miércoles, 30 de julio de 2008



EL CONTACTOR.
Dispositivo mecánico que funciona estable con los terminales normalmente abiertos (NA) y función inversa con los terminales normalmente cerrados (NC)
DEFINICION Y GENERALIDADES.
Podemos definir un contactor como un aparato mecánico de conexión y desconexión eléctrica, accionado por cualquier forma de energía, menos manual, capaz de establecer, soportar e interrumpir corrientes en condiciones normales del circuito, incluso las de sobrecarga.
Las energías utilizadas para accionar un contactor pueden ser muy diversas: mecánicas, magnéticas, neumáticas, fluídricas, etc. Los contactores corrientemente utilizados en la industria son accionados mediante la energía magnética proporcionada por una bobina, y a ellos nos referimos seguidamente.
Un contactor accionado por energía magnética, consta de un núcleo magnético y de una bobina capaz de generar un campo magnético suficientemente grande como para vencer la fuerza de los muelles antagonistas que mantienen separada del núcleo una pieza, también magnética, solidaria al dispositivo encargado de accionar los contactos eléctricos.
Así pues, característica importante de un contactor será la tensión a aplicar a la bobina de accionamiento, así como su intensidad ó potencia. Según sea el fabricante, dispondremos de una extensa gama de tensiones de accionamiento, tanto en continua como en alterna siendo las más comúnmente utilizadas, 24, 48, 220, y 380. La intensidad y potencia de la bobina, naturalmente dependen del tamaño del contador.
El tamaño de un contactor, depende de la intensidad que es capaz de establecer, soportar e interrumpir, así como del número de contactos de que dispone (normalmente cuatro). El tamaño del contactor también depende de la tensión máxima de trabajo que puede soportar, pero esta suele ser de 660 V. para los contactores de normal utilización en la industria.
Referente a la intensidad nominal de un contactor, sobre catálogo y según el fabricante, podremos observar contactores dentro de una extensa gama, generalmente comprendida entre 5 A y varios cientos de amperios. Esto equivale a decir que los contactores son capaces de controlar potencias dentro de un amplio margen; así, por ejemplo, un contactor para 25 A. conectado en una red bifásica de 380 V. es capaz de controlar receptores de hasta 380ð 25=9.500 VA. y si es trifásica 3ð 220ð 25=16.454 VA. Naturalmente nos referimos a receptores cuya carga sea puramente resistiva (cos ð = 1), ya que de lo contrario, las condiciones de trabajo de los contactos quedan notablemente modificadas.
Cuando el fabricante establece la corriente característica de un contactor, lo hace para cargas puramente óhmicas y con ella garantiza un determinado número de maniobras, pero si el cosð de la carga que se alimenta a través del contactor es menor que uno, el contactor ve reducida su vida como consecuencia de los efectos destructivos del arco eléctrico, que naturalmente aumentan a medida que disminuye el cos ð .
Por lo general, los contactores que utilicemos referirán sus características a las recomendaciones C. E. I (Comité Electrotécnico Internacional), que establecen los siguientes tipos de cargas:
AC-1 Para cargas resistivas o débilmente inductivas cos ð = 0,95.
AC-2 Para cargar inductivas (cos ð = 0.65) .Arranque e inversión de marcha de motores de anillos rozantes.
AC-3 Para cargas fuertemente inductivas (cos ð = 0.35 a 0.65). Arranque y desconexión de motores de jaula.
AC-4 Para motores de jaula: Arranque, marcha a impulsos y frenado por inversión.
Prácticamente, la casi totalidad de las aplicaciones industriales, tales como máquinas-herramientas, equipos para minas, trenes de laminación, puentes-grúas, etc., precisan de la colaboración de gran número de motores para realizar una determinada operación, siendo conveniente que puedan ser controlados por un único operador situado en un “centro de control”, desde donde sea posible observar y supervisar todas las partes de la instalación. Esta clase de trabajo no se puede realizar con interruptores o cualquier otro elemento de gobierno que precise de un mando manual directo, debido a que el operador no tendría tiempo material de accionar los circuitos que correspondiesen de acuerdo con las secuencias de trabajo. Estos y otros problemas similares pueden quedar solventados con el uso de contactores montados según un circuito de marcha-paro que denominaremos “función memoria” y que es base de los automatismos eléctricos.
DESCRIPCION DEL CONTACTOR.

La figura anterior describe las partes del contactor.
PARTES DEL CONTACTOR.
fig.1
CARCAZA.

La carcaza es el elemento en el cual se fijan todos los componentes conductores del contactor, para lo cual es fabricada en un material no conductor con propiedades como la resistencia al calor, y un alto grado de rigidez. Uno de los más utilizados materiales es la fibra de vidrio pero tiene un inconveniente y es que este material es quebradizo y por lo tanto su manipulación es muy delicada. En caso de quebrarse alguno de los componentes no es recomendable el uso de pegantes.
ELECTROIMAN.
También es denominado circuito electromagnético, y es el elemento motor del contactor.
Esta compuesto por una serie de elementos cuya finalidad es transformar la energía eléctrica en un campo magnético muy intenso mediante el cual se produce un movimiento mecánico aprovechando las propiedades electromagnéticas de ciertos materiales.
· BOBINA
Consiste en un arrollamiento de alambre de cobre con unas características muy especiales con un gran número de espiras y de sección muy delgada para producir un campo magnético. El flujo magnético produce un par magnético que vence los pares resistentes de los muelles de manera que la armadura se puede juntar con el núcleo estrechamente.
· Bobina energizada con CA.
Para el caso cuando una bobina se energiza con corriente alterna, se produce una corriente de magnitud muy alta puesto que solo se cuenta con la resistencia del conductor, ya que la reactancia inductiva de la bobina es muy baja debido al gran entrehierro que existe entre la armadura y el núcleo, esta corriente tiene factor de potencia por consiguiente alto, del orden de 0.8 a 0.9 y es llamada corriente de llamada.
Esta corriente elevada produce un campo magnético muy grande capaz de vencer el par ejercido por los muelles o resorte que los mantiene separados y de esta manera se cierra el circuito magnético uniéndose la armadura con el núcleo trayendo como consecuencia el aumento de la reactancia inductiva y así la disminución de hasta aproximadamente diez veces la corriente produciéndose entonces una corriente llamada corriente de mantenimiento con un factor de potencia más bajo pero capaz de mantener el circuito magnético cerrado.
Para que todo este procedimiento tenga éxito las bobinas deben ser dimensionadas para trabajar con las corrientes bajas de mantenimiento pues si no se acciona el mecanismo de cierre del circuito magnético la corriente de llamada circulará un tiempo más grande del previsto pudiendo así deteriorar la bobina.
· Bobina energizada con CC.
En este caso no se presenta el fenómeno anterior puesto que las corrientes de llamada y de mantenimiento son iguales. La única resistencia presente es la resistencia de la bobina misma por lo cual las características y la construcción de estas bobinas son muy especiales.
La bobina puede ser energizada por la fuente de alimentación o por una fuente independiente.
· EL NUCLEO.
Su función es concentrar y aumentar el flujo magnético con el fin de atraer la armadura eficientemente. Está construido de láminas de acero al silicio superpuestas y unidas firmemente unas con otras con el fin de evitar las corrientes parásitas.
El pequeño entrehierro entre la armadura y el núcleo se crea con el fin de eliminar los magnetismos remanentes.
Cuando circula una corriente alterna por la bobina es de suponerse que cuando la corriente pasa por el valor cero, el núcleo se separa de la armadura puesto que el flujo también es cero pero como esto sucede 120 veces en un segundo (si la frecuencia es de 60Hz) por lo cual en realidad no hay una verdadera separación pero esto sin embargo genera vibraciones y un zumbido además del aumento de la corriente de mantenimiento; por esto las bobinas que operan con corriente alterna poseen unos dispositivos llamados espiras de sombra las cuales producen un flujo magnético desfasado con el principal de manera que se obtiene un flujo continuo similar al producido por una corriente continua.
ARMADURA.
Es un elemento móvil muy parecido al núcleo pero no posee espiras de sombra, su función es la de cerrar el circuito magnético ya que en estado de reposo se encuentra separada del núcleo. Este espacio de separación se denomina entrehierro o cota de llamada.
Tanto el cierre como la apertura del circuito magnético suceden en un espacio de tiempo muy corto (10 milisegundos aproximadamente), todo debido a las características del muelle, por esto se pueden presentar dos situaciones.
· Cuando el par resistente es mayor que el par electromagnético, no se logra atraer la armadura.
· Si el par resistente es débil no se lograra la separación rápida de la armadura.
Cada una de las acciones de energizar o desenergizar la bobina y por consiguiente la atracción o separación de la armadura, es utilizada para accionar los contactos que obran como interruptores, permitiendo o interrumpiendo el paso de la corriente. Estos contactos están unidos mecánicamente (son solidarios) pero son separados eléctricamente.
CONTACTOS.
fig.2


