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tema 11 PARA FACILITAR LA INTERPRETACION DE LOS CIRCUITOS ELECTRICOS ASI COMO DE PROYECTOS, SE EMPLEAN LOS SIMBOLOS ELECTRICOS DE CUALES EXISTEN UNA GRAN DIVERSIDAD, LO QUE EN OCACIONES HACE NESCESARIO SE INDIQUE DELANTE DE ELLOS EN FORMA CLARA LO QUE SIGNIFICAN, LOS MÁS USUALES SON LOS SIGUIENTES: LAMPARA FLUORESCENTE.- Lámpara que usa una descarga eléctrica sobre una masa de vapor de mercurio y que tiene sus paredes interiores cubiertas con un material fluorescente que transforma la radiación ultravioleta de la descarga en luz de color aceptable. LAMPARA INCANDESCENTE.- Lámpara en la cual es producida al calentarse cierta substancia al rojo vivo. (100 watts) LAMPARA INCANDESCENTE.- Lámpara en la cual es producida al calentarse cierta substancia al rojo vivo. (60 watts) LAMPARA ARBOTANTE.- Lámpara en la cual la luz es producida al calentarse cierta substancia al rojo vivo (filamento de tungsteno). APAGADOR SENCILLO.- Dispositivo usado para operar un circuito de un lugar determinado. APAGADOR DOBLE.- Dispositivo usado para operar dos circuitos de un lugar determinado APAGADOR DE TRES VIAS.- Dispositivo usado para operar un circuito desde dos lugares distintos. APAGADOR DE CUATRO VIAS.- Dispositivo que usado de dos apagadores de tres vías, puede operar un circuito eléctrico desde de más de dos lugares distintos. APAGADOR CON TOMACORRIENTE.- Dispositivo usado para operar un circuito de un lugar determinado y tomacorriente en el mismo accesorio. CONTACTO O TOMACORRIENTE.- Dispositivo formado para la toma de alimentación eléctrica en los aparatos electrodomésticos. FOTOCELDA.- Dispositivo que es usado para encender la lámpara al anochecer y apagar con la luz del día. BOTON PARA TIMBRE.- Dispositivo de control que conecta a un circuito eléctrico durante el tiempo que se le mantiene oprimido. CENTRO DE CARGA.- Lugar donde parte la alimentación eléctrica y cuenta con elementos de protección (interruptores termomagnéticos) INTERRUPTOR DE CAJA.- Lugar de donde parte la alimentación eléctrica y cuenta con elementos de protección tipo cartucho. CORRIENTE ALTERNA.- Toda corriente eléctrica que está alternando su dirección de circulación, o sea cambia su intensidad y dirección instantánea y periódicamente. TRANSFORMADOR NUCLEO DE HIERRO.- Aparato estático que consta de devanados sobre un núcleo de material ferromagnético. KILOWATTHORA.- Es un aparato que marca el consumo de energía eléctrica. TABLERO DE FUERZA.- Centro de carga para motores, generadores y maquinaria pesada, usados en una instalación. TUBERIA POR TECHO O PARED.- Tubería de canalización para introducir los conductores. TUBERIA POR PISO.- Tubería de canalización para introducir los conductores. TUBERIA PARA TELEFONO.- Tubería especial por el cual pasan los conductores del teléfono. CAJA DE REGRISTRO.- Caja en las que se hacen las conexiones y derivaciones de una instalación eléctrica. RESISTENCIA.- Dispositivo formado por una substancia que tiene la propiedad de resistir el flujo de una corriente eléctrica. RESISTENCIA VARIABLE.- Resistencia que está acondicionada para variar su valor en Ohm entre terminales. CONEXIÓN A TIERRA.- Punto conectado deliberadamente a tierra, como medida de seguridad en una instalación eléctrica. PILA SECA.- Celda voltaica primaria en la cual la energía química de sus componentes está en forma de pasta. ELEMENTO FUSIBLE.- Dispositivo empleado para proteger instalaciones y aparatos eléctricos. CONDUCTORES CONECTADOS.- Existencia de conexión de conductores. CONDUCTORES NO CONECTADOS.- Inexistencia de conexión eléctrica. AMPERIMETRO.- Aparato de medición usado para medir la intensidad de corriente en Amperes, se conecta en SERIE. VOLTMETRO.- Instrumento eléctrico usado para medir diferencia de potencial, se conecta en PARALELO. WATTMETRO.- Instrumento eléctrico graduado en Watts con el que se obtiene directamente las medidas de potencia. OHM.- La unidad práctica de la resistencia de un circuito eléctrico GENERADOR ELECTRICO.- Maquina que transforma energía mecánica en energía eléctrica. ACOMETIDA.