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Tema 4 OPTATIVA 4º ESO.
APARAMENTA EN INSTALACIONES ELECTRICAS
MODULO 4
INSTALACIONES ELECTRICAS Y DOMÓTICAS
Introducción.
4.-Aparamenta en Instalaciones Eléctricas
MODULO
4
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Tema 4 OPTATIVA 4º ESO.
APARAMENTA EN INSTALACIONES ELECTRICAS
OBJETIVOS
ACONSEJABLE
ELEMENTOS QUE VAMOS A CONOCER
PARA EL ALUMNADO
EN ESTE TEMA
-
Identificar conductores en base a sus códigos
correspondientes.
-
Seleccionar conductores de catálogos y estimar
secciones y dimensiones externas.
-
Distinguir los diversos sistemas de instalación de
conductores.
-
Estimar los tamaños de los tubos protectores a colocar
según circuitos interiores y número de conductores.
-
Interpretar las funciones de los diversos elementos de
protección que componen un cuadro de distribución.
-
Identificar los tipos de lámparas, en base a su
topología y naturaleza.
-
Leer los temas para la
completa comprensión de lo
explicado..
Para aquellos alumnos con
ciertos conocimientos de lo
tratado aconsejamos de igual
manera la lectura de los
mismos.
Estos temas incluyen
apartados prácticos en
ocasiones desconocidos
incluso para los profesionales.
Conocer la constitución, funcionamiento, conexionado
de los distintos tipos de lámparas de descarga.
-
Realizar mediciones de consumo de lámparas y sus
equipos de encendido.
-
Distinguir los distintos tipos de elementos de mando.
-
Identificar los distintos elementos de protección.
-
Conocer los dispositivos de sonería.
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Tema 4 OPTATIVA 4º ESO.
APARAMENTA EN INSTALACIONES ELECTRICAS
UNIDAD DE TRABAJO 4
APARAMENTA EN INSTALACIONES ELECTRICAS
1.- Introducción.
2.- Conductores Eléctricos.
2.1. Definición.
2.2. Materiales.
2.3. Nomenclatura de los conductores.
2.3.1. Material conductor.
2.3.2. Número y sección de conductores.
2.3.3. Designación normalizada de cables.
2.3.4. Identificación de los cables por su color.
3.- Canalizaciones eléctricas.
3.1. Definición.
3.2. Tipos de tubos protectores.
3.2.1. Tubo de plástico flexible.
3.2.2. Tubo corrugado de doble capa.
3.2.3. Tubo metálico flexible con cubierta.
3.2.4. Tubo rígido de plástico.
3.2.5. Tubo rígido metálico.
3.2.6. Instalación de tubos protectores.
3.2.7. Inserción de cables en tubos protectores.
3.3. Canaleta.
3.4. Elementos de fijación para tubos y canaletas.
4.- Cajas envolventes.
4.1. Definición.
4.2. Tipos de cajas envolventes.
4.3.
Conductores
en
las
cajas
de
registro
y
mecanismos. Conexionado.
4.4. Portalámparas.
5.- Elementos de maniobra y tomas de corriente.
5.1. Definición.
5.2. Interruptor.
5.3. Doble interruptor.
5.4. Conmutador.
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APARAMENTA EN INSTALACIONES ELECTRICAS
5.5. Conmutador de cruce.
5.6. Pulsador.
5.7. Regulador luminoso.
5.8. Tomas de corriente y clavijas.
6.- Receptores de alumbrado y sonería.
6.1. Introducción.
6.2. La emisión de luz.
6.3. Lámparas incandescentes.
6.4. Lámparas halógenas.
6.5. Lámparas fluorescentes.
6.5.1. Componentes de una lámpara fluorescente.
6.5.2. Funcionamiento de tubo fluorescente.
6.5.3. Lámpara fluorescente compacta.
6.6. Lámpara de vapor de mercurio.
6.7. Lámpara de luz mezcla.
6.8. Lámpara de halogenuros metálicos.
6.9. Lámpara de xenón.
6.10. Lámparas de diodos led.
6.11. Sonería.
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APARAMENTA EN INSTALACIONES ELECTRICAS
1. INTRODUCCIÓN
Toda instalación eléctrica se compone de distintos elementos y materiales que
consiguen obtener un conjunto para una determinada finalizada y con la protección
del entorno y personas.
Tan importante es en una instalación eléctrica el elemento de mando, como el
receptor o el conductor que une ambos para un funcionamiento correcto.
En este tema conoceremos los cables, canalizaciones, cajas, mecanismos de
maniobra, envolventes, receptores de alumbrado, elementos de protección.
2 CONDUCTORES ELÉCTRICOS
2.1. Definición.- Un conductor es un elemento que permite el paso de la energía
eléctrica (corriente eléctrica) a través de él, ofreciendo baja resistencia.
Por contra un aislante, es aquel material que no permite el paso de corriente o la
dificulta enormemente, a través de él.
a) Resistencia de un conductor.- La resistencia que ofrece un conductor al paso
de la corriente eléctrica depende de:
Tipo de material, según las propiedades del material, y su constitución facilitara o
impedirá el paso de la corriente eléctrica (electrones). El parámetro que nos permite
distinguir entre uno y otro material a igualdad de condiciones es la resistividad, que
es la misma para cada tipo de conductor.
La longitud del cable.
La sección del conductor.
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La expresión matemática que relaciona estos parámetros es:
R=ρxL/S
R= Resistencia. Ohmios (Ω)
ρ = Resistividad. (ro). (Ω mm2/m)
L= Longitud. (m)
S = Sección. (mm2)
2.2 Materiales.-Los materiales más utilizados en los conductores eléctricos son el
cobre, aluminio y plata.