El objeto de estos elementos es permitir o interrumpir el paso de la corriente, son elementos conductores, los cuales se accionan tan pronto se energiza o se desenergiza la bobina por lo que se les denomina contactos instantáneos. Esta función la cumplen tanto en el circuito de potencia como en el circuito de mando.
Los contactos están compuestos por tres partes dos de las cuales son fijas y se encuentran ubicadas en la carcaza y una parte móvil que une estas dos y posee un resorte para garantizar el contacto
Las partes que entran en contacto deben tener unas características especiales puesto que al ser accionados bajo carga, se presenta un arco eléctrico el cual es proporcional a la corriente que demanda la carga, estos arcos producen sustancias que deterioran los contactos pues traen como consecuencia la corrosión, también las características mecánicas de estos elementos son muy importantes.
· CONTACTOS PRINCIPALES.
Son los encargados de permitir o interrumpir el paso de la corriente en el circuito principal, es decir que actúa sobre la corriente que fluye de la fuente hacia la carga.
Es recomendable estar verificando la separación de estos que permiten que las partes fijas y móviles se junten antes de que el circuito magnético se cierre completamente, esta distancia se le denomina cota de presión. Esta no debe superar el 50%.
En caso de cambio de los contactos se tienen las siguientes recomendaciones:
· Cambiar todos los contactos y no solamente el dañado.
· Alinear los contactos respetando la cota inicial de presión.
· Verificar la presión de cada contacto con el contactor en funcionamiento.
· Verificar que todos los tornillos y tuercas se encuentren bien apretados.
Debido a que operan bajo carga, es determinant4e poder extinguir el arco que se produce puesto que esto deteriora el dispositivo ya que produce temperaturas extremadamente altas, para esto, los contactos se encuentran instalados dentro de la llamada cámara apagachispas, este objetivo se logra mediante diferentes mecanismos.
· Soplado por auto-ventilación: Este dispositivo consiste en dos aberturas, una grande y una pequeña, al calentarse el aire, este sale por la abertura pequeña entrando aire fresco por la abertura grande y este movimiento de aire hace que se extinga la chispa.
· Cámaras desionizadoras: Estas cámaras consisten en un recubrimiento metálico que actúa como un disipador de calor y por esto el aire no alcanza la temperatura de ionización. Este método suele acompañarse por el soplado por auto-ventilación.
· Transferencia y fraccionamiento del arco: Consiste en dividir la chispa que se produce de manera que es mas fácil extinguir chispas más pequeñas. Esto se realiza mediante guías en los contactos fijos.
· Soplo magnético: Este método emplea un campo magnético que atrae la chispa hacia arriba de la cámara aumentando de esta manera la resistencia. Este método suele ir acompañado del soplado por auto-ventilación y debe realizarse en un tiempo no muy largo pero tampoco extremadamente corto.
· CONTACTOS SECUNDARIOS.
Estos contactos secundarios se encuentran dimensionados para corrientes muy pequeñas porque estos actúan sobre la corriente que alimenta la bobina del contactor o sobre elementos de señalización.
Dado que en ocasiones deben trabajar con los PLC estos contactos deben tener una confiabilidad muy alta.
Gran parte de la versatilidad de los contactores depende del correcto uso y funcionamiento de los contactos auxiliares. Normalmente los contactos auxiliares son:
· Instantáneos: Actúan tan pronto se energiza la bobina del contactor.
· De apertura lenta: La velocidad y el desplazamiento del contacto móvil es igual al de la armadura.
· De apertura positiva: Los contactos abiertos y cerrados no pueden coincidir cerrados en ningún momento.
Sin embargo se encuentran contactores auxiliares con adelanto al cierre o a la apertura y con retraso al cierre o a la apertura. Estos contactos actúan algunos milisegundos antes o después que los contactos instantáneos. Existen dos clases de contactos auxiliares:
· Contacto normalmente abierto: (NA o NO), llamado también contacto instantáneo de cierre: contacto cuya función es cerrar un circuito, tan pronto se energice la bobina del contactor. En estado de reposo se encuentra abierto.
· Contacto normalmente cerrado: (NC), llamado también contacto instantáneo de apertura, contacto cuya función es abrir un circuito, tan pronto se energice la bobina del contactor. En estado de reposo se encuentra cerrado.
FUNCIONAMIENTO DEL CONTACTOR.
Cuando la bobina se energiza genera un campo magnético intenso, de manera que el núcleo atrae a la armadura, con un movimiento muy rápido. Con este movimiento todos los contactos del contactor, principales y auxiliares, cambian inmediatamente y de forma solidaria de estado.
Existen dos consideraciones que debemos tener en cuenta en cuanto a las características de los contactores:
· Poder de cierre: Valor de la corriente independientemente de la tensión, que un contactor puede establecer en forma satisfactoria y sin peligro que sus contactos se suelden.
· Poder de corte: Valor de la corriente que el contactor puede cortar, sin riesgo de daño de los contactos y de los aislantes de la cámara apagachispas. La corriente es más débil en cuanto más grande es la tensión.
Para que los contactos vuelvan a su posición anterior es necesario desenergizar la bobina. Durante esta desenergización o desconexión de la bobina (carga inductiva) se producen sobre-tensiones de alta frecuencia, que pueden producir interferencias en los aparatos electrónicos.
Desde del punto de vista del funcionamiento del contactor las bobinas tienen la mayor importancia y en cuanto a las aplicaciones los contactos tienen la mayor importancia.
CLASIFICACION DE LOS CONTACTORES.
Los contactores se pueden clasificar de acuerdo con:
· Por su construcción
· . Contactores electromecánicos: Son aquellos ya descritos que funcionan de acuerdo a principios eléctricos, mecánicos y magnéticos.
· Contactores estáticos o de estado sólido: Estos contactores se construyen a base de tiristores. Estos presentan algunos inconvenientes como:
· Su dimensionamiento debe ser muy superior a lo necesario.
· La potencia disipada es muy grande (30 veces superior).
· Son muy sensibles a los parásitos internos y tiene una corriente de fuga importante.
· Su costo es muy superior al de un contactor electromecánico equivalente.
· Por el tipo de corriente eléctrica que alimenta la bobina.
· Contactores para AC.
· Contactores para DC.
· Por los contactos que tiene.
· Contactores principales.
· Contactores auxiliares.
· Por la carga que pueden maniobrar (categoría de empleo). Tiene que ver con la corriente que debe maniobrar el contactor bajo carga.
CATEGORIA DE EMPLEO.
Para establecer la categoría de empleo se tiene en cuenta el tipo de carga controlada y las condiciones en las cuales se efectúan los cortes.
Las categorías más usadas en AC son:
· AC1: Cargas no inductivas (resistencias, distribución) o débilmente inductivas, cuyo factor de potencia sea por lo menos 0.95.
· AC2: Se refiere al arranque, al frenado en contracorriente y a la marcha por impulso permanente de los motores de anillos.
Al cierre el contactor establece el paso de corrientes de arranque equivalentes a más o menos 2.5 la corriente nominal del motor. A la apertura el contactor debe cortar la intensidad de arranque, con una tensión inferior o igual a la tensión de la red.
· AC3: Para el control de motores jaula de ardilla (motores de rotor en cortocircuito) que se apagan a plena marcha.
Al cierre se produce el paso de corrientes de arranque, con intensidades equivalentes a 5 o más veces la corriente nominal del motor. A la apertura corta el paso de corrientes equivalentes a la corriente nominal absorbida por el motor. Es un corte relativamente fácil.
· AC4: Se refiere al arranque, al frenado en contracorriente y a la marcha por impulso permanente de los motores de jaula.
Al cierre se produce el paso de la corriente de arranque, con intensidades equivalentes a 5 o más veces la corriente nominal del motor. Su apertura provoca el corte de la corriente nominal a una tensión, tanto mayor como tanto mayor es la velocidad del motor. Esta tensión puede ser igual a la tensión de la red. El corte es severo.
En corriente continua se encuentran cinco categorías de empleo: DC1, DC2, DC3, DC4 y DC5.
Un mismo contactor dependiendo de la categoría de empleo, puede usarse con diferentes corrientes.
CRITERIOS PARA LA ELECCIÓN DE UN CONTACTOR.
Para elegir el contactor que más se ajusta a nuestras necesidades, se debe tener en cuenta los siguientes criterios:
· Tipo de corriente, tensión de alimentación de la bobina y la frecuencia.
· Potencia nominal de la carga.
· Condiciones de servicio: ligera, normal, dura, extrema. Existen maniobras que modifican la corriente de arranque y de corte.
· Si es para el circuito de potencia o de mando y el número de contactos auxiliares que necesita.
· Para trabajos silenciosos o con frecuencias de maniobra muy altas es recomendable el uso de contactores estáticos o de estado sólido.
· Por la categoría de empleo.
VENTAJAS DEL USO DE LOS CONTACTORES.
Porque usar contactores
Los contactores presentan ventajas en cuanto a los siguientes aspectos y por los cuales es recomendable su utilización.
· Automatización en el arranque y paro de motores.
· Posibilidad de controlar completamente una máquina, desde barios puntos de maniobra o estaciones.
· Se pueden maniobrar circuitos sometidos a corrientes muy altas, mediante corrientes muy pequeñas.
· Seguridad del personal, dado que las maniobras se realizan desde lugares alejados del motor u otro tipo de carga, y las corrientes y tensiones que se manipulan con los aparatos de mando son o pueden ser pequeños.
· Control y automatización de equipos y máquinas con procesos complejos, mediante la ayuda de los aparatos auxiliares de mando, como interruptores de posición, detectores inductivos, presóstatos, temporizadores, etc.
· Ahorro de tiempo al realizar maniobras prolongadas.
1.7. CAUSAS DEL DETERIORO DE LOS CONTACTORES.
Cuando un contactor no funciona o lo hace en forma deficiente, lo primero que debe hacerse es revisar el circuito de mando y de potencia (esquemas y montaje), verificando el estado de los conductores y de las conexiones, porque se pueden presentar falsos contactos, tornillos flojos etc.
Además de lo anterior es conveniente tener en cuenta los siguientes aspectos en cada una de las partes que componen el contactor:
DETERIORO EN LA BOBINA.
· La tensión permanente de alimentación debe ser la especificada por el fabricante con un 10% de tolerancia.
· El cierre del contactor se puede producir con el 85% de variación de la tensión nominal y la apertura con el 65%.
· Cuando se producen caídas de tensión frecuentes y de corta duración, se pueden emplear retardadores de apertura capacitivos.
· Si el núcleo y la armadura no se cierran por completo, la bobina se recalentará hasta deteriorarse por completo, por el aumento de la corriente de mantenimiento.
DETERIORO EN EL NUCLEO Y ARMADURA.
Cuando el núcleo y la armadura no se juntan bien y/o se separan, produciendo un campo electromagnético ruidoso, es necesario revisar:
· La tensión de alimentación de la bobina: si es inferior a la especificada, generará un campo magnético débil, sin la fuerza sufriente para atraer completamente la armadura.
· Los muelles, ya que pueden estar vencidos por fatiga del material, o muy tensos.
· La presencia de cuerpos extraños en las superficies rectificadas del núcleo y/o armadura. Estas superficies se limpian con productos adecuados (actualmente se fabrican productos en forma de aerosoles). Por ningún motivo se deben raspar, lijar y menos limar.
DETERIORO EN LOS CONTACTOS.
Cuando se presenta un deterioro prematuro es necesario revisar:
· Si el contactor corresponde a la potencia nominal del motor, y al número y frecuencia de maniobras requerido.
· Cuando la elección ha sido la adecuada y la intensidad de bloqueo del motor es inferior al poder de cierre del contactor, el daño puede tener origen en el circuito de mando, que no permite un correcto funcionamiento del circuito electromagnético.
· Caídas de tensión en la red, provocadas por la sobre-intensidad producida en el arranque del motor, que origina pérdida de energía en el circuito magnético, de tal manera que los contactos, al no cerrarse completamente y carecer de la presión necesaria, acaban por soldarse.
· Cortes de tensión en la red: al reponerse la tensión, si todos los motores arrancan simultáneamente, la intensidad puede ser muy alta, provocando una caída de tensión, por lo cual es conveniente colocar un dispositivo, para espaciar los arranques por orden de prioridad.
· Micro-cortes en la red: cuando un contactor se cierra nuevamente después de un micro-corte (algunos milisegundos), la fuerza contra-electromotriz produce un aumento de la corriente pico, que puede alcanzar hasta el doble de lo normal, provocando la soldadura de algunos contactos y un arco eléctrico, entre otros problemas. Este inconveniente puede eliminarse usando un contacto temporizado, que retarde dos o tres segundos el nuevo cierre.
· Vibración de los contactos de enclavamiento, que repercute en el electroimán del contactor de potencia, provocando cierres incompletos y soldadura de los contactos.
ELEMENTOS AUXILIARES DE MANTO.
DESCRIPCION Y DEFINICION DE LOS ELEMENTOS AUXILIARES DE MANDO.
Son aparatos con funciones similares a la de los pulsadores, pero que a diferencia de estos, no son accionados por el operario sino por otros factores, como presión, tiempo, luz, acción mecánica, campos magnéticos, temperatura etc. Dentro del diagrama general de un automatismo eléctrico, se ubican en las etapas de detección y de tratamiento.
Los elementos usados en la etapa de detección, tienen las mismas aplicaciones e importancia en los automatismos electrónicos. Como en el caso de los pulsadores, únicamente trataremos aquellos que tienen un uso más frecuente y generalizado en los procesos industriales actuales.
2.2. TIPOS DE ELEMENTOS AUXILIARES DE MANDO.
2.2.1. INERRUPTOR DE POSICIÓN FINAL O DE CARRERA.
Aparato empleado en la etapa de detección y fabricado específicamente para indicar, informar y controlar la presencia, ausencia o posición de una máquina o parte de ella siendo accionado por ellas mismas mediante contacto físico (ataque).
Pueden ser también:
· De ataque frontal.
· De ataque lateral unidireccional o bidireccional.
· De ataque lateral multidireccional.
2.2.2. TEMPORIZADORES O RELES DE TIEMPO.
Son aparatos en los cuales se abren o cierran determinados contactos, llamados contactos temporizados, después de cierto tiempo, debidamente preestablecido, de haberse abierto o cerrado su circuito de alimentación.
2.2.2.1. TEMPORIZADOR AL TRABAJO.
Aquel cuyos contactos temporizados actúan después de cierto tiempo de que se ha energizado el elemento motor del temporizador. En el momento de energizar el temporizador, los contactos temporizados que tiene siguen en la misma posición de estado de reposo y solamente cuando ha transcurrido el tempo programado, cambian de estado, es decir que el contacto NA se cierra y el contacto NC se abre.
2.2.2.2. TEMPORIZADOR AL REPOSO.
En este tipo de temporizador, los contactos temporizados actúan como temporizados después de cierto tiempo de haber sido desenergizado ele elemento motor del temporizador. Cuando se energiza el temporizador, sus contactos temporizados actúan inmediatamente como si fueran contactos instantáneos, manteniéndose en esa posición todo el tiempo que el temporizador esté energizado.
2.2.2.3. TEMPORIZADOR ELECTROMECÁNICO.
Temporizador en el cual la temporización se consigue mediante engranajes, con sistemas comparables a los relojes mecánicos. El conteo del tiempo programado se inicia al energizar un pequeño motor síncrono de velocidad constante, que mueve una serie de engranajes, para reducir la velocidad del motor. El último de los engranajes lleva un pin o tope para accionar unos contactos de apertura lenta o un micro ruptor de apertura brusca, los cuales actúan como contactos temporizados.
2.2.2.4. TEMPORIZADORES NEUMATICOS.
Temporizadores en los cuales la temporización se obtiene regulando la entrada de aire en un fuelle, hasta que se llene completamente, momento en el cual éste acciona los contactos del temporizador. El aire es expulsado del fuelle prácticamente en forma instantánea.
2.2.2.5. TEMPORIZADORES ELECTRONICOS.Son aquellos cuyo sistema de temporización esta conformado por circuitos electrónicos. Se encuentra una gran variedad de modelos, dependiendo de su funcionamiento

viernes, 18 de julio de 2008

CONEXIONES ELECTRICAS

GENERACION Y TRANSPORTE DE ENERGIA ELECTRICA.











fig. 1
















Generación y transporte de electricidad es el conjunto de instalaciones que se utilizan para transformar otros tipos de energía en electricidad y transportarla hasta los lugares donde se consume.
En una central hidroeléctrica, el agua que cae de una presa hace girar turbinas que impulsan generadores eléctricos. La electricidad se transporta a una estación de transmisión, donde un transformador convierte la corriente de baja tensión en una corriente de alta tensión. La electricidad se transporta por cables de alta tensión a las estaciones de distribución, donde se reduce la tensión mediante transformadores hasta niveles adecuados para los usuarios.

En una instalación normal, los generadores (ó alternadores de AC). de la central eléctrica suministran voltajes de 26.000 voltios; voltajes superiores no son adecuados por las dificultades que presenta su aislamiento y por el riesgo de cortocircuitos en los alternadores y sus consecuencias. Este voltaje se eleva mediante transformadores a tensiones entre 138.000 y 765.000 voltios para la línea de transporte primaria (cuanto más alta es la tensión en la línea, menor es la corriente y menores son las pérdidas, ya que éstas son proporcionales al cuadrado de la intensidad de corriente). En la subestación, el voltaje se transforma en tensiones entre 69.000 y 138.000 voltios para que sea posible transferir la electricidad al sistema de distribución. La tensión se baja de nuevo con transformadores en cada punto de distribución.
En la subestación, el voltaje se transforma en tensiones entre 69.000 y 138.000 voltios para que sea posible transferir la electricidad al sistema de distribución. La industria pesada suele trabajar a 33.000 voltios (33 kilovoltios), y los trenes eléctricos requieren de 15 a 25 kilovoltios. Para su suministro a los consumidores se baja más la tensión: la pequeña industria suele trabajar a tensiones entre 380 y 415 voltios, y las viviendas reciben entre 120 y 240 voltios.

