electricidad bÁsica colegio nacional de educación

ELECTRICIDAD BÁSICA

Centro de Asistencia y Servicios Tecnológicos I

Colegio Nacional de Educación Profesional Técnica.

CURSO ELECTRICIDAD BASICA


Centro de Asistencia y Servicios Tecnológicos II

ÍNDICE

Resultados de Aprendizaje .............................................................................................. IV

Introducción ........................................................................................................................... V

Capítulo 1 Conceptos básicos ........................................................................... 1

Capítulo 2 Seguridad ........................................................................................ 6

Capítulo 3 Ley Ohm ......................................................................................... 8

Capítulo 4 Mediciones Eléctricas ...................................................................... 11

Capítulo 5 Circuitos eléctricos elementales ....................................................... 15

Capítulo 6 Sistemas de distribución de potencia trifásica ................................... 22

Capítulo 7 Potencia Eléctrica ........................................................................... 26

Capítulo 8 Detección de fallas eléctricas .......................................................... 29

Autoevaluaciones ........................................................................................... 30

Bibliografía ..................................................................................................... 33

Anexos………………………………………………………………………………………………………….34


Centro de Asistencia y Servicios Tecnológicos III

Contenido Temático

1 CONCEPTOS BÁSICOS 1.1 Electricidad 1.2 Características Eléctricas de los Materiales 1.3 El Voltaje 1.4 La corriente 1.5 Resistencia Eléctrica

2 SEGURIDAD 2.1 Accidente eléctrico 2.2 Tratamiento de la Descarga Eléctrica (Primeros Auxilios) 3 LA LEY DE OHM 3.1 Postulado 3.2 Potencia

4 MEDICIONES ELÉCTRICAS 4.1 Procedimiento para probar continuidad 4.2 Medición de resistencia 4.3 Medición de voltaje 4.4 Medición de corriente

5 CIRCUITOS ELÉCTRICOS ELEMENTALES 5.1 Cargas conectadas en serie 5.2 Cargas conectadas en paralelo 5.3 Cargas conectadas en circuito mixto 5.4 Características de las señales eléctricas 5.5 Electromagnetismo 5.6 Transformadores monofásicos 5.7 Capacitores

6 SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN DE POTENCIA TRIFÁSICA Sistemas trifásicos

6.1 Características de la conexión estrella 6.2 Características de la conexión Delta

7 POTENCIA ELÉCTRICA 7.1 Potencia real (P) 7.2 Potencia reactiva (Q) 7.3 Potencia aparente (S) 7.4 Factor de potencia

8 DETECCIÓN DE FALLAS 8.1 Conocer el sistema 8.2 Investigar las manifestaciones de la falla 8.3 Enumerará las causas posibles del problema 8.4 Enumerará sistemáticamente las posibilidades