Cobre: Su baja resistividad hace que sea el material mas usado en la fabricación de
conductores. Su resistividad ronda del orden de 0,017 (Ω mm 2/m). Es un material
que se oxida con facilidad, con lo que su resistencia a los agentes externos no es
muy buena. Sin embargo, al oxidarse, crea a su alrededor una película que protege
el resto del material de color verde cobalto.
Aluminio: La resistividad del aluminio es mayor que la del cobre, 0,028 (Ω mm 2/m),
en cambio su precio es menor, por lo que es más utilizado en la construcción de
líneas eléctricas de alta tensión, acometidas y líneas de distribución.
Plata: Es el mejor conductor que existe, pero a causa de su elevado precio, tan solo
se utiliza en instalaciones muy concretas.
Se define aislamiento como la envolvente de material aislante continua y uniforme
en toda la longitud del conductor, con un espesor adecuado a la tensión de trabajo.
Los tipos de aislamiento mas empleados en los conductores son los indicados en la
siguiente tabla.
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APARAMENTA EN INSTALACIONES ELECTRICAS
TIPOS DE AISLAMIENTOS
BARNIZ
SECOS
GOMA
POLICLORURO DE VINILO (PVC)
TERMOPLASTICO
POLIETILENO (PE)
POLIETILENO RETICULADO (XLPE)
NEOPRENO
ELASTOMERO
ETILENO PROPILENO (EPR)
BUTIL (IIR)
SILICONA
Los conductores eléctricos pueden ser:
Conductores flexibles, constituidos por un conjunto de alambres unidos entre si,
formando un solo conductor.
Conductores rígidos, constituidos por un solo alambre cilíndrico de una
determinada sección. En el mundo del electricista se conoce como “Hilo”.
Dependiendo del número de conductores que pueden ser:
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Conductor unipolar, esta formado por un solo conductor aislado, pudiendo ser
flexible o rígido.
Conductor multipolar, formado por más de un conductor aislado entre si. También
es muy conocido como “manguera”.
2.3. Nomenclatura de los conductores.- Los cables o conductores se designan
por su denominación UNE. Hay que diferenciar entre cables de aislamiento de
450/750 V y 0.6/1 Kv en adelante.
2.3.1 Material conductor.- Se presupone cobre, si es aluminio se colocará una letra
A mayúscula delante de la cifra de la sección.
Respecto a su flexibilidad, esta crece con el número de hilos o alambres que
componen cada conductor.
H - extraflexible.
F – flexible.
K – flexible para instalaciones fijas.
R – rígido.
U – rígido (un solo hilo grueso)
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2.3.2. Número y sección de conductores.- Las secciones de los conductores
oscilan desde 0.5 a 240 mm2. La sección no hay que confundirla con el diámetro del
conductor, se refiere al área circular de la sección recta del conductor metálico, sin
tener en cuenta el aislamiento.
El número y sección de los conductores que tiene un cable o manguera se indica de
la siguiente forma:
NÚMERO DE CONDUCTORES X SECCIÓN (mm2)
Por ejemplo:
1 x 10
2x6
3 x 10
En una manguera está incluido el neutro:
3 x 1.5
4 x 2.5
3 x 16/10
Si en la manguera esta incluido el conductor de protección (amarillo-verde) se
incluye la letra G:
3 G x 1.5
4Gx6
5Gx6
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Tabla de secciones normalizadas.
Sección (mm2)
0.5
0.75
1
1.5
2.5
4
6
10
16
25
35
50
70
95
120
150
185
240
2.3.3.- Designación normalizada de cables de06/1 Kv.- Los cables normalizados
para tensiones 06/1 Kv están descritos en la norma UNE 21123.
La designación está formada por siglas que indican:
Letra de normativa.
Tensión nominal del cable.
Tipo de aislamiento y envolvente.
Forma constructiva.
Material del conductor.
Numero de conductores.
Sección nominal de los conductores.
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TABLA DESIGNACIÓN DE CABLES
CONCEPTO
NORMALIZACION
TENSIÓN ASIGNADA
AISLAMIENTO Y ENVOLVENTE
FORMA CONSTRUCTIVA
MATERIAL DEL CONDUCTOR
NUMERO DE CONDUCTORES
SECCION NOMINAL
DESIGNACION
CARACTERISTICAS
A
CONFORME A NORMAS NACIONALES
H
CONFORME A NORMA EUROPEA
J
CONFORME A NORMAS INTERNACIONALES
S
CONFORME A NORMAS ESPECIALES
01
TENSIÓN ASIGNADA 100/100 V
03
TENSION ASIGNADA 300/300 V
05
TENSION ASIGNADA 300/500 V
07
TENSIÓN ASIGANDA
B
GOMA DE ETILENO PROPILENO
E
POLIETILENO
G
ETILENO-ACETATO DE VINILO
N
POLICLOROPRENO
R
GOMA DE ESTIRENO-BUTADIENO
S
GOMA DE SILICONA
V
POLICLORURO DE VINILO (PVC)
X
POLIETILENO RETICULADO
-E
CABLE MUY FLEXIBLE SERVICIOS MOVILES
-F
CABLE FLEXIBLE SERVICIOS MOVILES
-H
CABLE MUY FLEXIBLE SERVICIOS MOVILES C6
-K
CABLE FLEXIBLE INSTALACIONES FIJAS
-R
CONDUCTOR RIGIDO CIRCULAR VARIOS HILOS
-U
CONDUCTOR RIGIDO CIRCULAR DE UN HILO
-
COBRE
A
ALUMINIO
Z
MATERIAL O FORMA ESPECIAL
N
NUMERO DE CONDUCTORES
X
SIGNO MULTIPLICADOR CUANDO NO EXISTE CONDUCTOR DE PROTECCION
G
SUSTITUYE AL SIGNO MULTIPLICADOR CUANDO EXISTE CONDUCTOR DE PROTECCION
mm2
SECCION NOMINAL DEL CONDUCTOR EN mm2
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Ejemplo:
APARAMENTA EN INSTALACIONES ELECTRICAS
H- 06/1 Kv RV – 5 G 10. Conductor que cumple normativa, tensión de
aislamiento de 1000 voltios, cubierta de goma y aislamiento de PVC, 5 conductores
de 10 mm2 (tres fases + neutro + conductor de protección)
2.3.4.- Identificación
de los cables por su color.- La Unión Europea ha
establecido un código de colores para los conductores en baja tensión, a tensiones
inferiores a 1.000 voltios.
