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TECNOLOGÍA ELÉCTRICA I
INTRODUCCIÓN AL TALLER
Pablo Cedeño
Junio 2.006
2
Índice general
1. Introducción a la Electricidad
1.1. Historia de la Electricidad . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2. Obtención de la Electricidad . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.1. Electricidad por Frotamiento . . . . . . . . . . .
1.2.2. Electricidad por Acción Quı́mica . . . . . . . .
1.2.3. Electricidad por Magnetismo . . . . . . . . . . .
1.2.4. Electricidad por Presión . . . . . . . . . . . . .
1.2.5. Electricidad por Calor . . . . . . . . . . . . . .
1.2.6. Electricidad por la Luz . . . . . . . . . . . . . .
1.3. Tipos de electricidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.3.1. Electricidad Estática . . . . . . . . . . . . . . .
1.3.2. Electricidad Dinámica . . . . . . . . . . . . . .
1.4. Transporte de la Electricidad . . . . . . . . . . . . . .
1.5. Importancia en la Industria . . . . . . . . . . . . . . .
1.6. Importancia en el Hogar . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.7. Importancia en la Medicina . . . . . . . . . . . . . . .
1.8. Importancia en los Servicios Públicos . . . . . . . . . .
1.9. Generación de la Energı́a Eléctrica . . . . . . . . . . .
1.9.1. Centrales Eléctricas . . . . . . . . . . . . . . . .
1.9.2. Energı́a Solar, Eólica y Geotérmica . . . . . . .
1.9.3. Energı́a de la Biomasa y Energı́a Mareomotriz
1.9.4. Centrales Hidroeléctricas . . . . . . . . . . . .
1.10. ¿Que es la Electricidad? . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.11. Tensión Eléctrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.12. Corriente Eléctrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.13. Resistencia Eléctrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.14. Tipos de Corrientes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.15. Conductores, Aislantes y Semiconductores . . . . . . .
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2. Seguridad Eléctrica
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2.1. Reglas Básicas de Seguridad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.2. Reglas de Seguridad para evitar Choques Eléctricos, Quemaduras
y Lesiones Mecanicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3
4
ÍNDICE GENERAL
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
2.7.
2.8.
2.9.
Riesgos Elétricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
¿Que es el Choque Elétrico(Shock)? . . . . . . . . . . . . . . . .
¿Que factores estan relacionados con el Choque Eléctrico? . . .
Efectos que tiene la Intensidad de la Corriente en la Electrocución
Clasificación de las Corrientes Eléctricas . . . . . . . . . . . . .
¿Como es la Impedancia en el Cuerpo Humano? . . . . . . . . .
Primeros auxilios en caso de electrocución . . . . . . . . . . . .
3. Herramientas para Trabajos Básicos de Electricidad
3.1. Herramientas para Trabajos Básicos de Electricidad . .
3.1.1. Destornilladores . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.2. Alicates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.3. Navaja del Electricista . . . . . . . . . . . . . .
4. Instrumentos de Medición Básica de Electricidad
4.1. Equipos de mediciónes eléctricas Básicas . . . . . .
4.1.1. El Voltı́metro . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1.2. El Amperimetro . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1.3. El Ohmetro . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1.4. El Probador . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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5. Materiales Eléctricos Básicos
5.1. Conductores Eléctricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1.1. Caracterı́sticas de los Conductores usados en canalizaciones eléctricas residenciales e industriales . . . . . . .
5.1.2. Método de Medición y Calibre . . . . . . . . . . . . . .
5.1.3. Sistema AWG (American Wire Gage) . . . . . . . . . .
5.1.4. Definición de Circular Mil(CM) . . . . . . . . . . . . .
5.1.5. Tipos de Aislamientos . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2. Canalizaciones Eléctricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.1. Tuberı́a Eléctrica Metálica (EMT) . . . . . . . . . . .
5.2.2. Tuberı́a Conduit para Trabajo Pesado . . . . . . . . .
5.2.3. Tuberı́a no metálica PVC . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.4. Cajetines metálicos EMT . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.5. Cajas Cuadradas Metálicas . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.6. Abrazadera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.7. Conectores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.8. Canaletas Decorativas . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.3. Seccionadores, Tableros y Breakers . . . . . . . . . . . . . . .
5.4. Interrutores, Tomacorrientes . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.4.1. Interruptor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.4.2. Tomacorriente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.4.3. Tomacorrientes Especiales . . . . . . . . . . . . . . . .
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ÍNDICE GENERAL
5.5. Portalámparas . . . . . . . . . . . . . . .
5.6. Los Timbres Eléctricos . . . . . . . . . .
5.6.1. Timbre Vibratorio (de Campana)
5.6.2. Timbre Zumbador . . . . . . . .
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6. Empalmes y Soldaduras en Conductores Eléctricos
6.1. Empalmes en Conductores Eléctricos . . . . . . . . . . . .
6.2. Soldadura en Conductores Eléctricos . . . . . . . . . . . .
6.2.1. Concepto de soldadura . . . . . . . . . . . . . . . .
6.2.2. Soldadura Blanda . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.2.3. Elementos Necesarios para Efectuar una Soldadura
6.3. Hoja de Actividades I (Empalmes) . . . . . . . . . . . . .
6.3.1. Alambre terminado en Anillo . . . . . . . . . . . .
6.3.2. Empalme cola de Rata . . . . . . . . . . . . . . . .
6.3.3. Empalme de Prolongación con Alambres . . . . . .
6.3.4. Empalme de Derivación con Alambres . . . . . . .
6.3.5. Empalme de Aparato con Alambres . . . . . . . . .
6.3.6. Empalme de Prolongación con Cables . . . . . . . .
6.3.7. Empalme de Derivación con Cables . . . . . . . . .
6.4. Hoja de Actividades II (Soldadura) . . . . . . . . . . . . .
6.4.1. Pasos para Realizar la Soldadura . . . . . . . . . .
6.5. Hoja de Actividades III (Aislamiento) . . . . . . . . . . . .
6.5.1. Aislar empalmes de prolongación . . . . . . . . . .
6.5.2. Aislar empalmes de derivación . . . . . . . . . . . .
6.5.3. Aislar empalmes cola de rata y extremo . . . . . . .
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7. Componentes Eléctricos y Electrónicos Básicos
7.1. Las Resistencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.1.1. Caracterı́sticas Técnicas Generales . . . . .
7.1.2. Tipos De Resistencias . . . . . . . . . . . .
7.1.3. Código De Colores . . . . . . . . . . . . . .
7.2. Las Bobinas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.2.1. Caracterı́sticas Técnicas Generales . . . . .
7.2.2. Tipos de Bobinas . . . . . . . . . . . . . . .
7.2.3. Identificación de las Bobinas . . . . . . . . .
7.3. El Condensador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.3.1. Caracterı́sticas Técnicas Generales . . . . .
7.3.2. Tipos de Condensadores . . . . . . . . . . .
7.3.3. Códigos De Identificación De Condensadores
7.4. Los Diodos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.4.1. Caracterı́ticas Técnicas Generales . . . . . .
7.4.2. Tipos de Diodos . . . . . . . . . . . . . . . .
7.4.3. Diodos Metal-Semiconductor . . . . . . . . .
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ÍNDICE GENERAL
7.4.4.
7.4.5.
7.4.6.
7.4.7.
7.5.
7.6.
7.7.
7.8.
7.9.
El Diodo Schottky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Diodos Rectificadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Diodo Rectificador Como Elemento de Proteción . . . .
Diodo Rectificador Como Elemento de Prptección de un
Diodo Led en Alterna . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.4.8. Diodo Zener . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.4.9. Diodo Emisor de Luz (LED) ( Light Emitting Diode) .
7.4.10. Fotodiodo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.4.11. Diodo de Capacidad Variable (VARICAP) . . . . . . .
Los Transistores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.5.1. Funcionamiento Básico . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.5.2. Polarización de un Transistor . . . . . . . . . . . . . .
7.5.3. Zonas de Trabajo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
El Tiristor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.6.1. Curva Caracterı́stica . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.6.2. Encapsulado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
El Diac . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
El Triac . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Los Relés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.9.1. Caracterı́sticas Técnicas . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.9.2. Reles más Utilizados . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.9.3. De Armadura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.9.4. De Núcleo Móbil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8. Asociaciones de Resistencias y Ley de Ohm
8.1. Asociación de Resistencias . . . . . . . . . .
8.1.1. Asociación en Serie . . . . . . . . . .
8.1.2. Resistencia Total . . . . . . . . . . .
8.1.3. Intencidad Total en un Circuito Serie
8.1.4. Asociación en Paralelo . . . . . . . .
8.1.5. Resistencia Total . . . . . . . . . . .
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Capı́tulo 1
Introducción a la Electricidad
Objetivo
Analizar los antecedentes y los conceptos básicos de Electricidad: Tensión,
Intensidad, Resistencia Utilizando un vocabulario Eléctrico Básico.
1.1.
Historia de la Electricidad
Para poder comprender mejor la historia de la electricidad es necesario
saber como fue descubierta por algunos cientı́fico hace ya miles de años a continuación se hace una reseña histórica del origen de la electricidad: Aparentemente la primer observación cientı́fica de los efectos eléctricos la realizó Tales
de Mileto en año 600 antes de Cristo. Vio que las briznas de pasto seco se adherı́an a un trozo de ámbar cuando éste habı́a sido frotado. Mil años después,
exactamente en 1660, fue el médico y fı́sico inglés William Gilbert quien estudió estos efectos, y tomando la palabra griega electrón, que significa ámbar,
llamó a esas sustancias eléctricas. Charles-François de Cisternay du Fay, descubrió que dos bolas de corcho cargadas de la misma manera se repelı́an.
Pero si cargaba cada una por medios diferentes, lograba que a veces se atrajeran; Coulomb inventó la balanza de torsión para medir la fuerza de atracción
magnética y eléctrica.
Benjamı́n Franklin, propuso que no habı́a dos tipos de fluidos, sino
uno, el cual podı́a presentarse en exceso o en defecto. En esto se acercaba más du Fay a la verdad que Franklin. Pero rebautizó al fluido como
electricidad negativa y electricidad positiva,Priestley, fue animado a dirigir experimentos sobre la nueva ciencia de la electricidad por el estadista y cientı́fico estadounidense Benjamı́n Franklin, a quien conoció en Londres en 1766.
Priestley escribió al año siguiente Historia de la electricidad. Luigi Galváni,
un anatomista italiano, observó por primera vez que una descarga eléctrica
sobre las patas de una rana muerta producı́a contracciones de los músculos
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1.1. Historia de la Electricidad
Figura 1.1: Comprobó la Naturaleza Eléctica de los Rayos
afectados. Pero las contracciones proseguı́an aún cuando no habı́a descarga.
Una inspección posterior lo llevó a ver que la estimulación se producı́a cuando
el músculo tocaba simultáneamente dos metales distintos. Galváni, creyó que
la electricidad ası́ producida se generaba en el músculo.
Figura 1.2: Experimentos de Galváni
Años después para ser exactos veinte años, en 1800, Alessandro G. Volta
supuso lo contrario, es decir que era el contacto entre metales distintos lo
que generaba la electricidad. André-Marie Ampère, demostró que un solenoide
(cable enrollado en forma de resorte) aumentaba considerablemente el campo
magnético generado, en proporción directa con la cantidad de vueltas que se
le diera al cable Bueno, todo es mejorable, y la primera pila de Volta fue
perfeccionándose. En 1836 fue mejorada por el británico John Daniell, quien
logró mayor estabilidad y duración.
Georg Simon Ohm, definió la resistencia eléctrica y propuso la ley que lleva su nombre: Ley de Ohm. Samuel Morse, artista e inventor estadounidense
conocido por haber inventado el telégrafo eléctrico y el código Morse. Faraday,
desarrolla el transformador y el generador eléctrico. Joseph Henry crea el motor eléctrico y desarrolla un electroimán que levanta una tonelada de hierro.
Charles Wheatstone, patentó el primer telégrafo eléctrico británico. El instru-
1. Introducción a la Electricidad
9
Figura 1.3: Pila de Volta
mento eléctrico conocido como puente de Wheatstone, aunque fue inventado
por Samuel Hunter Christie, lleva su nombre porque fue Wheatstone el primero
en aplicarlo para la medición de resistencias de los circuitos eléctricos James
Prescott Joule, Investigo sobre el calor desprendido en un circuito eléctrico, formuló la ley actualmente conocida como ley de Joule. Maxwell, amplió la investigación de Michael Faraday sobre los campos electromagnéticos, demostrando
la relación matemática entre los campos eléctricos y magnéticos Foucault, fue
uno de los primeros en mostrar la existencia de corrientes generadas por los
campos magnéticos (corrientes de Foucault). Kirchhoff, dirigió importantes
investigaciones sobre la transferencia de calor y también expuso dos reglas,
actualmente conocidas como leyes de Kirchhoff, con respecto a la distribución
de corriente en circuitos eléctricos. George Westinghouse, impulsó por primera
vez la utilización de la energı́a de corriente alterna en Estados Unidos. y obtuvo más de 400 patentes, muchas de ellas por maquinaria de corriente alterna.
Alexander Graham Bell, inventor de origen inglés, debe su fama al invento del
teléfono.
Figura 1.4: Édison Inventó la Lámpara Incandesente
Thomas Alva Edison, inventor estadounidense cuyo desarrollo de una
práctica bombilla o foco eléctrico, un sistema generador de electricidad, un
aparato para grabar sonidos y un proyector de pelı́culas, ha tenido profundos efectos en la configuración de la sociedad moderna. William Sturgeon,
aprovechando el efecto de los solenoides, inventó el electroimán. El primero de
10
1.2. Obtención de la Electricidad
ellos pudo levantar un peso de 4 Kg. Faraday, desarrolla el transformador y el
generador eléctrico. Joseph Henry crea el motor eléctrico y desarrolla un electroimán que levanta una tonelada de hierro. Nikola Tesla, desarrolla un motor
que podı́a funcionar con corriente alterna y ya no con continua. Thomas Alva
Edison se oponı́a al uso de esa corriente, pero sus esfuerzos fueron vanos.
Resultarı́a gigantesca la tarea de seguir describiendo los avances que hasta
el momento en materia de electricidad se han realizado o de sus posteriores
aplicaciones en otras tecnologı́as. Pero lo que no serı́a exagerado es que se dijera que la civilización actual volverı́a a un estado casi primitivo de no existir
la comprensión y la aplicación de esta forma de energı́a. Imaginemos nuestra propia vida sin electricidad. No habrı́a luz eléctrica, ni teléfono, etc.; en
las comunicaciones no existirı́a ningún aparato que no fuera la imprenta, es
decir, no habrı́a la televisión, los teléfonos celulares, las comunicaciones por microondas, Internet, cine, etc; si no habrı́an automóviles, mucho menos aviones,
submarinos como los conocemos hoy. La medicina retrocederı́a a sus orı́genes,
sin rayos X, resonancia magnética, ecografı́as, cirugı́as por láser, etc. El mundo de la alimentación sufrirı́a un gran ataque sin la refrigeración. Sin satélites
de comunicación ni computadoras la meteorologı́a serı́a incapaz de predecir
huracanes o fenómenos naturales. Si no hay automóviles, tampoco habrı́an
máquinas de construcción. ¿Habrı́an edificios, puentes, túneles, ? Tal vez los
hubiese pero muy pocos. La electricidad se ha convertido en el tipo de energı́a
que tiene el mas amplio consumo en el mundo ya que se puede transportar,
regular y controlar con mas facilidad que cualquier otra forma de energı́a y
además sus aplicaciones son múltiples y variadas. La energı́a eléctrica ha llegado a ser tan indispensable que tiene influencias directa en la vida moderna.
Sin la ayuda de la electricidad se puede decir que la vida seria casi imposible,
no solo en las ciudades grandes, sino también en comunidades mas pequeñas
porque sus habitantes necesitan electricidad para la iluminación, el transporte,
el trabajo, en el hogar, etc.
1.2.
Obtención de la Electricidad
Para conducir la electricidad se requieren las formas siguientes de energiza:
frotamiento, acción quı́mica, magnetismo, presión, calor y luz.
1.2.1.
Electricidad por Frotamiento
La electricidad por frotamiento se obtiene de la manera siguiente: se frota
con un paño de lana una barra de ebonita y otra de vidrio. La primera barra
tiene la propiedad de atraer cuerpos livianos, mientras que la segunda no; de
esta manera se de muestra que la electricidad producida al frotar ambas barras
es diferentes. La barra de ebonita se encarga negativamente y la barra de vidrio
1. Introducción a la Electricidad
11
positivamente. Cuado la barra de ebonita se frota con la lana, la ebonita se
electriza positivamente, hay un desplazamiento de electrones de los átomos del
paño a los átomos de la ebonita. Si se frota con la lana de vidrio, sucede todo
lo contrario.
Figura 1.5: Eletricidad por Frotamiento
Péndulo eléctrico
Para estudiar los fenómenos de electricidad por frotamiento es necesario
construir un péndulo eléctrico con una varita de vidrio, suspendida en un
soporte por medio de un hilo de seda. Si se frota una barra de vidrio con la
tela de seda y se acerca a la varita del péndulo, esta es repelido por la barra,
pero es atraı́do si se le acerca una barra de ebonita frotada con un paño de
lana. Estas dos clases de electricidad manifiestan una propiedad importante:
cargas eléctricas de distinto signo, se atraen y cargas eléctricas de igual signo,
se repelen.
Figura 1.6: Péndulo Eléctrico
1.2.2.
Electricidad por Acción Quı́mica
La electricidad por acción quı́mica se obtiene por medio de dos laminas
de metales diferentes como el zinc y el cobre, sumergida en una solución de
12
1.2. Obtención de la Electricidad
agua y ácido sulfúrico o agua con cloruro de amonio, estas soluciones conductoras reciben el nombre de electrolito. Entre las aplicaciones prácticas de este
electroquı́mico se tienen: las papilas de linternas o transistores que una vez
descargadas no se pueden volver a utilizar y las baterı́as de automóviles que si
se pueden cargar de nuevo.
Figura 1.7: Electricidad por Acción Quı́mica
En los ejemplos que vemos a continuación se muestra como hacer una pila
casera, se colocan en los terminales de dos conductores, una plaquita de zinc
y en el otro conductor una plaquita de cobre, y se sumerjen ambos en jugo
de limón o vinagre y se mide la tensión producida entre los terminales otra
manera de hacer una pila consiste en tomar dos monedas de diferentes metales
separados por un papel impregnado de un medio ácido como lo muestra la
figura.
1.2.3.