Centro de Asistencia y Servicios Tecnológicos IV

8.5 Descubrir la raíz de la causa del problema

PROGRAMA DURACIÓN (HR) síncrona A distancia TOTAL

Encuadre del curso 1 0 1

1. Conceptos básicos 1 1 2

2. Seguridad 2 3 5

3. Ley de Ohm 2 3 5

4. Mediciones Eléctricas 2 3 5

5. Circuitos eléctricos elementales 2 3 5

6. Sistemas de distribución de potencia trifásica 2 3 5

7. Potencia eléctrica 1 4 5

8. Detección de fallas eléctricas 2 3 5

Cierre del curso 1 1 2

TOTAL : 16 24 40

Resultados de Aprendizaje

1. Definir los conceptos técnicos de electricidad básica

2. Identificar los riesgos que involucra el uso de la electricidad

3. Aplicar la ley de Ohm

4. Utilizar el multímetro y el amperímetro de gancho para hacer mediciones eléctricas

con seguridad

5. Identificar las conexiones serie, paralelo y mixto

6. Interpretar las características de los sistemas de distribución de potencia trifásica.

7. Diferenciar entre potencia real, aparente y reactiva

8. Detectar posibles fallas eléctricas


Centro de Asistencia y Servicios Tecnológicos V

INTRODUCCIÓN Tener conocimientos de electricidad se ha convertido en una necesidad para todos aquellos que trabajan en la industria. Este curso básico de electricidad te facilitara la comprensión del funcionamiento de los circuitos eléctricos y desarrollaras la habilidad para relacionar la teoría eléctrica con las aplicaciones industriales de la electricidad. Los participantes aprenderán a realizar mediciones eléctricas con seguridad y reconocerán la mayoría de los dispositivos eléctricos que se utilizan en los circuitos eléctricos monofásicos. Si se tiene una comprensión teórica y practica de la electricidad básica entonces se esta capacitado para detectar fallas simples en los sistemas de control industrial y nos permite acceder a otras áreas de desarrollo como podría ser electricidad industrial o máquinas eléctricas PRESENTACION: En la actualidad y debido a la contingencia que afrontamos es de gran utilidad llevar un curso donde se puedan desarrollar múltiples habilidades en el área de la electricidad. Que desarrolle la capacidad no solo de comprender los fenómenos eléctricos sino la destreza de, medirlos, para así tener una mejor perspectiva laboral. Es entonces en este ámbito que se desarrolla el curso de ELECTRICIDAD BÁSICA para coadyuvar en el reto que implica el auto estudio de cualquier materia. OBJETIVO GENERAL: El participante comprenderá el funcionamiento de los circuitos eléctricos y desarrollará la habilidad para relacionar la teoría eléctrica con las aplicaciones industriales de la electricidad OBJETIVO PARTICULAR: El participante realizará mediciones eléctricas con seguridad, desarrollará la habilidad para relacionar la teoría eléctrica con las aplicaciones industriales, reconocerá la mayoría de los dispositivos eléctricos que se utilizan en los circuitos eléctricos monofásicos. BENEFICIOS:

Mejorar nuestro desempeño laboral y Una buena comunicación asertiva. Utilizar este curso en

nuestra vida personal y profesional.


Centro de Asistencia y Servicios Tecnológicos VI

EVALUACION:

INSTRUMENTO PONDERACION

1.-EXAMEN DIAGNOSTICO 0%

2.-PRACTICA INDIVIDUAL 10%

3.-PRACTICA EN EQUIPOS 20%

4.-PRACTICA GRUPAL 30%

5.-EXAMEN FINAL 40%

TOTAL: 100%

Propósito del curso:

Capacitar al participante para detectar fallas en los sistemas eléctricos.

Resultados esperados:

1. Definir los conceptos técnicos de electricidad básica.

2. Identificar los riesgos que involucra el uso de la electricidad.

3. Aplicar la ley de Ohm.

4. Utilizar el multímetro y el amperímetro de gancho para hacer mediciones eléctricas con

seguridad.

5. Identificar los circuitos elementales serie, paralelo y mixto.

6. Interpretar las características de los sistemas de distribución de potencia trifásica.

7. Diferenciar entre potencia real, aparente y reactiva.

8. Detectar las posibles fallas eléctricas.

Examen diagnóstico (anexo 1)


Centro de Asistencia y Servicios Tecnológicos - 1 -

1 CONCEPTOS BÁSICOS 1.2 Electricidad La fuente principal de suministro de energía que requieren las máquinas para funcionar es la electricidad, la razón principal es que la electricidad se puede convertir fácilmente a otras formas útiles de energía como son, el calor y la fuerza mecánica. Por sus características, la electricidad se puede transportar fácilmente desde los centros de generación, hasta los lugares donde finalmente se emplea; mediante el uso transformadores elevadores inicialmente, y posteriormente transformadores reductores. El único inconveniente que presenta es la carencia de métodos eficientes de almacenamiento de la electricidad, quedando restringidos al empleo de pilas y baterías donde la capacidad de almacenamiento es muy limitada.

Electricidad

Electricidad

Pot. Mecánica

Calor



1.3 Características Eléctricas de los Materiales

Aislantes Eléctricos

Plástico Aire

Papel

Vidrio

Porcelana

→

→

→

→

→

→ Madera seca

Conductores Eléctricos

→ Cobre

→ Aluminio

→ Acero

→ Estaño

→ Mercurio

→ Agua

Metales

Los materiales aislantes evitan que las personas o las partes metálicas de instalación entren en contacto con la corriente eléctrica.

Los materiales conductores sirven para transportar la corriente eléctrica.



1.4 El Voltaje La diferencia de potencial es una condición que se puede establecer en los conductores eléctricos. El voltaje el cual se distribuye uniformemente a lo largo del conductor provoca el desplazamiento de cantidades importantes de carga eléctrica mediante un mecanismo llamado impulso eléctrico. Mientras más alto sea el valor del potencial involucrado mayor será la rapidez con que se desplazara la carga eléctrica. No tiene que estar conectada una carga para que el voltaje exista. Porque en última instancia la diferencia de potencial es una medida de la cantidad de carga eléctrica que hay en un cable con respecto a otro. Por esa razón puede haber voltaje entre un cable vivo y la tierra física, un cable vivo y el neutro e inclusive entre dos cables vivos. La diferencia de potencial se mide en voltios.

