MANUAL DE APRENDIZAJE
Capacitación de trabajadores en servicio (CTS)
Ocupación:
ELECTRICIDAD
INDUSTRIAL
INSTALACIONES ELECTRICAS
DE INTERIORES
INTRODUCCIÓN:
LOS ALUMNOS del programa de capacitación de trabajadores en
servicio (CTS)- SENATI UCP Chachapoyas, en coordinación con el
instructor JUAN BARRANTES RODRIGUEZ, hacemos realidad nuestra
propuesta de realizar este material didáctico escrito: INSTALACIONES
ELECTRICAS DE INTERIORES que hemos realizado aprovechando los
recursos que nos ofrece los avances tecnológicos como el internet,
consultas de muchos libros y asesorado por el instructor, para ser
aprovechado por nosotros mismos ya que está elaborado de acuerdo
al cronograma establecido por nuestra institución.
Este manual está de acuerdo con la hoja de programación del cuarto
módulo de la carrera de Electricidad Industrial (Electricista Instalador
de Interiores). Abarca todos los temas tales como esquemas,
seguridad en el uso de equipos, conocimiento del funcionamiento de
los equipos, clasificación y especificaciones técnicas.
Brindamos este aporte a nuestra institución como muestra de
nuestro cariño y esfuerzo
INDICE
INTERRUPTOR UNIPOLAR SIMPLE ... 7
DUCTOS ELECTRICOS ... 9
LAS CAJAS CONDULET ... 13
LUMINOTECNIA ... 16
LA SEGURIDAD EN LAS ESCALERAS Y ANDAMIOS ... 25
INTERRUPTOR DE 3 VÍAS ... 31 INTERRUPTOR DE 4 VIAS ... 33 FUSIBLES ... 36 CALOR ESPECÍFICO ... 45 RENDIMIENTO TERMOELÉCTRICO ... 49 DENSIDAD DE CORRIENTE ... 49
NATURALEZA Y EFECTOS DE SOBRECARGA ... 51
LÁMPARAS FLUORESCENTES ... 54
ELEMENTOS NECESARIOS PARA SU FUNCIONAMIENTO ... 57
TOMACORRIENTES Y ENCHUFE ... 67
CAJAS DE PASO ... 72
CANALIZACIONES ELÉCTRICAS ... 74
PRIMEROS AUXILIOS ANTE GOPES ... 78
SEGURIDAD ANTE CONTACTOS ELÉCTRICOS ... 88
SISTEMAS DE COMUNICACIÓN ELÉCTRICA ... 119
INTERCOMUNICADORES ... 123
TIMBRE ELÉCTRICO ... 127
LA PROTECCIÓN DE PERSONAS CONTRA CONTACTOS ELÉCTRICOS ... 130
SISTEMA DE ALARMAS ... 134
TERMA ELÉCTRICA ... 142
INTERRUPTOR HORARIO ... 147
ESCALAS DE TEMPERATURA ... 151
EFECTOS DE LA TEMPERATURA SOBRE EL VALOR DE RESISTENCIA ... 153
PRIMEROS AUXILIOS ANTE DESCARGAS ELÉCTRICAS ... 159
TABLEROS ELÉCTRICOS ... 172
CAIDA DE TENSIÓN ... 223
SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA (SPAT). ... 225
EL MANTENIMIENTO ... 242
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA ... 245
THERMA SOLAR ... 252
INTERRUPTOR UNIPOLAR SIMPLE
DEFINICIÓN: son accesorios destinados a realizar la apertura o cierre de un circuito. Pueden ser de exterior o de interior (denominados módulos). Posee dos terminales de conexión. Su capacidad de corte depende de la intensidad de la carga de los receptores. Cuando el circuito es abierto no pasa corriente, aun cuando existe todavía tensión eléctrica entre sus bornes.
PARTES
PROTECTOR O TAPA, especie de envoltura que protege a todas las demás partes.
PULSADOR, Realiza el accionamiento mecánico.
RESORTE, Evita que la perrilla cambie de estado involuntariamente.
PERILLA, la parte fundamental del interruptor. Realiza el trabajo de abrir y cerrar contacto.
TORNILLO, Ajusta al conductor para evitar falsos contactos.
LOS BORNES. Cada uno de los terminales del interruptor, aquí se ajustan los conductores.
BASE, La base es toda la estructura sobre la cual están montadas las partes del interruptor. Por lo general aquí es donde se ajusta al lugar donde va a ser montado o empotrado.
CLASIFICACIÓN. Se clasifican de acuerdo al carácter de la instalación.
SUPERFICIE, SOBREPONER ó ADOSABLE. Este tipo de interruptores se utiliza en construcciones donde no existe una caja de paso. También cuando sabemos que el interruptor no va a ser por mucho tiempo.
PARA EMPOTRAR. Este tipo de interruptores es usado casi en su totalidad en construcciones de material noble ya que está diseñado para ajustarse en las cajas de paso. También es bastante estético
AÉREO. También conocido como interruptores colgantes, ya que no se fija en un lugar, está cubierto en su totalidad. Usado en lámparas de cama, máquinas (tornos, taladros, fresadoras, etc.).
INTERRUPTORES DOBLES Y TRIPLES. No están considerados como un tipo de interruptor simple ya que es la unión de dos o más interruptores unipolares simples y funcionan independientemente. Con el objetivo de controlar un circuito de varias lámparas en paralelo este tipo de interruptores se puede encontrar para superficie y empotrar. Con placas de plástico o de metal.
DUCTOS ELÉCTRICOS
DEFINICIÓN. Es el sistema diseñado y empleado para contener o alojar los conductores, mediante la utilización de ductos o tuberías.
TUBOS PVC.
Son tubos elaborados en material no metálico a base de poli cloruro de vinilo. (Cloruro de polivinilo)
Tiene un peso notablemente inferior a los metálicos, son de fácil instalación (curvado) no es necesario roscarlos. No pueden permanecer a la intemperie pues se descomponen con los rayos ultravioleta.
Resistente a la corrosión, no se producen problemas de oxidación en ambientes húmedos, y además son resistentes a los ácidos, productos alcalinos y el agua salada.
El diámetro de los ductos debe estar de acuerdo con el número de conductores que se introducirán en ellos
Fabricada bajo la norma NTP 399.006 y se fabrica en dos clases: TUBOS DE PVC RÍGIDOS
LIVIANA – SEL: son fabricadas en color gris claro y oscuro
PESADA – SAP
Tubo/Conducto flexible en PVC
Material: cinta de acero galvanizada, en pvc, color amarillo, gris, negro para elegir.
Peso ligero, muy suave, intensidad ligera de conexión y tiene carácter eléctrico.
Tamaño disponible desde 3/8" hasta 4".
Se aplica a la conexión protectora del alambre eléctrico de varios tipos de máquinas y equipos, energía eléctrica, construcción, minera, aeropuerto, etc.
TUBOS METÁLICOS
También conocidos como tubos conduit.
a) TUBOS METÁLICOS RÍGIDOS: conocidos simplemente como tubos conduit, se construyen en acero pintado exteriormente o en acero galvanizado. La función de la tubería conduit es:
Alojar los conductores eléctricos y protegerlos contra el deterioro mecánico.
Evitar incendios por arco eléctrico que pudieran presentarse por condiciones de corto circuito.
Facilitar al instalador el tendido de la red eléctrica
Actualmente en instalaciones residenciales su uso es cada vez más restringido, limitándose a los casos en los cuales existe la posibilidad de daños mecánicos, o cuando esté expresamente indicado.
TUBERÍA CONDUIT TIPO PESADO
Utilizada en las instalaciones eléctricas visibles u ocultas en lugares de ambiente seco no expuestas a humedad o ambiente corrosivo; principalmente en instalaciones de tipo habitacional.
TUBERÍA CONDUIT TIPO SEMIPESADO es una canalización circular utilizada en las instalaciones eléctricas visibles u ocultas para cualquier tipo de condición atmosférica y en cualquier tipo de edificio, principalmente en instalaciones de tipo industrial.
TUBERÍA CONDUIT TIPO LIGERO Y EXTRA LIGERO es una canalización circular utilizada en las instalaciones eléctricas visibles u ocultas en lugares de ambiente seco no expuestas a humedad o ambiente corrosivo; principalmente en instalaciones de tipo habitacional.
TUBO /CONDUCTO GALVANIZADO
Material: acero galvanizado.
Tamaño disponible desde 3/8" hasta 4".
Se aplica para proteger el alambre y proveer aislamiento, excelente impermeabilidad. Tubo /Conducto impermeable
- Material: cinta de acero galvanizada, líquido hermético en PVC, resistentes a la corrosión, - --- hay color gris y negro para elegir.