CONDUCTOR
PROTECCIÓN
CÓDIGO DE COLORES.
O
DE BICOLOR
DENOMINACIÓN
AMARILLO PE
TIERRA
VERDE A RAYAS
NEUTRO
AZUL CLARO
N
FASES
MARRÓN, NEGRO O GRIS
L1, L2, L3
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3. CANALIZACIONES.
3.1. Definición.- Tienen como misión proteger a los conductores contra las
agresiones exteriores y facilitar su instalación y posible sustitución en instalaciones
fijas.
Su instalación puede ser empotrada o en superficie. Las canalizaciones
utilizadas normalmente en instalaciones de baja tensión se agrupan en dos bloques
principalmente, los tubos protectores y las canales protectoras.
3.2. Tipos de tubos protectores.- Los tubos protectores pueden ser de plástico o
metálicos. En ambos casos existen modelos tipo flexible y de tipo rígido.
TUBOS MÁS SIGNIFICATIVOS
TIPO DE TUBO
TUBO
METALICO
BLINDADO
DESCRIPCION
RIGIDO Fabricado en acero, aluminio, etc. Se
caracteriza por su estanqueidad y no
propagar la llama.
TUBO
METALICO
C/AISLAMIENTO
TUBO
AISLANTE
RIGIDO Son los tubos anteriores que en su
interior incorporan un aislante.
RIGIDO Fabricados a base de PVC, son
CURVABLE EN CALIENTE
estancos y no propagan la llama.
TUBO AISLANTE FLEXIBLE
Son tubos de PVC anillados
TUBO METALICO FLEXIBLE CON Pueden ser normales o blindados y a
CUBIERTA METALICA
su vez llevar o no aislamiento.
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Los diámetros interiores normalizados para los tubos son los siguientes:
12
16
20
25
32
40
50
63
75
3.2.1. Tubo de plástico flexible (corrugado).- Es el más utilizado para
instalaciones empotradas en viviendas y edificios. Fabricado en PVC, está estriado
en toda su superficie para facilitar el curvado y la fijación a la pared.
Su mecanizado no requiere herramientas especiales. El corte se puede hacer con
una tijera o navaja de electricista. El curvado de se realiza de forma manual.
3.2.2. Tubo corrugado de doble capa o reforzado.- Es el tubo anterior aunque
posee una doble capa que le proporciona una mayor resistencia al impacto.
3.2.3. Tubo metálico flexible con cubierta.- Construido en chapa metálica
recubierta con PVC, este tipo de tubo es utilizado para la instalación en
canalizaciones móviles y en aquellas fijas. La chapa metálica pude limitarse al alma
para dar consistencia o ser toda una única pieza.
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3.2.4. Tubo rígido de plástico.- Construido en PVC, este tipo de tubo es utilizado
para la instalación de superficie. Su conexión con otro tubo se realiza de forma
roscada o enchufable. Sus terminaciones y superficie interior no deben presentar en
ningún punto aristas, asperezas o fisuras susceptibles de dañar los conductores o
cables aislados durante su tendido o de causar heridas a instaladores o usuarios.
3.2.5. Tubo rígido metálico.- Construido en acero, aleación de aluminio y magnesio
o cinc, este tipo de tubo es utilizado para la instalación de superficie.
3.2.6 Instalación de tubos protectores.- En la instalación de tubos hay que tener
en cuenta las siguientes prescripciones generales:
* El trazado de las canalizaciones será preferentemente líneas horizontales y
verticales.
* Las curvas practicadas en los tubos serán continuas y no originaran
reducciones de sección inadmisibles.
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* En los tramos rectos de canalización se colocaran las cajas de registro que
se estimen oportuno, con una separación máxima de 15 m. También se aconseja
que entre dos cajas de registro no existan más de 3 curvas en ángulo recto.
* Los tubos en superficie se colocarán, siempre que sea posible, a una altura
mínima de 2,5 m sobre el suelo.
* Los tubos empotrados se colocarán a las distancia máximas indicas en la
figura.
* Los tubos en montaje superficial se realizaran con bridas o abrazaderas a
una distancia no superior a 50 cm. Se dispondrán fijaciones antes y después de un
cambio de dirección y en la proximidad de cajas de derivación cajas de mecanismo o
aparatos.
3.2.7. Inserción de cables en canalizaciones bajo tubo.- Para introducir los
conductores en los tubos se utiliza un accesorio denominado guía pasacables. Se
fabrican en acero, naylón o fibra de vidrio, con diferentes grosores y longitudes, para
adaptarse así a diferentes situaciones de montaje.
