocircuitos.
7.2. Destinadas a la seguridad de las personas
La toma de tierra, también denominado hilo de tierra, toma de conexión a
tierra, puesta a tierra, polo a tierra, conexión a tierra, conexión de puesta a
tierra, o simplemente tierra, se emplea en las instalaciones eléctricas para
evitar el paso de corriente al usuario por un fallo del aislamiento de los
conductores activos.
La puesta a tierra es una unión de todos los elementos metálicos que, mediante
cables de sección suficiente entre las partes de una instalación y un conjunto de electrodos permite la desviación de corriente
de falta o de las descargas de tipo atmosférico,
8. NIVELES DE TENSION
Según la resolución CREG 097 de 2008, definen los siguientes niveles de tensión
• Nivel de tensión I: tensiones inferiores a 1 kV
• Nivel de tensión II: tensiones comprendidas entre 1 a 30 kV
• Nivel de tensión III: tensiones comprendidas entre 30 kV y 57.5 kV
• Nivel de tensión IV: tensiones de valor mayor a 57.5 kV
Para RETIE la clasificación de los niveles de tensión es el siguiente
a. Extra alta tensión (EAT): Corresponde a tensiones superiores a230 kV.
b. Alta tensión (AT): Tensiones mayores o iguales a 57
kV y menores o iguales a 230 kV.
c. Media tensión (MT): Los de tensión nominal superior a 1000 V e inferior a 57 kV.
d. Baja tensión (BT): Los de tensión nominal mayor o igual a 25 V y menor o
igual a 1000 V.
e. Muy baja tensión (MBT): Tensiones menores de 25 V.
9. MEDICION
En física, química e ingeniería, un instrumento de
medición es un aparato que se usa
para comparar magnitudes físicas mediante un proceso de medición.
Un buen aparato de medida requiere que tenga
sensibilidad, exactitud y precisión.
9.1. Sensibilidad: Relación entre el desplazamiento de la marca (recorrido que
la marca efectúa sobre la escala durante la medición)
y la variación de la magnitud de la medida.
9.2. Exactitud: Se llama así a la concordancia del valor de la
medida en el valor exacto de la magnitud medida.
9.3. Precisión: Es el error admisible o aceptable máximo de un aparato de
medida
Clase: 0.1 - 0.2 - 0.5 - 1.0 - 2.0 -3.0
Clase Especial ( S ) : 0.1S - 0.2S - 0.5S
9.4. Transformadores de medida:
Los transformadores de medición son muy utilizados por las ventajas que trae ya
que si se desea realizar mediciones a magnitudes grandes (corriente y tensión)
se requeriría de equipos robustos, muy costosos y a la vez peligrosos sabiendo
que van a estar constantemente manipulados por las personas..
Lo que realizan los transformadores de medición es disminuir las magnitudes
nominales a valores proporcionales menoresa estas en los que se pueda trabajar
con instrumentos de medición o de protección de bajo alcance. Separan eléctricamente el circuito medido de los aparatos de
medición pudiendo también ubicarlos en lugares muy distantes al circuito
medido.
Entre los transformadores con fines especiales, los más importantes son los
transformadores de medida para instalar instrumentos, contadores y relés
protectores en circuitos de alta tensión o de elevada
corriente. Los transformadores de medida aíslan los circuitos
de medida o de relés, permitiendo una mayor normalización en la construcción de
contadores, instrumentos y relés.
9.4.1. Transformadores de Potencial: Es un
transformador de devanado especialmente con un primario de alto voltaje y un
secundario de baja tensión. Su potencia nominal es pequeña y su función
principal es entregar una muestra del
voltaje del
sistema a los instrumentos de medición.
V1 N1
Relación de Transformación = ------ = ------
V2 N2
dónde: N1 = Numero de espiras del
primario
N2 = Numero de espiras del
secundario
V1= Tensión Primaria
V2 = Tensión Secundaria
Cuando se requiera transformadores de potencial para baja tensión se deben
mandar a construir.
Los valores estandarizados para media tensión son: 13200/120 – 13200/110 –
33000/ . Transformadores de Corriente: Es un
transformador que toma una muestra de corriente de una línea y la reduce a un
nivel de magnitud seguro y medible.
I1 N2
Relación de Transformación = ------ = ------
I2N1
I1 = Corriente Primaria
I2 = Corriente Secundaria
N1 = Numero de espiras del primario
N2 = Numero de espiras del secundario
Los valores estandarizados de transformadores de corriente son:
100/5 – 200/5 – 300/5 – 400/5 – 500/5 – 600/5 – 800/5 – 1000/5 para baja
tensión.
3-6/5 – 5-10/5 – 10-20/5 – 15-30/5 – 20-40/5 – 30-60/5 – 40-80/5 – 50-100/5
para media tensión.
9.5. FACTOR DE MULTIPLICACION:
Es el coeficiente por el cual debemos multiplicar una magnitud para determinar
el valor equivalente en una medida bien sea de corriente o tensión.
Cuando se realiza una medida en un equipo bien sea
amperímetro o voltímetro o vatímetro o un contador de energía y no se utilizan
transformadores de corriente o transformadores de potencial se dice que la
medida es directa, o sea que el factor de multiplicación es uno.
Para el caso de la medición de energía cuando se utilizan transformadores
de corriente o transformadores de potencial, se dice que la medida es
semi-directa, es decir que el factor de multiplicación viene dado por la
relación de transformación de estos equipos. (Transformador de corriente
o Transformador de Potencial)
Si se requiere de ambos equipos para realizar la medida de energía se dice que
la medida es indirecta y el factor de multiplicación viene dado por la
multiplicación de la relación de transformación de los transformadores de
medida.
Ejemplo 1: Se requiere un transformador de potencial
que tenga un tensión primaria a 440 V. y que por el secundario saque 110 V.
para alimentar un voltímetro, cual es la relación de transformación de
esteequipo?
V1 = 440 V
V2= 110 V RT= V1 / V2 = 440/110 =
RT = N1/N2 =? RT= 4
Por tanto se puede decir que 4 es la relación de transformación y que cada
medida que se realice en el voltímetro se debe multiplicar por este factor y que es denominado factor de multiplicación.
Ejemplo 2: Se tiene una carga de 15000 vatios y se va
alimentar a 120 voltios, cuál es transformador de corriente que se requiere
para hacer la medida y cuál es su factor de multiplicación?
Potencia = P= 15000 W P = V * I
Tensión = T = 120 V. I = P/T
Corriente= I I = 15000/120
FM I = 125 A
El transformador de corriente que se requiere es de 200/5 y el factor de
multiplicación para este medidor es de 40, es decir que la lectura que se haga
en este equipo debemos multiplicarla por 40 para obtener el consumo real.
9.6. Medidor de Energía (Contador de Energía
Instrumento que sirve para medir el consumo de un equipo eléctrico en un
terminado periodo o tiempo.
Los contadores de energía pueden ser de inducción o electrónicos
Monofásico
Trifilares T. de Neutro Directo
T. de Neutro Incorporado
Trifásicos T. de Tres hilos
T. de Cuatro hilos Conexión Directa
Conexión Semi-indirecta
Conexión Indirecta
El sistema de conexión de un medidor puede ser de tipo
Americano o Tipo Europeo