- Producido para varias mangas, conductos metálicos de estándar nacional.
Especificación diferente desde 3/8" desde 2". Se aplica para proteger varios alambres, cables y caños y articulación metálica
DIMENSIONES DE LOS DUCTOS Ø nom. pulg Long. m
SEL SAP CONDUIT
Ø nominal mm Ø Real mm Espesor mm Ø Interior Peso Ø nominal mm Ø Real Espesor mm Ø Inter ior Peso Ø Exteri or Espesor 1/2 3 11 12.7 1.1 falta 0.187 15 21.0 1.8 17.4 0.506 17.93 0.68 5/8 3 13 15.9 1.1 13.7 0.239 - - - - 3/4 3 15 19.1 1.2 16.7 0.314 20 26.5 1.8 22.9 0.650 23.42 1.06 1 3 20 25.4 1.3 22.8 0.458 25 33.0 1.8 29.4 0.820 29.54 1.52 1.1/4 3 25 31.7 1.3 29.2 0.577 35 42.0 2.0 38 1,167 38.35 1.52 1.1/2 3 30 38.1 1.6 34.9 0.852 40 48.0 2.3 43.4 1,533 44.20 1.52 2 3 40 50.8 1.7 46.6 1,217 50 60.0 2.8 54.4 2,335 55.80 1.52 2.1/2 3 - - - 65 73.0 3.5 66 3,545 - - 3 3 - - - 80 88.5 3.8 80.9 4,690 - - 4 3 - - - 100 114. 0 4.0 106 6,410 - -
NUMERO MÁXIMO DE CONDUCTORES THW EN TUBOS PVC O CONDUIT.
El número máximo de conductores que se puede conducir por los ductos es teniendo en cuenta que: debe estar libre el 40% para la refrigeración.
Diámetro tubo Calibre AWG 1/2 3/4 1 1 1/4 1 1/2 2 2 1/2 14 4 6 10 18 25 41 58 12 3 5 8 15 21 34 50 10 1 4 7 13 17 29 41 8 1 3 4 7 10 17 25 6 1 1 3 4 6 10 15 4 1 1 1 3 5 8 12 2 1 1 3 3 6 9 1/0 1 1 2 4 6 2/0 1 1 1 3 5 3/0 1 1 1 3 4
ACCESORIOS Y HERRAMIENTAS
ADAPTADOR A CAJA PVC.
Accesorio que se debe embonar en la salida de los tubos en la caja de paso eliminando los tubos salientes y así evitando que estos tubos puedan dañar físicamente a los conductores.
CURVA PVC
En las cajas de paso que están en el techo estas curvas son como adaptadores. También donde las tuberías están expuestas a esfuerzos mecánicos fuertes protegiendo los cables eléctricos.
LAS CAJAS CONDULET
Los Condulet estancos son fabricados con aleación de aluminio inyectado, lo cual les confiere una elevada resistencia mecánica y a la corrosión, y una excelente presentación.
Poseen rosca Standard NPT o BSP (a pedido). Son suministrados con tapa, junta de sellado de tapa, tornillos y protector de cables. Terminación superficial en pintura de aluminio acrílico. Certificado de Calidad bajo Norma UL.
Se pueden encontrar en el mercado en las dimensiones de: 1/2" ; 3/4"; 1"; 1" 1/2"; 2". APLICACIONES
• Instalaciones exteriores o interiores estancas. • Uso industrial y comercial.
• Uso en conexión de luminarias livianas. • Cajas de derivación o empalme.
Se aplica a la conexión protectora del alambre eléctrico de varios tipos de máquinas y equipos, energía eléctrica, construcción, mineral, aeropuerto, etc.
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Certificación: UL estanco
Grado de protección: IP66/67 con o ´ring perimetral de acuerdo a EN 60529 Material de construcción: Aleación de aluminio inyectado
Terminación: Pintura de aluminio acrílico Sujeción de la tapa: Tornillos suministrados
Condulet tipo C Prolongación
Condulet tipo LL curva abajo
Condulet tipo LB Curva hacia derecha
Condulet tipo LR curva hacia izquierda
Condulet tipo T derivación
CAJA DE EMPALME/CAJA DE CONEXIÓN
Tienen la forma cuadrada, redonda y rectangular.
MODELO DIÁMETROS DE ROSCA DE ENTRADA MEDIDAS EXTERNAS EN cm C a 10.0 11.8 13.6 18.2 20.9 b 11.9 14.0 16.4 21.0 24.2 c 3.3 3.9 4.4 6.3 7.2 LB a 10.0 11.8 13.6 18.2 20.9 b 10.9 12.8 15.0 19.7 22.7 c 4.8 5.7 6.0 10.2 11.7 LR a 10.0 11.8 13.6 18.2 20.9 b 10.9 12.8 15.0 19.7 22.7 c 4.2 4.9 6.2 8.8 10.1 LL a 10.0 11.8 13.6 18.2 20.9 b 10.9 12.8 15.0 19.7 22.7 c 4.2 4.9 6.2 88.8 10.1 T a 10.0 11.8 13.6 18.2 20.9 b 11.9 14.0 16.4 21.0 24.2 c 4.2 4.9 6.2 8.8 10.1 VOLUMEN 85cm 112cm3 165cm3 372cm3 410cm
LUMINOTECNIA
Es la ciencia que estudia las distintas formas deproducción de luz, así como su control y aplicación. Sus magnitudes principales son:
FLUJO LUMINOSO
Es la magnitud que mide la potencia o caudal de energía de la radiación luminosa y se define como:
Potencia emitida en forma de radiación luminosa a lo que el ojo humano es sensible, se mide en Lúmenes. (Lm)
Lámpara incandescente de 60 W. 730 Lm
Lámpara fluorescente de 65 W. blanca 5100 Lm Lámpara alógena de 1000 W. 22000 Lm
Lámpara de vapor de mercurio de 125W. 5600 Lm Lámpara de sodio de 1000 W. 1200000 Lm
EFICIENCIA LUMINOSA
Expresa el rendimiento energético de una lámpara y mide la calidad de la fuente como un instrumento destinado a producir luz por la transformación de energía eléctrica en energía radiante visible.
Es el cociente entre el flujo luminoso total emitido y la potencia total consumida por la fuente.
ILUMINANCIA
Iluminancia o iluminación se define como el flujo luminoso incidente por unidad de superficie su unidad es el lux.
El lux se puede definir como la iluminación de una superficie de un metro cuadrado, sobre ella incide uniformemente repartido un flujo luminoso de un lumen.
Mediodía de verano: 1000000 Lux. Mediodía de invierno: 20000Lux. Oficina bien iluminada: 400 a 800 Lux. Calle bien iluminada: 20 Lux.
Luna llena con el cielo claro: 0.25 a 0.50 Lux INTENSIDAD LUMINOSA
El flujo luminoso nos da la cantidad de luz que emite una fuente, en todas las direcciones del espacio. Para saber el flujo que se distribuye en cada dirección del espacio definimos la intensidad luminosa.
La intensidad luminosa de una fuente le luz de una dirección dada, es la relación que existe entre el flujo luminoso contenido en un ángulo solido cualquiera, cuyo eje coincida con la dirección considerada, y el valor de dicho ángulo expresado en estereorradianes. Su unidad es la candela
LUMINANCIA
Intensidad luminosa reflejada por una superficie. Su valor se obtiene dividiendo la intensidad luminosa por la superficie aparente vista por el ojo en una dirección determinada. Su unidad es candela/m2
Cuando la superficie considerada S no es perpendicular a la dirección de la luz, habrá que considerar la superficie que resulta de proyectar s0 sobre dicha perpendicular
LEY INVERSA DE LOS CUADRADOS
Como los flujos luminosos y las intensidades luminosas son iguales en ambas superficies tenemos que:
LEY DEL COSENO
Cuando la superficie iluminada no es perpendicular a la dirección del rayo luminoso, como el punto considerado en el gráfico, la iluminancia recibida se descompone en una componente horizontal EH y una componente vertical Ev
CURVAS DE DISTRIBUCIÓN LUMINOSA
La distribución de las intensidades luminosa emitidas por una lámpara tipo estándar la mostramos de una forma general, para el flujo luminoso de mil lúmenes , en la siguiente figura (siempre que no se indique lo contrario estas curvas vienen referidas a 1000 lm). El volumen determinado por los vectores que representan las intensidades luminosas en todas las direcciones , resulta ser simétrico con respecto al eje Y-Y’, es como una figura de
revolución engendrada por la curva fotométrica que gira alrededor del eje Y-Y’. para otro flujo , la intensidad luminosa será:
CURVAS FOTOMÉTRICAS DE LÁMPARA INCANDESCENTE Y FLUORESCENTE
CURVAS FOTOMÉTRICAS DE ALGUNAS LUMINARIAS
CURVAS ISO LUX
Son líneas que unen puntos de una superficie que tienen igual nivel de iluminación. Son análogas a las curvas de nivel de los planos topográficos, pero ahora en lugar de metros indican Lux.