- Lugar en el cual se alimenta de energía a la casa habitación, talleres, etc. CAMPANA.- Dispositivo de alarma para detectar fallas en el funcionamiento de un circuito eléctrico, también es muy usado en instalaciones domésticas. ZUMBADO.- Dispositivo de alarma para detectar fallas eléctricas. INTERRUPTOR TERMOMAGNETICO.- Dispositivo cuya operación depende del efecto térmico para proteger los circuitos eléctricos. SALIDA ESPECIAL PARA TELEFONO. SALIDA ESPECIAL PARA ANTENA DE FRECUENCIA MODULADA. MOTOR ELECTRICO.- Maquina que transforma la energía eléctrica en energía mecánica. Tema 12 CONDUCTOS ELECTRICO Es muy importante que los materiales que se utilicen en la instalación eléctrica sean los indicados en los planos, pues esto evitará la posibilidad de accidentes provocados por corto circuito o por sobrecargas en la instalación. Conductos En las instalaciones eléctricas se emplean diferentes tipos de tubos, mangueras o cualquier otro tipo de material llamado conducto. Se utilizan para alojar, contener y facilitar la introducción de cables a través de los mismos, de esta forma se consigue aislarlos para evitar cualquier accidente e incluso proporcionan un aspecto ordenado en la construcción. Existe actualmente una gran variedad de estos conductos para ser trabajados en cada caso especial; la siguiente es una lista de ellos: Galvanizado. Poliducto. PVC. Plástico. Tubo galvanizado Se puede utilizar en cualquier trabajo por su calidad y resistencia. Se utiliza mucho en la industria, en forma visible por su resistencia a la corrosión ambiental, o también en jardines, pues por su baño galvanizado puede ser enterrado. Se recomienda usar pintura o permatex en las juntas con cople, ya que la pintura lo sella perfectamente y evita que se cuele el agua. Este tipo de tubo es el más adecuado para las instalaciones visibles porque no se oxida cuando se instala en lugares expuestos al agua. También se utiliza en lugares húmedos y, con frecuencia, en los jardines y áreas expuestas a la intemperie. En la siguiente figura se representa una instalación visible en un muro donde se utilizaron conductos galvanizados para contener el cable (ver Fig. 8). Fig. 8 Poliducto reforzado El tubo de poliducto reforzado es para uso más limitado que el galvanizado, por ser menos resistente a la intemperie, pero es muy útil para colados en instalaciones eléctricas residenciales o industriales interiores. Va dentro de los muros de mampostería, dentro de una ranura que se hace antes de colocar el aplanado de mezcla que después se tapa para recibir el yeso y la pintura (ver Fig. 9). Fig. 9 PVC Lo más apropiado para la canalización de los cables es el tubo conduit metálico galvanizado pero como no es precisamente el más barato también puede usarse el tubo conduit de PVC flexible, que puede identificarse fácilmente por su color naranja (ver fig. 10). Fig. 10 De este material solo se usa el de 19 mm o ¾ de pulgada, y el de 13.5 mm o ½ pulgada de diámetro. Se venden en rollos de cien metros, por lo que se pueden cortar a la medida exacta de cada tramo, además, como son flexibles, se pueden curvar a mano, sin necesidad de dobladora de tubo, ya que tienen coples, conectores y curvas de plástico. Plástico flexible El tubo de plástico flexible (poliducto, duraducto, etc.) se usa en losas e instalaciones ocultas, ya viene con sus coples, conectores y sus curvas del mismo material, lo cual facilita su manejo, aunque también pueden terrajarse. Tema 13 CONDUCTORES ELECTRICOS Los conductores eléctricos, son aquellos materiales que ofrecen poca oposición o resistencia al paso de la corriente eléctrica por o a través de ellos. Todos los materiales son buenos conductores de la electricidad sin embargo unos son mejores que otros. PLATA. Es el mejor conductor pero, su uso se ve reducido por su alto costo. COBRE. Después de la plata, el cobre electrolíticamente puro es el mejor conductor eléctrico, se le emplea en más del 90% en la fabricación de conductores eléctricos, por que reúne las, condiciones deseadas para tal fin, tales como: a).