Fundamentos de Tableros Eléctricos, Circuitos y Leyes Electromagnéticas Esenciales

Tableros Eléctricos y Circuitos

¿Qué es un circuito alimentador?

Refiriéndose a tableros y centros de carga, el circuito alimentador o línea de alimentación será aquel circuito que proporcione energía eléctrica al tablero.

¿Qué es un circuito derivado?

Se da ese nombre a los circuitos que se alimentan desde el tablero a través de uno de sus interruptores. Estos también reciben el nombre de derivados.

Puntos de Montaje de Tableros

Existen diferentes formas de instalar un tablero eléctrico:

• Empotrado: Cuando el tablero va embebido o dentro de los muros.
• Sobrepuesto: Cuando el tablero se fija directamente sobre la superficie del muro.
• Autosoportado: Cuando el tablero, generalmente de mayor tamaño, se fija directamente en el piso.

Funciones Principales de un Tablero Eléctrico

Un tablero eléctrico cumple varias funciones esenciales:

• Dividir un circuito eléctrico principal (alimentador) en varios circuitos derivados de menor capacidad.
• Proveer de un medio de conexión y desconexión manual (interruptor) a cada uno de los circuitos derivados.
• Proteger cada uno de los circuitos derivados contra la sobrecorriente (sobrecargas o cortocircuitos) mediante interruptores automáticos o fusibles.
• Concentrar sobre un solo punto los dispositivos de conexión y protección para facilitar el control y mantenimiento.

Tipos de Tableros según su Conexión Principal

Tableros con Zapatas Principales

La alimentación del tablero se realiza directamente a las barras conductoras (bus) por medio de zapatas de conexión. En esta configuración, se debe contar con un medio de protección y desconexión general externo, ubicado antes del tablero.

Tableros con Interruptor Principal

La alimentación del tablero se realiza a través de un interruptor termomagnético principal que forma parte integral del mismo. Este interruptor actúa como protección general y medio de desconexión para todo el tablero.

Principios de Electromagnetismo

Ley de Faraday

Michael Faraday descubrió que cuando un conductor corta las líneas de flujo magnético, o cuando el flujo magnético que atraviesa una espira cambia con el tiempo, se produce (induce) una f.e.m. (fuerza electromotriz) en los extremos de dicho conductor o espira.

Principios Clave de la Inducción según Faraday:

• El movimiento relativo entre un conductor y un campo magnético induce una f.e.m. en el conductor.
• La dirección de la f.e.m. inducida depende de la dirección del movimiento relativo del conductor respecto al campo magnético.
• La magnitud de la f.e.m. es directamente proporcional a la rapidez con la que el conductor corta las líneas de flujo magnético (o a la rapidez con que cambia el flujo).
• La magnitud de la f.e.m. es directamente proporcional al número de espiras del conductor que interactúan con el flujo magnético.

Ley de Lenz

Esta ley complementa la de Faraday y establece que: una corriente inducida (y la f.e.m. que la causa) siempre tendrá una dirección tal que sus efectos magnéticos se opondrán al cambio en el flujo magnético que la está produciendo. Es una manifestación del principio de conservación de la energía.

Regla de Fleming (Regla de la Mano Derecha para Generadores)

Permite determinar la dirección de la corriente inducida en un conductor que se mueve dentro de un campo magnético. Si el pulgar, el dedo índice y el dedo medio de la mano derecha se colocan formando ángulos rectos entre sí, de manera que:

• El pulgar apunta en la dirección del movimiento del conductor.
• El índice apunta en la dirección del campo magnético (de Norte a Sur).

Entonces, el dedo medio apuntará en la dirección convencional de la corriente inducida (positiva).

Generadores Eléctricos

Generador de Corriente Alterna (CA)

Un generador de corriente alterna es una máquina que convierte la energía mecánica en energía eléctrica en forma de corriente alterna. Su funcionamiento se basa en la Ley de Faraday: se induce una f.e.m. en un conductor (o conjunto de conductores) cuando este experimenta un cambio en el acoplamiento del flujo magnético (generalmente por rotación dentro de un campo magnético). La construcción de un generador simple está formada básicamente por tres componentes principales:

• Un campo magnético (creado por imanes permanentes o electroimanes - el inductor).
• Una armadura (la parte giratoria que contiene los conductores donde se induce la f.e.m.).
• Anillos colectores y escobillas (sistema para extraer la corriente alterna generada en la armadura giratoria hacia el circuito exterior).