En uno de los extremos se encuentra, a modo de cabeza, una punta metálica
redondeada, normalmente acoplada a un muelle de unos 10 cm. de largo, que
facilita el deslizamiento en el interior del tubo, especialmente en los tramos de
cambio de dirección.
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El otro extremo es un ojal, también metálico, en el cual se introducen las puntas
peladas de los conductores. Una vez introducidos es aconsejable rodearlo de cinta
aislante para que los conductores no se enganchen en la canalización o se puedan
soltar al tirar de la guía. Hay que prestar especial atención a los conductores que no
se rocen o se puedan enganchar con las envolventes.
3.3. Canaleta.- Construida en PVC o aleación de aluminio, este tipo de canal, es
utilizado para la instalación en superficie. Su conexión con otro tramo se realiza
mediante codos, ángulos, facilitando enormemente su instalación y ajuste.
Tiene la ventaja de no necesitar obra para su instalación, siendo muy cómodo el
cableado de los montajes, la instalación de mecanismos (interruptores, tomas de
corriente, bases de teléfono, elementos de protección, y redes informáticas si
disponen de tabique separador) debido a que la tapa es desmontable en todos los
canales.
El mecanizado no requiere herramientas especiales.
3.4. Elementos de fijación para tubos y canaletas.-
Los tubos protectores
aislados en superficie se deben fijar adecuadamente a techos y paredes a través de
grapas o abrazaderas.
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4 CAJAS ENVOLVENTES
4.1. Definición.- Las cajas envolventes están destinadas a alojar en su interior los
elementos que constituyen la instalación, tanto como conductores, elementos de
conexión, elementos de mando y protección.
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4.2. Tipos de cajas envolventes.- Las cajas se clasifican según su utilización:
Cajas universales o cajas de mecanismo: Destinadas a alojar en su interior los
mecanismos, están construidas en policloruro de vinilo. Sus dimensiones son 75 x
65 x 41 mm como norma general y la distancia entre tornillos para sujetar los
mecanismos es de 60 mm. En los laterales tiene troqueles destinados a la
introducción de los tubos en su interior. Pueden ser cuadradas o circulares, para
empotrar o de superficie según el tipo de instalación.
Cajas de derivación o empalme: Las cajas de registro en una instalación eléctrica
tienen como misión facilitar la introducción de los conductores eléctricos por las
canalizaciones, derivar las conducciones en puntos estratégicos de la instalación y
realizar el conexionado entre los conductores eléctricos.
Se construyen en
policloruro de vinilo o metálicas protegidas contra la corrosión. En el mercado nos
podemos encontrar cuadradas, rectangulares o circulares, para empotrar o de
superficie, según el tipo de instalación.
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DIMENSIONES
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DE
CAJAS
DE
DERIVACION
O
EMPALME
100 X 100
160 X 100
160 X 160
200 X 160
200 X 200
250 X 250
Cajas de distribución y protección: están destinadas a alojar en su interior los
elementos de protección y en ocasiones elementos de mando como automáticos de
escalera, teleruptores, contactores, pilotos o interruptores.
Estas cajas se
construyen en PVC y metálicas. Se realizan en versiones de 6, 8, 12, 16, 24, 28, 38
y 48 módulos, con o sin caja independiente para alojar el ICP. Algunas llevan
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consigo un bornero que facilita la conexión del conductor de protección. Se suelen
instalar al inicio de de la instalación y lo mas cerca del punto de alimentación.
4.3. Conductores en las cajas de registro y mecanismo. Conexionado.Los conductores en las cajas de mecanismo y de derivación hay que dejar una
longitud de 10 a 15 cm. por encima del borde superior de dichas cajas, lo que nos
facilitara el conexionado o montaje de los mecanismos.
En el caso de que los
conductores estén de paso y no sea necesario realizar una derivación se realizara
una vuelta y se colocara en el fondo de dicha caja de registro.
Las conexiones en las cajas de registro deben realizar siempre con regletas de
conexión de dimensiones adecuadas al número de conductores y sección. Estos
elementos auxiliares constan de un pequeño tubo metálico con dos agujeros
roscados y tornillos en sus extremos, para fijar los cables o conductores una vez
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situados en su interior. Estas piezas metálicas están recubiertas de un material
aislante, normalmente de plástico, engarzadas unas con otras formando tiras
fácilmente divisibles.
El tamaño de la regleta que se vaya a utilizar en la instalación eléctrica depende de
la sección de los cables o conductores a conectar, fabricándose para secciones de
4, 6, 10, 16, y 25 mm2
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En ningún caso se pueden hacer empalmes
por retorcimiento de conductor y
recubrirlo de cinta aislante.
4.4. Portalámparas.- Un portalámparas es una envolvente electromecánica que
permite la fijación y la conexión a la red eléctrica de un receptor lumínico o lámpara.
Normalmente un portalámparas esta formado por:
Un casquillo metálico roscado que permite la sujeción del receptor y su conexión al
neutro de la instalación.
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Una base de material aislante, resistente al calor y fabricada con materiales
cerámicos o plásticos, para la sujeción del casquillo. En el centro de esta pieza se
ubica un segundo borne para la conexión de la lámpara con la fase de la instalación.
Envolvente de protección contra contactos con las partes sometidas a tensión.
En el mercado nos podemos encontrar un amplio abanico de portalámparas que
satisfacen las distintas necesidades según el tipo de instalación, tamaños y
materiales.
5 ELEMENTOS DE MANIOBRA Y TOMAS DE CORRIENTE
5.1. Definición.- Los elementos de maniobra son todos aquellos dispositivos,
destinados a interrumpir o permitir el paso de la corriente, entre el generador y un
receptor a voluntad del usuario de la instalación.