Normalmente las curvas isolux se sumista, para una determinada luminaria, reducidas a una distancia de un metro y referidas a milímetros. Los valores de las curvas a otra distancia y a otro flujo luminoso se realizan mediante fórmula:
Si las lámparas en lugar de 1000 lúmenes tienen un flujo de la nueva iluminación E valdrá:
Si en lugar de 1m la distancia es H la E valdrá:
Si las lámparas en lugar de 1000 Lm tiene un flujo y la distancia es H la iluminación E valdrá:
ESQUEMAS EXPLICATIVOS DE LÁMPARAS INCANDESCENTES
LÁMPARAS CONTROLADAS INDEPENDIENTEMENTE POR INTERRUPTOR SIMPLE
LA SEGURIDAD EN LAS ESCALERAS Y ANDAMIOS
¿Sabía usted que hay un asesino en el área de trabajo al cual usted se enfrenta todos los días?. Una escalera común y corriente puede ser un asesino. Las escaleras están
involucradas en muchos accidentes, algunos de los cuales son mortales. Su vida puede depender de una manera muy literal en el saber inspeccionar, usar, y cuidar esta herramienta.
Las caídas de alturas representan una gran cantidad de accidentes graves ocurridos en la industria de la construcción, especialmente durante el uso de andamios y escaleras. Inspeccionando Las Escaleras
Antes de usar cualquier escalera, inspecciónela. Busque los defectos siguientes: Peldaños, clavos, y barandas de lado sueltas o ausentes;
Clavos, pernos o tornillos sueltos.
Peldaños, clavos o barandas de lado roto, agrietado, rajados, partidos o muy desgastados. Astillas.
Corrosión de escaleras metálicas o partes metálicas y soportes o pies dañados o ausentes. Si usted encuentra una escalera en malas condiciones, no la use. Repórtela. Debe de ser etiquetada y reparada apropiadamente o destruida de inmediato.
Usando las Escaleras
Escoja el tipo y tamaño correcto de escalera. Salvo que haya escalera permanente, rampa, o pasarela, utiliza una escalera para ir de un nivel a otro. Mantenga en mente estos consejos: Asegúrese de que las escaleras de una pieza son suficientes de largo para que los lados se extiendan por lo menos 36 pulgadas arriba del punto de apoyo superior.
No coloque las escaleras en puertas o pasarelas donde otras personas puedan chocar contra ellas, a menos que estén protegidas con barreras. Mantenga el área despejada alrededor de la escalera. No ponga mangueras, extensiones, o cuerdas en las escaleras debido a que ésas pueden crear un peligro de tropiezo.
No intente aumentar la extensión de una escalera colocándola en cajas, barriles, u otros objetos. Nunca empalme dos escaleras una con la otra.
Coloque la escalera en una base firme y contra un apoyo firme. No intente usar una escalera de tijera como escalera de una pieza.
Coloque la base de una escalera telescópica a una distancia de un pie de la pared o la orilla de la plataforma superior por cada cuatro pies de distancia vertical. Una manera buena de verificar la distancia es poner los puntos de los pies contra los rieles verticales. Si la escalera está en ángulo correcto, se debe poder extender los brazos y agarrar los rieles con las manos.
No use escaleras como plataformas, pasarelas o andamios.
Amarre, bloquee, o asegure de otra manera la parte de arriba de las escaleras para que no resbalen.
Para evitar resbalarse, inspeccione la escalera y sus zapatos y quite todo el agua, aceite, grasa, o lodo antes de subir en la escalera.
Siempre colóquese frente a la escalera y mantenga tres puntos de contacto con las manos y los pies a todo momento. No intente llevar herramientas o material en las manos.
No se estire hacia un lado cuando está usted en una escalera. Si algo está fuera del alcance, bájese y mueva la escalera al área de trabajo.
La mayoría de las escaleras están diseñadas para aguantar solamente una persona a la vez. Dos personas pueden hacer fallar o desequilibrar la escalera.
En una escalera de tijera, nunca pise arriba del último escalón seguro indicado o en los transversales.
Almacene las escaleras en áreas secas y bien ventiladas.
Asegúrese no exceder el límite máximo de peso permitido en la escalera.
Recuerde poner en práctica la seguridad. No la aprenda por accidentes obstáculos y peligros.
El mal estado y la mala utilización de las escaleras, provocan demasiados accidentes.
Toda escalera muy deteriorada debe reemplazarse y ser destruida.
Las escaleras no deben ser pintadas con el objeto de facilitar la
inspección.
Utilizar escaleras en buen estado.
Someter las escaleras a inspecciones periódicas a fin de detectar fallas en su estructura: rajaduras, partes flojas o descolgadas.
Instalar las escaleras sobre un suelo estable, contra una superficie sólida y fija, y de forma que no puedan resbalar, ni bascular.
Hacer traspasar las escaleras por lo menos un metro por encima del plano de trabajo.
Vigilar que la separación del pie de escalera, de la superficie de apoyo sea la correcta.
Las escaleras no deben utilizarse como montante de andamios, piso de trabajo o pasarela.
Impedir que las escaleras dobles se deslicen, por medio de cadenillas o cuerda, no usar el último escalón.
El ángulo de apoyo debe ser tal que, la base quede separada desde su punto de apoyo en un arco equivalente a ¼ de su altura.
El ascenso y el descenso de una escalera debe ser de frente a ella.
Las escaleras correderas deben tener un cruzamiento de por lo menos cinco peldaños.
LA SEGURIDAD EN LOS ANDAMIOS
Los andamios permiten a los trabajadores desempeñar su trabajo a grandes alturas. Se clasifican como andamios los sistemas suspendidos de los edificios, sistemas soportados desde el suelo y sistemas aéreos con base en equipos móviles. Si las personas que trabajan en sistemas de andamios no están debidamente capacitadas, corren el riesgo de caerse o de ser golpeadas por objetos que caen, lo que puede ocasionar lesiones serias o fatales.
Para prevenir las caídas, los equipos de andamio deberán estar correctamente instalados y operarse debidamente. Una persona definida por Cal/OSHA como “persona calificada” (qualified person) debe estudiar las cargas, los tirantes y los requisitos del código de seguridad para cada sitio de trabajo. Los sistemas de andamio bien diseñados tienen niveles de trabajo con pisos de planchas de tamaño reglamentado y cuentan con un acceso apropiado para los trabajadores. Dependiendo de la altura del andamio, la protección contra caídas puede incluir arneses de seguridad, rieles de resguardo y rodapiés.
Veamos primero, ampliado, al que está arriba, con sus botas de seguridad, su casco, sus arneses y los dos pies firmes en la base andamio.
Saqué una fotografía de otro, que era algo mejor y contaba con buenas poleas para la cuerda. Aún así, la base consistía en dos tablones de madera de diferentes dimensiones, mientras la barra lateral de seguridad se sujetaba con dos palometas o palomillas, que no sé cómo se llaman. Mención especial al equipamiento, no sé si es posible encontrar otro país en el que los pintores acaben con más pintura sobre sus ropas que sobre el elemento que teóricamente tienen que pintar.
Luego se puede ampliar a los que están debajo, sujetando la cuerda sin guantes, para que no se caiga el andamio.
DISPOSICIONES GENERALES:
Los trabajadores deberán disponer de andamios suficientes y apropiados para realizar todos los Trabajos; a cierta altura; que no puedan efectuarse con seguridad desde una escalera de mano o por otro medio.
La construcción, desmontaje o modificación importante de los andamios deberá efectuarse únicamente bajo la dirección de una persona capacitada y responsable; y por trabajadores
competentes que posean experiencia adecuada en este tipo de trabajo.
INSPECCIÓN Y CONSERVACIÓN:
Antes de utilizar, todo andamio deberá ser inspeccionado por una persona competente para comprobar, en particular:
a) Si su estabilidad es adecuada;
b) Si los materiales empleados en su construcción son buenos;
c) Si están instaladas las protecciones y dispositivos de seguridad necesarios.
Los andamios deberán ser inspeccionados por una persona competente después de un temporal o temblor fuerte. No obstante, también los trabajadores deberán ser partícipes de esta exanimación antes de utilizarlos nuevamente. Esto se debe repetir antes de cada montaje y lo deberán utilizar solamente si reúnen las condiciones necesarias.
