Manual de Electricidad Rutten 2012 II

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Fundación Ludovico Rutten 2012 Fundación Ludovico Rutten 2012

33 Oriente, 9 sur # 350 Fono 7

33 Oriente, 9 sur # 350 Fono 71 245102 email [email protected] 1 245102 email [email protected] www.fundacionrutten.clwww.fundacionrutten.cl

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Este Manual es material d

Este Manual es material de estudios, si lo encuentra, por fa

e estudios, si lo encuentra, por favor comuníquese con el alumno que apa-

vor comuníquese con el alumno que

apa-rece individualizado. Ya que es vital para la

rece individualizado. Ya que es vital para la formación del alumno

formación del alumno

Nombre:

Celular

Email

Recuerde:

“ Cuando cargue combustible, debe apagar el celular, es posible que las

microondas de la comunicación provoque detonaciones con el gas del

comburente”

Las herramientas deben ser utilizadas en las tareas que se han pensado

para ellas. Así el material de trabajo tiene una mayor durabilidad.

En la medida que se esfuerce por aprender seriamente esta disciplina,

entregará a sus futuros clientes seguridad, tanto para ello como para sí

Sólo el conocimiento permite mirar el futuro con confianza

La Comunicación es conducta, por ello lo que hagamos y digamos da

señales a los nuestros, si estos son niños influiremos más aún.

“El que no puede en lo poco, no puede en lo mucho...”

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INTRODUCCIÓN

Las instalaciones eléctricas de alumbrado se han desarrollado

vertiginosa-mente, especialmente en los últimos años. Este desarrollo ha sido provocado en

mente, especialmente en los últimos años. Este desarrollo ha sido provocado en

forma significativa, por la industria de la construcción. Esto ha creado un campo,

en que es necesario, más personas para proyectar, instalar, mantener, ampliar y

re- parar estos s

parar estos sistemas de al

istemas de alumbrado.

umbrado.

La problemática radica en que buen número de los que hoy trabajan en el área, no

cuentan con una

cuentan con una formación adecuada, para responder a las necesidades que ha

formación adecuada, para responder a las necesidades que ha da-

da-do este campo ocupacional.

do este campo ocupacional.

Para las personas que ven

Para las personas que ven en esto, una posibilidad de desarrollo futuro y per-

en esto, una posibilidad de desarrollo futuro y

per-manente. Este manual, le permitirá conocer y manejar conceptos que le ayudarán

manente. Este manual, le permitirá conocer y manejar conceptos que le ayudarán

a su desarrollo técnico del área, para realizar, ampliar, mantener y reparar estas

instalaciones.

Parte este manual con la noción básica de electricidad. Elemento

fundamen-tal, para poder llegar a

tal, para poder llegar a entender y manejar las unidades que han de

entender y manejar las unidades que han de continuar

continuar

Otro tema no menor son: Las tecnologías asociadas a los materiales

primor-dialmente las protecciones y su correcta utilización. Las normativas que la rigen y

dialmente las protecciones y su correcta utilización. Las normativas que la rigen y

finalmente la Ejecución en sí

El Alumno debe recordar que, la electricidad es una forma de energía muy

riesgosa, pero vital. Por tal, no es suficiente con leer este manual una vez, sino,

debe hacerse un estudio permanente serio y práctico, haciendo especial hincapié,

en las medidas de seguridad. Este será un compañero y socio, que le ayudará con

el trabajo diario. Cuídelo

UD decidió capacitarse, en un tema que no es fácil, pero sí, cuando el

hom- bre

bre pone

pone empeño,

empeño, llega

llega lejos…

lejos… Esta

Esta es

es una

una capacitación

capacitación inicial,

inicial, siga

siga perfec-

perfec-cionándose. Así prestará un mejor servicio, que se transforma en mejores

cionándose. Así prestará un mejor servicio, que se transforma en mejores

condi-ciones para su familia. No olvide:

ciones para su familia. No olvide:

La

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constancia y

y la

la disciplina

disciplina

, son el gran se-

, son el gran

se-creto. Le deseamos éxito y a trabajar.

creto. Le deseamos éxito y a trabajar.

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Módulo I

Apresto matemático

Tenemos que manejar con facilidad la aritmética, que reúne las cuatro operaciones

bási-cas como son ¨SUMA, RESTA, MULTIPLICACIÓN Y DIVISIÓN”

cas como son ¨SUMA, RESTA, MULTIPLICACIÓN Y DIVISIÓN”

En electricidad tenemos que aventurarnos un poco en las matemáticas. Por ello hagamos

un poco de historia.