Electricidad por Magnetismo
La electricidad por magnetismo se obtiene mediante cuerpos conductores
colocados en la proximidad de imanes que modifican su estado magnético. El
magnetismo produce electricidad si se somete una bobina a la acción de un
campo magnético variable, ası́ por ejemplo si se desplaza en su interior un imán
permanente se logra inducir la corriente eléctrica.
Figura 1.8: Electricidad por magnetismo
1. Introducción a la Electricidad
1.2.4.
13
Electricidad por Presión
La electricidad por presión se obtiene cuando ciertos materiales como: el
cuarzo o la turmalina se comprimen. Si se ejerce una presión perpendicular al
plano de las caras de una lamina de cuarzo especialmente tallada, resulta que
una de las cara se electriza positivamente y la otra negativamente.
Si por ejemplo un destornillador esta magnetizado, es decir, sus electrones
estan ordenados, basta con ejercer una presión con un martillo para que sus
electrones se desordenen.
Figura 1.9: Electricidad por Presión
1.2.5.
Electricidad por Calor
Debido a que algunos materiales liberan fácilmentes sus electrones y otros
materiales los aceptan, puede haber una tranferencia de electrones, cuando se
ponen en contacto dos metales distintos, por ejemplo: con metales activos, la
energı́a calorifica del ambiente a temperatura normal es suficiente para que
estos metales La electricidad por calor se obtiene calentando conjuntamente
dos metales diferentes. Si se une un alambre de cobre con otro de zinc o una
lámina de los mismo y se calientan, entonces se produce una carga eléctrica.
Figura 1.10: Electrididad por Calor
14
1.3. Tipos de electricidad
1.2.6.
Electricidad por la Luz
La electricidad por acción dela luz se obtiene por la presencia directa d e
los rayos luminosos sobre ciertos mátales raros y metaloides. La acción de la
luz sobre el selenio produce una carga eléctrica debido a que se desplazan los
electrones libres de la superficie del metaloide.
Figura 1.11: Electricidad por Luz
1.3.
1.3.1.
Tipos de electricidad
Electricidad Estática
La electricidad estática es la que carece de movimiento y se encuentra
en reposo en un lugar determinado, como en el caso de la electricidad por
frotamiento, donde la bolita del péndulo se carga de electricidad que no se
desplaza.
1.3.2.
Electricidad Dinámica
La electricidad dinámica es la que posee movimiento, es decir, es la corriente eléctrica. Este tipo de electricidad es producida por los generadores y los
conductores por donde se desplaza se llaman lı́neas.
La Electricidad Dinámica se divide en dos Clases
La corriente contı́nua es aquella en que los electrones circulan siempre en
el mismo sentido, es decir, que posee una sola dirección en el conductor.
Esta clase de corriente se utiliza en algunas industrias.
1. Introducción a la Electricidad
15
La corriente alterna es aquella cuyo sentido varia periódicamente, es decir, que la dirección e intensidad cambia constantemente, como ocurre
en la corriente utiliza para el uso domestico.
1.4.
Transporte de la Electricidad
La energı́a que como se vera mas adelante es generada en centrales térmicas
e hidráulicas tiene que ser transportada hasta los centros de consumo como
industrias, hogares y servicios públicos por medio de una serie de lı́neas que
son:
Figura 1.12: Transporte de la Electricidad
Las lı́neas de transmición que son de gran longitud y llevan la energı́a
desde las centrales hasta las subestaciones.
Las lı́neas de sub-transmición que unen las subestaciones con los centros
de cargas.
Las lı́neas de distribución que abarca toda el área de consumo, uniendo
los centros de cargas con las lı́neas de instalación.
Las lı́neas de instalación que comunican las acometidas con los aparatos
y artefactos de consumo.
16
1.5. Importancia en la Industria
1.5.
Importancia en la Industria
Las fábricas en un principio producı́an su propia energı́a mecánica para
mover sus máquinas mediante el uso de leña, pero como esto resultaba costoso e
ineficiente, hoy todas las industrias utilizan la electricidad para hacer funcionar
los diferentes tipos de máquinas, bombas, compresores, etc. En otras industrias
como la Siderúrgica, Electrometalúrgica y electroquı́micas la eléctrica es el
factor esencial. En nuestro paı́s la industria eléctrica se inicia a fines del siglo
pasado con el fin de suministrar energı́a para servicios como la iluminación y
el transporte urbano.
1.6.
Importancia en el Hogar
La electricidad proporciona una serie de comodidades que son necesaria en
el hogar con funcionamiento de artefactos electrodomésticos,. Estos artefactos
son aparatos o mecanismos que utilizan la corriente eléctrica y la transformación en frı́o, calor, luz o en la realización de un trabajo mecánico. Los artefactos
mas utilizados en el hogar son:
Batidoras, cafeteras, cocinas, hornos, licuadoras, tostadoras.
Aspiradoras, calentadores, lavadoras, planchas, secadoras.
Máquinas de afeitar, máquinas e coser.
Teléfonos, televisores, equipos de sonidos, dvd, ventiladores.
Bombillos, tubos fluorescentes, etc.
Señal de televisor por cable, Internet, etc.
1.7.
Importancia en la Medicina
La electricidad es un poderoso auxiliar dela medicina por grandes aplicaciones que tienen en :
Los rayos X que permiten realizar radioscopias y radiologı́as para observar y fotografiar los órganos internos.
La producción de rayos infrarrojos y ultravioletas utilizados en la terapéutica.
Los electrocardiogramas que registran los movimientos del corazón.
1. Introducción a la Electricidad
17
El microscopio electrónico que permite estudiar mejor los microorganismos productores de enfermedades.
Los electroencefalogramas que registran las tensiones encefálicas.
1.8.
Importancia en los Servicios Públicos
La electricidad interviene en los servicios siguientes:
Alumbrado que proporciona iluminación a casas, calles, teatros, cines,
autopistas, tiendas, etc.
Transportes que proporciona la movilización de autos, autobuses, metro,
ferrocarriles, barcos, aviones, etc.
Comunicaciones en la transmisión por medio de teléfonos, telégrafos,
radios, televisión, etc.
Comercio proporcionando en el uso de computadoras, calculadoras, aire
acondicionado,equipos de refigeración,etc.
1.9.
Generación de la Energı́a Eléctrica
La generación de energı́a eléctrica tiene lugar en centrales y en muchos
casos es el misma naturaleza quien proporciona la energı́a necesaria para producir electricidad. El hombre solo necesita transformar la energı́a mecánica
en eléctrica por medio de máquinas rotativas accionas por motores térmicos o
hidráulicas.
1.9.1.
Centrales Eléctricas
Las centrales eléctricas tiene su origen en el tipo de fuerza electromotriz utilizada para la obtención de la energı́a primaria empleada en centrales térmicas
e hidráulicas.
Clases de Cetrales Elétricas
Las centrales térmicas utilizan la energı́a calórica almacenada en un combustible para transformarla en energı́a eléctrica. Los combustibles usados varias
desde carbón sólido o pulverizado hasta aceites pesados como gas- oil y fuel-oil.
Las centrales térmicas se subdivide en:
Centrales con máquinas y turbinas a vapor.
18
1.9. Generación de la Energı́a Eléctrica
Central con motores de combustible liquido.
Centrales nucleares o atómicas.
El funcionamiento de otras centrales se basan en que debe disponer y controlar una fuente de energı́a, capaz de transformarse en energı́a mecánica para
usarla en el movimiento de los generadores que convierten la energı́a mecánica
en eléctricas.
Centrales con Máquinas y Turbinas a Vapor
Estas centrales son muy importantes por su magnitud y complejidad, en
ellas el vapor de agua forma la energı́a mecánica para mover las turbinas. Las
principales partes son:
El deposito de combustible.
Las calderas que son recipientes donde se produce el vapor a una presión
que supera las 200 atmósferas con temperaturas de recalentamiento de
500o C.
Las turbinas son ruedas en cuya periferia se han dispuesto una o mas
filas de paletas que son movidas por el vapor de agua.
Los generadores son máquinas acopladas en los mismos ejes de las
turbinas y cuando estas se mueven a gran velocidad, los generadores
producen energı́a eléctrica.
Estas centrales tienen la ventaja que se pueden instalar cerca de las grandes
ciudades o en aquellos lugares donde el transporte de combustible resulte mas
económico. La principal desventaja es el gasto de combustible y la contaminación del aire.
Centrales con Motores de Combustible Lı́quido
En estas centrales la corriente gaseosa se obtiene quemando gasoil en una
corriente de aire que mueve las turbinas. Las partes principales son:
Los tanques de combustibles.
El compresor que aspira y comprime el aire, enviándolo a presión a la
cámara de combustión.
La cámara de combustión donde llega el combustible para producir el
calentamiento.
Las turbinas provistas de grandes y fuertes paletas.
1. Introducción a la Electricidad
19
Los generadores que producen la energı́a eléctrica.
Estas centrales se pueden instalar en cualquier sitio. La principal desventaja
es el gasto de combustible y la contaminación del aire.
Centrales con Motor Diésel
En este tipo de centrales, los generadores son movidos por motores diésel.
Estos motores aspiran aire y durante la compresión se calienta lo suficiente
para que se inflame el combustible a medida que se inyecta. Las instalaciones de
esta central cuando la potencia que se requiere no es muy grande. La principal
desventaja de estas centrales es que se utilizan como centrales de emergencia
por la rapidez en que puede entrar en servicio. Por otra parte el gasto de
combustible y el hecho de que los motores a diésel son lentos y de grandes
dimensiones.
Centrales Nucleares o Atómicas
Para obtener electricidad de la energı́a nuclear, existe un proceso denominado fisión nuclear (de fisus; fisurar, romper) en este proceso se rompen núcleos
atómicos y ası́ se libera la energı́a contenida en su interior, ésta calienta agua
y la transforma en vapor. Este vapor producido es pasado por unas paletas
de turbinas, en el mismo eje conectadas a un generador para producir grandes
cantidades de electricidad. Las centrales eléctricas movidas por energı́a nuclear
consta de la partes siguientes:
El reactor nuclear que constituyen el foco de calor.
La caldera donde se produce el vapor a alta presión para mover el turboalternador.
El turboalternador que convierte la energı́a térmica en energı́a eléctrica.
1.9.2.
Energı́a Solar, Eólica y Geotérmica
La Energı́a Solar
En nuestro sistema planetario, el mayor productor de energı́a que existe
es el Sol. La cantidad de energı́a solar que llega en forma de radiación a nuestro planeta. La radiación solar, por supuesto, nos provee de energı́a luminosa
y calórica. También puede transformarse en energı́a eléctrica. Además, la radiación es fundamental para que las plantas (a través de la fotosı́ntesis) obtengan energı́a y vivan. Las plantas son la base de la cadena alimenticia en la
Tierra (también en los océanos, por supuesto), proveyendo de energı́a a todo
20
1.9. Generación de la Energı́a Eléctrica
el reino animal. El petróleo, el gas y el carbón mineral son producto de la descomposición de restos de vegetales y animales que vivieron hace millones de
años. Algunos recursos vegetales también son aprovechados como biomasa para
generar energı́a (leña, carbón vegetal). La energı́a solar genera la evaporación
del agua de los mares, la cual precipita en lagos y rı́os, que serán aprovechados
en la generación de hidroelectricidad. Al calentar más unas zonas que otras, el
Sol produce diferencias en el peso de las masas de aire, generando los sistemas
de viento del planeta: la energı́a eólica. La radiación solar se usa también para
generar electricidad. Algunas plantas de generación eléctrica solar utilizan la
radiación solar para calentar agua y transformarla en vapor; el vapor moviliza a una turbina conectada a un generador que transforma el movimiento en
electricidad. La luz solar puede también transformarse directamente en electricidad, utilizando celdas y paneles fotovoltaicos. Estas celdas se desarrollaron
en la década de 1950, para ser utilizadas por satélites espaciales. Están fabricadas con silicio. Varias celdas fotovoltaicas conectadas en serie forman un
panel fotovoltaico. La energı́a generada por estos paneles puede utilizarse para
alimentar hogares, automóviles eléctricos o negocios. Las celdas también se
utilizan individualmente para pequeñas máquinas, como calculadoras.
La Energı́a Eólica
Eólica viene de Eolo, dios griego del viento. El viento es energı́a en
movimiento. El ser humano ha utilizado esta energı́a de diversas maneras a
lo largo de su historia: barcos a vela, molinos, extracción de agua de pozos
subterráneos. En la actualidad, el viento se usa también para producir electricidad. Al soplar, el viento mueve las aspas de un molino. Esta energı́a cinética
se transforma, mediante un generador, en energı́a eléctrica. En algunos paı́ses,
como España, Dinamarca y Alemania, existen granjas eólicas, en las que cientos
de molinos son impulsados por el viento, produciéndose electricidad suficiente
para alimentar ciudades completas.
La Energı́a Geotérmica
Bajo la corteza terrestre, la capa superior del manto está compuesta por
magma, roca lı́quida a muy altas temperaturas. En algunas zonas, los depósitos
o corrientes de agua subterránea son calentados por el magma, hasta temperaturas a veces superiores a los 140 grados Celsius. Cuando el agua, o el vapor,
emergen a la superficie a través de fisuras en la corteza, aparecen los géiseres,
fumarolas y fuentes termales. En algunos lugares del mundo, como Reykjavik,
capital de Islandia, la energı́a geotérmica se utiliza directamente para calentar
edificios, piscinas y otras construcciones. En otros, se utiliza el vapor de agua
para mover turbinas y generar electricidad.
1. Introducción a la Electricidad
1.9.3.
21
Energı́a de la Biomasa y Energı́a Mareomotriz
Energia de la Biomasa
La biomasa es uno de los primeros recursos energéticos utilizados por el
ser humano, y todavı́a en la actualidad es uno de los más necesarios para una
importante cantidad de población mundial. La energı́a de la biomasa es aquella
que se produce a partir de productos vegetales y sus derivados. El concepto
abarca principalmente leña, desechos forestales (aserrı́n, virutas) y agrı́colas
(residuos de cosechas); también se consideran biomasa los papeles. cartones y
similares. Por ejemplo, en Chile, la biomasa cubre nada menos que el 15 por
ciento de todas las necesidades energéticas del paı́s. Utilizamos esta energı́a
no sólo se utiliza para calentar y cocinar, sino también para otras cosas como
alimentar centrales de generación termoeléctrica.
Energı́a Mareomotriz
Utilizan la fuerza y velocidad del agua, en esta caso de las corrientes marinas
(mareas) para hacer girar las turbinas que a su vez están conectada en el mismo
eje de un generador para producir electricidad.
1.9.4.
Centrales Hidroeléctricas
Las centrales hidroeléctricas aprovechan la fuerza hidráulica de una caı́da de
agua. La masa liquida se canaliza a lo largo del desnivel y se hace pasar a través
de las turbinas que le impiden el movimiento de rotación a los generadores para
producir la energı́a eléctrica. Las partes principales son:
La presa embalse
Las compuertas de toma
La toma de agua
Las turbinas
Los generadores
El tablero de mando
Lı́neas de transmición
La presa del embalse es un muro alto que permite crear un salto de agua
hasta 200 o mas metros y una reserva de agua considerable. Las presas se
construyen en hormigón armado y casi siempre tienen forma de arco o de
bóveda, con la convexidad dirigida hacia las aguas y los extremos descargando
el empuje del liquido en las paredes del valle. Cuando el rı́o crece mucho y
22
1.9. Generación de la Energı́a Eléctrica
la presa esta llena se puede evacuar el agua por medio de varios vertederos
formados por el coronamiento de la presa.
Las compuertas de toma son las que permiten que el agua pase para
llegar al canal.
La toma de agua es un canal o tubo de gran diámetro que conduce el
agua desde el embalse hasta las turbinas. La entrada esta protegida por
rejillas para detener los materiales sólidas.
Las turbinas constituyen la maquina matriz en las centrales hidráulicas.
Tienen como objeto transformar la energı́a hidráulica determinada por
la altura del salto y por el caudal de agua. Las turbinas constan de dos
partes: la parte fija o cuerpo que dirige el liquido para que choque con
las paletas que giran por el empuje del agua.
Los generadores alternadores son dispositivos acoplados a los mismos ejes
de las turbinas. Los generadores producen la energı́a eléctrica cuando las
turbinas se mueven a gran velocidad.
El tablero de mando. Como los generadores producen y envı́an corriente alterna a la sala de mando, donde existen normalmente aparatos de
control y medida.
Las lı́neas de transmición son las que permiten llevar la energı́a eléctrica
desde las centrales hasta los sitios de consumo.
En el transporte de la electricidad se utilizan las torres metálicas o postes
de concreto que soportan los cables o conductores sujetos a aisladores de
vidrio o porcelana.
Es conveniente señalar que el costo de instalación de una central
hidroeléctrica es mayor que de una central térmica, pero en realidad va a
resultar mas económica ya que se abastece sin ningún costo y requiere pocos
gastos de mantenimiento. Nuestro paı́s ofrece grandes perspectivas para la instalación de centrales hidroeléctricos debido a tener rı́os de gran caudal y con
pendientes suficientes para provocar caı́das de saltos de agua. Los rı́os mas
importantes son: el Caronı́, el caura y el paragua en la región de Guayana; el
Uribante, el santo domingo y el chama en la región de los andes. La primera
central hidroeléctrica que se empezó a construir en el paı́s fue la de macagua I
en 1956 y fue terminada 4 años mas tarde, utilizándose 94 % de su producción
en la planta siderurgica de matanzas.
1. Introducción a la Electricidad
1.10.
23
¿Que es la Electricidad?
Todo lo que existe en el mundo esta formado por partı́culas invisibles,
llamada átomos. Estos átomos están formado a su vez por partı́culas aun mas
diminutas llamadas electrones, protones y neutrones. Son los electrones los que
proporcionan lo que llamamos electricidad. Para la electricidad no disponemos
de un órgano sensorial especial. Es una forma de energı́a, como la mecánica o
la calorı́fica, y se percibe en las transformaciones energéticas.
Figura 1.13: Forma del Átomo
La electricidad solo es perceptible por sus efectos
En el horno eléctrico, la energı́a eléctrica se transforma en calor; en un
bombillo, se transforma en luz y calor. El motor eléctrico realiza un trabajo
mecánico, el electroimán en efectos magnéticos.
Figura 1.14: Circuito Hidráulico y Circuito Eléctrico
Las denominaciones de Tensión, Intensidad, Resistencia
y Conductor se deducen por analogı́a Mecánica
24
1.11. Tensión Eléctrica
Una bomba hidráulica crea, al aportar energı́a, una diferencia de presión
o tensión entre el lado de entrada y el de salida, que provoca una corriente
hidrodinámica a través del tubo conductor. Este es portador de una energı́a
mecánica y puede impulsar un motor hidráulico. El generador eléctrico, al aportar energı́a crea una tensión eléctrica o diferencia de potencial entre sus bornes,
que provoca una intensidad o corriente de electrones a través del conductor.