- Alta conductividad b).- Resistencia mecánica c) - Flexibilidad d). - Bajo costo La mayoría de los conductores eléctricos empleados en instalaciones eléctricas, son de cobre o aluminio. Esto se debe a que son materiales de buena conductividad. Comparativamente, el aluminio tiene alrededor de un 84% de la conductividad del cobre; pero como es más liviano, podemos utilizarlo en una cantidad que sea casi cuatro veces la que se necesite de cobre; aun así, el peso de ambos materiales será igual. En nuestro país, se acostumbra emplear el sistema de calibración de conductores denominado American Wire Gage (AWG). Pero deben manejarse las dimensiones en milímetros cuadrados (mm2), para respetar lo estipulado por la NOM (Norma Oficial Mexicana). Aislamiento de los conductores Son muchos los tipos de aislamientos que se aplican a los conductores eléctricos. De entre ellos, podemos señalar los siguientes: A: Aislamiento de asbesto MI: Aislamiento mineral R: Aislamiento de hule SA: Aislamiento de silicio-asbesto T: Aislamiento termoplástico V: Aislamiento de cambray con barniz X: Aislamiento de polímero sintético con barniz FEP: Etileno propileno fluorado RHW: Polímero sintético o de cadena cruzada, resistente al calor y a la flama THW-LS: Termoplástico resistente a la humedad, al calor y a la propagación de incendios. Para conectar entre sí los accesorios en una instalación eléctrica, es indispensable contar con algún tipo de cable o alambre conocidos como conductores. Los alambres están hechos con un solo hilo metálico, ya sea desnudo o recubierto con un aislante de plástico o de hule. Los cables están hechos con racimos de varios alambres o hilos metálicos muy delgados, cubiertos con una o varias capas de aislante. También pueden ir solos o en dúplex y se utilizan en las instalaciones fijas de una casa, ya sean visibles u ocultas. Alambre Cuando los alambres están recubiertos pueden estar solos, en un hilo, o en pares unidos por el aislante, en lo que se conoce como alambre dúplex. El grueso del aislante depende del grueso del alambre. Generalmente se venden en rollos o cajas de 100 metros de largo con una etiqueta que indica el color, el tipo de aislante, el grueso del cable y el material del conductor, ya sea de cobre o de aluminio. En la Fig. 11 podemos observar los distintos calibres de alambres y cables utilizados. En las figuras 12 y 13 veremos los distintos tipos de alambre y cables existentes en el mercado. Fig. 11 Cable Los conductores, o cables que se emplearán dentro de los conductos o tubos, serán del tipo termoplástico (TW) o termoplástico especial (THW) a prueba de calor (75°) y con aislamiento para 600 voltios. El calibre de los conductores será el mismo especificado en los planos y en ningún caso se utilizarán conductores cuya resistencia provoque una caída de tensión mayor al 3% a la toma de corriente más alejada al tablero de distribución. El cable conductor debe ser de preferencia del tipo TW para aislamiento de 600 voltios. De este tipo de material se usan tres medidas: calibre 12 y 14 para alimentaciones secundarias y calibre 8 para la alimentación principal. LA ELECTRICIDAD Y SU IMPACTO POTENCIA Y APLICACIONES Tema 14 TRABAJOS FINALES En esta sección aprenderemos la forma en que se llevan a cabo los trabajos finales de una instalación eléctrica residencial y la forma en que se realizan las pruebas al sistema. Parecería lógico pensar que el orden de realización de las actividades debería ser el contrario; es decir, que primero se cubrirían las zanjas y las ranuras y finalmente se realizarían las pruebas al sistema. Sin embargo, la experiencia nos demuestra lo contrario, ya que si se cubren las zanjas y las ranuras primero, en caso de haber alguna falla como cortocircuito o incluso que no se pudiera cablear por estar obstruidos los conductos, se tendría que ranurar nuevamente. Lo anterior significa que se tendría que repetir el trabajo de ranurar y volver a rellenar. REALIZANDO PRUEBAS AL SISTEMA ELÉCTRICO La garantía principal de una instalación