El hombre detectó la necesidad de expresar lo que tenía, ya sea en animales u otros

obje-tos. Hasta ese momento se expresaba el mucho, demasiado, bastante, o poco, casi nada, etc.

tos. Hasta ese momento se expresaba el mucho, demasiado, bastante, o poco, casi nada, etc.

Es-ta forma de expresar era muy genérica. Entonces era viEs-tal expresar con precisión estos valores.

ta forma de expresar era muy genérica. Entonces era vital expresar con precisión estos valores.

Y que fueran común para todos. Se creó el concepto de números.

Los Primeros números que ocuparon la recta numérica fueron los

NÚMEROS

NATURALES NATURALES

Esta recta numérica comienza en 1,2,3,4,5,6…

Luego se dieron cuenta que podían expresar lo que tenían, pero cuando ya no les quedaban, no

sabían indicarlo, por ello se creó los

NÚMERO

NÚMERO CARDINALES

CARDINALES

Esta recta numérica comienza en 0,1,2,3,4,5,6…

Posterior a ello ya podían indicar cuando tenían y cuando no, pero se suscito

cuando debían o les debían. Ahí nacen los

NÚMEROS ENTEROS

se completa la recta Numérica, por tanto el cero se ubica en el centro de ella

-5,-4,-3,-2,--5,-4,-3,-2,-1, 0,1,2,3,4,5,6…

1, 0,1,2,3,4,5,6…

N

₀

(11)

(12)

(13)

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12

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5

5 X

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31

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12 X

X

14

12

31

5

26

26 dividido el entero es cuantos números habrá entre ello. Ejemplo

dividido el entero es cuantos números habrá entre ello. Ejemplo

1/100, o sea, uno divido por cien, dará 100 partes.

1

1 2 . 2 . Entonces Entonces el el conjunto conjunto Q Q indica indica que que entre entre loslos

número hay infinitos números, o sea los números son densos. A / B donde B es distinto de Cero

Para nuestra necesidad ya hemos completado la recta numérica

Módulo II

Igualdades

La sección que se encuentra a la izquierda del = es exactamente igual que la de la derecha

Despejemos la Incógnita. Dice que X + 12 es igual a 31 - 5

Aislamos la Incógnita. Dice que X = 31-5-12, al hacer la resta

Al Hacer la operación nos queda que X = a 14. Entonces reemplacemos la X

Acá tenemos una igualdad, ya que 26 es igual que 26

(14)

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(16)

la tabla

Módulo III

Proporciones o regla de 3

Este es un método, que nos permite, sólo conociendo 3 datos obtener el cuarto, es una

aplicabilidad múltiple.

Ejemplo. Si tengo

Ejemplo. Si tengo una caja que

una caja que pesa 60 kg

pesa 60 kg ¿Cuánto pesarán 12 cajas? De

¿Cuánto pesarán 12 cajas? De las mismas carac-

las mismas

carac-terísticas

terísticas

Acá debe crear dos igualdades y luego hacer una multiplicación cruzada.

1 caja = 60 Kg 1 caja = 60 Kg 12 caja = X kg 12 caja = X kg

Para relacionar las igualdades debo mantener el orden de los datos, o sea las

cajas en el sector de las cajas y los Kg en el sector de los Kg y multiplicar

cruzado

Esto nos permite transformar dos igualdades en una sola y queda de la Esto nos permite transformar dos igualdades en una sola y queda de la

si-guiente manera. Siempre debo iniciar por la Incógnita o sea;

guiente manera. Siempre debo iniciar por la Incógnita o sea;

Este es un ejemplo genérico, en el curso veremos mayores

aplicaciones, por ello practique, sólo esto le dará la

experien-cia necesaria, para saber cuando aplicar las fórmulas, que

cia necesaria, para saber cuando aplicar las fórmulas, que

ire-mos conociendo

mos conociendo

Nota: “

Es

Es Muy

Muy importante

importante que

que maneje

maneje con

con facilidad

facilidad las

las ta-

ta-blas de multiplicar” blas de multiplicar” Signo

Signo Original Original Pasa Pasa Como Como Signo Signo InversoInverso

+ (más)

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- (menos)

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(multiplicación)

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(División)

(raíz cuadrada)

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X

22

(potencia cuadrada)

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(potencia cuadrada)

Pasa ComoPasa Como

(raíz cuadrada)