Las unidades fundamentales de medición del voltaje son los Volts, se puede medir también en milivolts, microvolts, etc. Tabla de equivalencias:

1 milivolt = 1 X 10 –3 = 0.001 volts

1 volt = 1 X 10 –6 volt 0.000001 volts

Potencial eléctrico

Potencial eléctrico

Conductores eléctricos

H R S T



1.5 La corriente

A la rapidez con que se transfiere la carga eléctrica se conoce como corriente eléctrica. Se requiere transferir una gran cantidad de carga eléctrica en muy poco tiempo para obtener simplemente un Ampere de corriente. Para que se pueda establecer corriente en un circuito eléctrico, se requiere primeramente establecer una diferencia de potencial. La corriente eléctrica produce calentamiento, campo magnético y campo eléctrico en los cables por los cuales es transportada.

El medio más común utilizado para transportar la corriente eléctrica es el cobre por sus características sobresalientes de baja resistividad y adecuada resistencia mecánica. El aluminio también es un buen conductor pero tiene el inconveniente de que se dilata con el calentamiento y tiende a aflojar las terminales de conexión. Las unidades fundamentales de medición de la corriente es el Ampere y sus submúltiplos son: miliamper, microamper. Tabla de equivalencias:

1 MA = 1 X 10 –3 Amperes

= 0.001

1 A = 1 X 10 –6 Amperes

= 0.000001

Campo magnético

Campo eléctrico

Calor



1.6 Resistencia Eléctrica Los conductores eléctricos presentan un grado de oposición a la corriente a la cual se le conoce como resistencia. Normalmente no es significativa, pero se modifica dependiendo del tipo de material empleado en la fabricación del cable, se incrementa al incrementarse la longitud del cable

y se reduce drásticamente al incrementar el área de sección transversal (el calibre).

La corriente eléctrica produce un incremento en la temperatura de los materiales conductores y a la vez, el aumento de la temperatura incrementa la resistencia del material. En los circuitos electrónicos el calentamiento es indeseable, pero en los circuitos eléctricos la corriente eléctrica se utiliza para producir calor.

La unidad fundamental de la resistencia es el Ohm, u sus múltiplos son Kilo-ohm, Mega-ohm, Giga-ohm, etc.

El símbolo del Ohm es



2 SEGURIDAD

La Seguridad tiene como finalidad, prever y evitar enfermedades y accidentes a las personas que laboran en un centro de trabajo, así como impedir daños y pérdidas a las instalaciones e inmuebles que repercuten en la economía de las empresas, tanto públicas como privadas.

El cuerpo humano puede quedar accidentalmente acoplado a la red eléctrica.

La corriente eléctrica afecta inicialmente el control muscular, puede provocar asfixia, desorden cardiaco y eventualmente muerte cerebral irreversible.

La corriente eléctrica puede producir quemaduras en los músculos e incluso llegar a destruir los órganos internos.



2.1 Accidente eléctrico Son condiciones inseguras para actos imprudentes ocasionados por falta de seguridad en los trabajadores relacionados con las máquinas e instalaciones eléctricas. Los accidentes se provocan principalmente por el desconocimiento de las normas de seguridad, el exceso de confianza y la ignorancia. Cuando una persona entra en contacto directo con la corriente eléctrica se dice que recibe una descarga eléctrica. La cantidad de corriente que puede circular por el cuerpo humano depende de la resistencia que en ese instante tenga el mismo. Una piel seca, tiene una

resistencia de 100,000–600,000 una piel húmeda tendrá una resistencia de 1,000

Efecto de la corriente eléctrica

0 – 1 mA No produce efecto.

1 – 8 mA Produce una descarga indolora, sin pérdida de control muscular, puede soltar los conductores.

8 – 15 mA Produce descarga dolorosa, sin la pérdida del control muscular.

15 – 12 mA Descarga dolorosa, pérdida del control muscular parcialmente, la persona no puede soltar los conductores.

100 – 200 o más mA

La muerte.