eléctrica es la de su aislamiento. Por lo tanto, se considerará indispensable efectuar pruebas dieléctricas de la misma, antes de darse por recibida. Estas pruebas permitirán determinar si es bueno el aislamiento entre los conductores y la "tierra", así como la localización de cortocircuitos, conexiones mal hechas o agua dentro de los tubos. El aislamiento de los conductores puede tener deficiencias de fábrica, o bien, puede destruirse al meter los alambres en el tubo conduit y, durante los trabajos de construcción, es factible que entre agua a las cajas y las tuberías, mojando más tarde el forro de los conductores. Por ésta causa, las conexiones pueden haber quedado deficientes debido a un mal contacto, mal aislamiento o por una equivocación al unir las puntas. Cualquiera de estos defectos dará resultados insatisfactorios en las pruebas. Se considerará bueno el aislamiento de la instalación cuando, siendo la capacidad de los conductores de 20 Amperes o más, la resistencia sea de 100, 000 Ohm, o más. Estos valores corresponderán a las pruebas que se hagan estando sólo colocados los tableros, los interruptores y los fusibles. Si dichas pruebas se llevan a cabo estando conectados además los portalámparas (sockets), los contactos y los apagadores, se deberá obtener una resistencia mínima igual al 50% de los valores antes indicados. Cuando la instalación esté dividida en varias secciones controladas desde distintos tableros, las pruebas se harán independientemente en cada ocasión. Estas pruebas de aislamiento se efectuarán utilizando un megger, que es un instrumento que sirve para medir valores de resistencia muy altos. El término megger se deriva del hecho de que mide valores de resistencia en el rango de megaohms. Su función primordial es probar el aislamiento de los conductores fuertes que se encuentran en los sistemas de transmisión de energía eléctrica, la maquinaria eléctrica, los transformadores, etc. Para medir altos valores de resistencia se necesita una tensión muy alta. Esto se obtiene mediante un generador de CD de impulso manual, llamado magneto. Si se hace girar el eje por encima de algún valor establecido, la salida del generador se fijará a una tensión que suele ser de 250, 500 ó 1 000 voltios. Tema 15 IMPACTO DE LA ELECTRICIDAD NOM-001-SEDE-2005 PARA VIVIENDAS UNIFAMILIAR INTRODUCCION: En baja california, como en muchas partes de la republica, los constructores de vivienda a desarrollado un criterio de construcción para viviendas “TIPO” infonavit; en donde el punto de satisfacer ha sido el abaratamiento en la construcción de las mismas, dejando de lado la seguridad de las personas y sus bienes. En general se observa un desconocimiento de la NOM-001-SEDE-2005, por parte de los desarrolladores de vivienda. Por ello, el objetivo de esta presentación, es el de difundir los requisitos normativos mínimos que se deben cumplir para una casa habitación. Sabemos que la implementación de estos requisitos, incrementan de manera marginal el costo de la instalación eléctrica en este tipo de viviendas; sin embargo, su aplicación tendrá como resultado: Viviendas más seguras. Que el patrimonio del usuario final quede protegido en el largo plazo, y con ello su inversión. ARTICULOS QUE SE DEBEN OBSERVAR EN VIVIENDAS UNIFAMILIAR. ARTICULO 200-6: CODIGO DE COLORES DE LOS CONDUCTORES: NEUTRO: BLANCO O GRIS CLARO TIERRA FISICA: DESNUDO O COLOR VERDE FASE: CUALQUIER OTRO COLOR DISTINTO A LOS ANTERIORES. El artículo anterior tiene por objeto diferenciar los conductores energizados de los que no están, para garantizar la seguridad cuando se realicen reparaciones futuras. ARTICULO 200-7 USO DE RECEPTACULOS CON TERMINAL DE PUESTA A TIERRA EN LOS CIRCUITOS DERIVADOS. Este artículo tiene por objeto proveer de una conexión solida a tierra física para la protección de los usuarios y equipos eléctricos. ARTICULO 210-8 (INCISO 1, 6, 7 ) ZONAS QUE NECESITAN RECEPTACULOS CON PROTECCION DIFERENCIAL DE FALLO A TIERRA (GFCI); BAÑOS, COCHERAS, COCINAS, FREGADEROS. Al utilizar un equipo eléctrico que tenga algún pequeño