1 caja = 60 Kg 1 caja = 60 Kg 12 caja = X kg 12 caja = X kg

X * 1 caja = 12 Cajas * 60 kg

X =

12 Cajas * 60 Kg12 Cajas * 60 Kg 1 Caja 1 Caja

X = 720 Kg

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plicación directa, o sea, 20X36/100 o con propor

plicación directa, o sea, 20X36/100 o con proporcionalidad

cionalidad

Ejemplo

Ya Sabemos que para relacionar dos igualdades, debemos ordenarlas según sus características y

después debemos multiplicarla cruzada, y así se transforma en una igualdad

Ahora al multiplicar cruzado

nos queda

Y se simplifica. Los porcentajes se van con los

por-centajes y los ceros con los ceros, por tanto el

centajes y los ceros con los ceros, por tanto el

resulta-do es: 7,2

do es: 7,2

Ejemplo: ¿Qué porcentaje es 35 de 70.Entonces ordenamos los datos

Lo primero es reconocer las partes de la pregunta. Nos preguntan que

por-centaje es 35 de 70, o sea, nuestro 100% es 70 y nuestro 35 da origen a la

centaje es 35 de 70, o sea, nuestro 100% es 70 y nuestro 35 da origen a la

incógnita.

Después desarrollamos nuestra multiplicación cruzada, y aislamos la

incógnita, posterior a ello simplificamos.

Para ayudarnos en las simplificaciones, tenemos que tener en cuenta las

potencias de diez.

Las Potencias de diez, son el resultado de la multiplicación como así la

división por esta potencias ( 10,100,1.000,10.000,100.000…)

Sólo se aplica que

Para multiplicar por potencias de diez, se debe correr la coma hacia la derecha, tantos

es- pacios como así tenga la potencia.

pacios como así tenga la potencia.

No

No olvida

olvida que

que los

los números

números tienen

tienen la

la coma

coma

implícita ejemplo:

100% = 36 100% = 36 20% = X 20% = X X*100%=36*20% X*100%=36*20% X = X =36*20%36*20% 100% 100% X = 7,2 X = 7,2 70 = 100% 70 = 100% 35 = X 35 = X

X70=35100%

X =

35*100%35*100% 70 70

X = 50%

Al

Al ver

ver un

un número

número entero,

entero, en-

en-ttoonnccees

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e sseerrá

á cc oo m

m oo

(20)

(21)

(22)

En el caso de la división se corre la coma hacia la izquierda, tantos espacios como ceros tenga

la potencia.

Al recordar esto hace más fácil manejar potencias de 10 grandes, ya que no dividimos o

multi- plicamos, sino

plicamos, sino que, corr

que, corremos la

emos la coma hacia

coma hacia la der

la derecha o

echa o Izquierda s

Izquierda según la

egún la necesidad,

necesidad, así. Lo-

así.

Lo-gramos mayor celeridad de

gramos mayor celeridad de

respuesta en los cálculos.

Este apresto matemático persigue que el alumno adquiera ciertas facilidades para aplicar a sus

50.000 50.000,

,

0/10.000

5 5,

,

0000= 5

Para Multiplicar corremos la

,

hacia la derecha, según ceros tenga hacia la derecha, según ceros tenga la potenciala potencia

Para Dividir corremos la

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La Electricidad es un fenómeno físico intangible, no lo podemos medir por nuestros sentidos,

Sólo podemos reconocer sus efectos.

Principales efectos Eléctricos

Lumínico:

Podemos

Podemos producir

producir luz

luz

Térmico:

Podemos

Podemos producir

producir calor

calor

De

De Movimiento:

Movimiento:

Producir

Producir movimientos.

movimientos. Poner

Poner en

en movimiento

movimiento un

un motor

motor

Químico:

Podemos

Podemos cromar

cromar metales

metales

Magnético:

Usado

Usado en

en los

los electroimanes

electroimanes o

o levitación

levitación magnética

magnética

GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD

La Energía eléctrica es una energía natural, tal cual la energía lumínica, que nos da luz, como la

térmica que nos da calor. Estas energías son vitales, por ello debemos generar la energía

necesa-ria, para poder producir estas. Las fábricas de electricidad son conocidas como

ria, para poder producir estas. Las fábricas de electricidad son conocidas como

GENERADO-RAS DE ELECTRICIDAD: Según la cantidad que generan tenemos dos tipos:

RAS DE ELECTRICIDAD: Según la cantidad que generan tenemos dos tipos:

Fuentes Portátiles de Energía Eléctrica

Centrales Generadoras

Fuentes Portátiles de Energía

Estas son fuentes, que aportan pequeñas cantidades de electricidad, por ello se

(26)

(27)

(28)

1.

