Conceptos Básicos de Electricidad y Electrónica

1. Diferencia de potencial eléctrico: es el impulso que necesita una carga eléctrica para que pueda fluir por el conductor de un circuito eléctrico, esta corriente cesará cuando ambos puntos igualen su potencial eléctrico

2. Intensidad eléctrica: es la cantidad de electricidad o carga eléctrica(Q) que circula por un circuito en la unidad de tiempo(t). Para denominar la Intensidad se utiliza la letra I y su unidad es el Amperio(A)

3. Resistencia eléctrica: es la oposición al flujo de corriente eléctrica a través de un conductor

4. Densidad de corriente: se define como una magnitud vectorial que tiene unidades de corriente eléctrica por unidad de superficie, es decir, intensidad por unidad de área.

5. Resistividad eléctrica: es la resistencia eléctrica específica de un determinado material.

6. Efecto Joule: es un fenómeno irreversible por el cual si en un conductor circula corriente eléctrica, parte de la energía cinética de los electrones se transforma en calor[1]​[2]​ debido a los constante choques que sufren con los átomos del material conductor por el que circulan, elevando la temperatura del mismo

7. Ley de Ohm: La intensidad de corriente que atraviesa un circuito es directamente proporcional al voltaje o tensión del mismo e inversamente proporcional a la resistencia que presenta.

8. Fuerza electromotriz: es toda causa capaz de mantener una diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito abierto o de producir una corriente eléctrica en un circuito cerrado.

9. Resistencia interna de un generador: Es una resistencia deducida por el comportamiento de las fuentes de tensión reales.

10. Rendimiento de una máquina eléctrica

11. Diferencias entre corrientes continua-monofásica-trifásica. La energía monofásica es aquella que tiene una sola fase y corriente alterna, va de 220 a 230 voltios. La energía trifásica es aquella que tiene 3 fases y 3 corrientes alternas (RST) su voltaje es de 380 voltios

23. Tensión de línea: se define como la diferencia de tensión que aparece entre los conductores de la instalación

24. Tensión de fase: es la tensión entre un conductor de fase y el punto neutro o tierra. Para las fases a, b y c tendremos las correspondientes tensiones de fase

25. Intensidad de línea: es la intensidad que circula por cada uno de los conductores que unen el generador con la carga. Intensidad de fase es la intensidad que suministra cada generador o que se consume en cada una de las tres cargas. 26. Intensidad de fase: intensidad que suministra uno de los generadores o que consume uno de los receptores

27. Relé: consiste en un dispositivo electromagnético que funciona como un interruptor o conmutador accionado por medio de una bobina que genera un electroimán.

28. Contactor: es un dispositivo que, de forma resumida, tiene por función habilitar o cortar un flujo de corriente

29. Efecto Joule, es un fenómeno por el que los electrones en movimiento de una corriente eléctrica impactan contra el material a través del cual están siendo conducidos

30. Motor de inducción: es un motor eléctrico de corriente alterna, en el cual su rotor gira a una velocidad diferente a la del campo magnético del estator

31. Jaula de ardilla: es la parte que rota usada comúnmente en un motor de inducción de corriente alterna.

• Sobrecarga. Se considera que se ha producido una sobrecarga cuando la corriente eléctrica aumenta por encima de la intensidad máxima determinada para la instalación. Por ejemplo un cable de sección de 1,5 mm2 puede soportar hasta 10 Amperios de corriente, un consumo de 15 Amperio sería un sobreconsumo o sobrecarga que calentaría el cable con riesgo de deteriorar su aislante al cabo de cierto tiempo.
• Cortocircuito. Intensidades mucho mayores de lo habitual producidas en el circuito debido a que tenemos una resistencia cercana a cero. Por ejemplo cuando juntamos los cables fase y neutro sin existir una resistencia entre ellos. Los dispositivos de protección eléctrica consideran habitualmente como cortocircuito una intensidad superior a 5-10 veces la intensidad nominal (curva C), produciendo la apertura casi instantánea del circuito. Ver curvas de disparo en protecciones del fabricante Schneider.
• Contacto directo. Accidente que se produce al tocar directamente un cable con tensión.
• Contacto indirecto. Accidente que se produce al tocar un punto que en condiciones normales de funcionamiento no debería tener tensión, pero debido a un fallo se encuentra bajo tensión. Por ejemplo una lavadora, en la que se ha comunicado un cable con la chapa exterior. Al tocar la chapa, habitualmente recibiremos una descarga eléctrica desde la chapa (con tensión) hacia tierra.
• Sobretensiones. Tensiones mayores de las normales aparecen momentáneamente en la red de eléctrica, provocando daños en los equipos conectados. Estas sobretensiones pueden ser transitorias (debidas por ejemplo a caída de rayos cerca de líneas eléctricas) o sobretensiones permanentes (mantenidas en el tiempo), debida por ejemplo a la pérdida de neutro en una red trifásica desequilibrada.

