Fundamentos de Electricidad y Electrónica para Instalaciones Residenciales

Fundamentos de Electricidad

Introducción a la Energía Eléctrica

La energía es una manera de interpretar el producto de la fuerza.

• En la electricidad, la gravedad es despreciable, los átomos no tienen esa particularidad de ser atraídos por la gravedad.
• Las fuerzas que interactúan en un átomo son infinitamente más poderosas que la gravedad.

Estructura Atómica

Cantidad atómica: es un átomo con sus respectivos componentes.

Cantidades subatómicas: elementos que conforman un átomo.

Los átomos están conformados: por electrones, protones y neutrones.

El átomo es indivisible. Los griegos al comienzo pensaban que ellos podían dividir la materia una y otra vez hasta que ya no la podías reducir y eso lo definieron como unidad de materia, del todo.

• La palabra Neutrón viene de Negativo y el Protón de Positivo.
• Y el término neutrón viene porque su comportamiento delante de los electrones y protones era neutro.

Propiedades de los Materiales

Maleable: puede ser doblado con facilidad.

Dúctil: que es capaz de transformar su forma por presión.

• La flexibilidad de un material tiene que ver con la forma en que las moléculas se entrelazan.

Conductores, No Conductores y Semiconductores

Todo material está compuesto por moléculas y las moléculas por átomos, lo que quiere decir que tienen electrones. Los materiales se definen como muy conductores, no conductores y semiconductores. Los materiales NO conductores tienen mayor resistencia.

• Las grandes cantidades de electrones se les pueden llamar cargas eléctricas.

Corriente Eléctrica

Corriente eléctrica: son grandes cantidades de electrones moviéndose por unidades de tiempo.

Relación entre Corriente, Voltaje y Resistencia

Relación entre corriente, potencia (voltaje) y resistencia: La corriente es directamente proporcional a la potencia e inversamente proporcional a la resistencia (Ley de Ohm).

• La caída de tensión es igual a potencial.
• Longitud + diámetro + consumo = diferencia de potencial
• Relación entre Corriente y Voltaje: ambas son directamente proporcionales.
• Resistencia es inversamente proporcional a la conductividad.
• Resistencia es inversamente proporcional a la corriente.
• Caída de tensión, diferencia de potencial y tensión están relacionados.
• La corriente está asociada a la caída de tensión y la tensión esta asociada al potencial.

Conceptos Clave

Potencial eléctrico: en su presencia las cargas (electrones) se mueven, puede ser negativo que repele o positivo que atrae, a eso se le llama diferencia de potencial.

Resistencia: oposición que presenta un material al ser atravesado por una corriente eléctrica. La resistencia y la corriente son inversamente proporcionales.

Resistividad: Resistencia proporcional de un material conductor según su longitud y anchura.

Potencia: una cantidad que nos permite cuantificar la energía eléctrica.

Carga eléctrica: propiedad física de algunas partículas subatómicas que se manifiesta mediante la atracción y repulsión entre ellas.

Ley de Ohm

Ley de ohm: Corriente - potencial / Resistencia

“La intensidad de la corriente eléctrica que circula por un conductor eléctrico es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mism".

Instalaciones Eléctricas

Características de un Mal Funcionamiento en una Instalación Eléctrica

• No contar con suficientes tomacorrientes.
• Las luces se apagan momentáneamente al conectar otro aparato.
• Mala distribución de los tomacorrientes.

Elementos Principales de una Instalación Eléctrica

Acometida, el contador, interruptor principal de servicio, tablero principal, los sub-tableros de distribución, alimentadores, circuitos ramales con sus salidas, tomacorrientes e interruptores.

Instalación Adecuada

• Acometida de suficiente capacidad.
• Tableros con espacio de sobra para futuros desarrollos.
• Número suficiente de circuitos con bastante capacidad.
• Número suficiente de tomacorrientes y otras salidas bien colocadas.
• Número suficiente de interruptores de pared.
• Canalización de reserva para circuitos.
• Materiales aprobados sin uso anterior.