2.2 Tratamiento de la Descarga Eléctrica (Primeros Auxilios) Es indispensable la atención inmediata. Si al suceder el accidente, se encuentra en compañía de alguna persona, envíela en busca de asistencia médica y proceda con el tratamiento de emergencia. En caso de que este usted solo, lleve a cabo el tratamiento correspondiente de inmediato: • Interrumpa la corriente, si es que puede hacerlo sin demorarse demasiado. • Retire a la víctima del conductor, usando materiales secos que no sean conductores.

(Ejemplo: tranca de madera, cuerda, bufanda, cinturón, periódico, o cualquier prenda seca de vestir)

Evite el contacto directo con el accidentado.



3 LA LEY DE OHM

3.1 Ley de Ohm:

La intensidad que recorre un circuito es directamente proporcional a la tensión de la fuente de alimentación e inversamente proporcional a la resistencia en dicho circuito.

Mida Voltaje = _________Voltios.

Corriente = _______Amperes.

Encuentre

Resistencia = _____ Ohms.

Corriente Resistencia x Voltaje

Resistencia

Voltaje Corriente

Corriente

Voltaje Resistencia

=

=

=



3.2 Potencia

La potencia o energía eléctrica, que se mide en Vatios (Watt), es la velocidad con que la energía eléctrica convertida en otra forma de energía.

La potencia o energía eléctrica, o sea la tasa a la cual la energía eléctrica se convierte en otra forma de energía es, simplemente la corriente multiplicada por el voltaje. Un voltaje de 1 volt, al impulsar una corriente de 1 Amper, produce un vatio de potencia.

En el siguiente circuito, 120 Volts, impulsan una corriente de 1 Amper produciendo 120 vatios de potencia. En los sistemas de potencia un vatio es una medida demasiado pequeña para ser usadas. Una unidad más común es el kilovatio. En los grandes sistemas de potencia, la unidad estándar es el megavatio que es un millón de vatios.

Energía Consumida = Vatios x Tiempo

La energía, producida o utilizada, se mide en vatios multiplicados por tiempo o, generalmente, en kilovatios-hora. La velocidad con la que gira el disco de un contador eléctrico está determinada por lo vatios de energía que se están utilizando. El tablero indicador señala el número de veces que gira el disco, para una medida en kilovatios-hora (kw-hr), de energía eléctrica utilizada durante un determinado periodo de tiempo

El motor en un ventilador consume 2 Amperes a 120 Volts ¿Cuánto costará su funcionamiento durante 24 hr? si el costo de la electricidad fuera de 5 centavos por kilovatio-hora?

Si un calentador de agua produce 4800 vatios a 240 voltios ¿Cuánta potencia produciría a 208 voltios?

Los conceptos de Volts, Ohm, Amperes y Vatios están relacionados entre sí:

P= I2 x R

P= V2

R

P= V x I

EV

I R



Si se conocen dos de las cuatro cantidades básicas, es posible calcular las otras dos. El esquema de arriba resume las relaciones.

Note que V se usa en lugar de E, y que la fuerza electromotriz se aplica únicamente al voltaje de la fuente. Estas fórmulas se aplican a cualquier tipo de voltaje: voltaje de la fuente y voltaje a través de las cargas

Por ejemplo, si se conoce los vatios (w) de una bombilla eléctrica, y el voltaje que la atraviesa, se puede calcular la corriente que pasa a través de ella (I) mientras transforma la energía eléctrica en energía luminosa.



4 MEDICIONES ELÉCTRICAS

4.1 Medición de Corriente

Procedimiento para medir corriente

• Ponga el selector giratorio en el rango aproximado de corriente a medir.

• abra las tenazas del medidor presionando la palanca de apertura.

• Cierre las tenazas, liberando la palanca de apertura; encerrando el cable conductor con las tenazas.

OFF

600 A

60 A 20 A

VCA

COM VCA

PINZA OPRESORA

CABLE CONDUCTOR

PALANCA DE

APERTURA DE PINZA



4.2 Voltaje

Conecte la terminal de prueba negra a la terminal de entrada común.

• Conecte la terminal de prueba roja a la terminal de entrada v/.

• Ponga el selector giratorio en el rango VCD ó VCA. • Conecte las terminales de prueba del medidor en paralelo con la carga o circuito bajo

prueba.