Alumbrado Público

2.

Procesos industriales, motores, calefacción

3.

Para el transporte público, como son el Metro y el Ferrocarril

Generación Eléctrica

Centrales Hidráulicas

Estas utilizan la energía potencial del agua

Centrales Térmicas

Usan la energía contenida en los combustibles fósiles, como son el

petróleo, carbón, gas

Centrales Eólicas

Estas utilizan la energía del viento, que son utilizadas por aspas,

como grandes ventiladores, conocidos como los molinos.

Centrales Atómicas

Estas por un proceso térmico elevan la temperatura del vapor,

lo-grando grandes presiones, con ello se ponen en movimiento los

grando grandes presiones, con ello se ponen en movimiento los

generadores.

Principio Básico Eléctrico

Para comprender este fenómeno, debemos entender la estructura de la materia.

Materia

: Es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio.: Es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio.

Molécula

Molécula: Es la parte más pequeña de la materia, sin que pierda la con-

: Es la parte más pequeña de la materia, sin que pierda la

con-dición de seguir siendo la materia original de la que la seccionamos.

dición de seguir siendo la materia original de la que la seccionamos.

Átomo

Átomo: Al seguir dividiendo la materia, pasamos de la molécula y lle-

: Al seguir dividiendo la materia, pasamos de la molécula y

lle-gamos al componente más pequeño como es el átomo

gamos al componente más pequeño como es el átomo

El Átomo

: En este podemos identificar.: En este podemos identificar.

Un cuerpo central

Un cuerpo central llamado núcleo, en

llamado núcleo, en este de ubican

este de ubican los

los pp

++

protones,

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mo que ha ganado uno o más electrones, quedando en

des-equilibrio, con una carga negativa(-)

equilibrio, con una carga negativa(-)

LEY DE LOS SIGNOS:

Las partículas elementales, protones ó electrones reaccionan entre sí según su carga, de

acuerdo a la siguiente relación

Las cargas del mismo signo se repelen

Las cargas de distinto signo se atraen.

Las cargas eléctricas de un átomo, y por lo tanto de la materia que éste forma, está en la

base

base del

del fenómeno

fenómeno eléctrico.

eléctrico. Podríamos

Podríamos decir

decir que

que cuando

cuando hablamos

hablamos de

de electricidad

electricidad estamos

estamos

hablando de las propiedades y comportamientos de las

cargas eléctricas que se encuentran en la

cargas eléctricas

que se encuentran en la

materia.

MAGNITUDES ELÉCTRICAS

Estas son las unidades en que se mide cada uno de los elementos que componen este

““Fenómeno Físico Intangible

Fenómeno Físico Intangible”, como la electricidad. Entonces conoceremos unidades eléctri-

”, como la electricidad. Entonces conoceremos unidades

eléctri-cas, cómo se miden y definen las propiedades y comportamiento de las cargas eléctricas.

cas, cómo se miden y definen las propiedades y comportamiento de las cargas eléctricas.

POTENCIAL ELÉCTRICO

Sí en un lugar del espacio, ponemos una cantidad de cargas eléctricas de igual signo,

ejemplo, un metal ionizado, es decir, con sus átomos en desequilibrio eléctrico, esta

acumula-ción de cargas afectará a las demás cargas de distinto signo y una fuerza de repulsión sobre

ción de cargas afectará a las demás cargas de distinto signo y una fuerza de repulsión sobre

aquellas de igual signo.

A esta fuerza que impone un movimiento sobre las cargas eléctricas, de atracción o

repul-sión, según sea su signo, se le denomina

sión, según sea su signo, se le denomina

VOLTAJE, TENSIÓN, DIFERENCIA DE PO-

VOLTAJE, TENSIÓN, DIFERENCIA DE

PO-TRENCIAL

TRENCIAL o s

o simplemente

implemente POTENCIAL

POTENCIAL ELÉCTRICO

ELÉCTRICO. Las cargas eléctricas sobre las cua-

. Las cargas eléctricas sobre las

cua-les se ejerce esta fuerza que las pone en movimiento, son electrones que se desplazan, a los que

les se ejerce esta fuerza que las pone en movimiento, son electrones que se desplazan, a los que

se les denomina electrones libres. En general los metales poseen un número significativo de

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