Este es portador de una energı́a eléctrica y puede impulsar un motor eléctrico.
Tanto la corriente hidrodinámica como la corriente eléctrica experimentan una
resistencia en las conducciones que origina pérdidas energéticas.
1.11.
Tensión Eléctrica
Se tiene una tensión eléctrica cuando entre dos polos existe una diferencia
de carga eléctrica. Se produce una tensión si se separa los portadores de carga
positivos y negativos. En un generador mediante un movimiento giratorio de
una espira de cobre en un campo magnético, se extraen los electrones de un
extremo del arrollamiento (donde se produce un déficit de electrones) y se
acumulan en el otro extremo (donde hay un excedente de electrones). El borne
con déficit de electrones es el polo positivo (polo +) de la fuente de tensión; la
que tiene excedente de electrones es el polo negativo (polo -).
Figura 1.15: Tensión Eléctrica
El sı́mbolo de la magnitud llamada tensión es V
Su unidad es el voltio (V)
Ejemplo: V = 120 V
Formas de expresar la magnitud:
Fuerza electromotriz
Voltaje
Tensión
(Uso poco frecuente)
(Modo incorrecto)
(Modo correcto)
1. Introducción a la Electricidad
1.12.
25
Corriente Eléctrica
La corriente eléctrica es el movimiento ordenado de cargas. Al cerrarse el
circuito eléctrico, el exceso de electrones que hay en el polo negativo de la fuente
de tensión trata de compensarse dirigiéndose al polo positivo. A los portadores
de carga (electrones) en movimiento a través del conductor eléctrico se les
denomina corriente eléctrica. El sentido de la corriente el movimiento desde el
polo positivo al polo negativo.
Figura 1.16: Corriente Eléctrica
La corriente eléctrica como hemos visto, es el movimiento de electrones a
través de un conductor. Los primeros cientı́ficos que estudiaron la electricidad
pensaron que lo que se trasladaba no eran los electrones (cargas negativas), si
no los protones (cargas positivas), y por esta razón creyeron que el sentido de
la corriente era del polo positivo al negativo. Como conclusión cabe destacar
que existen dos sentidos diferentes de corriente:
Partiendo del polo positivo hacia el negativo, que es el sentido convencional de la corriente.
Partiendo del polo negativo hacia el positivo, que es el sentido real de
la corriente. Ambos sentidos se dan como válidos, aunque se debe saber
que el real es el sentido electrónico (del polo negativo al positivo).
El sı́mbolo de la magnitud llamada Intensidad de corriente es I
Su unidad es el amperio(A)
Ejemplo: I = 10 A
Formas de expresar la magnitud :
Corriente (Modo convencional)
Amperaje
(Modo incorrecto)
Intensidad
(Modo correcto)
26
1.13. Resistencia Eléctrica
1.13.
Resistencia Eléctrica
Se denomina resistencia a la dificultad que presenta un material al paso de
la corriente eléctrica. Un material será más resistente que otro cuando existiendo una diferencia de potencial igual entre los extremos de los dos materiales en
uno habrá mas corriente eléctrica que lo atraviese que el otro.Dicha dificultad
responde a que los núcleos de los átomos del material resistente atraen a los
electrones que se desplazan a través suyo. Como cada material tiene distintas
caracterı́sticas atómicas. Tienen también resistividades diferentes. Debemos
tener claro que al hablar de resistencia de materiales se habla de resistividad,
y es por que la resistencia de un material no solo depende de la resistencia de
1mm2 de sección (esta puede ser mayor que 1mm2 sino que además depende
de la longitud. La resistividad se representa por la letra griega rho(ρ). La resistencia (R) de un material depende directamente de su resistividad (ρ) y de
su longitud (l), e inversamente proporcional a su sección. Viene determinada
por la formula: Siendo:
R = ρ.
l
s
En donde:
R: resistencia (Ω)
ρ: resistividad (mm2 /m)
l: longitud (m)
s: sección transversal (área) (mm2 )
El sı́mbolo de la magnitud que mide la resistencia eléctrica es R
Su unidad es el Ohmio(Ω, omega)
Ejemplo: R = 1.000 Ω
Formas de expresar la magnitud:
Resistencia
Ohmiaje
(Modo correcto)
(Modo incorrecto)
Ejemplo 1.1
Calcúlese la resistencia de un alambre cuya longitud es de 10m, con un área
de sección transversal de 0,1cm2 si el material del alambre es de a) cobre y b)
nicromo.
1. Introducción a la Electricidad
M aterial
Cobre
Plata
Aluminio
Estaño
Nicromo
27
ρ en Ω.mm2 /m
1, 7x10−6
1, 5x10−6
2, 6x10−6
130x10−6
100x10−6
Tabla 1.1: Resistividad de Algunos Materiales
Solución
Con la información de la Tabla 1.1, sabemos que para el caso del cobre, ρ =
1, 7x10−6 y para el caso del nicromo, ρ = 100x10−6 . Ya que 1m = 100cm, L =
10x100cm = 1000cm. La sustitución de los valores dados en la ecuación.
Rcobre =1, 7x10−6 ρ (1000cm2 )/(0, 1cm2 ) = 1, 7x10−2 Ω
Rnicro =100x10−6 ρ (1000cm2 )/(0, 1cm2 ) = 1 Ω
1.14.
Tipos de Corrientes
La corriente continua es una corriente de portadores de carga de intensidad
y sentido constantes. Por ejemplo la corriente de electrones que proporciona
una pila o una baterı́a es una corriente continua. La corriente alterna es una
corriente de portadores de carga cuyo sentido e intensidad cambian de modo
periódico. Un generador de alterna impulsa una corriente de electrones a través
del conductor, dicha corriente cambia de magnitud y sentido invirtiéndose de
modo regular (periódico), es decir, que oscila en forma permanente. Al número
de oscilaciones por segundo se le llama frecuencia y su unidad es el Hertz (Hz).
La frecuencia normalizada en Venezuela es 60Hz y en algunos paı́ses es de
50Hz.
Figura 1.17: Tipos de Corriente Eléctrica
28
1.15.
1.15. Conductores, Aislantes y Semiconductores
Conductores, Aislantes y Semiconductores
Los conductores son sustancias que conducen bien la corriente eléctrica.
Entre ellos están todos metales. Conducen mejor cuantos más electrones libres
se tenga por cm3 . Los no conductores (aislantes) como el plástico, el vidrio, las
cerámicas, son sustancias que no conducen prácticamente la corriente eléctrica.
Los semiconductores, como por ejemplo, el silicio, el selenio, el germanio, tienen
una capacidad de conducción mucho menor que los conductores, pero mayor
que los no conductores (aislantes).
Figura 1.18: Conductores, Aislantes y Semiconductores
Capı́tulo 2
Seguridad Eléctrica
Objetivo
Aplicar las Reglas Básicas de Seguridad, Analizar los factores que estan
relacionados con el Choque eléctrico y Primeros Auxilios en caso de Electrocución.
2.1.
Reglas Básicas de Seguridad
Todos parecen saber que la electricidad puede ser peligrosa y aún fatal,
para aquellos que no comprenden y practican las reglas simples básicas de
la SEGURIDAD. Aunque pueda parecer extraño, existen mas accidentes en
los que la electricidad está involucrada, por parte de técnicos bien entrenados
quienes, ya sea por exceso de confianza descuido, violan las normas básicas de
la seguridad personal.
La primera regla es siempre: REFLEXIONAR y esta regla se aplica a todo
trabajo industrial, no sólo eléctrico. Conviene desarrollar buenos hábitos de trabajo. Aprenda a usar las herramientas correctamente y con seguridad. Siempre
debe estudiar el trabajo que está por hacer y pensar cuidadosamente el procedimiento, método y la aplicación de herramientas, instrumentos y máquinas.
Nunca permita distraerse en el trabajo y jamás distraiga a un compañero que
esté realizando una tarea peligrosa. Generalmente hay tres tipos de accidentes
en un taller de electricidad:
Choques eléctricos
Quemaduras
Lesiones mecánicas.
29
2.2. Reglas de Seguridad para evitar Choques Eléctricos,
Quemaduras y Lesiones Mecanicas
30
Figura 2.1: No Probar Tensión con las Manos
2.2.
Reglas de Seguridad para evitar Choques
Eléctricos, Quemaduras y Lesiones
Mecanicas
Asegúrese de las condiciones del equipo, siempre que se trabaje en equipo
eléctrico este debe estar apagado y desconectado.
No use las manos para probar la presencia de tensión.
Nunca trabaje en una mesa llena de herramientas desorganizadas. Desarrolle hábitos de procedimientos sistemáticos y organizados de trabajo.
Nunca hable con nadie mientras trabaja con un equipo peligroso.
No utilice agua para combatir incendios de origen eléctrico. Use extintores de incendio apropiados preferiblemente de anhı́drido carbónico.
Figura 2.2: No Usar Agua para Apagar Fuego de Origen Elétrico
Los condensadores pueden almacenar energı́a, aún después de estar desconectados pueden producir una descarga eléctrica. Tenga cuidado!!.
2. Seguridad Eléctrica
31
No introduzca destornilladores en salidas eléctricas de tomacorrientes.
No rompa reglas de seguridad de la instalación, no haga trampas como;
colocar un fusible de mayor amperaje o colocar un hilo conductor en su
lugar.
Figura 2.3: No Colocar Hilo Conductor en Lugar de Fusible
Siempre aı́sle con cinta o cubiertas aislantes cables o alambres, después
de realizar un empalme y antes de conectar un equipo o circuito.
En caso de un choque eléctrico desconecte la fuente de energı́a por medio
del interruptor.
Siempre utilice protección de cortocircuito y disponga de un medio de
desconexión.
Figura 2.4: Disponga de un Medio de Desconexión
Las partes metálicas de los equipos que pueden estar en contacto accidental con conductores activos, deben estar conectadas a tierra.
Vigile el cautı́n o pistola de soldadura. No la coloque sobre el banco en
donde pueda tocarla accidentalmente con el brazo. No la guarde nunca
cuando aún este caliente; alguien puede tomarla.
Utilizar sistemas de aislamiento al Realizar Trabajos de Electricidad.
32
2.2. Reglas de Seguridad para evitar Choques Eléctricos,
Quemaduras y Lesiones Mecanicas
Figura 2.5: Usar Sistemas de Ailamientos
La selección inadecuada de una herramienta para el trabajo, puede producir daños al equipo y lesiones personales.
Evite pelar cable con los dientes, Use la herramienta adecuada.
Figura 2.6: Evitar Pelar Cables con los Dientes
Las esquinas y filos metálicos de los chasis y tableros pueden cortar y
arañar. Lı́melos y quı́teles el filo.
El conductor de protección (Tierra) no debe ser desconectado, eliminado
o usado para otros fines.
Figura 2.7: El Conductor de Tierra no Debe ser Desconectado
2. Seguridad Eléctrica
33
No utilice sacos o camisas de mangas largas cerca de máquinas rotatorias.
No use prendas que puedan enredarse. Si usa cabello largo recójaselo.
Figura 2.8: Si usa Cabello Largo Recogelo
2.3.
Riesgos Elétricos
La electricidad es una de las fuentes de energı́a mas utilizadas del mundo,
al igual que todas las formas de energı́a, puede ser tanto destructiva como
constructiva. Puede ser directamente destructiva al producirnos un choque
eléctrico o quemaduras. Indirectamente destructiva al ocasionar incendios o
explosiones. La mayorı́a de los casos fatales son ocasionadas por corrientes de
baja tensión, 110V a 220V . (Existe un concepto erróneo de que no producen
fatalidad).
Existen riesgos de contacto directo con un conductor y también de contacto
directo, como lo es el contacto de un aparato que solo en caso de averı́a tiene
tensión, por ejemplo, si esta defectuoso o le falto aislamiento. El riesgo depende
del tiempo de actuación, es decir, del tiempo en que la corriente atraviesa el
cuerpo humano. Ası́ pues, una corriente de 50mA a un tiempo de actuación
de un 1s, aparece una fibrilación ventricular, con una intensidad de 500mA
aparece al cabo de una décima de segundo. La corriente eléctrica es tanto mas
peligrosa cuento mayor sea el tiempo de actuación sobre el organismo.
2.4.
¿Que es el Choque Elétrico(Shock)?
El choque eléctrico es el efecto resultante de la circulación de corriente
eléctrica a través del cuerpo humano.
2.5.
¿Que factores estan relacionados con el
Choque Eléctrico?
Las diferentes reacciones que pueden producirse en el organismo tras el
contacto de conductores de baja tensión hasta 600V, depende de los siguientes
2.6. Efectos que tiene la Intensidad de la Corriente en la
Electrocución
34
factores:
La intensidad de la corriente.
La resistencia del cuerpo humano.
La frecuencia y la forma de la corriente.
El tiempo de contacto.
El trayecto de la corriente en el organismo.
2.6.
Efectos que tiene la Intensidad de la Corriente en la Electrocución
Existen dos teorı́as que contestan esta pregunta:
Teorı́a Bulbar: Esta teorı́a sostiene que la muerte por choque eléctrico
se debe a la inhibición de los centros bulbares, cuyo principal efecto, es
la detención de la respiración, provocando asfixia al cabo de un tiempo
mas o menos largo.
Teorı́a Cardiaca: Esta teorı́a sostiene que la muerte proviene por la acción
paralizante de la corriente sobre el corazón, produciéndose movimientos
arrı́tmicos, no coordinados, en las fibras musculares del corazón ( Tremulaciones Fibriales). Cuando se produce fibrilación ventricular ocurre el
deceso de la persona.
2.7.
Clasificación de las Corrientes Eléctricas
Las corrientes se han clasificado según su intensidad y la acción sobre el
organismo, en diversas formas, siendo las mas acertadas las siguientes:
Intensidades inferiores a 25 mA: se comprueba la aparición de contracciones musculares, sin ninguna influencia nociva sobre el corazón.
Intensidades de 25mA a 80mA: Ocasionan parálisis temporal cardiaca y
respiratoria.
Intensidades de 80mA a 4A: Esta es la zona de intensidad particularmente peligrosa de producir la fibrilación ventricular.
Intensidades superiores a 4A: Produce parálisis cardiaca y respiratorias
ası́ como graves quemaduras.
2. Seguridad Eléctrica
35
Figura 2.9: Resistencia del Cuerpo Humano
2.8.
¿Como es la Impedancia en el Cuerpo Humano?
El elemento esencial de la resistencia del cuerpo humano esta constituido
por la resistencia de la piel, esta puede variar independientemente de que la
tensión se mantenga constante. Los valores aproximados de la resistencia del
cuerpo humano se mencionan a continuación:
Cuerpo Mojado 100Ω
Piel Mojada 1,000Ω
Cuerpo (Piel Seca) 100,000Ω a 600.000Ω
2.9.
Primeros auxilios en caso de electrocución
Desconectar la corriente o, en caso de que sea posible hacerlo:
Llamar inmediatamente al servicio de Emergencias Médicas, pedir ayuda.
36
2.9. Primeros auxilios en caso de electrocución
Apartarlo con un objeto aislante (palo, caucho, papel seco, etc.).
Determinar lesiones:
Si hay paro respiratorio dar respiración boca a boca. (No hay respiración
cuando un espejo, sostenido entre boca y nariz no se empaña).
Figura 2.10: Primeros Auxilios
• Si hay paro al corazón, hacer masaje cardı́aco. (Hay paro circulatorio cuando las pupilas no se empequeñecen al darle luz).
• Tratar las quemaduras o fracturas posibles. (En caso de quemadura
limpiar la zona con una solución fisiológica y cubrir el área afectada
con apósitos limpios, vendajes; en caso de fractura inmovilizar al
accidentado).
Ante efectos de Shock (El pulso se hace rápido y débil, sudores), acostar
al accidentado y levantarle un poco las piernas.
Brindar apoyo psicológico.
Humedecer los labios, no dar a beber lı́quidos, ya que puede empeorar la
situación.
Trasladarlo a un centro asistencial.
Precauciones
• No emplear objetos metálicos para separar a la vı́ctima de la corriente.
• No retirar al accidentado pasándole los brazos por debajo de las
axilas que al estar sudorosas son un medio de conducción eléctrica.
• ¡¡No brindar primeros auxilios si no sabe como hacerlo!!.
Capı́tulo 3
Herramientas para Trabajos
Básicos de Electricidad
Objetivo
Manipular, Emplear y Describir las Herramientas para Trabajos Básicos
de Electricidad. Aplicar las Normas de Seguridad para el uso de estas Herramiemtas.
3.1.
Herramientas para Trabajos Básicos de
Electricidad
Las herramientas deben ser utilizadas de forma correcta y para el uso para
el que han sido diseñadas. La forma correcta de utilizar cada herramienta es
precisamente la forma segura. Ha de procurarse que sean de buena calidad y
que se encuentren en buen estado de conservación.
Figura 3.1: Partes de un Destornillador
37
38
3.1. Herramientas para Trabajos Básicos de Electricidad
3.1.1.
Destornilladores
Son herramientas de mano diseñadas para apretar y aflojar los tornillos
ranurados, de fijación sobre materiales de madera, metálicos y plásticos. Las
partes principales de un destornillador son el mango, la cuña o vástago y
la hoja o boca; el mango para sujetar se fabrica de diferentes materiales de
tipo blando, como son la madera, las resinas plásticas, etc., que facilitan su
manejo y evita que se resbalen al efectuar movimientos giratorios de apriete o
desapriete, además de servir para lograr un aislamiento de la corriente eléctrica.
Los principales destornilladores son:
Figura 3.2: Tipos de Destornilladores
Tipo plano o pala de distintas dimensiones.
Tipo de estrı́a o cruz.
Tipo de estrella.
Tipo acodado.
Tipo horquilla
Deficiencias Tı́picas
Mango deteriorado, astillado o roto.
Uso como cincel, palanca o punzón.
Punta o caña doblada.
Punta roma o malformada.
Trabajar manteniendo el destornillador en una mano y la pieza en otra.
Uso de destornillador de tamaño inadecuado.
3. Herramientas para Trabajos Básicos de Electricidad
39
Antes de Usar la Herramienta Revisar
Mango en buen estado y amoldado a la mano con o superficies laterales
prismáticas o con surcos o nervaduras para transmitir el esfuerzo de
torsión de la muñeca.
El destornillador ha de ser del tamaño adecuado al del tornillo a manipular.
Porción final de la hoja con flancos paralelos sin acuñamientos.
Desechar destornilladores con el mango roto, hoja doblada o la punta rota
o retorcida pues ello puede hacer que se salga de la ranura originando
lesiones en manos.
Uso de destornillador de tamaño inadecuado.