fallo a tierra por daños en el aislamiento, el usuario quede expuesto a una descarga, sobre todo si esta en lugares húmedos. La aplicación de este artículo ofrecerá seguridad y puede salvar vidas. ARTICULO 210-23 Y EN COMBINACION CON EL 220-4 Y 210-52 Determinamos que deben de existir los siguientes circuitos mínimos: Un circuito de alumbrado general Un circuito para contactos en general Un circuito para contactos en cocina Un circuito para contactos lavadero. Sin lo anterior sin sobrepasar la máxima carga permitida por circuitos como lo indica el ARTÍCULO 210-23 que deberá ser de 15 A o 20 A. Glosario En este glosario se definen los términos más relevantes relacionados con este paquete didáctico. Acometida: Derivación que conecta la red del suministrador a la instalación del usuario. Amperio (A): Unidad de intensidad de corriente que resulta de dividir la potencia eléctrica en watios por la diferencia de potencial medida en voltios. Alimentador: Todos los conductores de un circuito formado entre el equipo de acometida y el dispositivo final de protección contra sobrecorriente del circuito. Aparato eléctrico: Equipo de utilización, generalmente no industrial, que se fabrica en tamaños normalizados y que se instala o conecta como una unidad para realizar una o más funciones, como lavar ropa, acondicionar aire, mezclar alimentos, freír, etcétera. A tierra: Conexión conductora, intencionada o accidental, entre un circuito o equipo eléctrico y el terreno natural o algún cuerpo conductor que sirva como tal. AWG: American Wire Gauge - Medida utilizada para clasificar alambre por números. Cable: Conjunto de conductores internos cubiertos por un revestimiento aislante que se utiliza para el tendido de instalaciones eléctricas. Canalización: Canal cerrado de materiales metálicos o no metálicos, expresamente diseñado para contener alambres, cables o barras conductos, con funciones adicionales como lo permita la NOM-001-SEDE-1999. Capacidad de conducción de corriente: Corriente eléctrica expresada en amperes (A), que un conductor eléctrico puede conducir continuamente, bajo condiciones de uso, sin exceder su temperatura nominal. Carga: Resistencia conectada a través de un circuito, que determina el flujo de corriente y la energía usada. Circuito: Camino utilizado para transmitir la corriente eléctrica, siguiendo el conductor activo o fase, hasta el punto que se debe alimentar y para retornarla a lo largo del conductor neutro. Clavija: Dispositivo que por medio de inserción en un receptáculo, establece conexión eléctrica entre los conductores de su cordón flexible adjunto y los conductores conectados permanentemente al receptáculo. Competencia: Conjunto de aspectos, habilidades, destrezas y actitudes necesarios para el desempeño eficaz y eficiente de una función ocupacional, de acuerdo a estándares de ejecución establecidos por el sector productivo. Conductor aislado: Conductor rodeado de un material de composición y espesor reconocidos como aislamiento eléctrico. Conductor cubierto: Conductor rodeado de un material aislante. Conductor desnudo: Conductor que no tiene ningún tipo de cubierta o aislamiento eléctrico. Educación Basada en Normas de Competencia: Modelo educativo que tiene como propósito central formar individuos con conocimientos, habilidades, destrezas y actitudes relevantes y pertinentes al desempeño laboral. Su estructura curricular se construye a partir de la información y criterios establecidos en las Normas Técnicas de Competencia Laboral. Una de las características esenciales de este modelo es que debe ser altamente flexible en métodos y tiempos de aprendizaje y ajustarse a las necesidades del individuo. Equipo: Término general que incluye dispositivos, aparatos electrodomésticos, luminaria, aparatos y productos similares utilizados como partes de, o en conexión con una instalación eléctrica. Fusible: Dispositivo de protección contra sobrecorriente con una parte que se funde cuando se calienta por el paso de una sobrecorriente que circule a través de ella e interrumpe el paso de