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Los dispositivos mas de uso normal en las instalaciones de viviendas son los
interruptores, conmutadores, pulsadores, conmutadores de cruce y reguladores
luminosos.
5.2. Interruptor.- El interruptor es un dispositivo electromecánico que permite abrir o
cerrar un circuito eléctrico.
Es unos de los mecanismos mas utilizados en las
instalaciones domésticas. Consta de una envolvente aislante, en su interior esta
formado por un contacto fijo y otro móvil. Se le incorpora dos bornes que permiten su
conexión al circuito eléctrico a través de conductores. Su accionamiento puede ser
diverso, a basculando
una tecla, girando una maneta, tirando de una cadena, a
través de llave, de palanca, de botón, etc.
Un interruptor tiene dos posiciones:
Abierto: Sus contactos internos están separados y no permite el paso de la
corriente eléctrica hacia el receptor, por tanto dicho receptor esta apagado.
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Cerrado: Sus contactos internos están unidos y permite el paso de la corriente
eléctrica hacia el receptor, por tanto dicho receptor esta encendido.
Hoy día en el mercado nos podemos encontrar una gran variedad de modelos,
formas y colores, los interruptores los podemos clasificar atendiendo a los criterios
siguientes:
NÚMERO DE POLOS
UNIPOLAR
Corta el paso de corriente un conductor
BIPOLAR
Corta el paso de corriente por dos conductores
HASTA 6 A
INTENSIDAD DE TRABAJO
HASTA 10 A
HASTA 16 A
Su envolvente aislante esta preparada para su
montaje directo a través de tornillos a una pared,
SUPERFICIE
FORMA DE MONTAJE
tabique o panel.
Están diseñados para ser alojados dentro de
EMPOTRABLE
una caja de mecanismo.
Son pequeños interruptores apropiados para su
instalación sobre conductoresde una instalación
móvil.
Como
lámparas
de
sobremesa
o
MOVIL
pequeños electrodomésticos.
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APARAMENTA EN INSTALACIONES ELECTRICAS
5.3. Interruptor doble.- La unión de dos interruptores independientes, dentro de un
mismo mecanismo, da lugar a lo que se conoce como interruptor doble. Dicho
elemento se suele instalar, en cuartos de baño, o en un salón donde existen dos
puntos de luz independientes. El conexionado eléctrico se caracteriza por tener tres
bornes, uno común y dos de salida, uno para cada receptor.
Las características mencionadas para el interruptor, son válidas para los
interruptores dobles.
5.4. Conmutador.- El conmutador es un mecanismo electromecánico que permite
controlar el encendido y apagado de receptores desde dos sitios distintos
(combinando dos de ellos) o alimentarlos de forma alternativa, impidiendo que
funcionen los dos a la vez. También es conocido como conmutador simple.
Estos mecanismos disponen de tres contactos, uno de los cuales es común
(denominado puente); los otros dos son salidas independientes.
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APARAMENTA EN INSTALACIONES ELECTRICAS
Para conectar correctamente un conmutador, es necesario identificar previamente el
borne “común”. Generalmente suele ser de otro color, forma o estar en una posición
distinta de los otros dos.
El aspecto exterior y dimensionado de un conmutador es idéntico al de un
interruptor.
5.5. Conmutador de cruce.- Es un dispositivo electromecánico que posee cuatro
bornes, dos de entrada y dos de salida, y pueden estar conectados de dos en dos,
cada vez que lo accionamos.
Este elemento combinado con dos conmutadores, podemos encender o apagar un
receptor desde tres o mas sitios.
Como sucede con los elementos anteriores, el aspecto exterior y dimensiones es
igual, tan solo varia el número de bornes de conexión.
5.6. Pulsador.- Es un dispositivo electromecánico que permite la interrupción o el
paso de la corriente al receptor, mientras es accionado o se realice una presión
manual sobre la tecla, volviendo a su estado de reposo cuando se elimine dicha
presión.
Como sucede con el interruptor el mecanismo interno esta compuesto por dos
contactos fijos y uno móvil que se desplaza cuando la presión externa comprime a
un muelle antagonista interior.
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Algunos pulsadores incorporan un pequeño piloto, normalmente de neón, que
permanece encendida cuando el pulsador esta en reposo, para indicarnos donde
está situado (pasillos, escaleras y garajes).
5.7. Regulador de luminosidad.- Hoy día, gracias a la evolución de la electrónica,
se emplea con más frecuencia elementos electrónicos en las instalaciones
eléctricas. Es el caso de los reguladores de luminosidad. En el mercado los
podemos encontrar en diversos formatos:
- En forma de mecanismo convencional, pudiendo ser de potenciómetro o un
dispositivo electrónico.
- En forma de pastilla, en cuyo interior hay un dispositivo electrónico que permite la
regulación de la luminosidad. El mando para la regulación es un pulsador o varios
(según la necesidad). Una pulsación enciende o apaga y si lo mantenemos pulsado
regulamos la luminosidad.
5.8. Tomas de corriente y clavijas.- Las tomas de corriente, también llamadas
bases de enchufe, son elementos que tienen como misión poner en contacto a la red
eléctrica con cualquier receptor, mediante una clavija acoplada a este.
Básicamente están compuestas por varias piezas conductoras, incluidos los bornes
de conexión, sobre un soporte aislante y una envolvente adecuada según el tipo
de instalación.
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Existen en el mercado una oferta muy grande de tomas de corriente, que podemos
clasificar básicamente de esta forma:
- Bipolares, para instalaciones monofásica.