Los andamios deberán mantenerse en condiciones buenas y apropiadas y cada uno de sus elementos deberá mantenerse bien fijado o afianzado, de manera que no se desplace como consecuencia de su utilización normal.
No se deberá desmontar parcialmente un andamio y dejarse en este estado de manera que pueda ser utilizado, a menos que su empleo no implique peligro alguno.
Seguridad laboral:
Los andamios deben tener señalizaciones de seguridad que indiquen la carga máxima admisible que puede soportar. Se deben utilizar las siguientes señales según los casos: protección obligatoria de la cabeza, protección obligatoria de las manos, protección de los pies, protección individual
INTERRUPTORES DE 3 VÍAS
CONEXIÓN DE CONMUTACIÓNPor medio de esta conexión, desde dos puestos de conmutación se debe conectar y desconectar un consumidor (lámparas) o un grupo de consumidores (grupo de lámparas) ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO DE UNA CONEXIÓN DE CONMUTACIÓN
La conexión en serie se puede componer en dos desconexiones separadas. En cambio, la conmutación no se puede reemplazar impecablemente por conexiones descritas hasta aquí. Un interruptor de conmutación
(conmutador) puede conectar los bornes 1-2 ó 1- 3
FUNCIONAMIENTO:
El funcionamiento de una conexión de conmutación puede entenderse muy claramente en en el esquema del conjunto en representación descompuesta a derecha.
Este es un ejemplo de conexión de un bombillo controlado por dos interruptores-conmutadores. Estos interruptores deben ser del tipo SPDT, 1 polo 2 vías.
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS:Controlar una luz o un grupo de luces desde dos lugares distintos, de modo que pueden encenderse o apagarse desde cualquiera de ellos. Se emplea en las casas modernas, para controlar la iluminación en: garaje, escaleras, pasadizos, galerías, depósitos, etc.
El siguiente diagrama ilustra dos ejemplos de aplicación de conmutación, en un garaje y un piso. Se enciende y apagan las dos lámparas, a la salida y a la entrada de las puertas A Y B; y en las escaleras de Hall, desde los dos puntos A Y B, de los bajos y de los altos, respectivamente
.
INTERRUPTOR DE 4 VIAS
CONEXIÓN CRUZADACon la conexión cruzada puede conectarse y desconectarse aparatos eléctricos a voluntad desde tres o más lugares diferentes. El circuito representado solo se precisa un conmutador. Al principio y al final de la cadena de conmutadores se encuentran sendos conmutadores recíprocos. Un conmutador cruzado no es más que dos conmutadores recíprocos acoplados mecánicamente; por ello todo conmutador cruzado puede también utilizarse como
ESQUEMA DE CONMUTACIÓN Y CRUCE
ESQUEMA DE LÁMPARAS CONTROLADOS POR INTERRUPTORES DE 3 VÍAS
FUSIBLES
Los fusibles, sin importar su tipo, tamaño o forma, tiene el mismo principio de operación: la energía calorífica de la corriente de electrones funde una aleación fusible, que abre el circuito e interrumpe la corriente.
La aleación fusible siempre está cerrada en un tipo de caja, para evitar que se transmita el calor del metal cuando el fusible se quema.
La lamina o hilo fusible se hace con una aleación que depende del tamaño del fusible y el valor de la corriente que debe fundirlo.
La capacidad de fusible es la cantidad de corriente en amperios que lo funde. Viene grabada en la cubierta. Existe una íntima relación entre la capacidad de tamaño de fusible: a mayor capacidad mayor es su tamaño físico.
Las aleaciones de los fusibles están compuestas de algunos metales, como plata, plomo, estaño, bismuto, cadmio, etc.; en diferentes proporciones.
SEGURIDAD
Use siempre un fusible con capacidad de voltaje correcto.
Un fusible muy grande no puede proteger circuitos diseñados para niveles de corriente baja o medianas.
TIPOS DE FUSIBLES
FUSIBLES CON CUBIERTA DE VIDRIO Es un fusible de cartucho, calibrado. Con cubierta de vidrio. Se emplea en la protección de radios y otros aparatos electrónicos que requieren de una protección especial, así como la protección de los circuitos automotrices. Los fusibles de este tipo se fabrican con capacidades de:
Corriente mínima 0.01A
corriente máxima 30 A
tensiones 32 V, 125 V y 250 V.
FUSIBLE TAPON
Consta de una caja de material cerámico. El tamaño y diseño de la base de las lámparas; es decir, con rosca normalizada. Debido al desarrollo industrial va decayendo su empleo.
Se fabrican para capacidades nominales de corriente, de 10 A, 20A y 30 A, y para tensiones de 125 V, 220 V.
FUSIBLES DE CARTUCHO
Están constituidos por un cilindro de fibra dura, en cuyo interior se sujeta fuertemente la lámina fusible, entre un disco fijo y otro libre ambos ranurados y asegurados con casquillos de latón.
Los fusibles de cartucho con contactos de casquillos son muy usados en la industria, por la facilidad, de su reposición y seguridad.
Las láminas fusibles se fabrican con capacidades desde 10 A hasta 120 A.
FUSIBLES DE CUCHILLA Son fusibles de cartucho para circuitos industriales de mucha corriente. Algunos de ellos son pesados por la forma y material empleado en su construcción. Se fabrican en dos tipos básicos: Fusibles de cartucho renovable Fusibles de cartucho no renovable. Los de mayor empleo son del tipo renovable, especialmente los de lámina fusible atornillado. Sus capacidades son corriente máxima 60 A, Y 600 A
FUSIBLES PARA VEHÍCULOS. En los fusibles para vehículos normalmente viene indicado en el manual de entrenamiento del coche. Cuales son los amperajes que deben ir en cada circuito no obstante el amperaje se indica mediante un código de colores: Marrón = 5 A Rojo = 10 A Azul = 15 A Amarillo = 20 A Incoloro = 25 A Verde = 30 A
FUSIBLES ESPECIALES DIAZED
El sistema diazed (diametral centrado) se emplea en instalaciones de luz y fuerza. El fusible es diametral; es decir formado por diámetros escalonados.
El fusible consta de dos partes:
Un fusible y un tapa fusible, una rosca hélice
El tapón de seguridad es de porcelana y contiene el alambre fusible enterrado en arena especial. A su lado, hay un alambre que sujeta el avisador que al fundirse el fusible suelta una chapita de aviso de calor, según la corriente del fusible
También se fabrican los fusibles tipo cuchilla para baja tensión y alta capacidad de ruptura (NH) recargados rápidos y capacidades de corriente máxima, de 6 A á 600 A y tensiones de 500 V .
FUSIBLE NH
CÁLCULO DE FUSIBLES
Para determinar la intensidad de fusión de un metal empleado como un fusible se emplea la fórmula
Donde:
I =Intensidad que debe fundirse el alambre en amperios d= Diámetro del hilo en mm
a = Coeficiente que depende del material empleado; normal es emplear un hilo de aleación de plomo y/o estaño para corriente débiles; cobre, plata, o sus aleaciones son buenos materiales para hilos fusibles de corriente muy intensas.
Los fusibles se calculan generalmente para que se fundan a una intensidad doble a lo normal de circuito.
En la tabla siguiente se dan los coeficientes de algunos metales
METAL COMO FUSIBLE COEFICIENTE
Cobre 80
Estaño 12.8
Hierro 24.6
Plomo 10.3
Plomo/ estaño (aleación) 10.8
Plata 60
CORTACIRCUITOS FUSIBLES DE BAJA TENSIÓN
Los cortacircuitos fusibles son el medio más antiguo de protección de los circuitos eléctricos y se basan en la fusión por efecto de Joule de un hilo o lámina intercalada en la línea como punto débil.
Los cortacircuitos fusibles o simplemente fusibles son de formas y tamaños muy diferentes según sea la intensidad para la que deben fundirse, la tensión de los circuitos donde se empleen y el lugar donde se coloquen.
El conductor fusible tiene sección circular cuando la corriente que controla es pequeña, o está formado por láminas si la corriente es grande. En ambos casos el material del que están formados es siempre un metal o aleación de bajo punto de fusión a base de plomo, estaño, zinc, etc.
Fundamentalmente encontraremos dos tipos de fusibles en las instalaciones de baja tensión:
gl (fusible de empleo general)
aM (fusible de acompañamiento de Motor)
Los fusibles de tipo gl se utilizan en la protección de líneas, estando diseñada su curva de fusión "intensidad-tiempo" para una respuesta lenta en las sobrecargas, y rápida frente a los cortocircuitos.