¿Cómo se combinan los relés y contactores para realizar el control del automatismo? En este tipo de sistema establecemos relaciones serie y/o paralelo entre los contactos abiertos y cerrados de cada uno de los elementos intervinientes, consiguiendo el control requerido. En la figura mostramos un ejemplo de control automático donde todos los elementos que intervienen están relacionados entre si mediante conexiones físicas. No te preocupes si te parece algo complicado para empezar, ya que tan solo es un ejemplo para mostrar hacia donde queremos llegar con este tipo de sistemas.

En la figura podemos apreciar dos partes claramente diferenciadas: el esquema de fuerza que es la representación gráfica de la realidad que queremos automatizar (escaleras automáticas y su respectivo motor) y una segunda parte que es el esquema de mando o control que es la representación esquemática del circuito que permitirá trasladas las órdenes de maniobra que queremos hacer sobre el motor de la escalera mecánica.

¿Qué es un contactor? En el caso de que el control se realice sobre elementos de potencia al relé se le denomina contactor y además de los contactos auxiliares destinados al control dispone, generalmente de tres, de contactos de potencia. El contactor no realiza funciones de protección eléctrica, por lo que se debe complementar aguas abajo con otros dispositivos como relés térmicos o Guarda motores.¿Qué es un relé? El relé más habitual consiste en un dispositivo electromagnético que funciona como un interruptor o conmutador accionado por medio de una bobina que genera un electroimán. Cuando el electroimán se activa, se acciona mueve un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes. Los contactos accionados dentro del relé pueden ser Normalmente Abiertos (NA) o bien Normalmente Cerrados (NC). En el mercado existen relés de muchos tipos, pero nos centraremos en los utilizados en los automatismos industriales cableados, preparados para montaje sobre carril DIN, con bobinas alimentadas con corriente alterna (230Vac o bien 24Vac), aunque en otros contextos también se utilizan con bobinas alimentadas con tensión continua (por ejemplo 24Vdc, 12Vdc, 5Vdc).

Circuitos en corriente contínua: P= U * I

Circuitos en corriente alterna monofásica: P = Uf * I * Cos (φ); siendo Uf la tensión de fase
Circuitos en corriente alterna trifásica: P = 1,732 * UL* I * Cos (φ); siendo UL la tensión de línea

El efecto Joule es la transformación en calor de la energía eléctrica. La potencia disipada en forma de calor es proporcional a la resistencia pura del circuito, siendo indiferentes las componentes inductiva o capacitiva de la impedancia del circuito. Cuando esta transformación es intencionada, como por ejemplo en un radiador eléctrico, nos beneficiamos de efecto Joule. Sin embargo, en la mayoría de los casos, se pretende transformar la energía eléctrica en mecánica, luminosa, magnética u otra distinta a la calorífica, por lo que la trasformación de energía eléctrica en calor a lo largo de los conductores eléctricos de alimentación se considera una pérdida de energía útil. Debes recordar que 1 caloría = 4,18 julios

Deslizamiento: El par motor sólo puede existir cuando una corriente inducida circula por la espira. Para ello es necesario que exista un movimiento relativo entre los conductores activos y el campo giratorio. Por tanto, la espira debe girar a una velocidad inferior a la de sincronización, lo que explica que un motor eléctrico basado en el principio anteriormente descrito se denomine “motor asíncrono”. La diferencia entre la velocidad de sincronización y la de la espira se denomina “deslizamiento” y se expresa en % de la velocidad de sincronismo. El deslizamiento en régimen estable varía en función de la carga del motor. Cuando aumenta la carga, aumenta el deslizamiento.
Par: En los motores asíncronos, el flujo es proporcional a la corriente para una frecuencia dada. Para obtener un flujo constante, y por tanto un I constante, es preciso que la relación U/f se mantenga constante. Por consiguiente, es posible trabajar a un par constante siempre que sea posible aumentar U hasta la tensión nominal. Por lo demás, siempre es posible aumentar la frecuencia, pero, al disminuir la corriente, el par disminuye igualmente.