- Número de fases
-Multipolares, para instalaciones trifásicas con o sin neutro.
- Para las bipolares de 16 y 25 A.
- Intensidad máxima
- Para las multipolares de 16, 25, 63 y 125 A.
- Empotrada.
- Tipo de instalación
- Superficial.
- Móvil o aérea.
Hoy día en las instalaciones domésticas e industriales de escasa potencia, donde es
necesario múltiples tomas de corriente en un espacio reducido, se usan las bases de
enchufes múltiples, que llevan incorporado un interruptor y un piloto luminoso que
indica la presencia de tensión.
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Las clavijas son los dispositivos que permiten la conexión de un receptor móvil a una
toma de corriente.
6. RECEPTORES DE ALUMBRADO Y SONERIA.
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6.1. Introducción.-
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Podemos definir receptor como cualquier aparato o máquina
que utiliza la energía eléctrica para obtener un efecto concreto o deseado (luminoso,
acústico, calorífico, mecánico, etc.).
6.2. La emisión de luz.- La luz es una de las manifestaciones de la energía y la
podemos definir como la energía producida por una gama de radiaciones
electromagnéticas que la hacen perceptibles al ojo humano. El alumbrado es uno de
los principales usos a los que se destina la energía eléctrica, energía que se absorbe
de la red y se transforma en luz visible a través del receptor adecuado (lámpara).
Cualquier lámpara emite su luz visible en todas direcciones, del mismo modo que
irradia calor una esfera calentada al rojo.
6.3. Lámparas incandescentes.- Son los receptores mas antiguos y utilizados en
la actualidad. Su funcionamiento se basa en el calentamiento de un filamento, en el
interior de una ampolla de cristal a la que se ha realizado el vacío y se ha rellenado
con un gas inerte.
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El funcionamiento es sencillo; cuando la lámpara es sometida a tensión, la corriente
eléctrica atraviesa el filamento de tungsteno, el choque de los electrones de la
corriente contra los electrones del filamento hace que suba la temperatura y el
filamento se ponga al rojo vivo, desprendiendo una radiación electromagnética que
es perceptible para el ojo humano.
Los elementos que componen una lámpara incandescente son:
Filamento: Es el elemento que intercambia energía eléctrica en energía lumínica,
constituido por un hilo incandescente (wolframio, carbón, molibdeno, tungsteno,
osmio, etc.) de diferentes grosores, dependiendo de la potencia de la lámpara.
Posee una temperatura muy alta de fusión, superior a 3000 ºC. Para mejorar la
eficacia luminosa de las lámparas se arrolla el filamento en forma de doble espiral.
Ampolla: Es una capsula de vidrio que impide que el filamento entre en contacto
con el oxigeno del aire para evitar que se queme y permite la evacuación del calor
generado. El vidrio puede ser transparente, blanco translucido o de colores. El gas
inerte que la rellena suele ser argón, nitrógeno, criptón o xenón, lo que proporciona
un mayor número de horas de funcionamiento.
Soportes del filamento: El filamento está fijado en el interior de la lámpara
mediante un vástago de vidrio hueco, dos hilos conductores y varillas de soporte
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realizadas en molibdeno, material que soporta muy bien las altas temperaturas y no
reacciona químicamente con el material del filamento.
Símbolo de la lámpara
Casquillo: Es el soporte de la lámpara y permite la conexión del filamento a la
tensión eléctrica. Por este motivo está fabricado con materiales conductores como el
latón, el aluminio o el níquel. El tipo de casquillo más usual es el de rosca Edison.
Esto es importante a la hora de denominarlos, ya que se utiliza la inicial E seguida
del diámetro en milímetros.
6.4. Lámparas halógenas.- Las lámparas halógenas son lámparas incandescentes
con filamento de wolframio, que en su interior contienen una atmósfera gaseosa
formada, además del gas inerte, por un halógeno (cloro, bromo o yodo).
Este gas permite reparar automáticamente la perdida de partículas de wolframio y
consigue minimizar los efectos de su desprendimiento y que la ampolla se
ennegrezca. De esta manera se consigue:
Alcanzar temperaturas mas elevadas con dimensiones más pequeñas.
Aumentar la eficacia luminosa.
Prolongar la vida media de la lámpara.
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6.5. Lámparas fluorescentes.- Otro receptor eléctrico de alumbrado muy común en
las instalaciones domésticas es el tubo fluorescente. Es una fuente de luz no tan
brillante como la lámpara incandescente. Posee bastante más superficie de
radiación luminosa, y la forma de emitir luz no se basa en el calentamiento máximo
de ningún material, sino en el establecimiento de una corriente eléctrica a través de
un gas en el interior del tubo, fenómeno conocido como descarga.
6.5.1. Componentes de una lámpara fluorescente.-
Para que un tubo
fluorescente funcione correctamente hacen falta los siguientes elementos:
Ampolla o tubo. Es de vidrio de forma circular, con longitud variable en función de
la potencia y de un diámetro normalizado (Ø 26 normalmente). Se le practica el
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vacío y es rellenado con un gas inerte (argón), se le añade una gota de mercurio. La
cara interna del tubo se recubre con una sustancia fluorescente en forma de polvo;
según la composición de esta sustancia, el color de la luz emitida será distinto.
Casquillo. Tiene la misma función que en otros tipos de lámparas, los tubos
fluorescentes utilizan el sistema biclavillo, basado en espigas con dos contactos en
los extremos.
Filamentos o electrodos. están situados en el interior del tubo, entre los cuales se
producen las descargas eléctricas. Normalmente son de wolframio recubiertos de
material (óxidos) que emite electrones a altas temperaturas.