Los fusibles de tipo aM, especialmente diseñados para la protección de motores, tienen una respuesta extremadamente lenta frente a las sobrecargas, y rápida frente a los
cortocircuitos. Las intensidades de hasta diez veces la nominal (10 In) deben ser desconectadas por los aparatos de protección propios del motor, mientras que las intensidades superiores deberán ser interrumpidas por los fusibles aM.
La intensidad nominal de un fusible, así como su poder de corte, son las dos características que definen a un fusible.
La intensidad nominal es la intensidad normal de funcionamiento para la cual el fusible ha sido proyectado, y el poder de corte es la intensidad máxima de cortocircuito capaz de poder ser interrumpida por el fusible. Para una misma intensidad nominal, el tamaño de un fusible depende del poder de corte para el que ha sido diseñado, normalmente comprendido entre 6.000 y 100.000 A.
Un gran inconveniente de los fusibles es la imprecisión que tiene su curva característica de fusión frente a otros dispositivos que cumplen el mismo fin, tales como los interruptores automáticos. Esto equivale a decir que la banda de dispersión de los fusibles es mayor que la de los interruptores automáticos, pese a que el fabricante solamente facilita la curva media de los fusibles.
Otro inconveniente de los fusibles es la facilidad que tienen de poder ser usados con una misma disposición de base, hilos o láminas no adecuadas.
Así mismo, la independencia de actuación de los fusibles en una línea trifásica supone un serio problema, ya que con la fusión de uno de ellos se deja a la línea a dos fases, con los inconvenientes pertinentes que ello conlleva.
La selectividad entre fusibles es importante tenerla en cuenta, ya que de ello dependerá el buen funcionamiento de los circuitos. Idéntico problema se nos presentara con la
Entre la fuente de energía y el lugar de defecto suele haber varios aparatos de protección contra cortocircuitos. Para desconectar la zona afectada, es necesario que los fusibles reaccionen de forma selectiva, es decir, debe desconectar primero el fusible más próximo al lugar de defecto. Si por alguna causa este fusible no responde correctamente, debe actuar el siguiente, y así sucesivamente.
La selectividad entre dos fusibles se determina gráficamente mediante la comparación de ambas características de disparo; para ello, las curvas, a la misma escala, no deben cortarse ni ser tangentes. Esto es cierto en el caso de sobrecargas y pequeñas intensidades de cortocircuito, pero no lo es en el caso de intensidades muy grandes de cortocircuito, ya que aquí los tiempos de fusión son extremadamente cortos y solamente es posible la selectividad en fusibles con una notable diferencia de valor nominal de la intensidad.
INTENSIDAD NOMINAL MÍNIMA ADMISIBLE EN UN FUSIBLE (Am)
La intensidad nominal mínima del fusible de protección de un motor se determina a partir de la intensidad de arranque y del tiempo de arranque del mismo. En un arranque normal un fusible no debe fundir ni envejecer.
En los motores de jaula (arranque directo) la intensidad de arranque es aproximadamente de 4 a 8 veces la intensidad nominal. El tiempo de arranque depende del par de giro del motor y del momento de inercia de todas las masas al acelerar; este tiempo suele estar comprendido entre 0,2 y 4 segundos, pudiendo ser mayor en casos especiales de "arranque difícil".
En los motores de anillos rozantes y motores de jaula con arranque estrella-triángulo, la intensidad de arranque suele estar comprendida entre 1,1 y 2,8 veces la intensidad nominal. El tiempo de arranque en estos casos varía muy ampliamente.
Para tiempos de arranque de hasta 5 segundos, la intensidad nominal del fusible puede ser igual a la intensidad nominal de empleo del motor, pero para valores iguales o superiores es conveniente determinar la intensidad nominal del fusible, teniendo en cuenta las curvas características intensidad-tiempo de arranque del motor y del relé térmico de protección. Seguidamente veamos el caso de un motor cuya intensidad de arranque es seis veces el valor nominal y el tiempo es de cinco segundos.
La intensidad nominal mínima del fusible la podemos obtener mediante la intersección de dos líneas, la determinada por el tiempo de arranque tA y la correspondiente a 0,85 de la intensidad nominal IA. El punto así determinado nos marca el límite inferior de la banda de dispersión del fusible, por lo tanto el fusible elegido deberá pasar por encima de este punto. Observando la curva característica de la protección térmica F1 y la curva característica del fusible elegido F2, podremos observar cómo la actuación de relé térmico se extiende hasta diez veces la intensidad nominal (intersección de F1 con F2), y a partir de este valor será el fusible el encargado de proteger el motor.
CALOR ESPECÍFICO
ENERGÍA ELÉCTRICA Y CALORÍFICAcalor originado por las colisiones entre los electrones libres que se mueven por el conductor y los átomos relativamente “fijos” que constituyen la estructura cristalina del conductor. Las colisiones aludidas, aumentan la energía cinética o térmica de los átomos del conductor, y por consiguiente su temperatura se eleva, mientras más corriente fluya, mayor será el aumento de energía térmica del conductor, y tanto mayor será el calor liberado. La siguiente experiencia nos ayudara a confirmar lo expuesto.
Obtenga unos cuantos centímetros de alambre resistencia (nicron) y tubo de pírex,
porcelana o cualquier otro material resistente al calor (diámetro de 12 mm), y un reóstato que permita el flujo de corriente entre 01 a 10 amperios.
mon taje de experiencia de calor eléctrico
Enrolle cerca de 62 cm de alambre de microhmio alrededor del tubo resistente al calor y conéctese el cordón y el reóstato tal como se indica en la figura.
Mueva el contacto móvil del reóstato hacia el extremo izquierdo (resistencia máxima), y sierre el circuito. Y por consiguiente, el calor producido y radiado por el alambre resistencia es poco.
Mueva el cursor del reóstato en forma progresiva, hacia la derecha (resistencia mínima). La corriente aumentara otra vez del circuito y se observará que el calor producido por la resistencia de nicromio va siendo cada vez más intensa, y que el alambre, primero toma el color rojo oscuro, después el anaranjado y finalmente el amarillo, indicando temperaturas que aumentan rápidamente. Do debe continuarse la experiencia más allá del color amarillo en alambre de nicromio para no sobrecargar el reóstato y el amperímetro.
El calor producido por el alambre de resistencia en el experimento anterior es una media de trabajo hecho por la corriente eléctrica, venciendo la resistencia del conductor. Mientras más calor se produzca mayor será el trabajo hecho por la corriente y también será la energía gastada. Luego, si se pudiese determinar cuánto calor es generado por una corriente
eléctrica, también se conocería cuanta energía se ha consumido, y viceversa. (Esto es cierto, siempre que la corriente eléctrica produzca calor solamente, y no otro tipo de trabajo mecánico o químico)
Calor producido por resistencia eléctrica
El físico Ingles James Prescott Joule (1818-1889) se intereso en este problema, y en 1840 publico su famoso trabajo “sobre la producción de calor por la electricidad voltaica”, que detallaba el resultado de sus experimentos. Basado en estos, enuncio una ley(la ley de Joule), que especifica que:
El calor desarrollado por un conductor es directamente proporcional a resistencia, al cuadrado de la corriente y el tiempo que dure el flujo de esta última.