ADVERTENCIA Durante el procedimiento de medición no toque con las manos la parte metálica de las terminales de prueba porque podría sufrir una descarga eléctrica

HOLD

RANGE

AUTO POWER OFF

10 A mA

A

~ V V

OFF

CHK

10 A

COM

V-

A-mA

+ -

HOLD

RANGE

AUTO POWER OFF

10 A

COM

V-

A-mA

10 A mA

A

~ V

OFF

CHK



4.3 Medición de resistencia

• Conecte la terminal de prueba negra a la terminal de entrada COM y la terminal de

prueba roja a la terminal de entrada v/.

• Ponga el selector giratorio en la posición . Conecte las terminales de prueba en paralelo con la resistencia bajo prueba.

Precaución Desconecte el suministro de potencia del circuito bajo prueba y descargue los capacitores antes de intentar medir resistencia en un circuito, si estuviera presente un voltaje externo en el elemento bajo prueba durante la medición, será imposible tener una medida exacta de la resistencia den elemento.

HOLD

RANGE

AUTO POWER OFF

OFF

CHK 10 A V mA

A ~ V

10 A COM V- A-mA

R



4.4 Procedimiento para probar continuidad

• conecte la terminal de prueba roja a la terminal de entrada v--m a.

• conecte la terminal de prueba negra en la terminal de entrada común. • ponga el selector giratorio en la posición medición continuidad. • conecte una de las terminales de prueba en cada extremo del cable conductor aprobar.

Nota: antes de realizar pruebas de continuidad asegúrese de haber desconectado el

suministro de potencia del circuito bajo prueba.

OFF

VCA

VCD

ACA

ACD

10A A COM V--mA

))



5 CIRCUITOS ELÉCTRICOS ELEMENTALES

5.1 Cargas conectadas en serie

Mida Voltaje Entrada = _________Voltios. Voltaje foco uno = _________Voltios Voltaje foco dos = _________Voltios Voltaje foco tres = _________Voltios

Mida Corriente =_________Amperes. Encuentre Resistencia = _______Ohms



5.2 Cargas conectadas en paralelo

Medir Voltaje de entrada = ________Voltios Voltaje en el foco uno = _______Voltios Voltaje en el foco dos = _______Voltios Voltaje en el foco tres = _______Voltios ¿Como fueron los voltajes?__________ Medir Corriente de entrada = _________Amperes Corriente en el foco uno = _______Amperes Corriente en el foco dos = _______Amperes Corriente en el foco tres = _______Amperes Sume las tres ultimas corrientes. ¿Que resultado dio la suma?___________ Encuentre Resistencia = ________Ohms.



5.3 Cargas conectadas en circuito mixto

Con frecuencia circuitos complejos incluyen componentes en serie y en paralelo (mixto). Con el fin de calcular el fusible o el tamaño del conductor, frecuentemente es necesario calcular la corriente total. Por lo general, la manera más fácil de hacer esto es, reducir el circuito a una sola carga equivalente, y calcula su corriente. Este procedimiento con lleva varios pasos:

1. Primero, reemplace todos los componentes que tengan una resistencia igual a la suma de sus resistencias.

2. Segundo reemplace los componentes que estén conectados en paralelo, por un solo componente que tenga una resistencias en paralelo.

3. Repita este procedimiento tantas veces como fuera necesario hasta que todos los componentes hayan sido reemplazados por un solo componente equivalente.

1. ¿Cuál es la resistencia equivalente de este circuito? 2. ¿Cuál es el total de la corriente utilizada?

3. ¿Cuál es el voltaje a través de cada componente del circuito original? A__________, B_________, C___________, D___________

¿Cuál es la potencia que consume todo el circuito equivalente?

120 V

100 ohms

50 ohms

100 ohms

100 ohms

A

B C



5.4 Características de las señales eléctricas

• Cada media vuelta del generador proporciona medio ciclo de voltaje. Dos semiciclos

forman un ciclo de voltaje. • La frecuencia del voltaje esta determinada desde el diseño del generador y para el

suministro comercial de energía eléctrica se eligió la frecuencia de 60 Hertz. • Los volmetros de CA están diseñados para medir únicamente el 70.7% del valor

máximo de voltaje. • La característica del voltaje alterno de ser variable en el tiempo es importante, porque

precisamente gracias a esta condición es posible transportar la energía eléctrica a grandes distancias, desde los centros de generación hasta los centros de consumo mediante el empleo de transformadores elevadores y reductores.

• El voltaje de corriente alterna también tiene un cambio periódico de polaridad,

característica que se emplea como ventaja en la máquinas eléctricas giratorias.