Figura 3.3: Uso Correcto del Destornillador
Uso Correcto del Destornillador
Espesor, anchura y forma ajustado a la cabeza del tornillo.
Utilizar sólo para apretar o aflojar tornillos.
No utilizar en lugar de punzones, cuñas, palancas o similares.
Existen tornillos que poseen abertura para destornilladores de estrı́as y
de pala, por esa razón, siempre que sea posible utilizar destornilladores
de estrı́as.
La punta del destornillador debe tener los lados paralelos y afilados.
(Fig.3.3.a)
40
3.1. Herramientas para Trabajos Básicos de Electricidad
No debe sujetarse con las manos la pieza a trabajar sobre todo si es
pequeña. En su lugar debe utilizarse un banco o superficie plana o sujetarla con un tornillo de banco.
Emplear siempre que sea posible sistemas mecánicos de atornillado o
desatornillado.
3.1.2.
Alicates
Los alicates son herramientas manuales diseñadas para sujetar, doblar o
cortar alambres o cables, se fabrican en acero y sus longitudes varı́an entre 4
10”provistos de brazos aislados.
2
Figura 3.4: Partes de un Alicate
Sus Tipos Son
Alicate Universal.
Alicate de Corte Lateral.
Alicate de Puntas Planas.
Alicate de Corte de Frente.
Alicate de Punta Redondas.
Alicate de Pelar.
3. Herramientas para Trabajos Básicos de Electricidad
41
Figura 3.5: Tipos de Alicates
Deficiencias Tı́picas
Quijadas melladas o desgastadas.
Pinzas desgastadas.
Mango Aislado roto o desgastado.
Cortadora de alambre desgastadas o melladas.
Antes de Usar la Herramienta Revisar
Los alicates de corte lateral deben llevar una defensa sobre el filo de
corte para evitar las lesiones producidas por el desprendimiento de los
extremos cortos de alambre.
Quijadas sin desgastes o melladas y mangos en buen estado.
Tornillo o pasador en buen estado.
Herramienta sin grasas o aceites.
Uso Correcto de los Alicates
Los alicates no deben utilizarse en lugar de las llaves, ya que sus mordazas
son flexibles y frecuentemente resbalan. Además tienden a redondear los
ángulos de las cabezas de los pernos y tuercas, dejando marcas de las
mordazas sobre las superficies.
No utilizar para cortar materiales más duros que las quijadas.
42
3.1. Herramientas para Trabajos Básicos de Electricidad
Figura 3.6: No Usar el Alicate para Apretar o Aflojar Tornillos
Utilizar exclusivamente para sujetar, doblar o cortar.
No colocar los dedos entre los mangos.
No golpear piezas u objetos con los alicates.
Mantenimiento.
3.1.3.
Navaja del Electricista
Es una herramienta de mano que sirven para cortar. Constan de un mango
y de una hoja afilada por uno de sus lados, en su parte superior lleva una
muesca que facilita su apertura. La hoja se sujeta al mango, generalmente
de madera por medio de un eje. Este mango sirve de protección de la hoja
al cerrarla y al mismo tiempo es por donde el trabajador, la toma para su
manejo.
Figura 3.7: Navaja del Electricista
3. Herramientas para Trabajos Básicos de Electricidad
43
Sus Tipos Son
Navaja Recta.
Navaja Curva.
Figura 3.8: Tipos de Navajas
Deficiencias Tı́picas
Hoja mellada.
Mango deteriorado.
Antes de Usar la Herramienta Revisar
Hoja sin defectos, bien afilada y punta redondeada.
Mangos en perfecto estado y guardas en los extremos. Utilización
Utilizar la navaja de forma que el recorrido de corte se realice en dirección
contraria al cuerpo.
Utilizar sólo la fuerza manual para cortar absteniéndose de utilizar los
pies para obtener fuerza suplementaria.
No dejar las navajas debajo de papel de deshecho, trapos etc. o entre
otras herramientas en cajones o cajas de trabajo. (En caso de que no sea
plegable).
Extremar las precauciones al cortar objetos en pedazos cada vez más
pequeños.
No deben utilizarse como abrelatas, destornilladores o pinchos para hielo.
44
3.1. Herramientas para Trabajos Básicos de Electricidad
Las navajas no deben limpiarse con la ropa de trabajo, sino con una
toalla o trapo, manteniendo el filo de corte girado hacia afuera de la
mano que lo limpia.
Uso de la navaja adecuado en función del tipo de corte a realizar.
Capı́tulo 4
Instrumentos de Medición
Básica de Electricidad
Objetivo
Manejar, Describir y Diferenciar Equipos de Mediciones Eléctricas Básicas.
Aplicar Normas de Seguridad para el Uso de estos Equipos.
4.1.
Equipos de mediciónes eléctricas Básicas
Los instrumentos de medición a utilizar en el curso de la materia serán instrumentos destinados a la medición de magnitudes eléctricas. Ellos son principalmente:
Voltı́metros - mide Tensión eléctrica en Voltios o Submúltiplos.
Amperı́metros - mide Intensidad de Corriente Eléctrica en Amperios o
submúltiplos.
Ohmetros - mide la resistencia eléctrica en Ohms (Ω) o submúltiplos.
Los amperı́metros y voltı́metros pueden ser utilizados para mediciones en corriente continua o alterna, o ambas. Los tres instrumentos antes mencionados
pueden presentarse en forma independiente o agrupados en un solo instrumento llamado Multı́metro o, como se lo denomina comúnmente, Tester. En
cualquiera de los casos, los instrumentos poseen un selector de escalas, a los
efectos de seleccionar el rango de medición. La lectura de la medida realizada
dependerá del tipo de instrumento utilizado, analógico o digital. En los instrumentos de aguja o analógicos, las lectura se indica en una escala graduada y
el órgano indicador está compuesto por una aguja o por un fino haz de luz y
en los instrumentos digitales, la lectura se realiza directamente por medio de
45
46
4.1. Equipos de mediciónes eléctricas Básicas
un display indicador. Las diferentes escalas poseen graduaciones, que según los
casos corresponden a ecuaciones lineales, logarı́tmicas, u otro tipo de función
más compleja. En instrumentos de aguja el movimiento del órgano indicador
es, generalmente, de izquierda (cero) a derecha, salvo en el óhmetro en que el
cero se encuentra a la derecha. En los voltı́metros y amperı́metros el cero se encuentra al principio de la escala y al final de la escala, llamado fondo de escala,
le corresponde el máximo valor posible a medir en esa escala. En los óhmetros
el principio de escala indica el valor de infinito y el final de escala, el cero.
Como las magnitudes a medir están comprendidas en un rango muy amplio
de valores, los voltı́metros y amperı́metros poseen un selector que nos permite
seleccionar la escala que mejor se adecúe al valor de la magnitud a medir. Esto
es, el valor a medir quedará comprendido entre el cero y un valor máximo, denominado fondo de escala, que será superior al mismo. Por ejemplo: si se desea
medir una intensidad de corriente de 3A, y el instrumento posee un selector de
escala con rangos entre 0 − 2A, 0 − 5A y 0 − 10A, se seleccionará la escala de
0−5A. Los valores de 2A, 5A, y 10A nos están indicando el máximo valor que es
posible medir en dicha escala o, su fondo de escala. De igual manera se procede
en los voltı́metros. En los óhmetros ocurre algo similar pero el procedimiento
de lectura es un tanto diferente, a saber: por lo general, en el selector de escala
de un instrumento de aguja se leerá, por ejemplo, X0, 1; X1; X10; X1K, etc.,
estos valores no indican, como en los casos anteriores, el máximo valor a medir,
sino que son factores multiplicadores de la escala. Por ejemplo, si se efectúa
una medición de resistencia con el selector en la posición X1, la lectura en la
escala es directa. En cambio, si el selector se encuentra en la posición X10, el
valor leı́do sobre la escala deberá multiplicarse por un factor de 10; ası́, si el
fiel indica 10 unidades, la magnitud medida será 10X10 Ohm = 100Ω .
Figura 4.1: Multı́metro Dı́gital y Multı́metro Analógico
Algunos Multı́metros (Tester) cuentan separadamente con un selector de
función o tipo de magnitud a medir (tensión, corriente, resistencia) ası́ como
4. Instrumentos de Medición Básica de Electricidad
47
con un selector de tipo de señal a medir, corriente continua (cc) o corriente
alterna (ca). En otros, todas estas funciones se encuentran agrupadas en un
solo selector donde, la medición de voltaje o intensidad tanto en cc como en
ca, tienen cada uno su propio rango de escala en un mismo selector.
4.1.1.
El Voltı́metro
Figura 4.2: Conexión de Voltı́metro
El voltı́metro es un instrumento destinado a medir la Tensión. La unidad
de medida es el Voltio (V). La Tensión puede ser medida en cc o ca, según
la fuente de alimentación utilizada. Por ello, antes de utilizar el instrumento
lo primero que se debe verificar es qué tipo de señal suministrará la fuente de
alimentación, y constatar que el selector de escala se encuentre en la posición
adecuada, ca o cc. Luego se debe estimar o calcular por medio analı́tico el
valor de Tensión a medir y con ello seleccionar el rango de escala adecuado,
teniendo en cuenta que el fondo de escala sea siempre superior al valor a
medir. En el caso que no sea posible estimar ni calcular la Tensión a medir,
se deberá seleccionar la escala de mayor rango disponible y luego de obtener
una medición adecuar el rango de escala, si fuera necesario. Para el caso de
instrumentos de aguja, es aconsejable que la lectura se efectúe siempre en
la segunda mitad de la escala, ya que allı́ se comete menor error. Cuando
se debe medir en cc se deberá tener en cuenta la polaridad del instrumento,
observando que para ello los cables del mismo se hallan diferenciados por su
color siendo, por convención, el color rojo para la polaridad positiva y el color
negro para la polaridad negativa; los bornes del instrumentos están indicados
con los signos + y - o COM respectivamente. Para el caso de instrumentos de
aguja (analógicos), al conectarlos con la polaridad incorrecta se observará que
la aguja deflecionará en sentido contrario (de derecha a izquierda), lo que
puede causar deterioro del mecanismo de medición del instrumento. En caso
de desconocer la polaridad de la fuente de alimentación, o ante cualquier duda
sobre la selección de escala, consultar con el personal especializado. Cuando se
48
4.1. Equipos de mediciónes eléctricas Básicas
vaya a medir en ca no se tendrá en cuenta la polaridad debido a que se trata
de corrientes no polarizadas.
Figura 4.3: Un Tomacorriente se Mide en Paralelo
EL VOLTÍMETRO SE CONECTA SIEMPRE EN PARALELO.
OBSERVAR LA POLARIDAD PARA EL CASO DE cc
4.1.2.
El Amperimetro
Figura 4.4: El Amperı́metro se Conecta en Serie
Es un instrumento destinado a medir intensidad de corriente, tanto en
corriente continua como en alterna. La unidad de medida es el Amperio (A).
4. Instrumentos de Medición Básica de Electricidad
49
Para el manejo de éste instrumento se deberán observar las mismas precauciones que para el uso del voltı́metro.
EL AMPERÍMETRO SE CONECTA EN SERIE.
OBSERVAR LA POLARIDAD PARA EL CASO DE cc
Figura 4.5: El Amperimetro Tipo Pinza se Intercala entre los Conductor
4.1.3.
El Ohmetro
Instrumento destinado a medir valores de resistencias. La unidad de medida
es el Ohm (Ω). Este instrumento no posee polaridad. La medición de resistencia
debe efectuarse siempre con al menos uno de los bornes del elemento resistivo
desconectado del resto del circuito.
Figura 4.6: Para Medir con el Ohmetro se Conecta en Paralelo
50
4.1. Equipos de mediciónes eléctricas Básicas
EL ÓHMETRO SE CONECTA EN PARALELO
CON EL ELEMENTO RESISTIVO A MEDIR.
EL ELEMENTO RESISTIVO NO DEBE ESTAR
CONECTADO AL CIRCUITO DE LO CONTRARIO
SE PUEDE INCURRIR EN ERROR EN LA MEDICIÓN
O DETERIORO DEL EQUIPO.
4.1.4.
El Probador
Instrumento destinado a diferenciar la fase del neutro y mayormente viene
en forma de destornillador con el fin de hecerlo mas práctico. En este destornillador los terminales de contactos para la prueba lo conforma el vástago del
destornillador y el extremo del mango o gancho para el bolsillo. Internamente
esta compuesto por un bombillito de neón y una resistencia en serie con el
vástago del destornillador y la tapa metálica del mismo. Si colocamos nuetro
dedo en la tapa del destornillador-probador y la punta en un conductor activo
notamos que el bombillito del probador se enciende ya que necesita solo una
mı́nima corriente para hacerlo. Si colocamos la punta del probador en el neutro
este no se enciende ya que este no tiene corriente.
Figura 4.7: Uso del Probador
Capı́tulo 5
Materiales Eléctricos Básicos
Objetivo
Analizar, describir y diferenciar los materiales eléctricos básicos. Aplicar
las normas de sguridad para el uso de estos materiales.
5.1.
Conductores Eléctricos
Son los elementos encargados de transportar la energı́a a cada una de los
posibles puntos de utilización. Los materiales más usados para fabricar conductores eléctricos son el Cobre (Cu) y el Aluminio (Al). El Cobre es 16 % más
conductor que el Aluminio y tiene mayor resistencia mecánica. Por esta razón
es más usado, aun cuando el Aluminio es menos pesado, más flexible y más
económico. Para lograr que los conductores de Cobre (Cu), sean manejables
se construyen conductores trenzados, en lugar de conductores sólidos. El área
de estos conductores trenzados es equivalente a la de un conductor sólido.
5.1.1.
Caracterı́sticas de los Conductores usados en
canalizaciones eléctricas residenciales e industriales
Los conductores se designan por una sigla que indica el tipo de aislamiento,
un número (el cual esta relacionado con su sección transversal), luego por una
sigla que indica el método de medición.
5.1.2.
Método de Medición y Calibre
Los cables usados instalaciones eléctricas residenciales son de forma circular y trenzados (varios alambres enrollados helicoidalmente). Para indicar la
51
52
5.1. Conductores Eléctricos
sección transversal se utiliza un número, el cual depende directamente del área
del conductor y del sistema de medición usado.
5.1.3.
Sistema AWG (American Wire Gage)
Este sistema se basa en un instrumento de medición denominado Galga de
Medición de conductores. Como se observa en la figura, para medir, se procede
a quitar al conductor todo tipo de aislamiento. Una vez el conductor desnudo
se presente en la Galga , en la ranura externa (no en la parte circular), por la
ranura que pase justo el conductor, ese es el numero que le corresponde. Por
medio este sistema se pueden medir conductores desde el calibre 36 (0, 127mm2
de sección) hasta calibre 0 (1/0 = 53, 49mm2 ). Pero por razones de fabricación
se tiene hasta el 0000(4/0 = 107, 2mm2 de sección), siendo este el más grueso.
Como se aprecia a medida que se aumenta el calibre , la sección transversal
disminuye. El cable trenzado se fabrica hasta calibre 22 y los calibres impares
no son comerciales, para cables de transporte de energı́a.
Figura 5.1: Galga para Medición de Conductores Eléctricos
Sistema Circular Mil (CM) Para conductores de área mayor al 4/0, se
utiliza una unidad denominada Circular Mil. El Circular Mil se define como el
área de una circunferencia cuyo diámetro es un milésima de pulgada.
1CM = 0, 78539x10−6 pulg 2
CM = π.r2 = π.d2 /4
5.1.4.
Definición de Circular Mil(CM)
Haciendo una conversión se tiene que 1CM = 5, 064506x10 − 4mm2 . Se
puede apreciar claramente que el CM es una unidad muy pequeña, por lo
tanto es necesario trabajar con una unidad múltiplo como el kCM = 103 CM
5. Materiales Eléctricos Básicos
53
(antiguamente conocido como MCM). En este sistema el calibre más pequeño
es 250kCM (127mm2 de sección) y el calibre comercial más grande es de
500kCM (mm2 de sección).
5.1.5.
Tipos de Aislamientos
TW
Cable formado por un conductor de cobre, con un a cubierta de termoplástico de Cloruro de Polivinilo (PVC), el cual sopota una temperatura de
60o C y es resistente a la humedad.Se usa en instalaciones interiores y exteriores
de baja tensión, al aire o enterrado en ductos. Este cable esta aislado hasta
600V . En la actualidad se consigue en calibres desde 14 hasta el 4AW G de
varios hilos y 14 hasta el 8AW G sólido.
TF
De caracterı́sticas similares al TW, pero la diferencia es el calibre, que va
desde 16 a 20AW G. Se usa en instalaciones de alumbrado.
THW
Cable formado por un conductor de cobre de varios hilos, con un a cubierta
de termoplástico de Cloruro de Polivinilo (PVC), el cual sopota una temperatura de 75o C y es resistente a la humedad. Se usa en instalaciones interiores y
exteriores de baja tensión, hasta 600 V. El cable es bastante resistente al calor.
Comercialmente se encuentran en calibres desde el 14AW G hasta el 500kCM .
TTU
Cables formados por un conductor de cobre, con doble aislamiento, uno interno de polietileno y una chaqueta externa de PVC. Soporta temperaturas de
hasta 90o C. Se usa mayormente en distribución subterránea. Comercialmente
se encuentran en calibres desde el 14AW G hasta el 500kCM
En cuanto a los conductores flexibles o cordones a nivel residencial los más
usados son:
SPT
Cordón paralelo con aislamiento plástico. El conductor es de alambre fino
trenzado, se consigue comercialmente desde el número 16 al 10. Se utiliza para
realizar extensiones a equipos eléctricos de bajo consumo y en instalaciones
eléctricas no empotradas.
54
5.1. Conductores Eléctricos
Figura 5.2: Tipos de Aislamientos
ST
Cordón de trabajo pesado utilizado en extensiones para equipos fijos o
portátiles. Es resistente a la humedad y se fabrica con dos o más conductores.
Figura 5.3: Aislamiento de Dos o Mas Conductores
La capacidad de manejo de corriente de un cable es el valor nominal de
corriente que puede conducir en forma permanente, sin sufrir daños el aislante
por calentamiento.
El Limite de Tensión
En el caso de instalaciones eléctricas residenciales es 600V . Este valor indica
que el fabricante garantiza un asilamiento eléctrico hasta 600V .
Máxima Caı́da de Tensión
Es la caı́da de Tensión que produce la corriente al pasar a través del conductor. Este factor depende de la corriente que circula, del calibre del conductor
y de la longitud del conductor. En Venezuela para instalaciones eléctricas se
establece que la caı́da de tensión máxima no debe ser superior a 3 % en el
5. Materiales Eléctricos Básicos
55
punto más lejano de la instalación, un valor bastante aceptable es el 2 % de
caı́da de tensión.