La ley de joule sobre el calentamiento por la electricidad, expresada en forma de ecuación para una cantidad de calor (Q), producido en un tiempo T y por una corriente I, en un conductor de resistencia R es como sigue
Q = I 2R t (joules) (1) Q = calor generado en Joules
I = corriente en Amperios R = resistencia en ohmios t = tiempo en segundos
Aunque la ley de Joule fue determinada experimentalmente y a sido confirmada por otras experiencias, es fácil demostrar su valides teórica, mediante consideraciones fundamentales sobre la energía antes se definida la diferencia de potencial (E) entre dos puntos, como el trabajo (J), producido al llevar una unidad de carga, a través de un conductor, desde el punto de alto potencial al punto de mas bajo potencial. También se determina que el trabajo total (J), hecho al mover una carga (M) entre dos puntos, es simplemente el producto de la carga por la diferencia del potencial o:
Como la carga (M) es el producto de la corriente (I) por el tiempo (t) la ecuación (2) puede formularse como:
J = M E = (I.t).E (3)
Finalmente, por la ley de ohm, la diferencia de potencial E = I R, de donde J = I.T.I . R = I2Rt (4)
La ecuación (4) expresa la cantidad total de trabajo efectuado por una corriente eléctrica por la energía consumida por la misma. Por el principio de la conservación de la energía, la anergia eléctrica (J) gastada debe ser igual a la energía térmica (Q) producida, o sea:
J = Q = I2 Rt (5)
La ley de Joule, es (5) da la energía en Joule. Puesto que el calor se mide usualmente en calorías, es conveniente conocer cuantas calorías de calor se producen por cada Joule de energía. Joule, DETERMINO, en el año 1841, este equivalente eléctrico de calor, afirmando que el calor (calorías) = 0.239 X ENERGÍA EN Joules y, en forma equivalente la energía en: Joules = 4.18 x calor en calorías
Aplicando este resultado a las ecuaciones (1) o (5), se obtiene finalmente para el calor (J) producido por una corriente, lo siguiente
J (calorías) = 0.239 I2Rt = 0.24 x E. I. t (6) Donde:
I = es la corriente dad en amperios R = la resistencia en ohmios Ω,
E = la diferencia de potencial (tensión) t = el tiempo en segundos
RENDIMIENTO TERMOELÉCTRICO
Es la relación entre la energía eléctrica aplicada ala anergia califica entregada por el convertidor, teniendo presente que el calor propagado , en una resistencia R por una corriente I , no siempre se utiliza íntegramente. Si , por ejemplo, se calienta agua en un hervidor eléctrico, observaremos que no solo se calienta el agua, sino también el recipiente y el aire que lo rodea, debido a los fenómenos de conductibilidad y radicación calorífica; es decir, una parte de calor se pierde en el mismo hervidor y otra en el aire. Por lo tanto, siempre se genera más calor del necesario.
El rendimiento termoeléctrico se representa por la letra Griega ŋ (eta) y su valor es siempre menor que la unidad. Así tenemos:
Ŋ = calor útil = Qu
calor total Q CALOR Y TRABAJO ELECTRICO
El calor es una forma de energía, y según la ley que lo rige, solo se puede obtener por transformación de otra forma distinta de energía. De lo cual se deduce que también es la energía eléctrica la que origina. Su valor viene dado por la formula (1) y su resultado se expresa en calorías.
Recordando que la unidad de energía calorífica es el Joule (J) y su equivalente es de 1 W (vatio) por segundo (Ws) el trabajo de producción de calor por medio de la energía eléctrica es:
J = E.I. t1 = Joules (o vatios segundo) (8a)
J = I2.R. t1 = Joules (o vatios segundo) (8b) J= E2. t1 = Joules (o vatios segundo) (8c)
R
De las formulas anteriores se deducen inmediatamente las relaciones entre las unidades de energía eléctrica y las calorífica. Aquí resulta:
1 Ws o J = 0.239 cal (9a)
1 KWh =3600 x 0.239 = 860 Kcal (9b)
Densidad de corriente es el número de amperios que pasan por milímetro cuadrado de sección de conductor; se expresa en amperios por milímetro cuadrado (A/mm2).
Para una misma corriente que atraviesa dos conductores de grande y de pequeña sección, importa más el número de electrones que influye por segundo. En el conductor de pequeña sección lo electrones tendrán más dificultad de desplazamiento, por la fricción, que en los de gran sección. De este modo, de deduce que es intenso el calentamiento en el conductor de pequeña sección.
Densidad de corriente y temperatura del conductor eléctrico
La intensidad de corriente por cada mm2 de sección transversal se expresa por la letra griega delta ( )
(13)
NATURALEZA Y EFECTOS DE SOBRECARGA
Todos los circuitos eléctricos están diseñados para funcionar con corrientes y un voltaje de un máximo permisible, si, el valor de la corriente o el voltaje exceden del máximo. El circuito se avería.
Las causas posibles de las intensidades excesivas pueden ser: Una sobrecarga provocada del circuito
Un cortocircuito accidental.
Para proteger los circuitos de estos accidentes y sus consecuencias, se instalan aparatos protectores del circuito.
El objeto de entender el funcionamiento de dichos protectores de circuitos, hay que conocer la naturaleza y los efectos de la sobrecarga y los cortocircuitos.
SOBRECARGAS
Es tal vez la más frecuente contingencia en los circuitos eléctricos, si se conecta en un mismo contacto una tostadora, una aspiradora eléctrica y un calentador eléctrico, los conductores de los contactos al tablero de distribución principal de sobrecargaran.
Los aparatos comparten los dos conductores de los contactos. La corriente que fluye por ellos se hace muy grande, y los alambres se calientan mas a cada instante.
Los aislantes de los conductores se ablandan y se funden. Si la sobrecarga no se evita a tiempo, los conductores desnudos se tocaran, causando un cortocircuito.
Circuito sobrecargado
SEGURIDAD
Evitar la sobrecarga: No conectar más de un aparato en cada toma y más aun cuando se tratan de elementos resistivos o generadores de calor.
CORTOCIRCUITO
Un cortocircuito es una trayectoria accidental del los electrones que los desvía de la carga de un circuito.
CORTOCIRCUITO EN EL CORDÓN SU ESQUEMA EQUIVALENTE
Según la ley de Ohm, una reducción marcada en la resistencia del circuito causa un fuerte aumento de la corriente de electrones. Consideremos, como ejemplo, un cortocircuito en un cordón.
Supongamos que el cordón de una tostadora esta tan mal tratado que se ha roto el aislante. En un momento inesperado, se tocan los cordones desnudos, creando un cortocircuito. Entonces, una flama brillante envolverá a los conductores y a su aislante. Y el cobre al rojo blanco incendiara a los objetos que lo rodean.
Corriente normal (antes del cortocircuito)
Corriente de cortocircuito U tensión de aplicada 220 V R de la tostadora 110 Ω U tensión de aplicada 220 V R de la tostadora 0.01 Ω La intensidad absorbida = 220/110 = 2 A
La intensidad absorbida de cortocircuito = 220/0.01 = 22 000 A !..
En realidad la corriente de electrones que fluye, nunca alcanza la cifra tan grande (22 000 A). La enorme cantidad de energía calorífica generada por el rápido aumento de corriente quema y vaporiza los conductores mucho antes de que se alcance el nivel de tan intensa corriente.
Si un circuito está protegido por un metal fusible, este se fundirá en el instante es que ocurre el cortocircuito, interrumpiendo el flujo de corriente.
El cortocircuito, funde o derrite el fusible en átomos, salpicando el metal contra la cara interior de su caja y la tapa.
Cinta fusible vaporizada por cortocircuito fusible con cinta fundida por sobrecarga
La gran cantidad de aparatos protectores de circuitos que fabrican actualmente se clasifican de acuerdo al vapor de intensidad a interrumpir. Cada uno tiene diseño y características de operación que los distingue entre sí.
SEGURIDAD
Evite cortocircuitos
No maltrate los cordones jalándolos o maltratándolos Revise periódicamente su aislamiento
LAMPARAS FLUORESCENTES
DEFINICIONEs un dispositivo de descarga eléctrica que consiste en un tubo de vidrio que tiene en cada extremo cápsulas metálicas con dos clavijas de contacto
La luminaria fluorescente, también denominada tubo fluorescente, es una luminaria que cuenta con una lámpara de vapor de mercurio a baja presión y que es utilizada normalmente para la iluminación doméstica e industrial. Su gran ventaja frente a otro tipo de lámparas, como las incandescentes, es su eficiencia energética.
Está formada por un tubo o bulbo fino de vidrio revestido interiormente con diversas sustancias químicas compuestas llamadas fósforos, aunque generalmente no contienen el elemento químico fósforo y no deben confundirse con él. Esos compuestos químicos emiten luz visible al recibir una radiación ultravioleta. El tubo contiene además una pequeña
más baja que la presión atmosférica. En cada extremo del tubo se encuentra un filamento hecho de tungsteno, que al calentarse al rojo contribuye a la ionización de los gases. PARTES 1.- Casquillo Metálico 2.- Clavijas 3.- Cristal moldeado 4.- Alambre de protección 5.- Filamento o Electrodo 6.- Tubo de cristal
7.- Gas Argón y Vapor de Mercurio 8.- Revestimiento de fósforo 9.- Aislamiento
10.- Clavijas
FUNCIONANIEMTO
La función del condensador, contenido en el cebador, es absorber los picos de tensión que se producen al abrir y cerrar el contacto, evitando su deterioro por las chispas que, en otro caso, se producirían.
Los filamentos, al calentarse, desprenden electrones que ionizan el gas argón que llena el tubo, formando un plasma que conduce la electricidad. Este plasma excita los átomos del vapor de mercurio que, como consecuencia, emiten luz visible y ultravioleta.
El revestimiento interior de la lámpara tiene la función de filtrar y convertir la luz ultravioleta en visible. La coloración de la luz emitida por la lámpara depende del material de dicho recubrimiento interno.