Turbina

Tiempo

Valor máximo o voltaje de pico.

Valor eficaz o voltaje RMS.

Semiciclo positivo

Semiciclo negativo

Periodo en segundos

( )( )MaximoVoltajeEficazVoltaje

MaximoVoltajeEficazVoltaje

HertzPeriodo

Frecuencia

707.0

2

1

=

=

==



5.5 Electromagnetismo

Las bobinas están constituidas por una bobina de alambre magneto debanada alrededor de un núcleo de material ferromagnético. Las bobina sirven para producir magnetismo cuando se les aplica una corriente eléctrica mientras que el núcleo sirve para concentrar las líneas de fuerza magnética. Las bobinas siempre se oponen a que la corriente que pasa a través de ellas cambie, y además atrasan la corriente con respecto al voltaje. Las bobinas en CD presentan una oposición a la corriente debido a que la bobina esta hecha de alambre, pero en CA la corriente alterna la oposición que presentan principalmente es debido a la frecuencia.

Núcleo magnético

Bobina de

alambre magneto

Polos magnéticos

Elementos básicos de una bobina

Símbolo de la bobina



5.6 Transformadores monofásicos

Funcionamiento del transformador • Si se aplica un voltaje alterno a la bobina primaria y se genera un magnetismo variable

en el núcleo magnético. • El magnetismo variable transfiere potencia eléctrica a la bobina secundaria;

generalmente con valores cambiados de voltaje y de corriente. • La bobina primaria y la bobina secundaria únicamente están relacionadas

magnéticamente; eléctricamente son dos circuitos independientes. • La transferencia de potencia entre los dos circuitos no altera ni la frecuencia ni la

forma de onda de la señal del voltaje de entrada. Características de los transformadores. • La bobina primaria es aquella donde se aplica el voltaje de entrada; generalmente esta

compuesta de muchas vueltas de alambre delgado para poder soportar voltajes relativamente altos.

• La bobina secundaria es aquella donde se obtiene el nivel de voltaje que requerimos

para alimentar nuestros circuitos; generalmente esta formada de relativamente pocas vueltas de alambre grueso para poder soportar adecuadamente, la relativamente alta corriente de salida.



5.7 Capacitores

Los capacitores están formados por dos placas de material conductor separadas por un material aislante. Los capacitores son dispositivos eléctricos que sirven para almacenar corriente en las placas conductoras. El valor de los capacitores se especifica mediante la capacitancia que es una medida de la cantidad de corriente que el dispositivo puede almacenar, la capacitancia se mide en microfaradios. Los capacitores siempre se oponen a que el voltaje en los circuitos eléctricos cambie y adelantan la corriente con respecto al voltaje.

Placa conductora

Placa conductora

Material aislante

Elementos básicos de un capacitor Símbolo del capacitor

33 f 250 Voltios

Capacitor para CA

+

33 f 25 V

-

Capacitor para CD



6 SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN DE POTENCIA TRIFÁSICA

6.1 Sistemas trifásicos

En los sistemas de distribución de potencia trifásica, las tres señales de voltaje tienen la misma magnitud y forma de la señal, pero las señales están desfasadas entre ellas 120

eléctricos. Esta separación en el tiempo hace posible que la suma instantánea de los tres voltajes siempre sea cero ya que cuando dos de las señales son positivas las otras dos son negativas y viceversa. En ningún momento las tres señales de voltaje tienen la misma polaridad.

Fase A Fase B Fase C

120 120

Tiempo (seg)

Vo l t a j e

120

Fase A

Fase B

Fase C

Fase A

Fase B

Fase C

Conductor neutro

Alta tensi

ón 13,800 V

Baja tensión 220/440 V

Conexión delta

Conexión estrella



6.2 Características de la conexión estrella

MEDIR V A-B = __________ V B-C = __________ V A-C= __________ V A-N= __________ V B-N= __________ V C-N= __________ I LINEA A= __________ I LINEA B= __________ I LINEA C=___________

COMPROBA

3

VOLTAJE DE LÍNEA = VOLTAJE DE FASE

VOLTAJE DE LÍNEA = VOLTAJE DE FASE 1.732

Voltajes de línea

Voltajes de fase

Corrientes de línea

Línea A

Línea B

Línea C

Neutro Voltajes de línea

Voltaje de fase



Características

• En el punto de unión de las tres líneas los voltajes se anulan produciendo un potencial de cero voltios. a este punto se le conoce como punto neutro.