Las líneas primarias pueden transmitir electricidad con tensiones de hasta 500.000 voltios o más. Las líneas secundarias que van a las viviendas tienen tensiones de 240














El transformador








fig 2




Sección transversal de un transformador
Esquema muy simplificado de un transformador de los denominados monofásicos. En la parte izquierda de la figura se puede ver la bobina o arrollamiento primario, y en la derecha el secundario.
Función del transformado
- Elevan la tensión cuando en el secundario hay más espiras que en el primario.
- Reducen la tensión cuando en el primario hay más espiras que en el secundario.
- Funcionan con corriente alterna.

Los transformadores de potencia convencionales se instalan en contenedores sellados que disponen de un circuito de refrigeración que contiene aceite u otra sustancia. El aceite circula por el transformador y disipa el calor mediante radiadores exteriores.
Continuando con descripción de el proceso de transmisión de energía llegamos, a las redesees que abastecen nuestro sistema eléctrico en los hogares.

SISTEMAS DE CANALIZACIÒN ELECTRICA:









fig 3












El diagrama de canalización eléctrica aquí mostrado, esta diseñado para una casa de nuestros tiempos, presenta seis circuitos se indican los nombres de las diferentes secciones del él.





LINEAS DE ACOMETIDA:




Se le llaman líneas de acometida a los 2 ò 3 conductores que, partiendo de las líneas de abastecimiento de la empresa que presta el servicio, conducen la energía eléctrica hasta nuestros hogares. Las líneas de acometida son dos cuando el sistema de canalización es de 120 voltios, si en cambio la canalización es de 2 voltajes (120 - 240), entonces se necesitan 3 líneas de acometida. En algunos países como Colombia el servicio domiciliario es de 120 v.La línea de acometida puede ser aérea o subterránea.










LINEAS DE SERVICIO:




Los conductores que se utilizan para el suministro de energía eléctrica, desde las líneas o equipos inmediatos del sistema general de abastecimiento, hasta los medios principales de desconexión y protección contra sobrecargas de corriente de instalación servida, se les llaman líneas de servicio o líneas de entrada, o sea, que las líneas de acometida forman parte de las líneas de servicio.En el caso de que las líneas de acometida sean 3, esto indica que la instalación recibe 120 - 240 voltios. Siendo este el caso, entre los 2 conductores principales habrá 240 voltios y entre cada uno de ellos y el neutro (tierra) 120 voltios. En su mayoría, los aparatos eléctricos se diseñan para operar con 110 ò120 voltios, exceptuando los diseñados para países con 240 voltios, aunque ya se diseñan con los 2 voltajes. En otras palabras, los 120 voltios hacer funcionar los aparatos diseñados para este voltaje y los 240 voltios se utilizan para secadoras de ropa estufas (cocinas), calentadores de agua, etc.


CONTADOR

fig.4El contador de consumo eléctricoEste es el aparato que se encarga de controlar el consumo eléctrico en nuestros hogares, Según las cargas o aparatos e iluminación que tengamos conectadas, así es el número que kilovatios horas que va marcando, para luego, a fin de mes, el encargado de tomar las lecturas nos deje el recibo de pago para hacerlo efectivo en las cajas de la empresa o bien el los bancos del sistema.
El medidor electromecánico utiliza dos juegos de bobinas que producen campos magnéticos; estos campos actúan sobre un disco conductor paramagnético en donde se producen corrientes parásitas.
La acción de las corrientes parásitas producidas por las bobinas de corriente sobre el campo magnético de las bobinas de voltaje y la acción de las corrientes parásitas producidas por las bobinas de voltaje sobre el campo magnético de las bobinas de corriente dan un resultado vectorial tal, que produce un par de giro sobre el disco. El par de giro es proporcional a la potencia consumida por el circuito.
El disco está soportado en campos magnéticos y soportes de rubí para disminuir la fricción, un sistema de engranes transmite el movimiento del disco a las agujas que cuentan el número de vueltas del medidor. A mayor potencia más rápido gira el disco, acumulando más giros conforme pasa el tiempo.
Las tensiones máximas que soportan los medidores eléctricos son de aproximadamente 600 voltios y las corrientes máximas pueden ser de hasta 200 amperios. Cuando las tensiones y las corrientes exceden estos límites se requieren transformadores de medición de tensión y de corriente. Se utilizan factores de conversión para calcular el consumo en dichos casos.
Existe una clasificación de los medidores eléctricos dependiendo de sus principales características.
También es importante que hay una bobina de sombra que es una chapita la cual esta cortocircuitada . Dicha bobina posee una R despreciable y por ende en esta se generará una I muy importante, la cual al estar sometida a un campo generara una cupla motora que eliminara el coeficiente de rozamiento de los engranajes. El medidor comenzara a funcionar con el 1 % de la carga y entre un factor de potencia 0,5 en adelanto y atraso.






GUIA DE INSTALACIONES
Para llevar a cabo instalaciones eléctricas por parte de personal técnico y profesionales en manejo de electricidad es necesario conocer las normas técnicas y las reglas e oro de seguridad eléctrica.







REGLS DE ORO DE SEGURIDAD ELECTRICA

1 efectuar el corte visible de todas las fuentes de tención mediante interruptores y seccionadores de forma que se asegure la posibilidad de su sierre intempestivo.
En aquellos aparatos en que el corte no puede ser visible debe existir un corte que debe ser visible.
2 condenación o bloqueo, si es posible de los aparatos de corte. Señalización de los aparatos indicando no energizar o prohibió maniobrar, y retirar los portajusibles de corta circuitos.

Se llama condenación o bloqueo de un aparato de maniobra al conjunto de operaciones destinadas a impedir la maniobra de dicho aparto, manteniéndolo en una posición indicada.
3 verificar la ausencia de tención en cada fase con el detector de tenciones el cual debe probarse antes y depuse de cada utilización.
4 puesta a tierra y en cortacircuitos de todas las posibles fuentes de tensión que incidan
En la zona de trabajo.
Es la operación de unir entre si todas las fases de una instalación mediante un puente equipotencial de sección adecuada que previamente a sido conectado a tierra.

A Continuación se encontraran algunas especificaciones del proceso de conexiones de algunos dispositivos eléctricos de uso industrial y domestico con el respectivo cumplimiento del reglamento técnico de instalaciones eléctricas en Colombia (RETIE).


Código de colores


PROCESO PARA LLEVAR ACAVO LA CONEXIÓN DE UN INTERRUPTOR SENCILLO.

fig. 7


Lo primero que tienes que hacer antes de cualquier actividad con electricidad, es desconectar el paso de esta a toda la casa, o al sector en el que vas a trabajar. Hecho esto, puedes empezar con toda confianza.

De nuestra caja de breaker Tomamos la fase y el neutro, los transportamos a trabes del tuvo de pvc que se distribuyo para esta instalación.
Llevamos la fase y neutro desde la caja del interruptor hasta la caja donde se situara la bombilla o lámpara, para levar los alambres es necesario una guía de acero flexible (sonda) debes atar 2 cables color rojo fase. El paso siguiente es sacar poco a poco la guía que introdujo por el tubo hasta tener a la vista los cables, debes de dejar unos 3 ó 4 cms. extras, tanto en la caja donde vas a colocar el interruptor como en la caja donde se colocará la lámpara.Quitas unos 3 cms. de forro del cable positivo, la fase color rojo de uno de los conductores que se encuentra en el tubo, lo llevas hasta y lo conectas con la fase de las líneas de servicio.
Importante que lo dejes muy bien arrollado para asegurar un buen contacto, para esto utiliza, 2 alicates uno para sostener un extremo, y el otro para darle vuelta a la punta sin forro del cable rojo del interruptor. Hecho esto, lo aíslas con cinta aislante.
El siguiente paso es quitarle unos cm. de forro al otro conductor que colocaste dentro del tubo y debes atornillarlo en el centro del receptáculo de la lámpara (plafón)Ahora tienes que cortar unos 12 ó 15 cms. (o de la misma distancia del que ocupaste para la fase). Este cable es de color blanco para conectar el neutro de las líneas de servicio al plafón, haces lo mismo que realizaste con los primeros cables, y luego atornillas el extremo suelto al otro tornillo del plafón, aíslas con cinta.
Aquí ya puedes atornillar el plafón de la lámpara a la caja, antes debes de colocar bien los cables dentro de esta, y ya puedes atornillar. Siempre que estés seguro que todo está conectado y aislado colocas la lámpara.Te toca ahora conectar el interruptor, cada uno de los cables que tienes, en cada uno de los tornillos del interruptor, hecho esto, colocas bien los cables dentro de la caja y atornillas el interruptor a la caja.Bien, en teoría ya todo está correctamente bien conectado, ya puedes conectar la electricidad al sistema y pruebas tu conexión. En la figura siguiente puedes ver un diagrama de la conexión:



















Interruptor para dos intensidades de luz


















fig 8

Con la instalación de este interruptor tienes 2 opciones de luz, plena y media. Como logramos esto? fácil, tendrás que cambiar el interruptor simple por uno de 2 en la misma placa.Lo que necesitas es lo siguiente:1. Una placa con 2 interruptores.2. 1 diodo 1N4001Ahora procedemos a quitar la placa antigua y a colocar la nueva.

NOTA: No olvides desconectar la energía eléctrica, así evitaras accidentes y trabajaras con toda confianza.En la figura de abajo puedes ver como se debe de conectar el diodo a los 2 interruptores.
COMO FUNCIONA:
Con uno de los 2 interruptores se enciende y a la vez se apaga la luz, el otro se encarga de atenuar la intensidad de la luz o dejarla a plena iluminación. Cuando el interruptor en el que está conectado el diodo está abierto, únicamente pasan los electrones a través del diodo propiamente dicho, en otras palabras, solo pasará la mitad de cada ciclo de la corriente alterna, por este motivo la lámpara se iluminará a media luz. Este circuito no funciona con lámparas fluorescentes.Después de haber conectado todo, procedemos a colocar la placa y a atornillarla.












Conexión three way o conmutable














Una de las conexiones que ha alcanzado popularidad en las instalaciones eléctricas habitacionales e industriales es la conexión three way, esto se debe a la facilidad que le da al usuario de utilizarla, por ejemplo, en un dormitorio, se acostumbra colocar uno de los interruptores en la puerta de acceso y otro más o menos al alcance de la persona para que no tenga que levantarse a apagar las luces cuando se decida a conciliar el sueño.
Para la conexión de un interruptor three way necesitas 3 cables, 2 interruptores y dos cajas rectangulares 3 * 4 ubicada en los sitios donde quiera que se sitúen los instrumentos de control.
Se recomienda que la canalización se haga buscando el camino más corto para llegar de un interruptor al otro para ahorrar cable, otra recomendación es alambrar con conductores flexibles y del calibre adecuado, en las casas normalmente se usa No. 12,Obviamente, con este tipo de interruptores el metraje de cable es más alto, pero las ventajas que te da esta instalación es que, como se dijo anteriormente, no tendrás que levantarte para apagar la luz. Si lo colocas en un Garaje, por ejemplo, no deberás regresar hasta este para apagar las luces. Estas ventajas, bien valen la pena los metros extras de cable.












Interruptor múltiple
En la presentación estamos asumiendo que vamos a conectar un interruptor múltiple ó sea hay 3 indicadores de encendido. No olvides desconectar la energía eléctrica, así evitaras accidentes y trabajaras con toda confianza
Empezamos desde cero, esto significa que dentro de los tubos y cajas para los interruptores no hay cables instalados, excepto las líneas positiva (rojo fase) y neutro (blanca), las cuales van desde el interruptor principal (breakears), pasando por todas las cajas octagonales en las cuales se colocarán las lámparas (bombillas).Sigamos los pasos:1- Definimos que color de cables vamos colocarle a cada una de las lámparas, no olvidando que para el cable que alimentará a los interruptores usaremos rojo para facilitarnos la identificación y colocación, este, como se puede ver en el diagrama lo unimos al cable rojo de la línea de servicio (rojo fase).En el diagrama se usan cables: azul, verde y café, para alimentar cada una de las lámparas, en este caso 3.
En este caso no hago buen uso del de codigote colores del reglamento para evitar confusiones.
2- Tomamos una guía (de acero) especial para este trabajo y la introducimos desde la caja octagonal (desde el techo), desde la cual tengamos el acceso a la caja donde quedará la placa con los interruptores, cuando salga la punta de la guía, tomamos los 4 cables (es recomendable cable flexible no rígido) y los colocamos en la punta de la guía y los aseguramos con cinta aislante fuertemente para que no se suelten.
3- Tomamos el extremo de la guía que quedó en la caja octagonal y halamos hasta que los cables queden visibles.
4- En este punto quitamos la cinta aislante y liberamos los cuatro cables.
5- Tomamos el cable rojo que viene de la caja de los interruptores y cortamos dejando unos 10 ó 12 centímetros que salgan de la caja octagonal, le quitamos unos 5 a 7 centímetros de aislamiento; al cable rojo de la línea le quitamos unos 3 ó 4, luego a este, devanamos el que viene de la caja de los interruptores.
6- El siguiente paso es aislar con cinta aislante la unión de los cables que acabamos de hacer.
7- Si en esta caja octagonal vamos a colocar una de las lámparas, seleccionamos el interruptor que queremos dejar para esta y tomamos el cable correspondiente ( No olvidarse que cuando vamos a colocar una lámpara fuera de la casa, se debe de utilizar para este, el primer interruptor, o sea el de arriba ), si las tres lámparas son interiores, tomamos en este caso el cable azul o sea el primer interruptor, lo cortamos, siempre dejando 10 ó 12 cm. extras fuera de la caja y le quitamos 7 milímetros de forro o un poco.
8- Cortamos un trozo de cable de color blanco de unos 20 centímetros y le quitamos en un extremo unos 5 ó 7 cms. de forro y en el otro extremo 7 milímetros
9- Tomamos ahora el cable blanco (neutro) de la línea de servicio y le quitamos 3 ó 4 cms. y en este devanamos el extremo que tiene pelados los 5 ó 7 cms., ahora lo aislamos con cinta aislante.
10- Los extremos de los cables azul y blanco que tienen libre de forro 7 milímetros los conectamos a la base del plafón de la lámpara de la forma siguiente:
a) El cable azul al tornillo central.
b) El blanco al tornillo que queda a un lado.Lo que se pretende con esto es que el cable azul conecte con el punto central de la lámpara y el blanco con la carcasa con rosca.
11- Ahora procedemos a utilizar nuevamente la guía e insertarla desde la base octagonal donde quedará la otra lámpara y procedemos de la misma forma que lo hicimos cuando colocamos los 4 alambres (ver el punto 2, 3 y 4) y aseguramos el cable verde y procedemos a llevarlo con la guía hasta la base octagonal, luego hacemos lo que se hizo con la instalación de la primera lámpara, según indicamos en los puntos 7 al 10

OBSERVACIÓN:
Si la última lámpara será colocada siguiendo la misma línea, se deberán llevar los cables verde y café juntos, si por el contrario la tercera lámpara no se colocará seguida de la segunda, dejar en la primera el cable café y proceder después a colocarlo de la forma que se hizo con los cables azul y verde.