Las lámparas fluorescentes son dispositivos con pendiente negativa de la resistencia eléctrica respecto de la tensión eléctrica. Esto significa que cuanto mayor sea la corriente que las atraviesa, mayor es el grado de ionización del gas y, por tanto, menor la resistencia que opone al paso de dicha corriente. Así, si se conecta la lámpara a una fuente de tensión prácticamente constante, como la suministrada por la red eléctrica, la lámpara se destruiría en pocos segundos. Para evitar esto, siempre se conectan a través de un elemento limitador de corriente para mantenerla dentro de límites tolerables. Este elemento limitador, en el caso de la instalación de la Figura 1, es la reactancia inductiva.
Finalmente, la disminución de la resistencia interna del tubo una vez encendido, hace que la tensión entre los terminales del cebador sea insuficiente para ionizar el gas contenido en su ampolla y por tanto el contacto bimetálico queda inactivo cuando el tubo está encendido, Sus conexiones son muy sencillas:
El cable de fase y el neutro se conectan ambos directamente a las dos entradas del balasto. En este balasto hay dos pares de salidas, y cada par debe conectarse a cada filamento de la lámpara.
ELEMENTOS NECESARIOS PARA SU FUNCIONAMIENTO
En esta figura se distinguen, aparte de la propia lámpara, dos elementos fundamentales: el arrancador, cebador, partidor o starter) y el reactor o reactancia inductiva.
TUBO DE DESCARGA
El cuerpo o tubo de descarga de las lámparas fluorescentes se fabrica de vidrio, con
diferentes longitudes y diámetros. La longitud depende, fundamentalmente, de la potencia en watt (W) que desarrolle la lámpara. El diámetro, por su parte, se ha estandarizado a 25,4 mm (equivalente a una pulgada) en la mayoría de los tubos. Los más comunes y de uso más generalizado tienen forma recta, aunque también se pueden encontrar con forma circular.
La pared interior del tubo se encuentra recubierta con una capa de sustancia fosforescente o fluorescente, cuya misión es convertir los rayos de luz ultravioleta (que se generan dentro y que no son visibles para el ojo humano), en radiaciones de luz visible. Para que eso ocurra, su interior se encuentra relleno con un gas inerte, generalmente argón (Ar) y una pequeña cantidad de mercurio (Hg) líquido. El gas argón se encarga de facilitar el surgimiento del arco eléctrico que posibilita el encendido de la lámpara, así como de controlar también la
intensidad del flujo de electrones que atraviesa el tubo. CASQUILLOS
La mayoría de los tubos fluorescentes rectos poseen en cada uno de sus extremos un
casquillo con dos patillas o pines de contactos eléctricos externos, conectadas interiormente con los filamentos de caldeo o de precalentamiento. Estos filamentos están fabricados con metal de tungsteno, conocido también por el nombre químico de wolframio (W), recubiertos de calcio (Ca) y magnesio (Mg) y su función principal en los tubos de las lámparas
fluorescente es calentar previamente el gas argón que contienen en su interior para que se puedan encender.
A. Patillas o pines de contacto. B. Electrodos. C. Filamento de tungsteno. D. Mercurio (Hg)
líquido. E. Átomos de gas argón (Ar). F. Capa o recubrimiento fluorescente de fósforo (P). G. Tubo de descarga. de cristal.
El recubrimiento de calcio y magnesio que poseen los filamentos facilita la aparición del flujo de electrones necesario para que se efectúe el encendido de la lámpara. En medio de ese proceso los filamentos se apagan y se convierten en dos electrodos, a través de los cuales se establece ese flujo de corriente o de electrones.
EL ARRANCADOR o CEBADOR
Las lámparas fluorescentes por precalentamiento utilizan un pequeño dispositivo durante el proceso inicial de encendido llamado cebador, arrancador o encendedor térmico (starter).
Este dispositivo se compone de una lámina bimetálica encerrada en una cápsula de cristal rellena de gas neón (Ne). Esta lámina tiene la propiedad de curvarse al recibir el calor del gas neón cuando se encuentra encendido con el objetivo de cerrar un contacto que permite el paso de la corriente eléctrica a través del circuito en derivación donde se encuentra conectado el cebador.
Conectado en paralelo con la lámina bimetálica, se encuentra un capacitor antiparasitario, encargado de evitar que durante el proceso de encendido se produzcan interferencias audibles a través del altavoz de un receptor de radio o ruidos visibles en la pantalla de algún televisor que se encuentre funcionando próximo a la lámpara.
Otras lámparas poseen encendido instantáneo y tampoco utilizan cebador. Este tipo de lámpara carece de filamentos y se enciende cuando se le aplica directamente a los
electrodos una tensión o voltaje mucho más elevado que el empleado para el resto de las lámparas fluorescentes.
Por otra parte, en la actualidad la mayoría de las lámparas fluorescentes de tecnología más moderna sustituyen el antiguo cebador por un dispositivo de encendido rápido, mucho más eficiente que todos los demás sistemas desarrollados anteriormente, conocidos como balasto electrónico.
EL REACTOR o BALASTO ELECTROMAGNÉTICO
El balasto electromagnético fue el primer tipo de inductancia que se utilizó en las lámparas fluorescentes. Consta de un transformador de corriente o reactancia inductiva, compuesto por un enrollado único de alambre de cobre. Los balastos de este tipo constan de las siguientes partes:
NÚCLEO. Parte fundamental del balasto. Lo compone un conjunto de chapas metálicas que forman el cuerpo o parte principal del transformador, donde va colocado el enrollado de alambre de cobre.
CARCASA. Envoltura metálica protectora del balasto. Del enrollado de los balastos
magnéticos comunes salen dos o tres cables (en dependencia de la potencia de la lámpara), que se conectan al circuito externo, mientras que de los balastos electrónicos salen cuatro. SELLADOR. Es un compuesto de poliéster que se deposita entre la carcasa y el núcleo del balasto. Su función es actuar como aislante entre el enrollado, las chapas metálicas del núcleo y la carcasa.
CAPACITOR O FILTRO. Se utiliza para mejorar el factor de potencia de la lámpara, facilitando que pueda funcionar más eficientemente.
Desde el punto de vista de la operación de la lámpara fluorescente, la función del balasto es generar el arco eléctrico que requiere el tubo durante el proceso de encendido y mantenerlo posteriormente, limitando también la intensidad de corriente que fluye por el circuito del tubo.
Los balastos magnéticos de uso más extendidos se fabrican para que puedan trabajar conectados a una línea de suministro eléctrico de 110 ó a una de 220 volt de tensión de corriente alterna y 50 ó 60 hertz (Hz) de frecuencia. El empleo de uno u otro tipo depende de las características específicas del suministro eléctrico de cada país.
De acuerdo con la forma de encendido de cada lámpara, así será el tipo de balasto que utilice. Las formas de encendido más generalizadas en los tubos de lámparas fluorescentes más comunes son los siguientes:
-Por precalentamiento (El sistema más antiguo) -Rápido
-Instantáneo
-Electrónico (El sistema más moderno) CLASIFICACION
Las lámparas fluorescentes se clasifican en: LÁMPARAS FLUORESCENTES TUBULARES.
Son lámparas de vapor de mercurio a baja presión de elevada eficacia y vida. Las cualidades de color y su baja luminancia las hacen idóneas para interiores de altura reducida. Ocupan el segundo lugar de consumo después de las incandescentes, principalmente en oficinas, comercios, locales públicos, industrias, etc. Las lámparas fluorescentes más usadas hoy en día son las T8 (26 mm de diámetro); sin embargo, se han desarrollado las T5 (16 mm de diámetro) que sólo funcionan con equipo auxiliar electrónico. Esto, junto a su menor
Lámpara tubular recto y circular también existe en U Potencias disponibles (W) Flujo luminoso (lm) Eficacia luminosa (lm/W) Temperatura de color (K) Vida media (h) Coste
Reproducción de colores medio
De 10 a 80 De 900 a 5200 De 65 a 104 (media alta) 2700 a 6500 (variable) 12000 – 20000 Medio alto Buena
VENTAJAS: Producen más luminosidad con menos consumo, Tienen una larga vida útil, poca pérdida de energía y menos pérdida de calor.
INCONVENIENTES: La mayoría no pueden usarse con reguladores de intensidad, no válidas para máxima luz de forma inmediata o por poco tiempo. Contiene materiales
contaminantes y no es recomendable para lectura.
APLICACIONES: Alumbrado público, naves industriales, almacenes, oficinas, etc. Donde se necesite una buena distinción de color.