• A los voltajes medidos entre dos líneas cualesquiera se les conoce como voltajes de línea. • A los voltajes medidos entre una línea y el neutro se le conoce como voltajes de fase. • Cuando se desconecta alguna de las fases solamente se afecta a la carga que esa línea esta alimentando. • La corriente que demanda la línea es también la corriente que consume la carga.

3

VOLTAJE DE LÍNEA = VOLTAJE DE FASE

LINEA A

LINEA B

LINEA C

NEUTRO VOLTAJES DE LINEA

VOLTAJE DE FASE



6.3 Características de la conexión Delta

• Cuando una de las fases se desconecta se efectúa a dos cargas •No hay terminal neutra •Solamente hay voltajes de línea

LINEA A

LINEA B

LINEA C

VOLTAJES DE LINEA

732.1

LINEA DE VOLTAJE FASE DE VOLTAJE =

3

LINEA DE CORRIENTE FASE DE CORRIENTE =



7 POTENCIA ELÉCTRICA

7.1 Potencia real (P)

Las resistencias convierten la energía eléctrica que se les suministra en calor y los motores la convierten la energía eléctrica en potencia mecánica. A este tipo de consumo de potencia se le llama potencia real o activa porque efectivamente existe una conversión total de la energía suministrada sin posibilidad de recuperarla o reducir el consumo. La potencia real se mide en watts o en caballos de potencia (HP). Un HP equivale a 746 watts.

7.2 Potencia reactiva (Q)

Las bobinas de los motores y los transformadores requieren potencia para magnetizarse inicialmente; posteriormente consumen potencia debido a que sus circuitos magnéticos se magnetizan de manera alterna en un sentido y posteriormente en otro, requiriéndose energía para vencer el magnetismo residual producto del ciclo de magnetización anterior. Este tipo de consumo de potencia es la principal causa de demanda de corriente en las instalaciones eléctricas.

Los capacitores también consumen potencia debido a la reactancia capacitiva que presentan. La potencia reactiva se mide en Volts-Amper-Reactivos (VARC´S).

7.3 Potencia aparente (S)

Al efecto combinado de la potencia real y la potencia reactiva se le conoce como potencia aparente y se mide en Volts- Amper o mas comúnmente en Kva, que equivale a 1,000 Volts- Amper.

7.4 Factor de potencia

A la relación que existe entre la potencia real con respecto a la potencia aparente se le conoce como factor de potencia. El factor de potencia es un porcentaje entre el 0 y el 1 que determina la cantidad de energía eléctrica que se está aprovechando efectivamente en la instalación. Por ejemplo, un factor de potencia de 0.8 significa que el 80 % de la energía eléctrica suministrada al circuito se está utilizando para producir trabajo y el 20 % restante se está desperdiciando.

El factor de potencia puede estar en atraso o en adelanto, cuando en un circuito eléctrico hay más bobinas que capacitores el factor de potencia está atrasado y si hay más capacitores que bobinas entonces el factor de potencia esta adelantada. Los capacitores se usan en las instalaciones eléctricas para hacer que el factor de potencia sea lo más alto posible ya que reducen el consumo de corriente porque tienen la característica de contrarrestar la potencia reactiva que consumen las bobinas.



Tipos de potencia

Potencia Aparente final (KVA)

Potencia Activa (KW)

Potencia Aparente inicial (KVA)

Potencia Reactiva inicial (KVAR)

Potencia Reactiva final (KVAR)

22

7461

..

PSQ

WHP

KVA

KWpf

−=

=

=

FÓRMULAS PRÁCTICAS

1000

6

1000

2

322

1000

3

1000

22 fCVfCVKVAR

fCVfCVI

IVIVKVA

C

línealínealínealínea

=

=

=



El factor de potencia

Motor monofásico

1 HP 240 Voltios

5 Amper

( ) ( ) SVARWattsVAQ

VA

WattsPotenciadeFactor

WattsWattsHPP

VASAVSIVS

inicial

inicial

´9.9397461200

621.01200

746

7467461

12005240

22

=−=

==

==

===



8 DETECCIÓN DE FALLAS

La identificación eficiente y efectiva de fallas no es un juego de acertijos. Es un tratamiento sistemático para resolver un problema. Para identificar las fallas de cualquier parte de un equipo eléctrico, usted deberá:

8.1 Conocer el sistema

Esto significa entender el funcionamiento de los circuitos y de los componentes en general. También quiere decir, saber cómo debe funcionar cada parte del equipo. Usted debe estar familiarizado con las maquinas que estén bajo su responsabilidad.