A nivel residencial los circuitos ramales no tienen más de 30m de longitud,
por lo que la caı́da de tensión es un valor muy pequeño y se desprecia.
5.2.
Canalizaciones Eléctricas
La canalización eléctrica de circuitos a nivel residencial se realiza con tuberı́a ya sea metálica o plástica. Los componentes de una canalización son:
tuberı́as, cajetines cajas para cableado y accesorios de fijación.
5.2.1.
Tuberı́a Eléctrica Metálica (EMT)
Para trabajo liviano, es usada para realizar instalaciones superficiales (en
lugares secos no expuestos a la humedad) o instalaciones embutidas en la pared.
Este tipo de tubo se consigue comercialmente en longitudes de 3m y diámetros
desde 1/2” hasta 4”. Este tubo no tiene sus entremos roscados. Muy usado en
instalaciones eléctricas residenciales.
5.2.2.
Tuberı́a Conduit para Trabajo Pesado
Se usa instalaciones superficiales en sitios expuestos a la humedad o a la
intemperie o puede ir embutido en concreto. Este tipo de tubo se consigue
comercialmente en longitudes de 3m y diámetros desde 1/2” hasta 6”. Este
tubo tiene sus entremos roscados. Mayormente usado en instalaciones eléctricas
industriales.
Figura 5.4: Tuberia Conduit
56
5.2.3.
5.2. Canalizaciones Eléctricas
Tuberı́a no metálica PVC
se usa mayormente en instalaciones eléctricas embutidas, se fabrica con in
material resistente a la humedad como el Cloruro de Polivinilo, es auto extinguible y resiste el ataque de agentes quı́micos corrosivos. Se puede doblar
fácilmente al someterlo al calor. Para unir un tubo con otro no requiere de
un anillo de unión y puede usar los mismos conectores que el EMT liviano.
Ampliamente usado en instalaciones eléctricas residenciales. Se consigue comercialmente una longitud de 3m de largo y diámetro desde 1/2” hasta 4”.
5.2.4.
Cajetines metálicos EMT
Son usados con tuberı́a EMT liviana o PVC. El cajetı́n rectangular se usa
para apagadores y toma corrientes. El cajetı́n octagonal se usa para salidas de
alumbrado. Para pedido comercial es necesario especificar además del tamaño
el diámetro de la tuberı́a con la cual se esta trabajando. Se fijan a las tuberı́as
por medio de conectores.
Figura 5.5: Cajetines 2x4 y 4x4
5.2.5.
Cajas Cuadradas Metálicas
Se utilizan para salidas de una instalación eléctrica o como cajas de paso
para cableado. Se fabrican en tamaños desde 4x4”, 5x5” y 6x6”.
En cuanto a los accesorios se tiene:
5.2.6.
Abrazadera
Se usa para sujetar las tuberı́as en el caso de las instalaciones eléctricas
superficiales. Se piden de acuerdo a la medida de la tuberı́a y pueden tipo uña
y tipo omega.
5.2.7.
Conectores
Se usan para unir las tuberı́as a los cajetines, se piden de acuerdo a la
medida del diámetro de la tuberı́a.
5. Materiales Eléctricos Básicos
57
Figura 5.6: Caja Cuadrada
Figura 5.7: Abrazaderas Tipo Uña y Tipo Omega
Anillos o acoples: se usan para unir dos tubos entre sı́, la medida depende
del tamaño de la tuberı́a a unir.
Figura 5.8: Anillos y Acoples
5.2.8.
Canaletas Decorativas
Se usan en instalaciones eléctricas superficiales, por lo que no requiere
romper la pared. Los conductores se empotran en canaletas que tienen diferentes tamaños de acuerdo al calibre y cantidad de cables a alojar. El uso de
este tipo de canalización es particularmente útil cuando se requiere realizar instalaciones eléctricas en construcciones existentes en las cuales se quiere causar
el menor imparto por concepto de instalación o en paredes de tabiquerı́a.
58
5.3. Seccionadores, Tableros y Breakers
5.3.
Seccionadores, Tableros y Breakers
Los seccionadores son aparatos de maniobra sin poder de corte y que por
consiguiente pueden abrir o cerrar circuitos únicamente cuando no circula corriente por los mismos (sin carga). Los seccionadores pueden estar o no asociados
con fusibles. Es usual trabajar con seccionadores porta fusible. Esta asociación
garantiza la protección del personal durante el cambio de fusible.
Figura 5.9: Seccionador y Btisino
Este es el chasis de un tablero residencial. Es necesario el tablero. El centro
vital de la instalación eléctrica es el tablero principal, este tiene tres funciones
fundamentales:
Distribuir la energı́a eléctrica que entra por la acometida entre varios
circuitos ramales.
Proteger cada circuito contra cortocircuitos y sobrecargas.
Dejar la posibilidad de desconectar individualmente de la red cada uno
de los circuitos para futuras reparaciones.
Los breakers sirven para proteger la instalación y los equipos contra los
cortocircuitos y las sobrecargas. Pueden ser simples o dobles. Un breaker se
5. Materiales Eléctricos Básicos
59
Figura 5.10: Tablero residencial
identifica por su capacidad en Amperios. Por eso escuchamos decir por ejemplo:
un breaker de 15A.
Figura 5.11: Breakers Atornillable y Enchufable
5.4.
5.4.1.
Interrutores, Tomacorrientes
Interruptor
Se define como mecanismo, capaces de abrir o cerrar un circuito eléctrico.
Se puede decir también que es un es un accesorio eléctrico que se utiliza
para conectar y desconectar una parte fija de la instalación. Los interruptores
los hay tipo taco en unidades compactas, se ubican en puentes que son fijados
con tornillos al cajetı́n. Los interruptores son utilizados para encender o apagar
la luz, radio, tv, etc.
60
5.4. Interrutores, Tomacorrientes
Figura 5.12: Interruptores
Figura 5.13: Tomas Varias
5. Materiales Eléctricos Básicos
5.4.2.
61
Tomacorriente
Son elementos de conexión y desconexión de los aparatos móviles de una
red (lámparas de mesa, planchas eléctricas, aparatos de audio y video, lavadoras, entre otros.) Consta de una base (tomacorriente hembra) y una clavija
(tomacorriente macho), la base está conectada al circuito y la clavija al aparato.
Figura 5.14: Tomacorrientes Hembras
Los tomacorrientes pueden ser sencillos, dobles o triples, según sea el
número de tacos que existan en el cajetı́n.
5.4.3.
Tomacorrientes Especiales
Son especiales por las caracterı́sticas de la carga que se conectarán en el
mismo. Ası́ mismo se usan para conectar aparatos eléctricos.
5.5.
Portalámparas
Se trata del dispositivo destinado a recibir la bombilla y, que a su vez,
permite el contacto con los terminales conductores. Los portalámparas existen
de diferentes tipos y tamaños, siempre dependiendo del tipo de bombilla que
vayan a alojar. El más común es el compuesto por un casquete inferior que se
atornilla o fija a la lámpara, una base de plástico o porcelana provista de bornes
a los que conecta los conductores. Una rosca metálica para recibir la bombilla.
Una funda metálica que envuelve esta base y se enrosca al casquete inferior,
62
5.5. Portalámparas
Figura 5.15: Tomacorrientes Machos
Figura 5.16: Tipos de Portalámparas
5. Materiales Eléctricos Básicos
63
normalmente para recibir la pantalla de la lámpara, y un aro de porcelana que
sujeta la pantalla y a su vez mantiene separadas las dos piezas metálicas.
Los modelos que se pueden comprar siguen siendo prácticamente los mismos
que hace años:
De rosca: es el más habitual y utilizado. Su diámetro y longitud pueden
variar para recibir la bombilla correspondiente.
Figura 5.17: Portalámparas de Rosca
De bayoneta: suelen utilizarse en los automóviles principalmente. Se denominan ası́ debido a la forma de conexión de este tipo de bombilla.
Figura 5.18: Portalámpara de Bayoneta
Halógenos: es el que más se diferencia de la forma tradicional. Los bornes
de conexión se sustituyen por unos simples contactos.
Figura 5.19: Portalámpara de Halógenos
64
5.6. Los Timbres Eléctricos
Con Enchufe Incorporado: este modelo incluye un par de enchufes que
permiten conectarlo directamente a otros aparatos.
Figura 5.20: Portalámpara con Enchufe
Con Interruptor incorporado: es el modelo que lleva incorporado un interruptor, que puede ser de clavija o balancı́n y que suele accionar mediante
una cadena.
Figura 5.21: Portalámpara con Interruptor
5.6.
Los Timbres Eléctricos
Llamamos timbres a los aparatos que por medio de la eléctricidad producen
un sonido por percusión que consigue llamar la atención. Según sea la forma
de dar la señal sonora se clasifican en:
Timbre Vibratorio.
Timbre Zumbador.
5. Materiales Eléctricos Básicos
5.6.1.
65
Timbre Vibratorio (de Campana)
El más generalizado, caracterizándose por el martilleo comstante mientras
se presiona el pulsador.
Figura 5.22: Timbre de Campana
5.6.2.
Timbre Zumbador
Algunas veces un timbre de campana resulta incómodo por su ruido. en
estos casos se usan timbres sin campana que producen un sonido como un
zumbido, de ahi el nombre de zumbadores, tambien se les llama chicharra.
Figura 5.23: Timbre Zumbador
66
5.6. Los Timbres Eléctricos
Capı́tulo 6
Empalmes y Soldaduras en
Conductores Eléctricos
Objetivo
Realizar empalmes en conductores eléctricos, realizar soldaduras en empalmes y terminales, realizar aislado de conductores, aplicar normas de seguridad al realizar estas actividades.
6.1.
Empalmes en Conductores Eléctricos
Una de las causas de averı́a en una instalación, es la realización de un mal
empalme, que puede dar origen a un calentamiento y, en consecuencia, a un
trabajo defectuoso de la instalación, acompañado de los inconvenientes que
de esto se deriva, como podrı́a ser la posibilidad de formarse cortocircuitos,
incendios, etc.
Figura 6.1: Diferentes Tipos de Empalmes
67
68
6.2. Soldadura en Conductores Eléctricos
Por lo tanto puede desprenderse de lo indicado, la realización de un empalme ha de ser una operación realizada con todo cuidado y esmero, ya que es
el remate de la instalación. Cualquier forma de empalme no debe aplicarse para
todas las conexiones, por lo que se deberá emplear la forma más conveniente al
tipo de trabajo que ha de realizar el empalme, percatándose también del tipo
de conductor, lugar donde ha de ir colocado, etc. Por lo tanto, no se hará el
mismo tipo de empalme para una simple conexión que para una derivación o
un empalme que esta sometido a esfuerzo de tracción, etc.
6.2.
6.2.1.
Soldadura en Conductores Eléctricos
Concepto de soldadura
Se entiende por soldadura, a la unión de dos piezas metálicas o de dos partes
de una misma pieza de modo que formen un todo continuo por la aplicación
de calor.
6.2.2.
Soldadura Blanda
Las soldaduras la podemos dividir en dos tipos: la soldadura blanda y la
soldadura dura. Ambos conceptos equivalen al metal de aportación empleado
en la soldadura. La soldadura blanda se emplea para unir piezas empleando,
como material de aportación para la soldadura un metal o aleación de fácil
fusión como el estaño, plomo bismuto, etc., aleados en forma diversa según las
partes a soldar. En la soldadura blanda, las piezas soldadas no se pueden someter a temperaturas que sobrepasen los 200◦ C, ya que a partir de allı́ comienza
a reblandecerse, perdiendo solidez y fuerza y un pequeño esfuerzo es suficiente
para separar las piezas.
Figura 6.2: Estaño y Cautin de Soldadura
6. Empalmes y Soldaduras en Conductores Eléctricos
6.2.3.
69
Elementos Necesarios para Efectuar una Soldadura
Para efectuar el tipo de soldadura que se esta utilizando, será necesario
disponer de un soldador eléctrico, cuya finalidad es calentar las partes a soldar
para que el metal de aportación haga un todo compacto y la soldadura quede
uniforme.
El soldador eléctrico se empleará en pequeñas soldaduras como lo son las
electrónicas, bobinados de tipo normal, empalmes pequeños, etc. La lámpara
de soldar se usa para grandes empalmes, terminales, pletinas, etc.
Figura 6.3: Pistola de Soldadura
Además de los soldadores descritos, se necesitara para hacer la soldadura
el metal de aportación, que generalmente se emplea en forma de barra o alambre de diferentes tamaños que dependerá de la potencia del soldador y, por
último, se dispondrá del desoxidante que deberá ser apropiado para la clase de
materiales que han de soldarse.
Figura 6.4: Los Cautines Deben Montarse Sobre Soportes Metálicos
70
6.3. Hoja de Actividades I (Empalmes)
6.3.
Hoja de Actividades I (Empalmes)
Empalmes en Conductores Electricos
1. Consideraciones Básicas:
Definición: Es la unión de dos o mas conductores eléctricos.
Usos de los Empalmes: Los empalmes en conductores eléctricos sirven para prolongar las instalaciones eléctricas.
Tipos de Empalmes: Cola de Rata, T o Derivación, Prolongación o
Wester Unión, Horquilla, accesorios y aparatos.
2. Condiciones que debe tener un Empalme:
Suficientemente larga la superficie en contacto según el diámetro.
La unión del empalme debe quedar bien apretada, ya que de lo
contrario se producirá un recalentamiento en la instalación.
3. Recomendaciones:
El profesor deberá hacer demostraciones de cada empalme a los
alumnos.
La punta del empalme debe ser doblada (no deben quedar hebras
sobresalientes en el empalme).
4. Recursos:
Didáctico: Manual del curso y Hoja de tarea.
Materiales: Alambre N◦ 16, Cable N◦ 12 (Todos los conductores
serán de tipo TW).
Herramientas: Pela-Cable, Navaja del Electricista, Alicate de Corte
Lateral, Alicate Universal, Alicate de Puntas Planas, Regla Milimetrada.
5. Orden de Operaciones:
Medición: Medir la longitud del conductor
Pelar el conductor tomando en cuenta el diámetro de este
Realizar el Empalme.
Verificar el Empalme.
6. Empalmes y Soldaduras en Conductores Eléctricos
6.3.1.
71
Alambre terminado en Anillo
Para hacer empalme a un aparato por presión.
No desnudar mucho el conductor.
Se hará el ojal de forma que al ajustar el tornillo no se abra el ojal.
La conexión debe estar bien ajustada para evitar recalentamiento.
Figura 6.5: Alambre Terminado en Anillo Pasos I y II
6.3.2.
Empalme cola de Rata
Pelar los conductores y limpiar la oxidación.
Cruzar los alambres en un punto cercano al aislante.
Figura 6.6: Empalme Cola de Rata Pasos I y II
Enrollar los cabos en forma de hélice procurando que las espiras sean
alargadas, y utilizando el alicate de puntas planas.
Si el alambre es grueso se apretaran las vueltas con alicates universales.
Una vez realizado el empalme se procederá al encintado.
72
6.3. Hoja de Actividades I (Empalmes)
6.3.3.
Empalme de Prolongación con Alambres
Pelar los alambres a una longitud igual a 50 veces su diámetro.
Limpiar la oxidación de los conductores con la navaja o con una lija,
dejándolos brillantes.
Figura 6.7: Empalme de Prolongación Pasos I y II
Cruzar las puntas peladas, haciendo un ángulo de 120 grados y a 5
diámetros de distancia del aislante.
Iniciar el arrollamiento con los dedos.
Sujetar la torsión con alicates de puntas plana.
Figura 6.8: Empalme de Prolongación Pasos III y IV
Empalmar, enrollando con espiras una al lado de otra, lo mas juntas
posibles, en un extremo (5 vueltas).
Cortar el alambre sobrante y apretar las espiras, rematando las juntas
sin salientes para no deteriorar la cinta aislante.
Terminar el otro extremo en la misma forma si bien su giro será en sentido
contrario.
6.3.4.
Empalme de Derivación con Alambres
Pelar el alambre principal a una longitud igual a 7 veces el diámetro.
6. Empalmes y Soldaduras en Conductores Eléctricos
73
Pelar el conductor derivado 50 veces el diámetro.
Limpiar la oxidación de los conductores con la navaja o con una lija,
dejándolos brillantes
Figura 6.9: Empalme de Derivación con Alambres Pasos I y II
Cruzar el conductor derivado a 90 grados con el principal.
Sujetar ambos alambres con alicates de puntas planas.
Empalmar enrollando a mano las espiras juntas.
Figura 6.10: Empalme de Derivación con Alambres Pasos III y IV
Apretar con alicates universales las mismas.
Rematar las puntas para evitar roces.
Las espiras no se deben montar sobre el aislamiento.
6.3.5.
Empalme de Aparato con Alambres
Figura 6.11: Empalme de Aparato con Alambres Pasos I y II
74
6.3. Hoja de Actividades I (Empalmes)
Pelar y limpiar los conductores.
Cruzar los alambres y enrollar el conductor del aparato sobre el de la
lı́nea principal a unos 3 centı́metros.
Doblar la punta de la lı́nea principal sobre el conductor del aparato.
Figura 6.12: Empalme de Aparato con Alambres Paso III
Terminar amarrando la punta doblada con el resto de alambre del aparato.
6.3.6.
Empalme de Prolongación con Cables
Pelar los conductores 50 veces su diámetro.
Atar con alambre delgado dejando las puntas 3 cm. Para facilitar el
desamarre.
Separar los conductores y cortar el alambre central o alma del cable.
Figura 6.13: Empalme de Prolongación con Cables Pasos I y II
El amarre se hará 5 veces el diámetro de distancia del aislamiento.
Juntar los conductores, entrelazando alternadamente los alambres de cada cable.
Retirar el atado de la parte derecha.
6. Empalmes y Soldaduras en Conductores Eléctricos
75
Figura 6.14: Empalme de Prolongación con Cables Pasos III y IV
Enrollar alambre por alambre, haciendo espiras bien juntas, dando
vueltas en sentido contrario del cable.
Proceder en el otro extremo de la misma forma.
Apretar con alicates universales la torsión
6.3.7.
Empalme de Derivación con Cables
Pelar el conductor principal a una longitud igual a 15 veces su diámetro.
Pelar el derivado 20 veces su diámetro.
Abrir con un destornillador el cable principal en el centro del pelado.
Figura 6.15: Empalme de Derivación con Cables Pasos I y II
Separar los alambres del derivado en forma de V en igual número de hilos
cortando el alma del cable.
Introducir el derivado en la abertura del principal.
Enrollar la mitad de los alambres derivados en un sentido sobre el cable
principal.
Terminar el arrollado en el otro lado haciéndolo en sentido contrario.