Grafica 10

Interruptor con indicador nocturno

Con el agregado de dos componentes a tus interruptores, vas a poder localizarlos fácilmente en plena oscuridad cuando desees encenderlos.Lo que necesitas es lo siguiente:1. Un resistor de 100KΩ.2. 1 Una lámpara neón
Principio del formulario
Ahora procedemos a quitar la placa para colocar estos componentes, el diagrama lo puedes ver en la figura de abajo.
NOTA: No olvides desconectar la energía eléctrica, así evitaras accidentes y trabajaras con toda confianza.
COMO FUNCIONA: Cuando la luz está apagada la lámpara neón se ilumina y permanece así hasta que se enciende la luz. Lo que sucede es que cuando el interruptor está en posición de apagado, el resistor de 100KΩ y la lámpara neón completan el circuito y pasa a través de ellos la corriente; cuando el interruptor se conecta, tomando en cuenta que ya no hay una alta resistencia, a través de el fluye más fácilmente la corriente, y por lo tanto enciende la bombilla (lámpara) de la habitación o el lugar donde este ubicada.







fig, 11


Instalación de un tomacorriente

Veremos ahora como instalar un tomacorriente. Los tomacorrientes se denominan como polarizados y no polarizados, estos son los más utilizados en una casa normal, aunque para proteger todos los aparatos conectados lo ideal es que se coloquen tomacorrientes polarizados.. NOTA: No olvides desconectar la energía eléctrica, así evitaras accidentes y trabajaras con toda confianza


Para la instalación de un tomacorriente se debe de desmontar el toma anterior quitando los tornillos que aseguran el tomacorriente a la caja, luego, aflojar los tornillos que aseguran los cables y colocar el nuevo. Si es una instalación nueva, primero debemos de colocar los cables dentro del tubo y proceder como se hizo con los interruptores, ver Interruptor simple e Interruptor múltiple. En el caso de los tomacorrientes los cables se conectan la fase y neutro de la instalación directamente.En la figura puede verse que debemos de conectar tres cables para instalar un tomacorriente polarizado:ROJO: Este debe de conectarse a la fase de la instalación eléctrica.BLANCO Ó GRIS: Este debe de conectarse a la línea neutro de la instalación eléctrica.VERDE: Este corresponde a la tierra física instalación eléctrica.


Tomacorriente polarizado: Este tomacorriente se caracteriza por tener tres puntos de conexión, el vivo o positivo, el negativo y el de tierra física, es muy importante el uso de estos tomacorrientes. A la derecha un ejemplo de la espiga que se utiliza.

Grafica 12

Tomacorriente no polarizado:
Este tomacorriente únicamente tiene 2 puntos de conexión, el vivo o fase y el neutro; este tipo de tomacorriente no es recomendable para aparatos que necesiten una protección adecuada contra sobrecargas y descargas atmosféricas. A la derecha un ejemplo de la espiga que se utiliza.





Fig. 13










Altura de colocación interruptores y tomacorrientes
Hemos comentado ya sobre como conectar un interruptor y tomacorrientes, hablaremos ahora, de la altura a la cual se coloca cada uno de estos accesorios eléctricos. Regularmente realizamos esta tarea sin tomar en cuenta estos pequeños detalles, los cuales son importantes según las normas establecidas.

Un interruptor se debe de colocar a 1.20 metros del nivel de piso. También se indica la distancia que debe de existir desde la puerta hasta el interruptor, que es entre 20 y 30 cms.

Fig.14










En el caso de los tomacorrientes, estos se deben de colocar a una altura de 50 cms. sobre el nivel de piso. Habrá casos en los cuales un tomacorriente puede quedar a una altura superior o bien, podría ser necesario que quedaran al nivel del piso exactamente.













PUESTA A TIERRA fig. 15

Un sistema de puesta a tierra consiste en la conexión de equipos eléctricos y electrónicos a tierra, para evitar que se dañen en caso de una corriente transitoria (sobretensión) peligrosa.
ELECTRODO:


Dispositivo empleado para garantizar la conexión de la instalación eléctrica con el terreno donde se encuentra construida la edificación y que, junto con el circuito de protección de la misma, tiene una resistencia menor o igual a la permitida por las normas internacionales y que garantiza la seguridad de las personas que hacen uso de ella.



El objetivo de la puesta a tierra se:

Garantizar condiciones de seguridad a los seres vivos
Permitir a los equipos de proteccion despejar rapidamente las fallas.
Servir de referencias del sistema elèctrico.
Conducir y disipar las corrientes de falla con suficiente capacidad.
En algunos casos servir de conductor de retorno.
Transmitir señales de RF en onda media.
Proteger las instalaciones, equipos y bienes en general, al facilitar y garantizar la correcta operación de los dispositivos de protección.
Establecer la permanencia, de un potencial de referencia, al estabilizar la tensión eléctrica a tierra, bajo condiciones normales de operación.



Materiales usados como electrodos:
Varillas:
Varilla de cobre, acero inoxidable, acero galvanizado en caliente, de acero con recubrimiento de cobre 12.7mm
Tubos:
Tubos de cobre de 20mm, acero inoxidable de25mm, acero galvanizado en caliente 25mm
Flejes:
Flejes de cobre, de acero inoxidable, cobre cincado.
Cables:
Cobre, cobre estañado de 1.8mm para cada hilo.



Tuberías galvanizadas conduit

fig. 16
Tubería eléctrica plegable no metálica
Esta certificada para la instalación de conductores eléctricos y puede usarse en cualquier edificio que no supere los tres pisos. (Art. 341-3). No se deben utilizar tuberías eléctricas no metálicas de diámetro comercial inferior a ½”.
Deben estar rotuladas cada 3 m como mínimo.
Tubería y accesorios de PVC
Mediante la resolución 224 del 17 de enero de 2001 la Superintendencia de Industria y Comercio estableció los colores en que debe ser producida y comercializada la tubería y accesorios de PVC y CPVC, atendiendo a la respectiva Norma Técnica Colombiana oficial obligatoria.
La tubería PVC para alojar y proteger conductores eléctricos y telefónicos debe ser de color verde.
Tubería Conduit subterránea no metálica con conductores
Se permite el uso de esta tubería en instalaciones directamente enterradas. No debe usarse en el interior de las edificaciones. (Art. 343-3).
Tubo (Conduit) metálico intermedio NTC 169
Se permite el uso de esta tubería en todas las condiciones atmosféricas y ocupaciones. (Art. 345-3).
Tubo (Conduit) metálico rígido NTC 171
Se permite el uso de esta tubería en todas las condiciones atmosféricas y ocupaciones, siempre y cuando la tubería y sus accesorios estén protegidos por esmaltes contra la corrosión. Cuando sea posible se debe evitar que haya metales distintos en contacto dentro de la misma instalación. (Art. 346-1).
Tubo (Conduit) rígido no metálico
Se permite el uso de esta tubería en lugares ocultos (paredes, pisos y techos), y en lugares mojados. (Art. 347-2).
Tubería eléctrica metálica NTC 105 (Tipo EMT)
Se permite el uso de esta tubería en todas las condiciones atmosféricas y ocupaciones, siempre y cuando la tubería y sus accesorios estén protegidos por esmaltes contra la corrosión. Se permite instalar tuberías eléctricas, codos, acoplamientos y accesorios de metales ferrosos o no ferrosos en concreto, en contacto directo con la tierra o en zonas expuestas a ambientes corrosivos graves. (Art. 348-1).

Tubería metálica flexible
Se permite su uso en lugares secos, ocultos y lugares accesibles. No se debe usar en lugares húmedos, en cuartos de almacenamiento de tuberías, en lugares peligrosos o en tramos de más de 1.80 m. (Art. 349-3).
Tubo (Conduit) de metal flexible de ascensores
Se permite su uso en lugares expuestos y ocultos. No se permite en lugares mojados, huecos, cuartos de baterías.

Malla a tierra





Fig.17
Es un reticulado formado por la unión de conductores horizontales, normalmente según direcciones perpendiculares
y uniformemente espaciados, incluyendo eventualmente conductores verticales (barras ). Se utiliza especialmente cuando el objetivo principal de la puesta a tierra es mantener un control de potenciales en la superficie del terreno, con un bajo valor de resistencia.

El Reglamento Técnico para Instalaciones Eléctricas RETIE y la norma 2050 establece en el articulo 15 del capitulo de Puestas a tierra que toda instalación eléctrica cubierta en dicho reglamento debe disponer de un sistema de puesta a tierra (SPT), en tal forma que cualquier punto accesible a las personas que puedan transitar o permanecer allí, no estén sometidas a tensiones de paso o de contacto que superen los umbrales de soportabilidad, cuando se presente una falla, y se debe tener presente que el criterio fundamental para garantizar la seguridad de los seres humanos, es la máxima corriente que pueden soportar, debida a la tensión de paso o de contacto y no el valor de la resistencia de puesta a tierra tomado aisladamente.
Un bajo valor de resistencia de puesta a tierra es siempre deseable para disminuir el máximo potencial de tierra, por tanto al diseñar un sistema de puesta a tierra, es fundamental determinar tensiones máximas aplicadas al ser humano en caso de falla [1]. En el presente artículo desarrollara la metodología para el diseño de una malla de puesta a tierra teniendo en cuenta los aspectos normativos.
FUNCIONES DE UNA MALLA DE PUESTA A TIERRA

Entre las más importantes se tienen:
1 Evitan sobrevoltajes producidos por descargas atmosféricas, operación o maniobras de disyuntores.
2 Proporcionar una vía rápida de descarga de baja impedancia con el fin de
Mejorar y asegurar el funcionamiento de protecciones.
3 Proporcionar seguridad al personal de la subestación.

REQUISITOS DE UNA MALLA A TIERRA

Los requisitos que debe cumplir una malla de puesta a tierra son los siguientes:
a. Debe tener una resistencia tal, que el sistema se considere sólidamente puesto a tierra.
b. La variación de la resistencia, debido a cambios ambientales, debe ser despreciable de manera que la corriente de falla a tierra, en cualquier momento, sea capaz de producir el disparo de las protecciones.
c. Impedancia de onda de valor bajo para fácil paso de las descargas atmosféricas.
d. Debe conducir las corrientes de falla sin provocar gradientes de potencial peligrosos entre sus puntos vecinos.
e. Al pasar la corriente de falla durante el tiempo máximo establecido de falla, (es decir disparo de respaldo), no debe haber calentamientos excesivos.
f. Debe ser resistente a la corrosión.
TENSIONES DE PASO Y DE CONTACTO
PERMISIBLES
Tensión de paso
Es la diferencia de potencial entre dos puntos de un terreno que pueden ser tocados simultáneamente por una persona; su valor permisible esta dado por:
Ep 165 s t+ ρ= (1)
Donde:
Ep = Tensión de Paso Permisible en voltios.
ρs = Resistividad de la superficie del terreno en (Ω-m)