8.2 Investigar las manifestaciones de la falla

Es esencial averiguar lo que más se pueda acerca de la falla. Algunas veces, saber como fallo la máquina, proporciona claves importantes para su reparación.

8.3 Enumerará las causas posibles del problema

Basado en lo que usted sabe y, en las claves que haya descubierto, enumere las causas probables de la falla. Generalmente esto se puede hacer mentalmente. Pero si se trata de una máquina compleja, es bastante útil usar el papel y el lápiz para hacer la lista de las posibles causas.

8.4 numerará sistemáticamente las posibilidades

Esto quiere decir llevar a cabo pruebas en la máquina, en orden lógico. Generalmente trate de eliminar un grupo numeroso de posibilidades con una sola prueba, reduciendo así las posibilidades con la mayor rapidez hasta que, solo quede la causa verdadera del problema.

8.5 Descubrir la raíz de la causa del problema

El poner a funcionar de nuevo el equipo no es, con frecuencia, la finalización del procedimiento de identificación de fallas. Usted deberá ser capaz de descubrir porque tuvo lugar el problema y, tomar las medidas para que no vuelva a suceder.



AUTOEVALUACIONES

1. Porque la energía eléctrica es la principal fuente de suministro de potencia para las

máquinas. 2. Cuales son los dos riesgos principales que se corren al trabajar con energía eléctrica. 3. Que se debe hacer para separar a una persona que accidentalmente quede conectada a la

red eléctrica. 4. Que importancia tiene la ley de Ohm. 5. Como se determina la potencia eléctrica que disipa una resistencia. 6. Como se deben conectar las terminales de prueba del voltímetro a la carga al realizar la

medición. 7. Que finalidad tiene la medición de continuidad. 8. Cual es la conexión eléctrica monofásica mas empleada. 9. Cual es la ventaja principal de conectar las cargas eléctricas en paralelo. 10. Que es el voltaje eficaz. 11. Que es la frecuencia de línea.



12. Sirven principalmente para producir magnetismo de manera artificial. 13. Porque los núcleos de las bobinas se fabrican de acero laminado. 14. Máquina eléctrica que sirve para elevar o reducir el valor del voltaje alterno. 15. Como se transfiere la energía eléctrica desde la bobina primaria del transformador hasta

la bobina secundaria.



Subraye la respuesta correcta:

1. La bobina de un arrancador está conectada en: a) El circuito de protección. b) El circuito de fuerza. c) El circuito de control.

2. El arrancador brinda protección a: a) Circuitos en general. b) Circuitos de fuerza. c) Motores eléctricos.

3. El estado normal de un interruptor es: a) La condición activada. b) La posición cuando no se aplica fuerza alguna. c) La posición abierta.

4. Cuando se energiza la bobina de un relevador: a) Sus contactos NA permiten el paso de corriente. b) Sus contactos NA interrumpen la corriente. c) Sus contactos NC permiten el paso de corriente. d) Sus contactos NC interrumpen la corriente.

5. En la operación con una estación de botones arranque paro: a) El botón de paro debe aparecer a la izquierda del de arranque. b) El botón de paro debe aparecer a la derecha del de arranque. c) El botón de paro puede estar antes o después del de arranque.

6. En el arranque desde estaciones de botones múltiples: a) Los botones de arranque se conectan en serie. b) Los botones de paro se conectan en paralelo. c) Los botones de arranque se conectan en paralelo.

7. Son métodos para arranque a tensión reducida. a) Resistor primario, autotransformador y estrella delta. b) Control automático, control semiautomático y control manual. c) ON DELAY, OFF DELAY.



BIBLIOGRAFÍA

• Mileaf, Harry ELECTRICIDAD, Editorial Limusa, México, 1989.

• Giek, Kurt MANUAL DE FÓRMULAS TÉCNICAS, Rep. y Servicios de Ingeniería, México 1968.

• Rosenberg, Robert REPARACIÓN DE MOTORES ELÉCTRICOS, Ediciones G. Gili, México, 1985.

• Square D de México FUNDAMENTOS DE CONTROL PARA MOTOR.

• Square D de México DIAGRAMAS DE ALAMBRADO.



ANEXOS

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