76
6.4. Hoja de Actividades II (Soldadura)
Figura 6.16: Empalme de Derivación con Cables Paso III
Apretar el empalme con alicates universales.
Procurar que las puntas de los alambres no se monten sobre el aislamiento.
6.4.
Hoja de Actividades II (Soldadura)
Soldadura en Conductores Electricos
1. Consideraciones Básicas:
Definición: Soldar un empalme es recubrirlo con estaño fundido.
Función de la soldadura: Es dar mayor firmeza al conductor para
evitar la corrosión.
Condiciones que debe tener una buena soldadura: Que el estaño
quede extendido sobre la superficie uniformemente.
Precaución: No dañar el aislante del conductor.
2. Recomendaciones:
Se debe usar estaño 60-40.
El profesor debe hacer un modelo de soldadura de empalme.
3. Recursos:
Didáctico: Manual del curso y Hoja de tarea.
Materiales: Estaño, empalmes, terminales, pasta fundente.
Herramientas: soldador (cautı́n), alicate universal, alicate de puntas
planas.
4. Orden de operaciones:
Calentar el soldador.
6. Empalmes y Soldaduras en Conductores Eléctricos
77
Limpiar la punta del soldador.
Ponerle pasta fundente al conductor.
Cubrir la punta del soldador con estaño.
Aplicar el soldador en un extremo y colocar el estaño hasta que se
funda, desplazando el soldador a lo largo de la parte a soldar.
6.4.1.
Pasos para Realizar la Soldadura
Para efectuar una buena soldadura se recomienda seguir los diferentes puntos que se enumeran a continuación:
1. Se efectuara la limpieza de la parte a soldar, limando, raspando, en una
palabra, haciendo desaparecer el oxido, pintura suciedad, es decir, todo
lo que pueda dificultar la ejecución, de una perfecta soldadura.
Figura 6.17: Soldadura en Conductores Eléctricos Pasos I y II
2. Depositar en las partes que han sido perfectamente limpiadas, los desoxidantes y fundentes que ayuden a una mayor limpieza y a extender el
material de aportación por la parte que se desea soldar.
3. Acoplar las partes a soldar, calentándolas y una vez que esto se halla
realizado poner en la parte a soldar el metal de aportación.
Figura 6.18: Soldadura en Conductores Eléctricos Pasos III y IV
4. Una vez realizada la soldadura y esperando, sin mover las partes a soldar, que se solidifique el material de aportación, se pasará a arreglar la
78
6.5. Hoja de Actividades III (Aislamiento)
soldadura limpiando los residuos de fundente, gotas de metal y limado o
lijado si esto fuera necesario, con lo que se habrá dado el toque final a la
soldadura.
Observaciones
Evite quemar el aislamiento.
Cuide de no derramar agua sobre el estaño caliente.
Si el terminal es cerrado, fundir el estaño en el interior del terminal e
introducir el conductor; no debe rebosar el estaño al introducir el conductor, mover un poco para sacar el aire y retirar el cautı́n.
Los cautines deben montarse sobre un soporte metálico.
En trabajos de electricidad no se debe emplear ácido como diluyente,
limpiador o desoxidante.
Cuidados para observar en caso de quemaduras
En caso de quemaduras leves (superficiales), limpiar los alrededores de la
quemadura con un algodón humedecido en agua aplicar sobre la quemadura un
poco de ácido pı́crico o un producto adecuado, con algodón, después de haber
limpiado alrededor de la quemadura con antiséptico. En caso de quemadura
profunda, ver inmediatamente al doctor sin aplicar nada, limpiar solamente,
como se ha indicado antes.
6.5.
Hoja de Actividades III (Aislamiento)
Aislamiento de Empalmes
1. Consideraciones Básicas:
Definición de Aislamiento: es cubrir con material aislante el empalme.
Función del aislamiento: evitar que se formen contactos entre los
conductores eléctricos.
Tipos de aislamiento: Teipe, cinta de goma, cinta de tela y cinta de
Asbesto.
2. Recomendaciones:
Al hacer el aislamiento se debe cubrir la mitad de la cinta que va
quedando instalada en el empalme.
6. Empalmes y Soldaduras en Conductores Eléctricos
79
El número de capas del aislamiento depende de la tensión utilizada
y de la calidad del material aislante.
La punta del empalme se debe doblar para hacer el aislamiento.
3. Recursos:
Didáctico: Manual del curso y hoja de tarea.
Materiales: Empalmes y tape.
Herramienta: Navaja de electricista.
4. Orden de Operaciones:
Seleccionar el empalme.
Cubrir con cinta aislante, tratando que el mismo quede ajustado.
Unificar el aislamiento.
6.5.1.
Aislar empalmes de prolongación
Figura 6.19: Aislar empalmes de prolongación
Enrollar la cinta oblicuamente empezando sobre el aislante por un extremo.
Volver nuevamente desde el otro extremo.
Nota: Cada vuelta debe cubrir la mitad de la parte anterior. Templar la
cinta al enrollar para evitar bolsas de aire.
6.5.2.
Aislar empalmes de derivación
Al aislar un empalme en derivación, deben quedar los tres o mas extremos
bien cubiertos siguiendo el mismo procedimiento anterior.
80
6.5. Hoja de Actividades III (Aislamiento)
Figura 6.20: Aislar empalmes de derivación
6.5.3.
Aislar empalmes cola de rata y extremo
Doblar la torsión para igualar el espesor.
Aislar el empalme dejando la punta bien rematada.
Figura 6.21: Aislar empalmes cola de rata y extremo
Capı́tulo 7
Componentes Eléctricos y
Electrónicos Básicos
Objetivo
Analizar, Identificar y Diferenciar los Componentes Electrónicos Básicos.
7.1.
Las Resistencias
Es un componente pasivo, es decir no genera intensidad ni tensión en un
circuito. Su comportamiento se rige por la ley de Ohm.
Su valor lo conocemos por el código de colores, también puede ir impreso
en cuerpo de la resistencia directamente. Una vez fabricadas su valor es fijo.
Figura 7.1: Sı́mbolos y Unidad de las Resistencias
81
82
7.1. Las Resistencias
7.1.1.
Caracterı́sticas Técnicas Generales
Resistencia nominal: Es el valor teórico esperado al acabar el proceso de
fabricación.
Tolerancia: Diferencia entre las desviaciones superior e inferior . Se da en
tanto por ciento. Nos da una idea de la precisión del componente. Cuando
el valor de la tolerancia es grande podemos decir que la resistencia es
poco precisa, sin embargo cuando dicho valor es bajo la resistencia es
más precisa.
Potencia nominal: Potencia que el elemento puede disipar de manera
continua sin sufrir deterioro. Los valores normalizados más utilizados
son : 1/8, 1/4, 1/2, 1, 2.....
7.1.2.
Tipos De Resistencias
Resistencias Fijas
Figura 7.2: Aglomeradas, De pelı́cula de carbón y pelı́cula metálicabobinadas
Aglomeradas: Barras compuestas de grafito y una resina aglomerante.
La resistencia varı́a en función de la sección, longitud y resistividad de
la mezcla.
De pelı́cula de carbón: Se enrolla una tira de carbón sobre un soporte
cilı́ndrico cerámico.
De pelı́cula metálica: El proceso de fabricación es el mismo que el anterior
pero la tira es una pelı́cula metálica. Los metales más utilizados son
Cromo, Molibdeno, Wolframio y Titanio. Son resistencias muy estables
y fiables.
Bobinadas: Tienen enrolladas sobre un cilindro cerámico, un hilo o cinta
de una determinada resistividad. Se utilizan las aleaciones de Ni-Cr-Al
y para una mayor precisión las de Ni-Cr. Disipan grandes potencias. Los
modelos más importantes son : Cementados, vitrificados y esmaltados.
7. Componentes Eléctricos y Electrónicos Básicos
83
Resistencias Variables
Las resistencias variables de carbón se construyen colocando sobre un disco
de fibra un compuesto de carbón. Además tiene un brazo móvil de contacto que
a medida que gira su eje modifica la resistencias. Las resistencias variable de
metal se fabrican arrollando alambre de resistencias sobre un aro de porcelana.
También constan de un brazo de contacto que se acoplan en cualquier posición
del aro por medio de un eje rotatorio. Para hacer variar una resistencia con
respecto a uno o dos extremos de la misma se puede unir un terminal con el
contacto móvil. Las resistencias de rabón se utiliza para controlar corrientes
pequeñas, pero el tamaño e la resistencia esta en relación con su capacidad,
ya que a mayor tamaño, mayor es la cantidad de material para absorber y
transmitir calor.
Uso De Las Resistencias Variables
Las resistencias variables se pueden usar de dos maneras: como reóstato y
como potenciómetro.
Como Reóstato
Cuando la resistencia tiene dos terminales en este caso sirve como reóstato.
Cuando la resistencia posee tres terminales, se conectan como reóstato
ası́: dos terminales se unen con el circuito eléctrico, para variar la resistencia entre ambos terminales; el otro terminal se conecta con uno
de los terminales de los extremos, entonces la resistencia variable actúa
como un reóstato.
Como Potenciómetro
La resistencia esta conectada como potenciómetro si cada uno de los tres
terminales se unen con distancias partes del circuito. Como la resistencia
entre los terminales de los extremos es siempre la misma, resulta que el
84
7.1. Las Resistencias
brazo variable puede cambiarse a cualquier posición entre los terminales
de los extremos.
El potenciómetro varia la resistencia entre cada extremo y el contacto
central, modificándose las resistencias a medida que se mueve el contacto
variable, resultando que una resistencia aumenta, mientras que la otra
disminuye.
Figura 7.3: Potenciómetro de pelı́cula de carbón, Potenciómetro de hilo y
Sı́mbolos del potenciómetro
Normalmente el terminal central corresponde al cursor o parte móvil del
componente y entre los extremos se encuentra la resistencia.
Caracterı́sticas Técnicas
Resistencia nominal: Es el valor teórico que debe presentar en sus extremos. Se marca directamente sobre el cuerpo del componente.
Ley de variación: Indica el tipo de variación y son: antilogaritmicos, en
”S”, lineal y logarı́tmico.
Potencia: Las resistencias se pueden clasificar también en función de
su potencia. Esto hay que tenerlo en cuenta a la hora de montarlos en
un circuito, puesto que la misión de estos componentes es la de disipar
energı́a eléctrica en forma de calor. Por lo tanto, no es suficiente con
definir su valor en óhmios, también se debe conocer su potencia. Las
mas usuales son: 1/8w, 1/4w, 1/2w, 1w, 2w, 4w, 8wy10w.
7.1.3.
Código De Colores
Consiste en unas bandas que se imprimen en el componente y que nos sirven
para saber el valor de éste. Hay resistencias de 4, 5 y 6 anillos de color. Para
saber el valor tenemos que utilizar el método siguiente: el primer color indica
las decenas, el segundo las unidades, y con estos dos colores tenemos un número
que tendremos que multiplicar por el valor equivalente del tercer color; y el
resultado es el valor de la resistencia. El cuarto color es el valor de la tolerancia.
(4 bandas). Para resistencias de cinco o seis colores tres colores primeros para
7. Componentes Eléctricos y Electrónicos Básicos
85
Figura 7.4: Código de Colores
formar el número que hay que multiplicar por el valor equivalente del cuarto
color. El quinto es el color de la tolerancia; y el sexto (para las resistencias de
6 anillos), es el coeficiente de temperatura. En la figura, se da la tabla de los
colores normalizados.
Ejemplos
Rojo, blanco, amarillo, oro 290000 Ω ± 5 %
Azul, negro, oro, marrón 6 Ω ± 1 % , Rojo, amarillo, azul, oro 24000000 Ω
± 5%
86
7.1. Las Resistencias
Sin embargo debido al avance de la tecnologı́a que no para, las resistencias
han sufrido sus cambios. De esta se ha tenido un avance en cuanto a su tecnologı́a de fabricación y tamaño. Hablo de las resistencias con tecnologı́a SMD
(Surface Mounted Device); significa que son componentes de tamaño muy reducido y que son ubicados en la cara del impreso en la plaqueta del circuito.
Su tamaño y forma es como lo muestra la siguiente figura.
Figura 7.5: Resistencias con Tecnologı́a SMD (Surface Mounted Device)
La manera como se lee el valor de ellas es mas simple que con el código
de colores, ya que las bandas de colores son reemplazadas por sus equivalentes
numéricos y ası́ se estampan en la superficie de la resistencia; la banda indicadora de tolerancia desaparece, y la ausencia de otra indicación nos dice que
se trata de una resistencia con una tolerancia del 5 %.
Figura 7.6: Como se Lee Resistencias con Tecnologı́a SMD
Esta resistencia es de 100K, pues tenemos a la izquierda el número 1, luego
un 0 y por último un 4 que representa el número de ceros que vienen a se cuatro
ceros, para un resultado igual a: 100000. Su tolerancia es del 5 %. Cuando estas
son de cuatro dı́gitos nos indica que su tolerancia es del 1 %, es decir que son
de precisión. Debido a que en los dispositivos de montaje superficial el espacio
disponible es muy reducido se intenta en lo posible aprovechar este espacio
optimizando la información presentada. Esta clase de optimización puede en
algunos casos causar confusión, sin embargo veamos que todos los valores son
interpretables.
Figura 7.7: Ejemplos de Resistencias con Tecnologı́a SMD
Para el primer caso, la resistencia nombrada 47, se le ha aplicado una rutina
común en muchos fabricantes que es la de la supresión del cero innecesario. Es
decir estamos ante una resistencia que normalmente deberı́a tener estampado
7. Componentes Eléctricos y Electrónicos Básicos
87
el número 470 (47ohms), pero que se le ha quitado el 0 por conveniencia. Este es
un caso común en prácticamente todas las resistencias con 2 cifras. La segunda
cuyo valor leemos es: su valor es de: 1R00 La R representa al punto decimal, es
decir deberı́amos leer üno-punto-cero-cero”. Aquı́ el cuarto dı́gito manifiesta la
importancia de la precisión (1 %). O sea una resistencia de 1 Ohmio con una
desviación máxima de error de +/- 0.5 % La tercera resistencia 1R2 es similar
a la anterior, sin embargo a diferencia de este se le ha aplicado la supresión
del cero por lo que deberı́amos entender que se trata de una resistencia de
1.2 ohmios con una tolerancia del 5 %. La cuarta resistencia R33. Tenemos
el valor 0.33 al cual se le suprimió el cero. La ausencia de un cuarto dı́gito
nos dice que se trata de una resistencia çomún”de 0.33 Ohmios 5 %. El último
caso es uno de los más comunes y en general abundan en muchas placas con
dispositivos SMD. El 000 nos dice que se trata de un resistor de cero Ohmios,
es decir un simple conductor. Esto es debido a que la densidad del trazado es
tan alta que no queda otro remedio que recurrir al viejo ”puente”. En otros
casos estos componentes son usados como protección fusible aprovechando las
dimensiones reducidas del material conductor.
7.2.
Las Bobinas
Son componentes pasivos de dos terminales que generan un flujo magnético
cuando se hacen circular por ellas una corriente eléctrica. Se fabrican arrollando un hilo conductor sobre un núcleo de material ferromagnético o al aire.
Su unidad de medida es el Henrio (H) en el Sistema Internacional pero se
suelen emplear los submúltiplos µH y mH. Sus sı́mbolos normalizados son los
siguientes:
Existen bobinas de diversos tipos según su núcleo y según tipo de arrollamiento. Su aplicación principal es como filtro en un circuito electrónico, denominándose comúnmente, choques.
7.2.1.
Caracterı́sticas Técnicas Generales
Permeabilidad magnética: es una caracterı́stica que tiene gran influencia
sobre el núcleo de las bobinas respecto del valor de la inductancia de las
mismas. Los materiales ferromagnéticos son muy sensibles a los campos
magnéticos y producen unos valores altos de inductancia, sin embargo
otros materiales presentan menos sensibilidad a los campos magnéticos.
El factor que determina la mayor o menor sensibilidad a esos campos
88
7.2. Las Bobinas
Figura 7.8: Sı́mbolos Normalizados de las Bobinas
magnéticos se llama permeabilidad magnética. Cuando este factor es
grande el valor de la inductancia también lo es.
Factor de calidad (Q): Relaciona la inductancia con el valor óhmico del
hilo de la bobina. La bobina será buena si la inductancia es mayor que
el valor óhmico debido al hilo de la misma.
Energı́a almacenada: La bobina almacena energı́a eléctrica en forma
de campo magnético cuando aumenta la intensidad de corriente, devolviéndola cuando ésta disminuye. Matemáticamente se puede demostrar que la energı́a,ε, almacenada por una bobina con inductancia
L, que es recorrida por una corriente de intensidad I, viene dada por:
1
ε = .L.I 2
2
7.2.2.
Tipos de Bobinas
Fijas
Con núcleo de aire: El conductor se arrolla sobre un soporte hueco y
posteriormente se retira este quedando con un aspecto parecido al de
un muelle. Se utiliza en frecuencias elevadas. Una variante de la bobina
anterior se denomina solenoide y difiere en el aislamiento de las espiras y
la presencia de un soporte que no necesariamente tiene que ser cilı́ndrico.
Se utiliza cuando se precisan muchas espiras. Estas bobinas pueden tener
tomas intermedias, en este caso se pueden considerar como 2 o más bobinas arrolladas sobre un mismo soporte y conectadas en serie. Igualmente
se utilizan para frecuencias elevadas.
Con núcleo sólido: Poseen valores de inductancia más altos que los anteriores debido a su nivel elevado de permeabilidad magnética. El núcleo
7. Componentes Eléctricos y Electrónicos Básicos
89
Figura 7.9: Bobinas con Núcleo de Aire
suele ser de un material ferromagnético. Los más usados son la ferrita y el
ferroxcube. Cuando se manejan potencias considerables y las frecuencias
que se desean eliminar son bajas se utilizan núcleos parecidos a los de los
transformadores (en fuentes de alimentación sobre todo). Ası́ nos encontraremos con las configuraciones propias de estos últimos. Las secciones
de los núcleos pueden tener forma de EI, M.
Las bobinas de nido de abeja se utilizan en los circuitos sintonizadores de
aparatos de radio en las gamas de onda media y larga. Gracias a la forma del
bobinado se consiguen altos valores inductivos en un volumen mı́nimo.
Figura 7.10: Bobinas con Núcleo Nido de Abeja
Las bobinas de núcleo toroidal se caracterizan por que el flujo generado no
se dispersa hacia el exterior ya que por su forma se crea un flujo magnético
cerrado, dotándolas de un gran rendimiento y precisión.
