Seguridad Eléctrica y Protección de Circuitos: Dispositivos y Funcionamiento

Interruptor Diferencial y Clasificación de Equipos

El interruptor diferencial es el dispositivo más utilizado para proteger a las personas contra contactos directos e indirectos. Su función principal es desconectar la instalación eléctrica de forma rápida cuando existan fugas de corriente.

Clasificación de Equipos según su Aislamiento

• Equipos clase 1: Proporcionan aislamiento básico y conexión a tierra de todas las partes metálicas accesibles.
• Equipos clase 2: Proporcionan aislamiento básico y todas las partes accesibles están separadas de las activas por un aislamiento doble.

Seguridad de Circuitos Eléctricos

Existen dos problemas fundamentales de seguridad para los circuitos: la sobreintensidad y la sobretensión.

• Sobreintensidad: Provoca un calentamiento excesivo de los circuitos.
• Sobretensión: Provoca un aumento de la corriente y puede causar la ruptura de dieléctricos.

Interruptor Magnetotérmico

Es un dispositivo capaz de interrumpir la corriente eléctrica de un circuito cuando esta sobrepasa cierta intensidad nominal. Su funcionamiento depende de la magnitud del exceso:

• Si la intensidad es mucho mayor que la nominal, saltará de forma rápida (efecto magnético).
• Si la intensidad es poco superior a la nominal, saltará después de un tiempo (efecto térmico).

Dispositivos de Protección Específicos

Protección contra Sobreintensidad

Para proteger los circuitos contra sobreintensidades se utilizan:

• Interruptores magnetotérmicos.
• PPTC.
• Fusibles.

Protección contra Sobretensión

Para proteger los circuitos contra sobretensiones se emplean:

• Tiristores.
• Tubos de descarga de gas (crowbar).
• TSV y MOV (clamping).

Funcionamiento de Componentes Avanzados

PPTC (Polyswitch)

El PPTC es un dispositivo que permanece como una resistencia muy baja para permitir que la corriente fluya con normalidad. Cuando se produce una sobrecorriente, el material PPTC se calienta y su resistencia aumenta drásticamente hasta que corta la corriente. Al calentarse por el paso de la corriente, pasa a un estado de circuito abierto. Este dispositivo se activa por encima de la trip current (corriente de disparo) y no se activa por debajo de la hold current (corriente de mantenimiento).

MOV (Varistor de Óxido Metálico)

El MOV es una resistencia variable que cambia según la caída de tensión que se produzca. Presenta una gran resistencia ante bajas tensiones y una baja resistencia ante altas tensiones. Su función es limitar la tensión si esta sobrepasa el umbral establecido.

Conceptos de Radiación y Semiconductores

Air Mass 1.5

El Air Mass 1.5 es la medida de la distancia que recorre la radiación al atravesar la atmósfera, la cual varía según el ángulo de incidencia. Se calcula mediante la fórmula: AM = 1 / cos(θ).

Transistores NMOS

En los transistores NMOS, el voltaje de umbral es Vth > 0. Su estado operativo se define de la siguiente manera:

• Si Vgs < Vth, el transistor está en OFF (apagado).
• Si Vgs > Vth, el transistor está en ON (encendido).

Si conectamos el sustrato con la fuente, los electrones se desplazan hacia arriba y los huecos hacia abajo, lo que provoca que el bloqueo de la corriente se realice en un solo sentido. Este componente cuenta con una Fuente (S) N, un Drenador (D) N y un diodo de S a D.