Fundamentos Esenciales de Circuitos Eléctricos y Dispositivos de Protección

Fundamentos de Circuitos Eléctricos

Un circuito eléctrico se puede definir como un conjunto de elementos enlazados de tal manera que permite establecer corriente eléctrica.

Conceptos Fundamentales

• Corriente Eléctrica: Movimiento de electrones a través de un conductor.

Componentes Principales de un Circuito Eléctrico

• Generador: Dispositivo encargado de desplazar los electrones en el interior del circuito.
• Receptores: Son todos aquellos dispositivos que reciben la energía eléctrica obtenida en un generador y la transforman en otro tipo de energía.
• Elementos de Mando: Son aquellos dispositivos electromecánicos que facilitan o impiden el paso de la corriente entre el generador y el receptor.
• Conductores: Son los caminos por los cuales se transporta la energía eléctrica. Deben unir los generadores con los receptores, atravesando los elementos de mando y control intercalados en el circuito (ejemplos: cobre, aluminio).

Codificación de Colores en Conductores Eléctricos

• Negro: Fase L1
• Marrón: Fase L2
• Gris: Fase L3
• Azul claro: Neutro
• Verde-amarillo: Tierra

Componentes de una Instalación Eléctrica Básica

• Conductores
• Canalizaciones
• Elementos auxiliares
• Aparatos de maniobra
• Tomas de corriente

Definiciones Clave en Electricidad

• Conductor Eléctrico: Elemento que facilita el transporte de la energía eléctrica entre el generador y los receptores.
• Tensión (V): Existe una tensión o diferencia de potencial entre dos puntos cuando entre ambos existe un desequilibrio de cargas, es decir, uno tiene más cargas que el otro.
• En un circuito de corriente continua se produce un movimiento de electrones desde el punto negativo hasta el positivo.
• Intensidad (A): Circulación de cargas eléctricas a través de un material conductor.

Niveles de Tensión Comunes

• 230 V entre fases para las redes trifásicas de tres conductores.
• 230 V entre fases y neutro, y 400 V entre fases para las redes trifásicas de cuatro conductores.

Ley de Ohm

La relación fundamental entre tensión, intensidad y resistencia se expresa mediante la Ley de Ohm: V = R * I

Fenómenos y Protecciones en Instalaciones Eléctricas

Sobreintensidades y Sobretensiones

• Sobreintensidades: Se producen cuando la intensidad que circula por la instalación supera la intensidad nominal (la intensidad para la cual el circuito fue diseñado para operar en condiciones normales).
• Sobretensiones: Ocurren cuando se produce una tensión superior a la tensión nominal de la red.
  • Sobretensiones Transitorias: Presentan un gran valor de sobretensión en un periodo de tiempo muy pequeño.
  • Sobretensiones Temporales: Presentan un valor de sobretensión menor (a partir del 10% por encima del valor de tensión nominal), pero su duración en el tiempo es mayor.

Fusibles

Los fusibles son elementos de protección de las instalaciones eléctricas que se conectan en serie con el circuito que tienen que proteger. Su objetivo es ser el primer punto en calentarse y fundirse ante cualquier aumento de temperatura debido a una intensidad excesiva, interrumpiendo así el circuito.

Dado que exteriormente no es posible ver si un fusible se ha fundido, algunos presentan un dispositivo indicador, denominado dispositivo percutor, que mediante un elemento coloreado indica el estado del fusible.

Características de los Fusibles

• Intensidad Nominal: Intensidad que circula por la instalación en condiciones normales.
• Tensión: Tensión a la cual va a ser colocado.
• Poder de Corte: Valor máximo de la intensidad que es capaz de cortar.
• Elemento Percutor: Dispositivo indicador de estado.
• Tipo de Fusible: Ejemplos: cilíndricos, de cuchillas, Diazed.

Interruptor Magnetotérmico

Es un dispositivo de protección contra corrientes de sobrecarga y cortocircuitos, que provoca la apertura automática de la corriente en el circuito donde está instalado.

Componentes del Magnetotérmico

• Disparador Magnético: Actúa frente a las corrientes de cortocircuito. Debido a la peligrosidad de estas corrientes, tienen un corte muy rápido.
• Disparador Térmico: Actúa frente a las corrientes de sobrecarga. El corte es más lento.

Características del Magnetotérmico

• Número de Polos: Número de conductores que corta (unipolar, bipolar, tripolar y tetrapolar).
• Intensidad Nominal: Corriente de diseño.
• Poder de Corte: Máxima intensidad que es capaz de cortar.
• Tipo de Curva: Curva B, Curva C, Curva D, Curva ICP (Indica la sensibilidad al disparo por cortocircuito).

Interruptor Diferencial

Es un dispositivo que protege la instalación contra defectos de aislamiento y, por tanto, a las personas que la utilizan contra contactos indirectos.

Características del Interruptor Diferencial

• Intensidad Nominal: Corriente de diseño.
• Tensión Nominal: Tensión de operación.
• Sensibilidad: Mínimo valor de la intensidad de defecto que provoca la apertura del interruptor diferencial.
  • Baja sensibilidad: 300 mA.
  • Alta sensibilidad: 10-30 mA (los de 30 mA se utilizan comúnmente en viviendas e instalaciones en general).
• Número de Polos: Los diferenciales se fabrican bipolares y tetrapolares.