miércoles, 16 de julio de 2008

CONTACTOR


EL CONTACTOR.
Dispositivo mecánico que funciona estable con los terminales normalmente abiertos (NA) y función inversa con los terminales normalmente cerrados (NC)
DEFINICION Y GENERALIDADES.
Podemos definir un contactor como un aparato mecánico de conexión y desconexión eléctrica, accionado por cualquier forma de energía, menos manual, capaz de establecer, soportar e interrumpir corrientes en condiciones normales del circuito, incluso las de sobrecarga.
Las energías utilizadas para accionar un contactor pueden ser muy diversas: mecánicas, magnéticas, neumáticas, fluídricas, etc. Los contactores corrientemente utilizados en la industria son accionados mediante la energía magnética proporcionada por una bobina, y a ellos nos referimos seguidamente.
Un contactor accionado por energía magnética, consta de un núcleo magnético y de una bobina capaz de generar un campo magnético suficientemente grande como para vencer la fuerza de los muelles antagonistas que mantienen separada del núcleo una pieza, también magnética, solidaria al dispositivo encargado de accionar los contactos eléctricos.
Así pues, característica importante de un contactor será la tensión a aplicar a la bobina de accionamiento, así como su intensidad ó potencia. Según sea el fabricante, dispondremos de una extensa gama de tensiones de accionamiento, tanto en continua como en alterna siendo las más comúnmente utilizadas, 24, 48, 220, y 380. La intensidad y potencia de la bobina, naturalmente dependen del tamaño del contador.
El tamaño de un contactor, depende de la intensidad que es capaz de establecer, soportar e interrumpir, así como del número de contactos de que dispone (normalmente cuatro). El tamaño del contactor también depende de la tensión máxima de trabajo que puede soportar, pero esta suele ser de 660 V. para los contactores de normal utilización en la industria.
Referente a la intensidad nominal de un contactor, sobre catálogo y según el fabricante, podremos observar contactores dentro de una extensa gama, generalmente comprendida entre 5 A y varios cientos de amperios. Esto equivale a decir que los contactores son capaces de controlar potencias dentro de un amplio margen; así, por ejemplo, un contactor para 25 A. conectado en una red bifásica de 380 V. es capaz de controlar receptores de hasta 380ð 25=9.500 VA. y si es trifásica 3ð 220ð 25=16.454 VA. Naturalmente nos referimos a receptores cuya carga sea puramente resistiva (cos ð = 1), ya que de lo contrario, las condiciones de trabajo de los contactos quedan notablemente modificadas.
Cuando el fabricante establece la corriente característica de un contactor, lo hace para cargas puramente óhmicas y con ella garantiza un determinado número de maniobras, pero si el cosð de la carga que se alimenta a través del contactor es menor que uno, el contactor ve reducida su vida como consecuencia de los efectos destructivos del arco eléctrico, que naturalmente aumentan a medida que disminuye el cos ð .
Por lo general, los contactores que utilicemos referirán sus características a las recomendaciones C. E. I (Comité Electrotécnico Internacional), que establecen los siguientes tipos de cargas:
AC-1 Para cargas resistivas o débilmente inductivas cos ð = 0,95.
AC-2 Para cargar inductivas (cos ð = 0.65) .Arranque e inversión de marcha de motores de anillos rozantes.
AC-3 Para cargas fuertemente inductivas (cos ð = 0.35 a 0.65). Arranque y desconexión de motores de jaula.
AC-4 Para motores de jaula: Arranque, marcha a impulsos y frenado por inversión.
Prácticamente, la casi totalidad de las aplicaciones industriales, tales como máquinas-herramientas, equipos para minas, trenes de laminación, puentes-grúas, etc., precisan de la colaboración de gran número de motores para realizar una determinada operación, siendo conveniente que puedan ser controlados por un único operador situado en un “centro de control”, desde donde sea posible observar y supervisar todas las partes de la instalación. Esta clase de trabajo no se puede realizar con interruptores o cualquier otro elemento de gobierno que precise de un mando manual directo, debido a que el operador no tendría tiempo material de accionar los circuitos que correspondiesen de acuerdo con las secuencias de trabajo. Estos y otros problemas similares pueden quedar solventados con el uso de contactores montados según un circuito de marcha-paro que denominaremos “función memoria” y que es base de los automatismos eléctricos.
DESCRIPCION DEL CONTACTOR.
fig.1

La figura anterior describe las partes del contactor.


PARTES DEL CONTACTOR.
CARCAZA.

La carcaza es el elemento en el cual se fijan todos los componentes conductores del contactor, para lo cual es fabricada en un material no conductor con propiedades como la resistencia al calor, y un alto grado de rigidez. Uno de los más utilizados materiales es la fibra de vidrio pero tiene un inconveniente y es que este material es quebradizo y por lo tanto su manipulación es muy delicada. En caso de quebrarse alguno de los componentes no es recomendable el uso de pegantes.
ELECTROIMAN.
También es denominado circuito electromagnético, y es el elemento motor del contactor.
Esta compuesto por una serie de elementos cuya finalidad es transformar la energía eléctrica en un campo magnético muy intenso mediante el cual se produce un movimiento mecánico aprovechando las propiedades electromagnéticas de ciertos materiales.
· BOBINA
Consiste en un arrollamiento de alambre de cobre con unas características muy especiales con un gran número de espiras y de sección muy delgada para producir un campo magnético. El flujo magnético produce un par magnético que vence los pares resistentes de los muelles de manera que la armadura se puede juntar con el núcleo estrechamente.
· Bobina energizada con CA.
Para el caso cuando una bobina se energiza con corriente alterna, se produce una corriente de magnitud muy alta puesto que solo se cuenta con la resistencia del conductor, ya que la reactancia inductiva de la bobina es muy baja debido al gran entrehierro que existe entre la armadura y el núcleo, esta corriente tiene factor de potencia por consiguiente alto, del orden de 0.8 a 0.9 y es llamada corriente de llamada.
Esta corriente elevada produce un campo magnético muy grande capaz de vencer el par ejercido por los muelles o resorte que los mantiene separados y de esta manera se cierra el circuito magnético uniéndose la armadura con el núcleo trayendo como consecuencia el aumento de la reactancia inductiva y así la disminución de hasta aproximadamente diez veces la corriente produciéndose entonces una corriente llamada corriente de mantenimiento con un factor de potencia más bajo pero capaz de mantener el circuito magnético cerrado.
Para que todo este procedimiento tenga éxito las bobinas deben ser dimensionadas para trabajar con las corrientes bajas de mantenimiento pues si no se acciona el mecanismo de cierre del circuito magnético la corriente de llamada circulará un tiempo más grande del previsto pudiendo así deteriorar la bobina.
· Bobina energizada con CC.
En este caso no se presenta el fenómeno anterior puesto que las corrientes de llamada y de mantenimiento son iguales. La única resistencia presente es la resistencia de la bobina misma por lo cual las características y la construcción de estas bobinas son muy especiales.
La bobina puede ser energizada por la fuente de alimentación o por una fuente independiente.
· EL NUCLEO.
Su función es concentrar y aumentar el flujo magnético con el fin de atraer la armadura eficientemente. Está construido de láminas de acero al silicio superpuestas y unidas firmemente unas con otras con el fin de evitar las corrientes parásitas.
El pequeño entrehierro entre la armadura y el núcleo se crea con el fin de eliminar los magnetismos remanentes.
Cuando circula una corriente alterna por la bobina es de suponerse que cuando la corriente pasa por el valor cero, el núcleo se separa de la armadura puesto que el flujo también es cero pero como esto sucede 120 veces en un segundo (si la frecuencia es de 60Hz) por lo cual en realidad no hay una verdadera separación pero esto sin embargo genera vibraciones y un zumbido además del aumento de la corriente de mantenimiento; por esto las bobinas que operan con corriente alterna poseen unos dispositivos llamados espiras de sombra las cuales producen un flujo magnético desfasado con el principal de manera que se obtiene un flujo continuo similar al producido por una corriente continua.
ARMADURA.
Es un elemento móvil muy parecido al núcleo pero no posee espiras de sombra, su función es la de cerrar el circuito magnético ya que en estado de reposo se encuentra separada del núcleo. Este espacio de separación se denomina entrehierro o cota de llamada.
Tanto el cierre como la apertura del circuito magnético suceden en un espacio de tiempo muy corto (10 milisegundos aproximadamente), todo debido a las características del muelle, por esto se pueden presentar dos situaciones.
· Cuando el par resistente es mayor que el par electromagnético, no se logra atraer la armadura.
· Si el par resistente es débil no se lograra la separación rápida de la armadura.
Cada una de las acciones de energizar o desenergizar la bobina y por consiguiente la atracción o separación de la armadura, es utilizada para accionar los contactos que obran como interruptores, permitiendo o interrumpiendo el paso de la corriente. Estos contactos están unidos mecánicamente (son solidarios) pero son separados eléctricamente.
CONTACTOS.
fig.2