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Reactancia o balasto. La reactancia, esta compuesta por un arrollamiento o bobina
de hilo de cobre esmaltado sobre un núcleo de chapas magnéticas. El arrollamiento
esta alojado en una carcasa en la que se incluyen los bornes de conexión de la
reactancia. Para evitar zumbidos y como aislamiento entre la carcasa y el núcleo se
dota al balasto de una sustancia de poliéster. Este dispositivo cumple varias
misiones:
a) proporcionar la corriente de arranque o precalentamiento de los filamentos para
conseguir de estos la emisión inicial de electrones.
b) suministra la tensión de salida en vacío suficiente para hacer salta el arco en el
interior de la lámpara.
c) limitar la corriente que atraviesa la lámpara a los valores adecuados para un
correcto funcionamiento. Hoy día existen reactancias electrónicas que mejorar
considerablemente el rendimiento del equipo reduciendo el consumo de energía.
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Cebador. Hace las funciones de pulsador automático, que permite establecer un
breve pico de tensión entre los electrodos del tubo, para producir la corriente en su
interior. Consta de unas láminas bimetálicas en el interior de una ampolla de vidrio
con gas neón. Fuera de la ampolla se encuentra un condensador de pequeña
capacidad que tiene por misión absorber la chispa producida en la desconexión de
las láminas bimetálicas. Al conjunto se le protege con un cilindro de plástico en cuya
parte inferior se sitúan los contactos o patillas. Los cebadores se fabrican para
potencias determinadas que corresponden con la potencia del tubo.
Portatubos. La misión del portatubos es doble, por un lado sirve de sustento al tubo
fluorescente y por otro lado conectar los conductores eléctricos al tubo fluorescente.
Portacebador. El portacebador sirve para, además de alojar el cebador y servirle de
soporte, realizar la conexión eléctrica de éste al equipo.
6.5.2. Funcionamiento de un tubo fluorescente.- Dado el montaje básico de la
imagen, describiremos a continuación su proceso de encendido en tres fases:
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- Fase 1. Al dar tensión al circuito, ésta queda aplicada entre extremos de las
láminas bimetálicas del cebador, produciéndose una descarga entre ambas a través
del gas neón, las láminas se calientan y se provoca una curvatura que las une, o
sea, se cierra por un instante el circuito circulando corriente por los filamentos o
electrodos de la lámpara.
- Fase 2. El paso de la corriente por los filamentos produce una
incandescencia en los mismos, emitiendo una nube de electrones a su alrededor.
Nada más ocurrir esto, las laminillas del cebador se enfrían, separándose y abriendo
el circuito, (el cebador deja de funcionar) momento, en que la reactancia lanza un
impulso de tensión o sobretensión que provoca la descarga o ionización del gas a
través del tubo.
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- Fase 3. Nos encontramos aquí con un gas ionizado dentro del tubo y con
unos filamentos por los que no pasa corriente, pero que, sin embargo, pasan a
ejercer la función de ánodo y cátodo alternativamente al existir una tensión alterna
entre sus extremos. El choque de electrones que se dirigen de cátodo a ánodo con
los átomos de mercurio, produce una energía que, en forma de radiación ultravioleta
de onda corta no visible, incide sobre la sustancia fluorescente que recubre el
interior del tubo transformándose en radiación de onda larga visible.
6.5.3. Lámpara fluorescente compacta.sustituir
Estas lámparas son las llamadas a
a las lámparas incandescentes en el ambiente doméstico. Surgieron
basándose en la idea del bajo consumo que ofrecen las lámparas fluorescentes y de
la posibilidad de doblar el tubo en dos, tres o cuatro veces para conseguir la misma
luz que antes pero en un espacio mucho más pequeño.
El equipo de arranque se incorpora en la base de la lámpara y es una reactancia
electrónica compacta. Se fabrican en cuatro potencias 5, 7, 9 y 11 w.
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6.6. Lámpara de vapor de mercurio a alta presión.- La producción de la luz en
este tipo de lámparas se basa en el principio de la luminiscencia obtenida por la
descarga eléctrica en el seno de mercurio gasificado. Cuando aumentamos la
presión del vapor de mercurio en el interior de la lámpara, disminuyen las
radiaciones ultravioletas y aumentan las emisiones en la zona visible, emitiendo luz
violeta, azul, verde y amarillo, pero carente de radiaciones rojas. Para mejorar esta
circunstancia, se añaden sustancias fluorescentes que mejoran las características
cromáticas de las lámparas. Su uso se reserva para lugares donde la reproducción
cromática no sea primordial, como naves industriales o alumbrado viario.
Consta de una ampolla interior de vidrio de cuarzo para soportar altas temperaturas,
dos electrodos de wolframio, uno principal impregnado de material emisivo de
electrones y otro auxiliar de encendido, conectado a través de una resistencia
óhmica de alto valor. También contiene unos miligramos de mercurio puro y gas
argón para facilitar la descarga. El proceso de encendido es de casi cinco minutos,
el tiempo necesario para vaporizar la totalidad del mercurio. Si la lámpara se apaga,
es necesario dejarla enfriar para su reencendido.
La ampolla exterior, de forma elipsoidal y en vidrio resiste los cambios bruscos de
temperatura, sirve de soporte al tubo de descarga, proporcionando un aislamiento
térmico y evitando la oxidación atmosférica de las partes metálicas.
Para su
encendido es necesario la instalación de un balasto y un condensador que mejora su
factor de potencia.