la corriente eléctrica en un tiempo determinado. Interruptor: Dispositivo diseñado para la protección de personas o del equipo instalado, que funciona para desenergizar un circuito o parte del mismo, dentro de un periodo determinado, cuando una corriente eléctrica excede un valor predeterminado, menor al necesario para accionar el dispositivo de protección contra sobrecorriente del circuito de alimentación. Misión: Objetivo global o propósito principal de las funciones productivas de una ocupación. Neutro: Cable o conductor flexible por el que la corriente eléctrica retorna al origen o al borne de conexión. El aislamiento del neutro es negro azul, según se trate de cables o de conductores flexibles, respectivamente. Un procedimiento de evaluación de la conformidad bajo la responsabilidad del usuario o propietario de las instalaciones. Receptáculo: Dispositivo de contacto instalado en una salida para la conexión de una sola clavija. Un receptáculo sencillo es un dispositivo de contacto de un solo juego de contactos. Un receptáculo múltiple es aquel que contiene dos o más dispositivos de contacto en el mismo chasis. Sobrecarga: Funcionamiento de un equipo excediendo su capacidad nominal, de plena carga, o de un conductor que excede su capacidad de conducción de corriente nominal, cuando tal funcionamiento, al persistir por suficiente tiempo puede causar daños o sobre-calentamiento peligroso. Una falla, tal como un corto circuito o una falla a tierra, no es una sobrecarga. Sobrecorriente: Cualquier corriente eléctrica en exceso del valor nominal de los equipo o de la capacidad de conducción de corriente de un conducto. La sobre-corriente puede ser causada por una sobrecarga, un cortocircuito o una falla a tierra. Submódulos: Unidades de aprendizaje que contienen todos los elementos pedagógicos necesarios para dominar competencias laborales. Se clasifican de acuerdo a su naturaleza y son equivalentes a una o varias unidades de competencia de la Norma de Competencia Laboral (NCL). Tablero de distribución: Panel grande sencillo, estructurada o conjunto de paneles donde se montan, ya sea por el frente, por la parte posterior o en ambos lados, desconectadores, dispositivos de protección contra sobre-corriente y otras protecciones, barras conductores de conexión común y usualmente instrumentos. Los tableros de distribución de fuerza son accesibles generalmente por la parte frontal y la posterior, y no están previstos para ser instalados dentro de gabinetes. Tensión eléctrica: Valor nominal asignado a un circuito o sistema para la designación de su clase de tensión eléctrica. La tensión eléctrica real a la cual un circuito opera puede variar desde el nominal dentro de una gama que permita el funcionamiento satisfactorio de los equipos. Tubo (conduit): Sistema de canalización diseñado y construido para alojar conductores en instalaciones eléctricas, de forma tubular, sección circular. Voltio (V): Unidad de presión eléctrica: diferencia de potencial que hace circular la corriente por el circuito. Wattio (W): Unidad de potencia consumida por un receptor o circuito. Resulta de multiplicar la diferencia de potencial o voltaje en voltios por la intensidad de corriente en amperios. BIBLIOGRAFIA DE CONSULTA Ley general del equilibrio ecológico Y protección al medio ambiente Edición 2003 Norma Oficial Mexicanas NOM-001-SEDE-2003 Instalaciones eléctricas residenciales (utilización) Instalaciones eléctricas Una guía paso a paso, Editorial Marcombo, México, 1998 Tecnología: Electricidad, RIPOLLÉS Editorial Vicens Vives, España, 1979 Instalaciones eléctricas e iluminación (Colección hágalo usted mismo) LAURENCE, Ediciones G. Gili S.A. de C.V. México, 1995. Manual de instalaciones eléctricas residenciales, CAMARENA, Editorial Continental, México, 1990 Prácticas de electricidad, circuitos básicos de instalaciones eléctricas, LLADONOSA, Editorial Alfa-omega, 1995. Fundamentos de instalaciones eléctricas foley McGRAW-HILL Mexico 1993 Instalaciones eléctricas prácticas Ing. Becerril L. Diego Onésimo 12ª Edición 2005