Figura 7.11: Bobinas con Núcleo de Ferrita, Núcleo Toroidal y Grabado en
Circuito Impreso
La bobinas de ferrita como su nombre lo indica son bobinas arrolladas
sobre núcleo de ferrita, normalmente cilı́ndricos, con aplicaciones en radio es
muy interesante desde el punto de vista práctico ya que, permite emplear el
conjunto como antena colocándola directamente en el receptor. Las bobinas
grabadas sobre el cobre, en un circuito impreso tienen la ventaja de su mı́nimo
coste pero son difı́cilmente ajustables mediante núcleo.
90
7.3. El Condensador
Variables
También se fabrican bobinas ajustables. Normalmente la variación de inductancia se produce por desplazamiento del núcleo. Las bobinas blindadas
pueden ser variables o fijas, consisten encerrar la bobina dentro de una cubierta metálica cilı́ndrica o cuadrada, cuya misión es limitar el flujo electromagnético creado por la propia bobina y que puede afectar negativamente a
los componentes cercanos a la misma.
7.2.3.
Identificación de las Bobinas
Las bobinas se pueden identificar mediante un código de colores similar al
de las resistencias o mediante serigrafı́a directa. Las bobinas que se pueden
identificar mediante código de colores presentan un aspecto semejante a las
resistencias. El valor nominal de las bobinas viene marcado en microhenrios
µH.
Color
1o y 2o Cifra
Negro
0
Marrón
1
Rojo
2
Naranja
3
Amarillo
4
Verde
5
Azul
6
Violeta
7
Gris
8
Blanco
9
Oro
Plata
Ninguno
-
Multiplicador
1
10
100
1000
0,1
0,01
-
Tolorancia
3%
5%
10 %
20 %
Tabla 7.1: Código de colores en Inductacias
7.3.
El Condensador
En electricidad y electrónica, un condensador, a veces denominado incorrectamente con el anglicismo capacitor, es un dispositivo formado por dos
7. Componentes Eléctricos y Electrónicos Básicos
91
conductores o armaduras, generalmente en forma de placas o láminas, separados por un material dieléctrico, que sometidos a una tensión adquieren una
determinada carga eléctrica.
7.3.1.
Caracterı́sticas Técnicas Generales
Es un componente electrónico que almacena cargas eléctricas para utilizarlas en un circuito en el momento adecuado.
Figura 7.12: Condensador Básico
Capacidad nominal: Es el valor teórico esperado al acabar el proceso de
fabricación. Se marca en el cuerpo del componente mediante un código
de colores o directamente con su valor numérico.
Tolerancia: Diferencia entre las desviaciones, de capacidad, superiores o
inferiores según el fabricante.
Tensión nominal: Es la tensión que el condensador puede soportar de
una manera continua sin sufrir deterioro.
7.3.2.
Tipos de Condensadores
Condensadores fijos
Son componentes pasivos de dos terminales. Se clasifican en función del
material dieléctrico y su forma. Pueden ser: de papel, de plástico, cerámico,
electrolı́tico, de mica, de tántalo, de vidrio, de poliéster, Estos son los más
utilizados. A continuación se describirá, sin profundizar, las diferencias entre
unos y otros, ası́ como sus aplicaciones más usuales.
92
7.3. El Condensador
De papel: El dieléctrico es de celulosa impregnada con resinas o parafinas. Destaca su reducido volumen y gran estabilidad frente a cambios
de temperatura. Tienen la propiedad de autorregeneración en caso de
perforación. Las armaduras son de aluminio. Se fabrican en capacidades
comprendidas entre 1uF y 480uF con tensiones entre 450v y 2,8Kv. Se
emplean en electrónica de potencia y energı́a para acoplamiento, protección de impulsos y aplanamiento de ondulaciones en frecuencias no
superiores a 50Hz.
Figura 7.13: Condensador de Papel y Condensador de Plástico
De plástico: Sus caracterı́sticas más importantes son: gran resistencia
de aislamiento (lo cual permite conservar la carga gran tiempo), volumen
reducido y excelente comportamiento a la humedad y a las variaciones
de temperatura, además, tienen la propiedad de autorregeneración en
caso de perforación en menos de 10s. Los materiales más utilizados son:
poliestireno (styroflex), poliester (mylar), policarbonato (Macrofol) y politetrafluoretileno (teflón). Se fabrican en forma de bobinas o multicapas.
Cerámico: Los materiales cerámicos son buenos aislantes térmicos y
eléctricos. El proceso de fabricación consiste básicamente en la metalización de las dos caras del material cerámico. Se fabrican de 1pF a 1nF
(grupo I) y de 1pF a 470nF (grupo II) con tensiones comprendidas entre
3 y 10000v. Su identificación se realiza mediante código alfanumérico. Se
utilizan en circuitos que necesitan alta estabilidad y bajas pérdidas en
altas frecuencias.
Figura 7.14: Condensador Cerámico de Disco y de Placa
7. Componentes Eléctricos y Electrónicos Básicos
93
Electrolı́tico: Permiten obtener capacidades elevadas en espacios reducidos. Actualmente existen dos tipos: los de aluminio, y los de tántalo.
El fundamento es el mismo: se trata de depositar mediante electrolisis
una fina capa aislante. Los condensadores electrolı́ticos deben conectarse
respetando su polaridad, que viene indicada en sus terminales, pues de
lo contrario se destruirı́a.
Figura 7.15: Condensador Cerámico de Disco y de Placa
De mica: Son condensadores estables que pueden soportar tensiones altas, ya que la rigidez dieléctrica que presenta es muy elevada. Sobre todo
se emplean en circuitos de alta frecuencia. Se utilizan en gamas de capacidades comprendidas entre 5pf y 100000pF. La gama de tensiones para
las que se fabrican suelen ser altas (hasta 7500v). Se están sustituyendo
por los de vidrio, de parecidas propiedades y más barato.
Figura 7.16: Condensador de Mica
Condensadores variables
Constan de un grupo de armaduras móviles, de tal forma que al girar
sobre un eje se aumenta o reduce la superficie de las armaduras metálicas
enfrentadas, variándose con ello la capacidad. El dieléctrico empleado suele ser
el aire, aunque también se incluye mica o plástico.
Figura 7.17: Condensador Variable y Sı́mbolo del Condensador Variable
94
7.3. El Condensador
Condensadores ajustables
Denominados también trimmers, los tipos más utilizados son los de mica,
aire y cerámica.
Figura 7.18: Condensador Ajustable y Sı́mbolo del Condensador Ajustable
7.3.3.
Códigos De Identificación De Condensadores
Aunque parece difı́cil, determinar el valor de un condensador se realiza sin
problemas. Al igual que en las resistencias este código permite de manera fácil
establecer su valor.
Ejemplos
Figura 7.19: Condensador Cerámico
El código 101 Muy utilizado en condensadores cerámicos. Muchos de ellos
que tienen su valor impreso, como los de valores de 1 µF o más. Donde: µF
= microfaradio Ejemplo 47 µF, 100 µF, 22 µF, etc. Para condensadores de
menos de 1 µF, la unidad de medida es ahora el pF (picoFaradio) y se expresa
con una cifra de 3 números. Los dos primeros números expresan su significado
por si mismos, pero el tercero expresa el valor multiplicador de los dos primeros.
Figura 7.20: Condensador Cerámico
7. Componentes Eléctricos y Electrónicos Básicos
95
Ejemplo Un condensador que tenga impreso 103 significa que su valor
es 10 + 1000 pF = 10, 000 pF. Ver que 1000 son 3 ceros (el tercer número
impreso). En otras palabras 10 más 3 ceros = 10 000 pF Después del tercer
Figura 7.21: Códigos de Colores Utilizados para Condensadores Fijos
número aparece muchas veces una letra que indica la tolerancia expresada en
porcentaje (algo parecido a la tolerancia en las resistencias) La siguiente tabla
nos muestra las distintas letras y su significado (porcentaje).
Ejemplo
Un condensador tiene impreso lo siguiente
96
7.4. Los Diodos
104H
104 significa 10 + 4 ceros = 10,000 pF
H = +/- 3 % de tolerancia.
474J
474 significa 47 + 4 ceros = 470,000 pF
J = +/- 5 % de tolerancia.
470.000pF = 470nF = 0.47µF
Algunos condensadores tiene impreso directamente sobre ellos el valor de
0.1 o 0.01, lo que nos indica 0.1 µF o 0.01 µF.
7.4.
Los Diodos
Las propiedades de los materiales semiconductores se conocı́an en 1874,
cuando se observó la conducción en un sentido en cristales de sulfuro, 25 años
más tarde se empleó el rectificador de cristales de galena para la detección de
ondas. Durante la Segunda Guerra Mundial se desarrolló el primer dispositivo
con las propiedades que hoy conocemos, el diodo de germanio.
Polarización del Circuito
Directa
El ánodo se conecta al positivo de la baterı́a y el cátodo al negativo.
Figura 7.22: Polarización en Directo
El diodo conduce con una caı́da de tensión de 0,6 a 0,7V. El valor de la
resistencia interna seria muy bajo. Se comporta como un interruptor cerrado.
Inversa
El ánodo se conecta al negativo y el cátodo al positivo de la baterı́a
El diodo no conduce y toda la tensión de la pila cae sobre el. Puede existir
una corriente de fuga del orden de µA. El valor de la resistencia interna serı́a
muy alto. Se comporta como un interruptor abierto.
7. Componentes Eléctricos y Electrónicos Básicos
97
Figura 7.23: Polarización en Inverso
7.4.1.
Caracterı́ticas Técnicas Generales
Como todos los componentes electrónicos, los diodos poseen propiedades
que les diferencia de los demás semiconductores. Es necesario conocer estas,
pues los libros de caracterı́sticas y las necesidades de diseño ası́ lo requieren. En
estos apuntes aparecerán las más importantes desde el punto de vista práctico.
Valores nominales de tensión
VF = Tensión directa en los extremos del diodo en conducción.
VR = Tensión inversa en los extremos del diodo en polarización inversa.
VRSM = Tensión inversa de pico no repetitiva.
VRRM = Tensión inversa de pico repetitiva.
VRW M = Tensión inversa de cresta de funcionamiento.
Figura 7.24: Valores nominales de Tensión
Valores nominales de corriente
IF = Corriente directa.
IR = Corriente inversa.
IF AV = Valor medio de la forma de onda de la corriente durante un periodo.
IF RM S = Corriente eficaz en estado de conducción.
98
7.4. Los Diodos
(Es la máxima corriente eficaz que el diodo es capaz de soportar.)
IF SM = Corriente directa de pico (inicial) no repetitiva.
AV = Average(promedio)
RM S = Root Mean Square (raı́z de la media cuadrática)
Tstg = Indica los valores máximos y mı́nimos de la temperatura de almacenamiento.
Tj = Valor máximo de la temperatura que soporta la unión de los semiconductores.
Figura 7.25: Valores nominales de Corriente
7.4.2.
Tipos de Diodos
7.4.3.
Diodos Metal-Semiconductor
Los más antiguos son los de germanio con punta de tungsteno o de oro.
Su aplicación más importante se encuentra en HF, VHF y UHF. También se
utilizan como detectores en los receptores de modulación de frecuencia. Por el
tipo de unión que tiene posee una capacidad muy baja, ası́ como una resistencia
interna en conducción que produce una tensión máxima de 0,2 a 0,3v.
Figura 7.26: Diodo de Punta de Germanio y Diodo Schottky
7.4.4.
El Diodo Schottky
Son un tipo de diodo cuya construcción se basa en la unión metal conductor con algunas diferencias respecto del anterior. Fue desarrollado por la
Hewlett-Packard en USA, a principios de la década de los 70. La conexión se
7. Componentes Eléctricos y Electrónicos Básicos
99
establece entre un metal y un material semiconductor con gran concentración
de impurezas, de forma que solo existirá un movimiento de electrones, ya que
son los únicos portadores mayoritarios en ambos materiales. Al igual que el
de germanio, y por la misma razón, la tensión de umbral cuando alcanza la
conducción es de 0,2 a 0,3v. Igualmente tienen una respuesta notable a altas
frecuencias, encontrando en este campo sus aplicaciones más frecuentes. Un
inconveniente de esto tipo de diodos se refiere a la poca intensidad que es capaz de soportar entre sus extremos. El encapsulado de estos diodos es en forma
de cilindro , de plástico o de vidrio. De configuración axial. Sobre el cuerpo se
marca el cátodo, mediante un anillo serigrafiado.
7.4.5.
Diodos Rectificadores
: Su construcción está basada en la unión PN siendo su principal aplicación
como rectificadores. Este tipo de diodos (normalmente de silicio) soportan elevadas temperaturas (hasta 200o C en la unión), siendo su resistencia muy baja
y la corriente en tensión inversa muy pequeña. Gracias a esto se pueden construir diodos de pequeñas dimensiones para potencias relativamente grandes,
desbancando ası́ a los diodos termoiónicos desde hace tiempo. Sus aplicaciones
van desde elemento indispensable en fuentes de alimentación como en televisión, aparatos de rayos X y microscopios electrónicos, donde deben rectificar
tensiones altı́simas. En fuentes de alimentación se utilizan los diodos formando configuración en puente (con cuatro diodos en sistemas monofásicos), o
utilizando los puentes integrados que a tal efecto se fabrican y que simplifican
en gran medida el proceso de diseño de una placa de circuito impreso. Los
distintos encapsulados de estos diodos dependen del nivel de potencia que tengan que disipar. Hasta 1w se emplean encapsulados de plástico. Por encima de
este valor el encapsulado es metálico y en potencias más elevadas es necesario
que el encapsulado tenga previsto una rosca para fijar este a un radiador y
ası́ ayudar al diodo a disipar el calor producido por esas altas corrientes. Igual
le pasa a los puentes de diodos integrados.
7.4.6.
Diodo Rectificador Como Elemento de Proteción
La desactivación de un relé provoca una corriente de descarga de la bobina
en sentido inverso que pone en peligro el elemento electrónico utilizado para
su activación. Un diodo polarizado inversamente cortocircuita dicha corriente
y elimina el problema. El inconveniente que presenta es que la descarga de la
bobina es más lenta, ası́ que la frecuencia a la que puede ser activado el relé es
más baja. Se le llama comúnmente diodo volante.
100
7.4.7.
7.4. Los Diodos
Diodo Rectificador Como Elemento de Prptección de un Diodo Led en Alterna
El diodo LED cuando se polariza en c.a. directamente conduce y la tensión
cae sobre la resistencia limitadora, sin embargo, cuando se polariza inversamente, toda la tensión se encuentra en los extremos del diodo, lo que puede
destruirlo.
7.4.8.
Diodo Zener
Se emplean para producir entre sus extremos una tensión constante e independiente de la corriente que las atraviesa según sus especificaciones. Para
conseguir esto se aprovecha la propiedad que tiene la unión PN cuando se polariza inversamente al llegar a la tensión de ruptura (tensión de zener), pues, la
intensidad inversa del diodo sufre un aumento brusco. Para evitar la destrucción del diodo por la avalancha producida por el aumento de la intensidad se
le pone en serie una resistencia que limita dicha corriente. Se producen desde
3,3v y con una potencia mı́nima de 250mW. Los encapsulados pueden ser de
plástico o metálico según la potencia que tenga que disipar.
7.4.9.
Diodo Emisor de Luz (LED) ( Light Emitting
Diode)
Es un diodo que presenta un comportamiento parecido al de un diodo
rectificador sin embargo, su tensión de umbral, se encuentra entre 1,3 y 4v
dependiendo del color del diodo.
Color
Tensión en directo
Infrarrojo
1,3v
Rojo
1,7v
Naranja
2,0v
Amarillo
2,5v
Verde
2,5v
Azul
4,0v
Tabla 7.2: Tensión de Umbral
El conocimiento de esta tensión es fundamental para el diseño del circuito
en el que sea necesaria su presencia, pues, normalmente se le coloca en serie
una resistencia que limita la intensidad que circulará por el. Cuando se polariza
directamente se comporta como una lamparita que emite una luz cuyo color
depende de los materiales con los que se fabrica. Cuando se polariza inversamente no se enciende y además no deja circular la corriente. La intensidad
7. Componentes Eléctricos y Electrónicos Básicos
101
mı́nima para que un diodo LED emita luz visible es de 4mA y, por precaución
como máximo debe aplicarse 50mA. Para identificar los terminales del diodo
LED observaremos como el cátodo será el terminal más corto, siendo el más
largo el ánodo. Además en el encapsulado, normalmente de plástico, se observa
un chaflán en el lado en el que se encuentra el cátodo. Se utilizan como señal
visual y en el caso de los infrarrojos en los mandos a distancia. Se fabrican
algunos LEDs especiales:
LED bicolor: Están formados por dos diodos conectados en paralelo e
inverso. Se suele utilizar en la detección de polaridad.
LED tricolor: Formado por dos diodos LED (verde y rojo) montado con
el cátodo común. El terminal más corto es el ánodo rojo, el del centro,
es el cátodo común y el tercero es el ánodo verde.
Display: Es una combinación de diodos LED que permiten visualizar
letras y números. Se denominan comúnmente displays de 7 segmentos.
Se fabrican en dos configuraciones: ánodo común y cátodo común.
Figura 7.27: Estructura de un Diodo Bicolor y Display Siete Segmentos
7.4.10.
Fotodiodo
Son dispositivos semiconductores construidos con una unión PN, sensible
a la incidencia de la luz visible o infrarroja. Para que su funcionamiento sea
correcto se polarizarán inversamente, con lo que producirán una cierta circulación de corriente cuando sean excitados por la luz. Debido a su construcción
se comportan como células fotovoltaicas, es decir, en ausencia de tensión exterior, generan una tensión muy pequeña con el positivo en el ánodo y el
negativo en el cátodo. Tienen una velocidad de respuesta a los cambios bruscos de luminosidad mayores a las células fotoeléctricas. Actualmente, y en
muchos circuitos estás últimas se están sustituyendo por ellos, debido a la
ventaja anteriormente citada.
102
7.4. Los Diodos
7.4.11.
Diodo de Capacidad Variable (VARICAP)
Son diodos que basan su funcionamiento en el principio que hace que la
anchura de la barrera de potencial en una unión PN varia en función de la tensión inversa aplicada entre sus extremos. Al aumentar dicha tensión, aumenta
la anchura de esa barrera, disminuyendo ası́ la capacidad del diodo. De este
modo se obtiene un condensador variable controlado por tensión. Los valores
de capacidad obtenidos van desde 1 a 500pF. La tensión inversa mı́nima tiene
que ser de 1v. La aplicación de estos diodos se encuentra en la sintonı́a de
TV, modulación de frecuencia en transmisiones de FM y radio, sobre todo. A
continuación se muestran los tipos de encapsulado no están todos en los que
se fabrican los diodos, pero si están los más importantes:
Figura 7.28: Encapsulados mas Utilizados en Diodos
Figura 7.29: Encapsulados mas Utilizados en Puentes Rectificadores
Todos los semiconductores tienen serigrafiados números y letras que especifican y describen de que tipo de dispositivo se trata. Existen varias nomenclaturas o códigos que pretenden darnos esta preciada información. De todas
destacan tres: PROELECTRON (Europea) que consta de dos letras y tres
cifras para los componentes utilizados en radio, televisión y audio o de tres
letras y dos números para dispositivos industriales. La primera letra precisa el
material del que está hecho el dispositivo y la segunda letra el tipo de componente. El resto del código, números generalmente, indica la aplicación general
7. Componentes Eléctricos y Electrónicos Básicos
103
a la que se aplica. Para la identificación de estos dispositivos se utiliza la tabla
que sigue a continuación.