El objeto de estos elementos es permitir o interrumpir el paso de la corriente, son elementos conductores, los cuales se accionan tan pronto se energiza o se desenergiza la bobina por lo que se les denomina contactos instantáneos. Esta función la cumplen tanto en el circuito de potencia como en el circuito de mando.
Los contactos están compuestos por tres partes dos de las cuales son fijas y se encuentran ubicadas en la carcaza y una parte móvil que une estas dos y posee un resorte para garantizar el contacto
Las partes que entran en contacto deben tener unas características especiales puesto que al ser accionados bajo carga, se presenta un arco eléctrico el cual es proporcional a la corriente que demanda la carga, estos arcos producen sustancias que deterioran los contactos pues traen como consecuencia la corrosión, también las características mecánicas de estos elementos son muy importantes.
· CONTACTOS PRINCIPALES.
Son los encargados de permitir o interrumpir el paso de la corriente en el circuito principal, es decir que actúa sobre la corriente que fluye de la fuente hacia la carga.
Es recomendable estar verificando la separación de estos que permiten que las partes fijas y móviles se junten antes de que el circuito magnético se cierre completamente, esta distancia se le denomina cota de presión. Esta no debe superar el 50%.
En caso de cambio de los contactos se tienen las siguientes recomendaciones:
· Cambiar todos los contactos y no solamente el dañado.
· Alinear los contactos respetando la cota inicial de presión.
· Verificar la presión de cada contacto con el contactor en funcionamiento.
· Verificar que todos los tornillos y tuercas se encuentren bien apretados.
Debido a que operan bajo carga, es determinant4e poder extinguir el arco que se produce puesto que esto deteriora el dispositivo ya que produce temperaturas extremadamente altas, para esto, los contactos se encuentran instalados dentro de la llamada cámara apagachispas, este objetivo se logra mediante diferentes mecanismos.
· Soplado por auto-ventilación: Este dispositivo consiste en dos aberturas, una grande y una pequeña, al calentarse el aire, este sale por la abertura pequeña entrando aire fresco por la abertura grande y este movimiento de aire hace que se extinga la chispa.
· Cámaras desionizadoras: Estas cámaras consisten en un recubrimiento metálico que actúa como un disipador de calor y por esto el aire no alcanza la temperatura de ionización. Este método suele acompañarse por el soplado por auto-ventilación.
· Transferencia y fraccionamiento del arco: Consiste en dividir la chispa que se produce de manera que es mas fácil extinguir chispas más pequeñas. Esto se realiza mediante guías en los contactos fijos.
· Soplo magnético: Este método emplea un campo magnético que atrae la chispa hacia arriba de la cámara aumentando de esta manera la resistencia. Este método suele ir acompañado del soplado por auto-ventilación y debe realizarse en un tiempo no muy largo pero tampoco extremadamente corto.
· CONTACTOS SECUNDARIOS.
Estos contactos secundarios se encuentran dimensionados para corrientes muy pequeñas porque estos actúan sobre la corriente que alimenta la bobina del contactor o sobre elementos de señalización.
Dado que en ocasiones deben trabajar con los PLC estos contactos deben tener una confiabilidad muy alta.
Gran parte de la versatilidad de los contactores depende del correcto uso y funcionamiento de los contactos auxiliares. Normalmente los contactos auxiliares son:
· Instantáneos: Actúan tan pronto se energiza la bobina del contactor.
· De apertura lenta: La velocidad y el desplazamiento del contacto móvil es igual al de la armadura.
· De apertura positiva: Los contactos abiertos y cerrados no pueden coincidir cerrados en ningún momento.
Sin embargo se encuentran contactores auxiliares con adelanto al cierre o a la apertura y con retraso al cierre o a la apertura. Estos contactos actúan algunos milisegundos antes o después que los contactos instantáneos. Existen dos clases de contactos auxiliares:
· Contacto normalmente abierto: (NA o NO), llamado también contacto instantáneo de cierre: contacto cuya función es cerrar un circuito, tan pronto se energice la bobina del contactor. En estado de reposo se encuentra abierto.
· Contacto normalmente cerrado: (NC), llamado también contacto instantáneo de apertura, contacto cuya función es abrir un circuito, tan pronto se energice la bobina del contactor. En estado de reposo se encuentra cerrado.
FUNCIONAMIENTO DEL CONTACTOR.
Cuando la bobina se energiza genera un campo magnético intenso, de manera que el núcleo atrae a la armadura, con un movimiento muy rápido. Con este movimiento todos los contactos del contactor, principales y auxiliares, cambian inmediatamente y de forma solidaria de estado.
Existen dos consideraciones que debemos tener en cuenta en cuanto a las características de los contactores:
· Poder de cierre: Valor de la corriente independientemente de la tensión, que un contactor puede establecer en forma satisfactoria y sin peligro que sus contactos se suelden.
· Poder de corte: Valor de la corriente que el contactor puede cortar, sin riesgo de daño de los contactos y de los aislantes de la cámara apagachispas. La corriente es más débil en cuanto más grande es la tensión.
Para que los contactos vuelvan a su posición anterior es necesario desenergizar la bobina. Durante esta desenergización o desconexión de la bobina (carga inductiva) se producen sobre-tensiones de alta frecuencia, que pueden producir interferencias en los aparatos electrónicos.
Desde del punto de vista del funcionamiento del contactor las bobinas tienen la mayor importancia y en cuanto a las aplicaciones los contactos tienen la mayor importancia.
CLASIFICACION DE LOS CONTACTORES.
Los contactores se pueden clasificar de acuerdo con:
· Por su construcción
· . Contactores electromecánicos: Son aquellos ya descritos que funcionan de acuerdo a principios eléctricos, mecánicos y magnéticos.
· Contactores estáticos o de estado sólido: Estos contactores se construyen a base de tiristores. Estos presentan algunos inconvenientes como:
· Su dimensionamiento debe ser muy superior a lo necesario.
· La potencia disipada es muy grande (30 veces superior).
· Son muy sensibles a los parásitos internos y tiene una corriente de fuga importante.
· Su costo es muy superior al de un contactor electromecánico equivalente.
· Por el tipo de corriente eléctrica que alimenta la bobina.
· Contactores para AC.
· Contactores para DC.
· Por los contactos que tiene.
· Contactores principales.
· Contactores auxiliares.
· Por la carga que pueden maniobrar (categoría de empleo). Tiene que ver con la corriente que debe maniobrar el contactor bajo carga.
CATEGORIA DE EMPLEO.
Para establecer la categoría de empleo se tiene en cuenta el tipo de carga controlada y las condiciones en las cuales se efectúan los cortes.
Las categorías más usadas en AC son:
· AC1: Cargas no inductivas (resistencias, distribución) o débilmente inductivas, cuyo factor de potencia sea por lo menos 0.95.
· AC2: Se refiere al arranque, al frenado en contracorriente y a la marcha por impulso permanente de los motores de anillos.
Al cierre el contactor establece el paso de corrientes de arranque equivalentes a más o menos 2.5 la corriente nominal del motor. A la apertura el contactor debe cortar la intensidad de arranque, con una tensión inferior o igual a la tensión de la red.
· AC3: Para el control de motores jaula de ardilla (motores de rotor en cortocircuito) que se apagan a plena marcha.
Al cierre se produce el paso de corrientes de arranque, con intensidades equivalentes a 5 o más veces la corriente nominal del motor. A la apertura corta el paso de corrientes equivalentes a la corriente nominal absorbida por el motor. Es un corte relativamente fácil.
· AC4: Se refiere al arranque, al frenado en contracorriente y a la marcha por impulso permanente de los motores de jaula.
Al cierre se produce el paso de la corriente de arranque, con intensidades equivalentes a 5 o más veces la corriente nominal del motor. Su apertura provoca el corte de la corriente nominal a una tensión, tanto mayor como tanto mayor es la velocidad del motor. Esta tensión puede ser igual a la tensión de la red. El corte es severo.
En corriente continua se encuentran cinco categorías de empleo: DC1, DC2, DC3, DC4 y DC5.
Un mismo contactor dependiendo de la categoría de empleo, puede usarse con diferentes corrientes.
CRITERIOS PARA LA ELECCIÓN DE UN CONTACTOR.
Para elegir el contactor que más se ajusta a nuestras necesidades, se debe tener en cuenta los siguientes criterios:
· Tipo de corriente, tensión de alimentación de la bobina y la frecuencia.
· Potencia nominal de la carga.
· Condiciones de servicio: ligera, normal, dura, extrema. Existen maniobras que modifican la corriente de arranque y de corte.
· Si es para el circuito de potencia o de mando y el número de contactos auxiliares que necesita.
· Para trabajos silenciosos o con frecuencias de maniobra muy altas es recomendable el uso de contactores estáticos o de estado sólido.
· Por la categoría de empleo.
VENTAJAS DEL USO DE LOS CONTACTORES.
Porque usar contactores
Los contactores presentan ventajas en cuanto a los siguientes aspectos y por los cuales es recomendable su utilización.
· Automatización en el arranque y paro de motores.
· Posibilidad de controlar completamente una máquina, desde barios puntos de maniobra o estaciones.
· Se pueden maniobrar circuitos sometidos a corrientes muy altas, mediante corrientes muy pequeñas.
· Seguridad del personal, dado que las maniobras se realizan desde lugares alejados del motor u otro tipo de carga, y las corrientes y tensiones que se manipulan con los aparatos de mando son o pueden ser pequeños.
· Control y automatización de equipos y máquinas con procesos complejos, mediante la ayuda de los aparatos auxiliares de mando, como interruptores de posición, detectores inductivos, presóstatos, temporizadores, etc.
· Ahorro de tiempo al realizar maniobras prolongadas.
1.7. CAUSAS DEL DETERIORO DE LOS CONTACTORES.
Cuando un contactor no funciona o lo hace en forma deficiente, lo primero que debe hacerse es revisar el circuito de mando y de potencia (esquemas y montaje), verificando el estado de los conductores y de las conexiones, porque se pueden presentar falsos contactos, tornillos flojos etc.
Además de lo anterior es conveniente tener en cuenta los siguientes aspectos en cada una de las partes que componen el contactor:
DETERIORO EN LA BOBINA.
· La tensión permanente de alimentación debe ser la especificada por el fabricante con un 10% de tolerancia.
· El cierre del contactor se puede producir con el 85% de variación de la tensión nominal y la apertura con el 65%.
· Cuando se producen caídas de tensión frecuentes y de corta duración, se pueden emplear retardadores de apertura capacitivos.
· Si el núcleo y la armadura no se cierran por completo, la bobina se recalentará hasta deteriorarse por completo, por el aumento de la corriente de mantenimiento.
DETERIORO EN EL NUCLEO Y ARMADURA.
Cuando el núcleo y la armadura no se juntan bien y/o se separan, produciendo un campo electromagnético ruidoso, es necesario revisar:
· La tensión de alimentación de la bobina: si es inferior a la especificada, generará un campo magnético débil, sin la fuerza sufriente para atraer completamente la armadura.
· Los muelles, ya que pueden estar vencidos por fatiga del material, o muy tensos.
· La presencia de cuerpos extraños en las superficies rectificadas del núcleo y/o armadura. Estas superficies se limpian con productos adecuados (actualmente se fabrican productos en forma de aerosoles). Por ningún motivo se deben raspar, lijar y menos limar.
DETERIORO EN LOS CONTACTOS.
Cuando se presenta un deterioro prematuro es necesario revisar:
· Si el contactor corresponde a la potencia nominal del motor, y al número y frecuencia de maniobras requerido.
· Cuando la elección ha sido la adecuada y la intensidad de bloqueo del motor es inferior al poder de cierre del contactor, el daño puede tener origen en el circuito de mando, que no permite un correcto funcionamiento del circuito electromagnético.
· Caídas de tensión en la red, provocadas por la sobre-intensidad producida en el arranque del motor, que origina pérdida de energía en el circuito magnético, de tal manera que los contactos, al no cerrarse completamente y carecer de la presión necesaria, acaban por soldarse.
· Cortes de tensión en la red: al reponerse la tensión, si todos los motores arrancan simultáneamente, la intensidad puede ser muy alta, provocando una caída de tensión, por lo cual es conveniente colocar un dispositivo, para espaciar los arranques por orden de prioridad.
· Micro-cortes en la red: cuando un contactor se cierra nuevamente después de un micro-corte (algunos milisegundos), la fuerza contra-electromotriz produce un aumento de la corriente pico, que puede alcanzar hasta el doble de lo normal, provocando la soldadura de algunos contactos y un arco eléctrico, entre otros problemas. Este inconveniente puede eliminarse usando un contacto temporizado, que retarde dos o tres segundos el nuevo cierre.
· Vibración de los contactos de enclavamiento, que repercute en el electroimán del contactor de potencia, provocando cierres incompletos y soldadura de los contactos.
ELEMENTOS AUXILIARES DE MANTO.
DESCRIPCION Y DEFINICION DE LOS ELEMENTOS AUXILIARES DE MANDO.

Son aparatos con funciones similares a la de los pulsadores, pero que a diferencia de estos, no son accionados por el operario sino por otros factores, como presión, tiempo, luz, acción mecánica, campos magnéticos, temperatura etc. Dentro del diagrama general de un automatismo eléctrico, se ubican en las etapas de detección y de tratamiento.
Los elementos usados en la etapa de detección, tienen las mismas aplicaciones e importancia en los automatismos electrónicos. Como en el caso de los pulsadores, únicamente trataremos aquellos que tienen un uso más frecuente y generalizado en los procesos industriales actuales.
2.2. TIPOS DE ELEMENTOS AUXILIARES DE MANDO.
2.2.1. INERRUPTOR DE POSICIÓN FINAL O DE CARRERA.
Aparato empleado en la etapa de detección y fabricado específicamente para indicar, informar y controlar la presencia, ausencia o posición de una máquina o parte de ella siendo accionado por ellas mismas mediante contacto físico (ataque).
Pueden ser también:
· De ataque frontal.
· De ataque lateral unidireccional o bidireccional.
· De ataque lateral multidireccional.
2.2.2. TEMPORIZADORES O RELES DE TIEMPO.
Son aparatos en los cuales se abren o cierran determinados contactos, llamados contactos temporizados, después de cierto tiempo, debidamente preestablecido, de haberse abierto o cerrado su circuito de alimentación.
2.2.2.1. TEMPORIZADOR AL TRABAJO.
Aquel cuyos contactos temporizados actúan después de cierto tiempo de que se ha energizado el elemento motor del temporizador. En el momento de energizar el temporizador, los contactos temporizados que tiene siguen en la misma posición de estado de reposo y solamente cuando ha transcurrido el tempo programado, cambian de estado, es decir que el contacto NA se cierra y el contacto NC se abre.
2.2.2.2. TEMPORIZADOR AL REPOSO.
En este tipo de temporizador, los contactos temporizados actúan como temporizados después de cierto tiempo de haber sido desenergizado ele elemento motor del temporizador. Cuando se energiza el temporizador, sus contactos temporizados actúan inmediatamente como si fueran contactos instantáneos, manteniéndose en esa posición todo el tiempo que el temporizador esté energizado.
2.2.2.3. TEMPORIZADOR ELECTROMECÁNICO.
Temporizador en el cual la temporización se consigue mediante engranajes, con sistemas comparables a los relojes mecánicos. El conteo del tiempo programado se inicia al energizar un pequeño motor síncrono de velocidad constante, que mueve una serie de engranajes, para reducir la velocidad del motor. El último de los engranajes lleva un pin o tope para accionar unos contactos de apertura lenta o un micro ruptor de apertura brusca, los cuales actúan como contactos temporizados.
2.2.2.4. TEMPORIZADORES NEUMATICOS.
Temporizadores en los cuales la temporización se obtiene regulando la entrada de aire en un fuelle, hasta que se llene completamente, momento en el cual éste acciona los contactos del temporizador. El aire es expulsado del fuelle prácticamente en forma instantánea.
2.2.2.5. TEMPORIZADORES ELECTRONICOS.Son aquellos cuyo sistema de temporización esta conformado por circuitos electrónicos. Se encuentra una gran variedad de modelos, dependiendo de su funcionamiento
.

miércoles, 2 de julio de 2008

MAGNITUDES ELECTRICAS







ADMITANCIA:
Magnitud que expresa la facilidad del paso de corriente en un circuito eléctrico, es inversa de la impedancia, (Z) la magnitud se da siemens se simboliza (Y).
S en el S.I
Y, es la inversa de la impedancia, Z.



Formula:
Y=1/ Z



CAPACITANCIA:
Es la capacidad que tienen los conductores eléctricos de poder admitir cargas cuando son sometidos a un potencial. Se define también, como la relación entre la magnitud de la carga (Q) en cualquiera de los conductores y la magnitud de la diferencia de potencial entre ellos (V).
Está Relación entre la magnitud de carga de cualquiera de los conductores y magnitud de la diferencia de potencial entre ellos. Hace que el valor máximo de la tensión se a siempre menor que el valor máximo de la corriente. La magnitud se da en faradios, se simboliza (C)

Formula
C =Q/ V

Donde:
C es la capacidad, medida en faradios; Q es la carga eléctrica almacenada, medida en culombios
V es la diferencia de potencial , medida en voltios.

CARGA ELECTRICA:
Es la cantidad de carga que posee un cuerpo. La cantidad de carga elemental es el electrón, pero como es una unidad tan pequeña, el sistema internacional de unidades (SI) utiliza un unidad superior que es el Columbio, que equivale a 6,24.1018 electrones. (6,24 trillones de electrones) se simboliza (Q).


Formula:
Q= I.t

Donde I es intensidad de corriente
T es tiempo en segundos.

CONDUCTANCIA:
Propiedad de los cuerpos de transmitir calor o corriente. Un siemens es la conductancia de un alambre conductor que permite circular 1 amperio cuando se aplica en sus extremos la diferencia de potencial de 1voltio. La magnitud se da en siemens y se simboliza (G) en el (SI) es S.



Formula
S=1/R

CONDUCTIVIDAD:
Es la facilidad que ofrece un material al pasó de la corriente eléctrica. Es la opuesta a la resistencia a mayor conductancia la resistencia disminuye y a mayor resistencia menor conductacia. La magnitud se da en siemens por metro, se simboliza ( σ) sigma.

Formula
σ=1 /ρ


CORRIENTE ELECTRICA:
La corriente eléctrica es el movimiento de los electrones por el interior de un conductor.
Se utiliza el término para describir la tasa de flujo de carga que pasa por alguna región de espacio , la magnitud se da en amperios (A). Esto significa que amperio de corriente es equivalente a 1C de carga que pasa por el área de la superficie.

Formula
I = Q/t

DENSIDAD DE CORRIENTE:
La densidad de corriente eléctrica se define como una magnitud vectorial que tiene unidades de corriente eléctrica por unidad de superficie.
Para la densidad de corriente el símbolo que lo representa es la J y su unidad de medida es A/m² en el SI.
La magnitud se da en amperios por metro cuadrado, se simboliza j.