Las lámparas fluorescentes tubulares, en función de cómo se efectúa el encendido se pueden clasificar en:
Lámparas de cátodo caliente, con precalentamiento.
Lámparas de cátodo caliente, sin precalentamiento, de encendido rápido.
Lámparas de cátodo frió, sin precalentamiento de cátodo.
Según la tonalidad que tiene la luz que emiten y su temperatura de color, las lámparas fluorescentes tubulares pueden ser:
LÁMPARAS DE LUZ DE DÍA (6.000 a 6.500 K),
LÁMPARAS DE LUZ BLANCA (4.000 a 4.500 K),
LÁMPARAS DE LUZ CÁLIDA (3.000 a 3.500 K).
Que se utilizan para crear atmósferas frías y
dinámicas en
iluminaciones de más de
Que se utilizan cuando se hace precio armonizar la luz solar con la luz artificial.
Ideales para generar ambientes luminosos íntimos y tranquilizantes con niveles de iluminación situados entre los 150 y 500 Lux.
500 lux.
Se pueden encontrar lámparas fluorescentes de pequeño tamaño, cuyo uso se recomienda para ser localizadas en el interior de muebles, en espejos, etc.
Según el color que tenga la luz emitida por las lámparas fluorescentes, estas pueden ser: roja, amarilla, verde y azul. Estas lámparas de color tienen potencias de 20 a 40 W y se utilizan en la iluminación de escaparates, locales, discotecas, etc.
LÁMPARAS FLUORESCENTES COMPACTAS
Poseen el mismo funcionamiento que las lámparas fluorescentes tubulares y están formadas por uno o varios tubos fluorescentes doblados. Son una alternativa de mayor eficacia y mayor vida a las lámparas incandescentes. Algunas de estas lámparas compactas llevan el equipo auxiliar incorporado (lámparas integradas) y pueden sustituir directamente a las lámparas incandescentes en su portalámparas.
Lámparas tubulares compactas
Potencias disponibles (W) Flujo luminoso (lm) Temperatura de color (K) Eficacia luminosa (lm/W) Vida media (h) Coste medio Reproducción de colores de 3 a 70 de 100 a 5200 de 33,3 a 74 (media alta) 2700 a 6500 (variable) 10000 - 20000 Medio alto Buena
CAPACITACIÓN DE TRABAJADORES EN SERVICIO
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VENTAJAS: Durabilidad. De 10 a 20 veces más que una incandescente Y ahorro de energía. Consumen unas 5 veces menos que las tradicionales.INCONVENIENTES Materiales contaminantes si no se reciclan adecuadamente además son bastantes caras.
APLICACIONES: alumbrado público, Naves industriales, almacenes, oficinas, etc. Donde se necesite una buena distinción de color
ARRANQUE RAPIDO DE LAMPARAS FLUORESCENTES
Arranque con disipador (sin cebadores) este método permite el funcionamiento de lámparas fluorescentes el balastro funciona como un levador extremo de tensión que permite que el gas contenido en la lámpara origine un arco eléctrico y de esta manera realizar el trabajo de encendido mucho más rápido que el sistema de precalentamiento.
A
RRANQUE INSTANTÁNEO DE LAMPARAS FLUORESCENTES: este sistema de arranque de lámparas fluorescentes es el modelo es el más moderno en sistemas de arranque, no necesita arrancador ya que el sistema de arranque es mucho más complejo (electrónico) proporciona un tipo de arranque instantáneo, también el ruido es eliminado por completo.
El método que utiliza es de elevar la frecuencia de 60 Hz a unos 20K Hz gracias a este método de arranque es que la luz es bastante estable (sin parpadeos)
ARRANCADOR ELECTRONICO: el balastro electrónico eleva la frecuencia lo que permite que la lámpara incremente su flujo luminoso y su
CAPACITACIÓN DE TRABAJADORES EN SERVICIO
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Los arrancadores o balastros operan a 60 Hz por segundo (baja frecuencia) es decir encienden y apagan la lámpara 120 veces por segundo.Los arrancadores electrónicos encienden y apagan la lámpara aproximadamente 40 000 veces por segundo. Con esta elevada frecuencia los fósforos de la lámpara tienen u tiempo muy corto sin energía entre los pulsos, proporcionando una luz estable.
TOMACORRIENTES Y ENCHUFE
Un enchufe es un dispositivo formado por dos elementos, la clavija y la toma de corriente, que se conectan uno al otro para establecer una conexión eléctrica que permita el paso de la corriente
ENCHUFE MACHO
Un enchufe macho o clavija es una pieza de material aislante de la que sobresalen varillas metálicas que se introducen en el enchufe hembra para establecer la conexión eléctrica. Por lo general se encuentra en el extremo de cable. Su función es establecer una conexión eléctrica con la toma de corriente que se pueda manipular con seguridad. Existen clavijas de distintos tipos y formas que varían según las necesidades y normas de cada producto o país.
ENCHUFE HEMBRA O TOMACORRIENTE
Se denomina tomacorriente a la pieza cuya función es establecer una conexión eléctrica segura con un enchufe macho de función complementaria.
Generalmente se sitúa en la pared, de forma superficial o empotrada en la misma. ya sea
colocado de forma superficial (enchufe de superficie) o empotrado en la pared montado en una caja (enchufe de cajillo o tomacorriente empotrado), siendo éste el más común.
Consta como mínimo de dos piezas metálicas que reciben a sus complementarias macho y permiten la circulación de la corriente eléctrica.por tornillos o, actualmente con mayor
frecuencia, por medio de unas pletinas plásticas que, al ser empujadas, permiten la entrada del hilo conductor y al dejar de ejercer presión sobre ellas, unas chapas apresan el hilo, impidiendo su salida.
CAPACITACIÓN DE TRABAJADORES EN SERVICIO
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ENCHUFE DE SUPERFICIEEl enchufe de superficie ha sido, en el pasado, muy utilizado para instalaciones antiguas por su facilidad de instalación, al no precisar de obras. Sigue siendo utilizado para ampliar (a menudo de manera fraudulenta y peligrosa) las instalaciones principales, normalmente del tipo
empotrado, por esas mismas razones. Existen líneas de fabricación de este tipo de producto destinadas específicamente a lugares rústicos o casas antiguas, cuyo exterior se asemeja a los primeros interruptores, y a menudo, fabricados con materiales como la porcelana o la
baquelita.
ENCHUFE DE CAJILLO O EMPOTRADO
En este tipo de enchufes, la mayor parte del dispositivo queda dentro de la pared, en un hueco perforado, quedando acondicionado mediante una caja de material termoplástico. El cajillo alberga la parte del enchufe donde se conectan los cables. La parte exterior sirve para impedir el contacto con las partes con tensión y para embellecer el aspecto del dispositivo. En la actualidad, la parte exterior viene separada de la interior, incluso se suelen vender por separado. Es importante señalar que existen, en cada país, estándares de medida. ESTANDARIZACIÓN ELÉCTRICA
Tanto los enchufes machos como los enchufes hembra se han estandarizado para favorecer la seguridad, garantía y capacidad de sustitución de los dispositivos. Cada país tiene sus propias normas de estandarización.
A nivel internacional las normas ISO.
en Europa las EN.
en España UNE.
recogen una serie de reglamentaciones. Sin embargo, existen diferencias de criterio, y aún el Reino Unido continúa teniendo diferentes tipos de enchufes que el resto de Europa. También hay problemas de estandarización a este respecto en algunos países del Este, aunque son menores.
En Europa, existen principalmente dos tipos de enchufes: el "tipo C", de patilla fina y sin toma de tierra, y el "tipo F", también denominado "schuko", inventado en Alemania, con dos patillas que pueden ser finas o gruesas y toma de tierra lateral por contacto y superior por recepción. TIPOS DE ENCHUFES
Existen numerosos tipos de enchufes regidos por normas estándar a nivel geográfico, que dependen de numerosos factores, como la tensión, amperaje (intensidad), seguridad, etc, y que afectan al tamaño, formas y materiales empleados para su fabricación.
En la Unión Europea los enchufes domésticos funcionan con corriente alterna a 230 voltios y 50 hercios. Además, en todos los países de la Unión excepto Chipre, Irlanda, Malta y Reino Unido se utilizan enchufes de tres contactos (partes metálicas) con dos varillas, estando el tercer contacto en la parte superior e inferior del enchufe. Las dos varillas conectan una fase y el neutro, y el tercer contacto el cable de tierra que conecta todas las piezas metálicas de los aparatos eléctricos con tierra para evitar posibles descargas al usuario.
TIPO A
TIPO B
TIPO C O PATILLA FINA SIN TOMA TIERRA
TIPO D
TIPO E