A
B
C
D
R
Germanio
Silicio
Arseniuro de Galio
Antimoniuro de Indio
Material de otro tipo
Tabla 7.3: La primera letra indica el material semiconductor utilizado en la
construcción del dispositivo
A
B
C
D
E
F
L
P
R
S
T
U
X
Y
Z
Diodo de señal (diodo detector, de conmutación a alta velocidad)
Diodo de capacidad variable (varicap).
Transistor, para aplicación en baja frecuencia.
Transistor de potencia, para aplicación en baja frecuencia
Diodo túnel.
Transistor para aplicación en alta frecuencia.
Transistor de potencia, para aplicación en alta frecuencia
Dispositivo sensible a las radiaciones.
Dispositivo de conmutación o de control, gobernado
eléctricamente y teniendo un efecto de ruptura (tiristor).
Transistor de aplicación en conmutación.
Dispositivo de potencia para conmutación o control, gobernado
eléctricamente y teniendo un efecto de ruptura (tiristor).
Transistor de potencia para aplicación en conmutación
Diodo multiplicador (varactor).
Diodo de potencia (rectificador, recuperador).
Diodo Zener o de regulación de tensión.
Tabla 7.4: La segunda letra indica la construcción y utilización principal del
dispositivo
La serie numérica consta
De tres cifras (entre 100 a 999) para dispositivos proyectados principalmente en aparatos de aplicación doméstica (radio, TV, registradores,
amplificadores).
Una letra (X,Y,Z), seguida de dos cifras (de 10 a 99) para los dispositivos proyectados para usos principales en aplicaciones industriales y
104
7.4. Los Diodos
Figura 7.30: Simbologı́a de los Diodos
profesionales.
Ejemplos
BC107 Transistor de silicio de baja frecuencia, adaptado principalmente
para usos generales.
BSX 51 Transistor de silicio de conmutación, adaptado principalmente
para aparatos industriales.
En algunos casos, para indicar variaciones de un tipo ya existente, la serie numérica puede ir seguida de una letra: BSX51A Transistor similar al
BSX51, pero especificado para una tensión más alta.
En Estados Unidos se utiliza la nomenclatura de la JEDEC ( Joint Electronic Devices Engineering Council) regulado por la EIA (Electronic Industries
Association), que consta de un número, una letra y un número de serie (este
último sin significado técnico). El significado de los números y letras es el
siguiente:
1N Diodo o rectificador
2N Transistor o tiristor
3N Transistor de Efecto de Campo FET o MOSFET
Los fabricantes japoneses utilizan el código regulado por la JIS (Japanese
Industrial Standards), que consta de un número, dos letras y número de serie (este último sin ningún significado técnico). El número y letras tienen el
siguiente significado:
Ejemplo 2SG150 : Tiristor de puerta N
Existen varios códigos para indicar las caracterı́sticas de este tipo de dispositivo, la más utilizada es la siguiente: Empieza por la letra B seguida de
un número, que indica el valor eficaz máximo de tensión inversa que soporta,
7. Componentes Eléctricos y Electrónicos Básicos
Número
0 Foto transistor
1 Diodo, rectificador o varicap
2 Transistor, tiristor
3 Semiconductor dos puertas
105
1a letra
2a letra
S Semiconductor A Trans. PNP de AF
B Trans. PNP de BF
C Trans. NPN de AF
D Trans. NPN de BF
F Tiristor de puerta P
G Tiristor de puerta N
J FET de canal P
K FET de canal N
Tabla 7.5: Código para Identificación de Diodos, Transistores y Tiristores
a continuación, y seguida de la letra C, muestra la intensidad máxima en miliamperios que soporta en dos situaciones el componente: cuando está montado
sobre chasis o radiador y cuando está sobre circuito impreso.
7.5.
Los Transistores
Dispositivo semiconductor que permite el control y la regulación de una
corriente grande mediante una señal muy pequeña. Existe una gran variedad
de transistores. En principio, se explicarán los bipolares. Los sı́mbolos que
corresponden a este tipo de transistor son los siguientes:
Figura 7.31: Sı́mbolos de los Transistores
Transistor NPN Estructura de un transistor NPN Transistor PNP Estructura de un transistor PNP Veremos mas adelante como un circuito con un
transistor NPN se puede adaptar a PNP. El nombre de estos hace referencia a
su construcción como semiconductor.
106
7.5.1.
7.5. Los Transistores
Funcionamiento Básico
Cuando el interruptor SW1 está abierto no circula intensidad por la Base
del transistor por lo que la lámpara no se encenderá, ya que, toda la tensión
se encuentra entre Colector y Emisor. (Figura 1).
Figura 7.32: Funcionamiento Básico
Cuando se cierra el interruptor SW1, una intensidad muy pequeña circulará por la Base. Ası́ el transistor disminuirá su resistencia entre Colector y
Emisor por lo que pasará una intensidad muy grande, haciendo que se encienda
la lámpara. (Figura 2). En general: IE ¿IC ¿IB ; IE = IB + IC ; VCE = VCB
+ VBE
7.5.2.
Polarización de un Transistor
Una polarización correcta permite el funcionamiento de este componente.
No es lo mismo polarizar un transistor NPN que PNP.
Polarización de un transistor NPN Polarización de un transistor PNP Generalmente podemos decir que la unión base - emisor se polariza directamente
y la unión base - colector inversamente.
7.5.3.
Zonas de Trabajo
Corte
: No circula intensidad por la Base, por lo que, la intensidad de Colector y
Emisor también es nula. La tensión entre Colector y Emisor es la de la fuente.
El transistor, entre Colector y Emisor se comporta como un interruptor abierto.
IB = IC = IE = 0; VCE = VF uente
7. Componentes Eléctricos y Electrónicos Básicos
107
Figura 7.33: Polarización de un Transistor
Saturación
Cuando por la Base circula una intensidad, se aprecia un incremento de la corriente de colector considerable. En este caso el
transistor entre Colector y Emisor se comporta como un interruptor cerrado. De esta forma, se puede decir que la tensión de la
fuente se encuentra en la carga conectada en el Colector.
IB ⇒ IC ; VF uente = RC × IC
Activa
Actúa como amplificador. Puede dejar pasar más o menos corriente. Cuando trabaja en la zona de corte y la de saturación se
dice que trabaja en conmutación. En definitiva, como si fuera un
interruptor. La ganancia de corriente es un parámetro también
importante para los transistores ya que relaciona la variación que
sufre la corriente de colector para una variación de la corriente de
base. Los fabricantes suelen especificarlo en sus hojas de caracterı́sticas, también aparece con la denominación hF E . Se expresa
de la siguiente manera:
108
7.6. El Tiristor
β = IC/IB
VCE
VRC
IC
IB
VBE
Saturación
≈0
≈ VCC
Máxima
Variable
≈ 0, 8V
Corte
≈ VCC
≈0
= ICEO ≈ 0
=0
< 0, 7V
Activa
Variable
Variable
Variable
Variable
≈ 0, 7V
Tabla 7.6: Ganancia en los Transistores
Los encapsulados en los transistores dependen de la función
que realicen y la potencia que disipen, ası́ nos encontramos con
que los transistores de pequeña señal tienen un encapsulado de
plástico, normalmente son los más pequeños (TO- 18, TO-39,
TO-92, TO-226 ...); los de mediana potencia, son algo mayores
y tienen en la parte trasera una chapa metálica que sirve para
evacuar el calor disipado convenientemente refrigerado mediante
radiador (TO-220, TO-218, TO-247...); los de gran potencia, son
los que poseen una mayor dimensión siendo el encapsulado enteramente metálico. Esto, favorece, en gran medida, la evacuación del
calor a través del mismo y un radiador (TO-3, TO-66, TO-123,
TO-213...).
7.6.
El Tiristor
Es un dispositivo electrónico que tiene dos estados de funcionamiento: conducción y bloqueo. Posee tres terminales: Ánodo
(A), Cátodo(K) y puerta (G).
La conducción entre ánodo y cátodo es controlada por el terminal de puerta. Se dice que es un dispositivo unidireccional, debido
a que el sentido de la corriente es único.
7. Componentes Eléctricos y Electrónicos Básicos
109
Figura 7.34: Sı́mbolo y Estructura de un Tiristor
7.6.1.
Curva Caracterı́stica
La interpretación directa de la curva caracterı́stica del tiristor
nos dice lo siguiente: cuando la tensión entre ánodo y cátodo es
cero la intensidad de ánodo también lo es.
Figura 7.35: Curva Caracterı́stica un Tiristor
Hasta que no se alcance la tensión de bloqueo (VBO ) el tiristor no se dispara. Cuando se alcanza dicha tensión, se percibe un
110
7.7. El Diac
aumento de la intensidad en el ánodo (IA ), disminuye la tensión
entre ánodo y cátodo, comportándose ası́ como un diodo polarizado directamente. Si se quiere disparar el tiristor antes de llegar
a la tensión de bloqueo será necesario aumentar la intensidad de
puerta (IG1 , IG2 , IG3 , IG4 ...), ya que de esta forma se modifica la
tensión de cebado de este. Este seria el funcionamiento del tiristor cuando se polariza directamente, esto solo ocurre en el primer
cuadrante de la curva. Cuando se polariza inversamente se observa una débil corriente inversa (de fuga) hasta que alcanza el
punto de tensión inversa máxima que provoca la destrucción del
mismo.
7.6.2.
Encapsulado
Como en cualquier tipo de semiconductor su apariencia externa
se debe a la potencia que será capaz de disipar. En el caso de los
tiristores los encapsulados que se utilizan en su fabricación es
diverso, aquı́ aparecen los más importantes.
Figura 7.36: Encapsulados mas Comunes
7.7.
El Diac
Es un componente electrónico que está preparado para conducir en los dos sentidos de sus terminales, por ello se le denomina
bidireccional, siempre que se llegue a su tensión de cebado o de
disparo(30v aproximadamente, dependiendo del modelo).
Hasta que la tensión aplicada entre sus extremos supera la tensión de disparo VBO ; la intensidad que circula por el componente
7. Componentes Eléctricos y Electrónicos Básicos
111
Figura 7.37: Sı́mbolo y Estructura Interna de un Diac
es muy pequeña. Al superar dicha tensión la corriente aumenta
bruscamente y disminuyendo, como consecuencia, la tensión anterior. La aplicación más conocida de este componente es el control
de un triac para regular la potencia de una carga. Los encapsulados de estos dispositivos suelen ser iguales a los de los diodos de
unión o de zener.
7.8.
El Triac
Al igual que el tiristor tiene dos estados de funcionamiento:
bloqueo y conducción. Conduce la corriente entre sus terminales
principales en un sentido o en el inverso, por ello, al igual que
el diac, es un dispositivo bidireccional. Conduce entre los dos
ánodos (A1 y A2 ) cuando se aplica una señal a la puerta (G).
Se puede considerar como dos tiristores en antiparalelo. Al igual
que el tiristor, el paso de bloqueo al de conducción se realiza por
la aplicación de un impulso de corriente en la puerta, y el paso
del estado de conducción al de bloqueo por la disminución de
la corriente por debajo de la intensidad de mantenimiento (IH ).
Está formado por 6 capas de material semiconductor como indica
la figura.
La aplicación de los triacs, a diferencia de los tiristores, se en-
112
7.9. Los Relés
Figura 7.38: Sı́mbolo y Estructura Interna de un Triac
cuentra básicamente en corriente alterna. Su curva caracterı́stica
refleja un funcionamiento muy parecido al del tiristor apareciendo
en el primer y tercer cuadrante del sistema de ejes. Esto es debido
a su bidireccionalidad. La principal utilidad de los triacs es como
regulador de potencia entregada a una carga, en corriente alterna.
El encapsulado del triac es idéntico al de los tiristores.
7.9.
Los Relés
Son dispositivo que consta de dos circuitos diferentes: un circuito electromagnético (electroimán) y un circuito de contactos,
al cual aplicaremos el circuito que queremos controlar. En la siguiente figura se puede ver su simbologı́a ası́ como su constitución
(Relé de armadura).
Su funcionamiento se basa en el fenómeno electromagnético.
Cuando la corriente atraviesa la bobina, produce un campo
magnético que magnetiza un núcleo de hierro dulce (ferrita). Este
atrae al inducido que fuerza a los contactos a tocarse. Cuando
la corriente se desconecta vuelven a separarse. Los sı́mbolos que
aparecen en las figuras poseen solo 1 y dos circuitos, pero existen
relés con un mayor número de ellos.
7. Componentes Eléctricos y Electrónicos Básicos
113
Figura 7.39: Sı́mbolo del relé Partes de un relé de armaduras
7.9.1.
Caracterı́sticas Técnicas
Parte electromagnética
Corriente de excitación Intensidad, que circula por la bobina, necesaria para activar el relé.
Tensión nominal Tensión de trabajo para la cual el relé se
activa.
Tensión de trabajo Margen entre la tensión mı́nima y máxima, garantizando el funcionamiento correcto del dispositivo.
Consumo nominal de la bobina Potencia que consume la
bobina cuando el relé está excitado con la tensión nominal a 20o C.
Contactos o Parte mecánica
Tensión de conexión Tensión entre contactos antes de cerrar
o después de abrir.
Intensidad de conexión Intensidad máxima que un
relé puede conectar o desconectarlo.
Intensidad máxima de trabajo Intensidad máxima que
puede circular por los contactos cuando se han cerrado.
Los materiales con los que se fabrican los contactos son plata
y aleaciones de plata que pueden ser con cobre, nı́quel u óxido de
cadmio. El uso del material que se elija en su fabricación dependerá de su aplicación y vida útil necesaria de los mismos.
114
7.9. Los Relés
7.9.2.
Reles más Utilizados
7.9.3.
De Armadura
El electroimán hace vascular la armadura al ser excitada, cerrando los contactos dependiendo de si es normalmente abierto o
normalmente cerrado.
7.9.4.
De Núcleo Móbil
Tienen un émbolo en lugar de la armadura. Se utiliza un
solenoide para cerrar los contactos. Se suele aplicar cuando hay
que manejar grandes intensidades.
Las aplicaciones de este tipo de componentes son múltiples:
en electricidad, en automatismos eléctricos, control de motores
industriales; en electrónica: sirven básicamente para manejar tensiones y corrientes superiores a los del circuito propiamente dicho,
se utilizan como interfaces para PC, en interruptores crepusculares, en alarmas, en amplificadores...
Capı́tulo 8
Asociaciones de Resistencias y
Ley de Ohm
Objetivo
Realizar circuitos Eléctricos Básicos, Circuito Serie, Circuito
Paralelo y Circuito Mixto, Comprobar la Ley de Ohm. Identificar
las Resistencias Mediante el Código de Colores. Aplicar Normas
de Seguridad.
8.1.
Asociación de Resistencias
Las resistencias se pueden conectar entre si, de manera que
podemos obtener las siguientes asociaciones posibles: Asociación
de resistencias en serie, asociación en paralelo y asociación mixta.
A continuación pasamos a detallar cada una de ellas.
8.1.1.
Asociación en Serie
8.1.2.
Resistencia Total
RT = R1 + R2 + R3 + R4 + R5
115
116
8.1. Asociación de Resistencias
Figura 8.1: Asociación de resistencias en Serie
8.1.3.
Intencidad Total en un Circuito Serie
La intensidad en un circuito serie, es la misma en cada resistencia:
IT = I1 = I2 = I3 = I4 = I5
Además según la ley de Ohm
IT =
VT
RT
La tensión total ( VT ) se reparte proporcionalmente al valor
de cada resistencia.
Esto quiere decir que cuanto mayor sea el valor óhmico de la
resistencia, mayor será la caı́da de tensión en ella.
8. Asociaciones de Resistencias y Ley de Ohm
117
V1 = R1 × I1
V2 = R2 × I2
V3 = R3 × I3
V4 = R4 × I4
V5 = R5 × I5
Por lo tanto la tensión total ( VT ) será:
VT = V1 + V2 + V3
O también
VT = RT × IT
Para hacer una medición se utiliza un Multı́metro, el cual nos
dará las mediciones correspondientes de tensión e intensidad.
118
8.1. Asociación de Resistencias
Para medir la caı́da de tensión se hace situando las dos puntas del Multı́metro y se pondrán en paralelo en el cable del circuito. Para la medición de la corriente se pondrán las puntas del
Multı́metro en serie con cable del circuito.
Ejemplo: Si R1=100Ω, R2=1000Ω, R3=10Ω, R4=100Ω, R5=
90Ω, la resistencia total seria la suma de todas las resistencias, es
decir, RT =1300Ω.
8.1.4.
Asociación en Paralelo
8.1.5.
Resistencia Total
RT =
1
1
R1
+
1
R2
+
1
R3
La tensión en un circuito paralelo, es la misma en cada resistencia:
VT = V1 = V2 = V3
VT = RT × IT
8. Asociaciones de Resistencias y Ley de Ohm
119
La intensidad se reparte inversamente al valor de cada resistencia: Esto quiere decir que cuanto mayor sea el valor de la resistencia, menor será la intensidad que circule por ella.
I1 =
VT
R1
I2 =
VT
R2
I3 =
VT
R3
Por lo tanto la intensidad total será:
IT = I1 + I2 + I3
O también:
120
8.1. Asociación de Resistencias
IT =
VT
RT
Para hacer esta medición se utiliza un Multı́metro, el cual nos
dará las mediciones correspondientes de tensión e intensidad. Para
medir la caı́da de tensión se hace situando las dos puntas del
Multı́metro y se pondrán en paralelo a la resistencia a medir. Para
la medición de la Intensidad de corriente se pondrán las puntas
del Multı́metro en serie a la resistencia a medir. La tensión total
del circuito será igual a la tensión en cada resistencia, en R1, R2
y R3; la intensidad de corriente total es igual a la suma de las
intensidades que atraviesan cada resistencia I1, I2 e I3.
Ejemplo Si R1=100Ω, R2= 50Ω, R3=100Ω, la resistencia total seria la suma en paralelo de todas las resistencias, es decir,
RT =25Ω.

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