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6.7. Lámparas de luz mezcla.- Son una combinación de la lámpara de vapor de
mercurio a alta presión y de la lámpara incandescente, al incluir un filamento en
serie con el quemador calibrado para que su resistencia estabilice la corriente de
descarga. Por tanto no necesita de ningún equipo exterior para su arranque.
La lámpara esta constituida por una ampolla de vidrio cuyas paredes están
recubiertas por un material fluorescente. Al iniciarse el proceso de encendido el
filamento luce produciendo un flujo luminoso muy superior a su valor de régimen,
como resultado de que casi toda la tensión de red esta aplicada en sus extremos.
La lámpara de mezcla dispone de una eficacia luminosa aceptable
y un buen
rendimiento en la reproducción del color.
6.8. Lámpara de halogenuros metálicos.- Se basan en las lámparas de vapor de
mercurio a las que se le añaden una cantidad de haluros metálicos como el sodio,
litio, talio, indio, etc, para mejorar su espectro luminoso. Esto consigue una
reproducción cromática excelente, una buena eficacia luminosa y una vida
aproximada de 10.000 horas, la hacen adecuada para la iluminación de
instalaciones deportivas, retransmisiones de tv, estudios de cine, proyectores, etc.
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Su formato de construcción puede variar entre tubulares, elipsoidales y de doble
casquillo. Todas las lámparas necesitan de un cebador y balasto y necesita de un
periodo de encendido de diez minutos aproximadamente para estabilizar la
descarga.
6.9. Lámpara de descarga de vapor de sodio.- Se clasifican en lámparas de vapor
de sodio de alta presión y baja presión.
- Las lámparas de baja presión constan de un tubo ahorquillado de vidrio normal
revestido en su interior de polvos fluorescentes de sodio activados por la energía
ultravioleta de la descarga. La radiación que produce tiene un color amarillo, siendo
esta característica monocromática su principal inconveniente. Por el contrario
presenta la gran ventaja de una eficacia elevada y su larga vida (15.000 horas de
vida media). Estas características la hacen apropiadas para su uso en alumbrados
públicos y decorativos.
-
Las lámparas de alta presión difieren de las anteriores en que el quemador
esta construido de una cerámica translucida de óxido de aluminio capaz de
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soportar 1.200 ºC y que permite la transmisión del 90 % del espectro visible. Lo que
consigue un excelente equilibrio en la reproducción del color y una eficacia
luminosa muy alta (20.000 horas de vida media). Se utiiza mucho en iluminación de
interiores, exteriores y en decoración. Precisa un balasto y un arrancador que
proporcionen entre 1,5 y 5Kv para iniciar el arco.
6.9. Lámpara de xenón.- Son lámparas de descarga que combinan un alto flujo,
intensidad e iluminación con un arco extremadamente corto. Tienen forma lineal,
fabricadas en cuarzo, con electrodos opuestos que operan entre 15 y 30 voltios y
una corriente continua alrededor de 260 Amperios. Son ideales para aplicaciones de
proyección de muy alta potencia.
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6.10. Lámparas de diodos led.- Se basan en el funcionamiento del diodo led.
El diodo emisor de luz, también conocido como LED
es un dispositivo semiconductor (diodo) que emite
luz incoherente de espectro reducido cuando se
polariza de forma directa la unión PN del mismo y
circula
Este
por
él
fenómeno
una
corriente
es
una
eléctrica.
forma
de
electroluminiscencia. El color (longitud de onda),
depende del material semiconductor empleado en la
construcción del diodo y puede variar desde el
ultravioleta, pasando por el visible, hasta el infrarrojo.
Para conseguir luz blanca hay que mezclar en partes iguales luz roja, verde y azul.
6.11. Sonería.- La sonería hace referencia a los receptores eléctricos que se utilizan
para convertir las señales eléctricas en fenómenos de señalización o aviso
acústicos. Nombramos para su estudio los más usuales.
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6.11.1. El timbre.-
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El timbre es el precursor del zumbador, consta de un
electroimán, una pieza móvil denominada martillo una campana.
Leyenda:
-
E---------- Electroimán.
-
P ---------- Punta de contacto regulable.
-
M ---------- Martillo.
-
L ----------- Lámina flexible.
-
C ----------- Campana
Por su constitución y conexión eléctrica, puede funcionar tanto en corriente alterna
como en corriente continua. Al aplicar un tensión en los bornes de conexión, ésta le
llega a la bobina, gracias a que el martillo esta en reposo, es atraído, el martillo
golpea en la campana, pero a la vez desconecta la alimentación a la bobina.
Retrocede y cuando vuelve a la posición inicial, llega otra vez la tensión a la bobina,
volviendo a atraer el martillo hacia la campana y así sucesivamente.
6.11.2. El zumbador.- Este receptor es una variante del timbre. La tensión aplicada
a los bornes de conexión enlaza directamente con la bobina del mismo. Por tanto, no
hay ningún elemento que corte la tensión cuando el martillo golpe la campana.
Consta de una placa que, con la vibración, golpea la caja del mecanismo.
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La vibración se produce cuando se suministra la tensión, con la frecuencia de
la corriente alterna. El zumbador no funciona en corriente continua.
6.11.3. Timbre de dos tonos.- El timbre de dos tonos consta de una bobina, un
martillo y dos campanas. Cuando se aplica tensión, a través de un pulsador, la
bobina atrae el martillo, y en ese movimiento, golpea una campana (la más pequeña,
por tener un tono más agudo). Cuando se deja de activar el pulsador, en el retroceso
del martillo, se golpea una segunda campana (que en este caso es la más grande, al
ser grave). De ahí sale el sonido característico ding-dong.
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