Formula:
I=Sj*dS

I es la corriente eléctrica en amperios A
J es la densidad de corriente en A.m²
S es la superficie de estudio en m²



DENSIDAD DE FLUJO MAGNETICO: (B)
La densidad de flujo magnético en una región de un campo magnético es el número de líneas de flujo (medidas en Weber (Wb) que atraviesan perpendicularmente la unidad de área (medida en m2) de una región.
En términos generales, cuando una partícula cargada se desplaza a través de un campo magnético, experimenta una fuerza que forma ángulos rectos con la velocidad de la partícula y con la dirección del campo. Como la fuerza siempre es perpendicular a la velocidad, las partículas se mueven en trayectorias curvas. Los campos magnéticos se emplean para controlar las trayectorias de partículas cargadas en dispositivos como los aceleradores de partículas o los espectrógrafos de masas. La magnitud se representa con la letra B, en S.I la unidad de medida es Tesla (T)



Formula:
B=ø/A

B=ØFLUJO; A AREA


DENSIDAD DE FLUJO ELECTRICO:
Se define como flujo eléctrico la cantidad de fluido eléctrico que atraviesa una superficie dada o el conjunto de líneas invisibles de fuerza que se denomina flujo magnético.
Este fluido eléctrico no transporta materia, pero ayuda a analiza cantidad de campo eléctrico ( ) que pasa por una superficie.
Esta medida del número de líneas de campo eléctrico que penetran una superficie es uniforme y hace un ángulo con la normal a la superficie.
La magnitud se representa por la letra D, equivale (culombios/m2)
Se dice que la densidad de flujo eléctrico es el número de líneas de fuerza por metro cuadrado de superficie.



Formula:
D = Q/a

Para medir la de la densidad de corriente se utiliza el amperímetro.



FACTOR DE POTENCIA:
Se define factor de potencia, f.p de un circuito de corriente alterna a la relación entre la potencia activa, P, y la potencia aparente, S, o bien como el coseno del ángulo que forman los fasoresde la intensidad y el voltaje, designándose en este caso como cosφ, siendo φ el valor de dicho ángulo. el factor de potencia tiene gran importancia en la instria, ya que determina recargos en la cuenta de energía eléctrica, los cuales llegan a ser significativos cuando el factor de potencia es reducido. Formula1 formula2
Cosφ=Z/R Cosφ= P/S

El dispositivo utilizado para medir el f.p se denomina cosímetro.
importancia del factor de potencia
1. El factor de potencia se puede definir como la relación que existe entre la potencia activa (KW) y la potencia aparente (KVA) y es indicativo de la eficiencia .con que se está utilizando la energía eléctrica para producir un trabajo útil.

2. El origen del bajo factor de potencia son las cargas de naturaleza inductiva, entre las que destacan los motores de inducción, los cuales pueden agravarlo si no se operan en las condiciones para las que fueron diseñados.

3. El bajo factor de potencia es causa de recargos en la cuenta de energía eléctrica, los cuales llegan a ser significativos cuando el factor de potencia es reducido.

4. Un bajo factor de potencia limita la capacidad de los equipos con el riesgo de incurrir en sobrecargas peligrosas y pérdidas excesivas con un dispendio de energía.

5. El primer paso en la corrección del factor es el prevenirlo mediante la selección y operación correcta de los equipos. Por ejemplo, adecuando la carga de los motores a su valor nominal.

6. Los capacitores de potencia son la forma más práctica y económica para mejorar el factor de potencia, sobre todo en instalaciones existentes.
7. El costo de los capacitores se recupera rápidamente, tan sólo por los ahorros que se tienen al evitar los recargos por bajo factor de potencia en el recibo de energía eléctrica.

8. Entre más cerca se conecten los capacitores de la carga que van a compensar, mayores son los beneficios que se obtienen.

9. Cuando las variaciones de la carga son significativas, es recomendable el empleo de bancos de capacitores automáticos.

10. a corrección del factor de potencia puede ser un problema complejo. Recurrir a especialistas es conveniente, si no se cuenta con los elementos necesarios para resolverlo.

FRECUENCIA:
Es una medida para indicar el número de repeticiones de cualquier fenómeno o suceso periódico en la unidad de tiempo. Para calcular la frecuencia de un evento, se contabilizan un número de ocurrencias de este teniendo en cuenta un intervalo temporal, luego estas repeticiones se dividen por el tiempo transcurrido.
La magnitud se da en hertz se simboliza F en S.I (Hz).


Formula:
f= 1/T

Conociendo que es número de ciclos que se producen en un segundo se medir esta magnitud se mide con un osciloscopio.
Donde la frecuencia es el número de oscilaciones o vueltas por segundo que se realizan

FUERZA ELECTROMOTRIZ:

Fuerza eléctrica que provoca que los electrones se desplacen a través de un conductor la fuerza electromotriz también es conocidas como tensión la magnitud se da en vatio, se simboliza E en el S.I V.

En la ley de ohm V=I*R
para hallar la potencia con una carga V=P/I*COS




Formula:
V=I*R

El instrumento más preciso para medir una fuerza electromotriz es el potenciómetro,


ILUMINANCIA:
Es la cantidad de flujo luminoso que incide, atraviesa o emerge de una superficie, por unidad de área. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el lux, se simboliza Lx.


Formula:
Ev=df/ds

ILUMINANCIA:

Es la cantidad de

flujo luminoso que incide, atraviesa o emerge de una superficie, por unidad de área. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el lux, se simboliza Lx.

Formula


Ev=df/ds


IMPEDANCIA:
Es la oposición al flujo de corriente en un circuito, se da por la
Relación entre la tensión alterna aplicada, y la intensidad corriente producida.
esta magnitud está relacionada con la capacitancia y la inductancia. La magnitud se da en ohmios se representa Z en el S.I Ω.
La impedancia es una magnitud que establece la relación (cociente) entre la tensión y la intensidad de corriente. Tiene especial importancia si la corriente varía en el tiempo, en cuyo caso, ésta, la tensión y la propia impedancia, se notan con números complejos o funciones del análisis armónico. Su módulo establece la relación entre los valores máximos o los valores eficaces de la tensión y de la corriente. La parte real de la impedancia es la resistencia y su parte imaginaria es la reactancia. el estudio de la impedancia tiene lugar en circuitos de corriente alterna (AC).

Formula:
Z=V/I

INDUCTANCIA:
Cuando una corriente que esta cambiando de valor circula por una sola bobina, se produce un campo magnético variable entorno a ella. Este efecto induce un voltaje promedio de la inducción electromagnético a trabes de la bobina.
Una bobina tiene una inductancia de un henrio cuando una corriente que cambia a razón de un amperio por segundo origina un voltaje de un voltio.

Este efecto es lo que se conoce como inductancia.
La magnitud se da en henrios, se simboliza con la letra (L). En el S.I es H.

Formula:
L=Ф/I

Inductancia, L, a la relación entre el

flujo magnético, y la intensidad de corriente eléctrica, I

INTENSIDAD DE CAMPO ELECTRICO

CAMPO ELECTRICO: Es la perturbación o alteración de el espacio debido a al presencia de cargas eléctricas. Se nota cuando colocamos en su seno una partícula o cuerpo cargado, a parece una fuerza de atracción o de repulsión.
La intensidad de campo eléctrico en un punto es la fuerza que actúa sobre la unidad de carga situada en él. Si E es la intensidad de campo, sobre una carga Q actuará una fuerza
La magnitud se da en voltio por metro, se simboliza: E.
hcf

Formula:
E = F/ Q

INTENSIDAD DE CAMPO MAGNETICO
Permeabilidad o capacidad de un material para conducir las líneas de fuerza magnéticas se miden comparándolas con la capacidad que presenta el aire para conducir dichas líneas.
La intensidad del campo magnético esta relacionada directamente con el número de dominios que sean alineados dentro del imán durante la magnetización.
Se entiende como DOMINIO el momento en que los átomos se encuentran alineados, cuando esto sucede la mayoría de los electrones giran en el mismo sentido.


insttrumento de medida es el galvanómetro balístico.

INTENSIDAD LUMINOSA:
Se define como la cantidad de flujo luminoso, propagándose en una dirección dada, que emerge, atraviesa o incide sobre una superficie por unidad de ángulo sólido. Su unidad es candela (cd).

Formula
I=dF/dΩ

Donde:
es la intensidad luminosa, medida en candelas.
es el flujo luminoso, en lúmenes.
Es el elemento diferencial de ángulo sólido.

LONGUITUD DE ONDA:
La longitud de una onda es la distancia entre dos crestas consecutivas. Describe cuán larga es la onda, entonces La distancia existente entre dos crestas o valles consecutivos es lo que llamamos longitud de onda.
La longitud de onda es inversamente proporcional a la frecuencia de la onda. Una longitud de onda larga corresponde a una frecuencia baja, mientras que una longitud de onda corta corresponde una frecuencia alta.
El símbolo "λ” (lambda) representar la longitud de onda.

Formula:
λ =c / f

Donde λ es la longitud de onda, c es la velocidad de la onda, y f es la frecuencia. Para la luz y otras ondas electromagnéticas que viajan en el vacío, c = 299.792.458 m/s (186,282 millas/s), la velocidad de la luz.

PERMEABILIDAD RELATIVA:
Es una constante física que describe cómo un campo eléctrico afecta y es afectado por un medio.
La permitividad es determinada por la habilidad de un material de polarizarse en respuesta a un campo eléctrico aplicado y, de esa forma, cancelar parcialmente el campo dentro del material. Está directamente relacionada con la susceptibilidad eléctrica. Ecuación algebraica.

Formula:
μ r=B/H

Donde B es la inducción magnética (también llamada densidad de flujo magnético) en el material, y H es intensidad de campo magnético.

PERMITIVIDAD RELATIVA:
Es una propiedad macroscópica de un medio dieléctrico relacionado con la permitividad eléctrica del medio.
La permitividad es el cociente de los campos D/E en ese medio. También aparece como parte de la constante de fuerza de Coulomb, que expresa la atracción entre dos cargas unitarias en el vacío.

POTENCIA ACTIVA:
Es la potencia que representa la capacidad de un circuito para realizar un proceso de transformación de la energía eléctrica en trabajo. Los diferentes dispositivos eléctricos existentes convierten la energía eléctrica en otras formas de energía tales como: mecánica (motor). , lumínica (bombillos, lámparas), térmica(en cada cuerpo), química(presente en los átomos). etc. Esta potencia es, por lo tanto, la realmente consumida por los circuitos. Cuando se habla de demanda eléctrica, es esta potencia la que se utiliza para determinar dicha demanda.
La magnitud se presenta en vatios, se designa con la letra P en el s.I se mide en watt (W).

Formula:
P=I.V. Cosφ
La potencia consumida por cualquiera de las partes de un circuito se mide con un vatímetro.

POTENCIA APARENTE:
La potencia aparente es tanto mayor cuanto más bajo sea el f.p, lo que origina una mayor dimensión de los generadores.
Relación entre potencias activas, aparentes y reactivas
La potencia aparente (también llamada compleja) de un circuito eléctrico de corriente alterna es la suma (vectorial) de la energía que disipa dicho circuito en cierto tiempo en forma de calor o trabajo y la energía utilizada para la formación de los campos eléctricos y magnéticos de sus componentes que fluctuara entre estos componentes y la fuente de energía.
Esta potencia no es la realmente consumida "útil", salvo cuando el factor de potencia es la unidad (cos φ=1), y señala que la red de alimentación de un circuito no sólo ha de satisfacer la energía consumida por los elementos resistivos, sino que también ha de contarse con la que van a "almacenar" bobinas y condensadores. Se la designa con la letra S y se mide en voltioamperios (VA).


Formula:
S=I*V

POTENCIA REACTIVA:

La potencia reactiva, la cual no produce un trabajo físico directo en los equipos, es necesaria para producir el flujo electromagnético que pone en funcionamiento elementos tales como: motores,
transformadores, lámparas fluorescentes, equipos de refrigeración y otros similares.

Esta potencia no tiene tampoco el carácter realmente de ser consumida y sólo aparecerá cuando existan bobinas o condensadores en los circuitos. La potencia reactiva tiene un valor medio nulo, por lo que no produce trabajo útil. Por ello que se dice que es una potencia desvatada (no produce vatios), se mide en voltamperios reactivos en el S.I (VAR) y se simboliza con las letras PQ.




Cuando la cantidad de equipos electricos es apreciable los requerimientos de potencia reactiva también se hacen significativa la cual produce una disminución del exagerada del factor de potencia. Un alto consumo de energía reactiva puede producirse como consecuencia principalmente de:
· Un gran número de motores.
· Presencia de equipos de refrigeración y aire acondicionado.
· Una sub-utilización de la capacidad instalada en equipos electromecánicos, por una mala planificación y operación en el sistema eléctrico de la industria. Un mal estado físico de la red eléctrica y de los equipos de la industria.


Formula:
PQ=I.V.senφ
Esta magnitud se mide con un vatimetro

REACTANCIA:
Impedancia ofrecida por un circuito eléctrico en el que existe inducción o capacidad, sin resistencia. Se mide en ohmios
La impedancia puede representarse como la suma de una parte real y una parte imaginaria.


Formula:

Z=R+jX
R es la parte resistiva o real de la impedancia y X es la parte reactiva o reactancia de la impedancia

RESISTENCIA:
Tendencia de un dispositivo o un circuito a oponerse a el movimiento de la corriente a través de el, es la mayor o menor oposición que ofrece un conductor al paso de la corriente eléctrica, de está manera la resistencia de un circuito eléctrico determina cuánta corriente fluye en él cuando se le aplica un voltaje determinado.
La unidad de resistencia eléctrica es el ohmio que se representa por la letra griega Ω
.
La resistencia de un conductor viene determinada por una propiedad de la sustancia que lo compone, conocida como conductividad, por la longitud, por la superficie transversal del objeto, y la temperatura. A una temperatura dada, la resistencia es proporcional a la longitud del conductor e inversamente proporcional a su conductividad y a su superficie transversal.