Procedimiento para Proyectar Instalaciones Eléctricas Residenciales

1. Selección de las luces y artefactos para los diversos ambientes.
2. Elaboración de los planos con indicación de los puntos eléctricos indicando consumos correspondientes a cada conexión.
3. Selección de la forma de acometida (aérea o subterránea).
4. Calcular el número de circuitos de alumbrado individuales y de tomacorriente.
5. Fijar el trazado de las celdas desde el tablero hasta el punto.
6. Fijar el tamaño de los conductores y comprobar caída de tensión.
7. Calcular el tamaño de los conductores.

Componentes de una Instalación Eléctrica

Acometida: derivación desde la red de distribución eléctrica hacia la vivienda del consumidor.

Centro vital de la instalación eléctrica interior: es el tablero principal de distribución colocado cerca del medidor.

Tiene 3 funciones:

• Distribuir la energía eléctrica que entra por la acometida eléctrica entre varios circuitos ramales.
• Proteger cada circuito ramal contra cortocircuitos y sobrecarga.
• Proveer la posibilidad de desconectar de la red los circuitos o toda la instalación interior.

Los sub-tableros de distribución se conectan al tablero principal por medio de conductores alimentadores. Auxiliar en la protección y operación de subalimentadores.

Circuitos eléctricos: es una serie de ramificaciones eléctricas en un lugar determinado para tener corriente. En la mayoría de los casos son en paralelo y en residencia van a ser máximo de 50 amper y el calibre será 1 cable N°12 esa característica varía de 50% y 80%.

Medidor: dispositivo que mide el consumo de energía eléctrica, de circuito o servicio eléctrico.

Tablero principal: conectados a la línea principal, contiene el interruptor principal y de él derivan los circuitos secundarios.

Sub-tablero: alimentado por el tablero principal, auxiliar en la protección y operación de sub-alimentadores.

Alimentador: cableado que alimenta a un segundo tablero, servicio que se le da a un tablero principal u otro.

Tipos de Conexión en un Circuito

1. En serie (división de tensión).
2. En paralelo (división de corriente).
3. Mixta.

Tipos de Corriente

Baja, media, alta.

Circuitos Ramales

Un circuito ramal puede alimentar un solo artefacto o varios según las circunstancias.

Circuitos de alumbrado: para luces o artefactos de poca potencia.

Circuito de tomacorriente: para artefactos portátiles de poca o mediana potencia.

Circuitos individuales: para alimentar artefactos de mayor potencia o automáticos.

Caída de Tensión

Caída de tensión: diferencia de potencial que existe entre los extremos del mismo, se mide en voltios y representa el gasto de fuerza que implica el paso de corriente por un conductor. Se utiliza para evaluar un circuito.

Una caída de tensión excesiva causa mal funcionamiento de los artefactos, lo que se manifiesta con poca luz, calentamiento bajo o mal funcionamiento de los motores en los artefactos. Para verificar con facilidad la caída de tensión se puede usar la tabla 5, 6, 7 y 8 que se aplican en circuitos de 120 y 208 voltios para conductores de cobre y aluminio. Se recomienda un máximo de caída de tensión total en el alimentador y circuito ramal de 3%.

Diferencia de Potencial

Diferencia de potencial: Transformación de energía donde las cargas se mueven de un menor a mayor potencial.

Calibre y AWG/MCM

Calibre: diámetro del conductor.

AWG: forma de medir el grosor del cable, es solo el alambre que conduce la electricidad.

MCM: área circular del diámetro.

Diferencia entre AWG Y MCM: se expresa en función del diámetro, área y puede ser el hilo de los alambres donde mayor o menor flexibilidad o conductividad.

Tensión

Tensión: se utiliza ese término para decir que estoy aplicando a la corriente algo que hace que ella se mueva.

Circuitos Individuales

Circuitos individuales: para alimentar artefactos de mayor potencia o automáticos y aquellos que por ciertas razones tienen un circuito ramal separado.

Cortocircuito

Cortocircuito: es producido por la unión accidental de dos cables o conductores de polaridad diferente, cuando esto pasa hay una elevación brusca de la intensidad de corriente e incremento excesivo de calor.

to excesivo de calor.