Formula:
R=ρ.L/S

Para medir esta magnitud en un circuito eléctrico, se utiliza un aparato denominado óhmetro, que ha de conectarse siempre en paralelo con la carga y con el circuito sin tensión.





RESISTIVIDAD:
Magnitud característica que mide la capacidad de un material para oponerse al flujo de una corriente eléctrica. Es la inversa de la conductividad eléctrica. La magnitud se da en metros por ohmio, se simboliza (ρ) La resistividad eléctrica de un material viene dada por la expresión R · S/l, donde R es la resistencia eléctrica del material, l la longitud y S la sección transversal del alambre.



Formula:
ρ=R.S



TENCION O POTENCIAL ELECTRICO:
Nos indica el nivel de energía que poseen los electrones en dichos puntos (es su energía potencial), o lo que es lo mismo, el trabajo que es capaz de desarrollar cada electrón al pasar del punto de mayor energía (potencial) al de menor energía. Por lo tanto, cuanto mayor sea este valor, mayor será el trabajo desarrollado por los electrones al desplazarse de un punto a otro del circuito.
La magnitud se da en: voltio (V).

Formula:
V=I*R

Para medir esta magnitud en un circuito eléctrico, se utiliza un aparato denominado voltímetro, que siempre ha de conectarse en paralelo con la carga.


A CONTINUACION NOMBRARE ALGUNOS INSTRUMENTOS DE MEDICION DE MEDICION ELECTRICA



INSTRUMENTOS DE MEDIDA

Se denominan instrumentos de medidas de electricidad todos los dispositivos que se utilizan para medir los parámetros eléctricos y asegurar así el buen funcionamiento de las instalaciones y máquinas eléctricas. La mayoría son aparatos portátiles de mano y se utilizan para el montaje; hay otros instrumentos que son conversores de medida y otros métodos de ayuda a la medición, el análisis y la revisión. La obtención de datos cobra cada vez más importancia en el ámbito industrial, profesional y privado. Se demandan, sobre todo, instrumentos de medida prácticos, que operen de un modo rápido y preciso y que ofrezcan resultados durante la medición. Existen muchos tipos de instrumentos diferentes siendo los más destacados los amperímetros, voltímetros, óhmetros, multímetros y osciloscopios.

Podemos enunciar los instrumentos de medición como el Amperímetro o unidad de intensidad de corriente. El Voltímetro como la unidad de tensión, el Ohmimetro como la unidad de resistencia y los Multimetro, galvanómetro o tester como unidades de medición múltiples.

GALVANOMETRO
Los galvanómetros son los instrumentos principales en la detección y medición de la corriente. Se basan en las interacciones entre una corriente eléctrica y un imán. El mecanismo del galvanómetro está diseñado de forma que un imán permanente o un electroimán produce un campo magnético, lo que genera una fuerza cuando hay un flujo de corriente en una bobina cercana al imán. El elemento móvil puede ser el imán o la bobina. La fuerza inclina el elemento móvil en un grado proporcional a la intensidad de la corriente. Este elemento móvil puede contar con un puntero o algún otro dispositivo que permita leer en un dial el grado de inclinación.


PUENTE DE WHEATSONE
Las mediciones más precisas de la resistencia se obtienen con un circuito llamado puente de Wheatstone, en honor del físico británico Charles Wheatstone. Este circuito consiste en tres resistencias conocidas y una resistencia desconocida, conectadas entre sí en forma de diamante. Se aplica una corriente continua a través de dos puntos opuestos del diamante y se conecta un galvanómetro a los otros dos puntos. Cuando todas las resistencias se nivelan, las corrientes que fluyen por los dos brazos del circuito se igualan, lo que elimina el flujo de corriente por el galvanómetro. Variando el valor de una de las resistencias conocidas, el puente puede ajustarse a cualquier valor de la resistencia desconocida, que se calcula a partir los valores de las otras resistencias. Se utilizan puentes de este tipo para medir la inductancia y la capacitancia de los componentes de circuitos. Para ello se sustituyen las resistencias por inductancias y capacitancias conocidas. Los puentes de este tipo suelen denominarse puentes de corriente alterna, porque se utilizan fuentes de corriente alterna en lugar de corriente continua. A menudo los puentes se nivelan con un timbre en lugar de un galvanómetro, que cuando el puente no está nivelado, emite un sonido que corresponde a la frecuencia de la fuente de corriente alterna; cuando se ha nivelado no se escucha ningún tono.


Multímetro


El multimetro tiene las funciones de voltímetro, amperímetro, ohmimetro.


Multímetro = VOM = Tester = Polímetro, Ohmiómetro

Un multímetro, conocido también como polímetro o tester, es un instrumento que ofrece la posibilidad de medir distintas magnitudes en el mismo aparato. Las más comunes son las de voltímetro, amperímetro y óhmetro. (V), corrientes continuas y alternas (I), resistencias (R), impedancias (Z), conductancias (S) y admitancias (Y).



Es utilizado frecuentemente por el personal técnico en toda la gama de electrónica y electricidad. Existen distintos modelos que incorporan además de las tres funciones básicas antes citadas otras mediciones importantes, tales como medida de la medida de temperatura mediante termopares normalizados.
También es posible medir la frecuencia intermedia de un aparato. Hay dos tipos de multímetros: analógicos y digitales el ultimo es un poco costoso pero tiene gran acogía.






Los polímetros o multimetros digitales están formados por las siguientes partes:

la pantalla: es de cuarzo líquido, como la de las calculadoras, y en ella se leen las diferentes mediciones.

El selector de corriente: es un interruptor de dos posiciones, de forma que en una de ellas, marcada con las iniciales DC, se hacen las mediciones para la corriente continua (suministrada por las pilas, baterías, fuentes de alimentación, etc.). En la otra posición, marcada con CA, se efectúan las mediciones en corriente alterna (la suministrada a través de los enchufes normales).

Es muy importante seleccionar correctamente el tipo de corriente que se va a medir pues, de lo contrario, el polímetro podría sufrir daños irreparables. No obstante, la mayoría de los polímetros disponen en su parte trasera de una tapa donde su ubica la pila y, próxima a ella, tiene un fusible para proteger el instrumento de posibles errores en la selección del tipo de corriente.

El selector de funciones: es una rueda giratoria situada en el centro del polímetro y que, dependiendo de la posición, puede efectuar mediciones de tensión, intensidad o resistencia.
Antes de hacer una medición debes situar el selector en la zona correcta. En la ilustración puedes ver marcadas con diferentes colores las tres zonas correspondientes a las tres magnitudes que podemos medir.
Como podrás observar, cada zona tiene una serie de marcas que indican «hasta dónde» puedes medir.


Los punteros: son los elementos que conectan el polímetro con el componente o circuito que vamos a medir. Disponen de una punta metálica montada sobre un mango aislante de la electricidad y se conectan al polímetro por medio de un cable que termina en una clavija. Uno es de color rojo que se emplea para captar la corriente positiva y el otro, de color negro, es para la corriente del polo negativo.

Las clavijas: son los puntos donde se enchufan los punteros. Dependiendo de la magnitud a medir, así se deben conectar éstos. El de color negro siempre se conecta a la clavija COM.




Medición de resistencias.
Es una operación muy sencilla y consiste en los siguientes pasos:
1°) Aislar del resto del circuito la resistencia o resistencias que se desean medir. En caso de no hacerlo, el polímetro puede arrojar la lectura de la parte contraria a la que tú quieres medir.
2°) Enchufar los punteros en sus clavijas correspondientes. La de color rojo, a la clavija roja marcada con las iniciales VΩ, y la de color negro, a la clavija marcada con las iniciales COM (común).
3°) Situar el selector de funciones en la zona correspondiente para efectuar mediciones resistencias (si no se tiene idea de la posible resistencia a medir por no conocer el código de colores o ser un grupo de resistencias, se debe colocar el selector en la posición de mayor valor). La pantalla del polímetro debe aparecer con la lectura cero.
4°) Tocar con los punteros en los extremos de la resistencia o parte del circuito que hemos aislado. Si en la pantalla aparece un mensaje de error es que la posición del selector de funciones está en una situación incorrecta. Iremos descendiendo punto a punto el selector hasta que en la pantalla aparezca la medición correcta. A veces, la indicación de la pantalla oscila entre dos lecturas; no te preocupes, espera a que el polímetro se estabilice y mantén bien apretados los punteros a la resistencia hasta que la lectura sea la correcta.





Medición de tensiones.
La primera precaución que debes tener presente es que en el circuito, o parte de él en que quieres efectuar la medición, pase corriente. Sobre un motor parado nunca podrás medir la tensión entre sus bornes. Una vez asegurado que pasa corriente, los pasos a seguir son los siguientes:
1 °) Asegúrate del tipo de corriente, continua o alterna, que vas a medir y sitúa el selector de tensión en la posición correcta. Lo normal es que siempre trabajes con corriente continua, así que posiciona el interruptor en la posición DC.
2 °) Enchufa los punteros en la posición correcta: el rojo en la clavija marca con VΩ, del polímetro, y el puntero negro a la clavija marcada con COM.
3°) Coloca el selector de funciones en la posición para medir tensiones, y al igual que cuando medías resistencias, si no conoces la tensión aproximada, sitúa el selector en la posición de mayor valor. 4°) Toca con los punteros en los extremos del circuito donde quieres efectuar la medición. Si en la pantalla te aparece un mensaje de error, baja punto a punto el selector de funciones hasta que te dé una lectura correcta. En el caso de que la medición te salga con signo negativo, no te preocupes, es que los punteros están cambiados. Sitúa el puntero de color rojo donde tenías el negro, y viceversa, y comprobarás que el valor es el mismo y el signo negativo ha desaparecido.





Medición de intensidades
El procedimiento es muy similar a los anteriores, con la salvedad de que en los dos casos anteriores, el polímetro se montaba en paralelo con el elemento o circuito a medir y ahora se monta en serie, o sea, intercalado. Los pasos a seguir son los siguientes:
1°) Asegúrate del tipo de corriente que vas a medir, si es continua o alterna, aunque lo más normal es que sea continua. Una vez asegurado, sitúa el selector de corriente en la posición adecuada (DC).
2°) Conecta los punteros de forma que el de color negro esté conectado en la clavija COM y el de color rojo en la clavija con las iniciales mA.
3°) Coloca el selector de funciones en la posición para medir corrientes como en los casos anteriores, posiciónalo en el mayor valor.
4°) «Rompe» el circuito en el ramal que desees medir la corriente y toca con los punteros en los dos extremos del circuito que has dejado libres, de forma que la corriente circule por dentro del polímetro. Si observas que en la pantalla aparece un mensaje de error, ve descendiendo punto a punto el selector de funciones hasta lograr la medición correcta.








La intensidad la miden los Amperímetros.














Uso del Amperímetro
Es necesario conectarlo en serie con el circuito
Se debe tener un aproximado de corriente a medir ya que si es mayor que la de la escala del amperímetro, lo puede dañar. Por lo tanto, la corriente debe ser menor de la escala del amperímetro
Cada instrumento tiene marcado la posición en que se debe utilizar: horizontal, vertical o inclinada. Si no se siguen estas reglas, las medidas no serán del todo confiables y se puede dañar el eje que soporta la aguja.
Todo instrumento debe ser inicialmente ajustado en cero.
Las lecturas tienden a ser más exactas cuando las medidas que se toman están intermedias a al escala del instrumento.
Nunca se debe conectar un amperímetro con un circuito que este energizado.
Utilidad del Amperímetro
Su principal, conocer la cantidad de corriente que circula por un conductor en todo momento, y ayuda al buen funcionamiento de los equipos, detectando alzas y bajas repentinas durante el funcionamiento. Además, muchos Laboratorios lo usan al reparar y averiguar subidas de corriente para evitar el malfuncionamiento de un equipo Se usa además con un Voltímetro para obtener los valores de resistencias aplicando la Ley de Ohm. A esta técnica se le denomina el Método del Voltímetro - Amperímetros.


La tensión la miden los Voltímetros.
uso
Es necesario conectarlo en paralelo con el circuito, tomando en cuenta la polaridad si es CC.
Se debe tener un aproximado de tensión a medir con el fin de usar el voltímetro apropiado
Cada instrumento tiene marcado la posición en que se debe utilizar: horizontal, vertical o inclinada.
Todo instrumento debe ser inicialmente ajustado en cero. Utilidad del Voltímetro Conocer en todo momento la tensión de una fuente o de una parte de un circuito. Cuando se encuentran empotrados en el Laboratorio, se utilizan para detectar alzas y bajas de tensión. Junto el Amperímetro, se usa con el Método ya nombrado.


Además el Ohmimetro mejora el circuito (Amperímetro − Voltímetro) y el Multimetro reúne todas las
Funciones de los tres antes mencionados.


Vatimetro:
Un vatihorímetro mide la potencia instantánea por tiempo Medirá Kwh. El vatihorímetro no es más que un contador de electricidad y puede estar formado por uno o más vatímetros.
R·I potencia activa, real u ohmica.
XL·I: potencia reactiva, inductiva ó magnética.
Z·I: potencia aparente, (la que mide el voltímetro).


LÚXIOMETRO MEDIDOR DE LUZ:
El luxómetro sirve para la medición precisa de los acontecimientos luminosos en el sector de la industria, el comercio, la agricultura y la investigación.

MAGNETOMETRO DE EFECTO HALL
Se emplea para calcular la densidad de campo magnético.