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Colaboradores en este número Colaboradores en este número
Leopoldo Parra Reynada Leopoldo Parra Reynada Armando Mata Domínguez Armando Mata Domínguez Raúl J. E. Aguirre
Raúl J. E. Aguirre Horacio M. R. Aguirre Horacio M. R. Aguirre
Electrónica y Servicio es una publicación editada por Electrónica y Servicio es una publicación editada por México Digital Comunicación, S.A. de C.V., México Digital Comunicación, S.A. de C.V., (diciem-bre 2006) Revista Mensual. Editor Responsable: bre 2006) Revista Mensual. Editor Responsable: Fe-lipe Orozco Cuautle.
lipe Orozco Cuautle. Número Certi
Número Certifificado de Reserva de Derechos alcado de Reserva de Derechos al Uso Exclusivo de Derecho de Autor 04 – Uso Exclusivo de Derecho de Autor 04 – 2003-121115454100-102. Número de Certi
121115454100-102. Número de Certifificado de Lici-cado de Lici-tud de Título: 10717. Número de Certi
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(55) 2973-12973-1123. 123. clientes@[email protected]. Salida digital: Enrique Vinic
Salida digital: Enrique Vinic io González Yiedra Teio González Yiedra Tel. 01l. 01 (55) 1997-5170. Impresión: Impresiones técnicas (55) 1997-5170. Impresión: Impresiones técnicas
grá-fificas, S.A. de C.V., Vía Morelos No. 601 Local 6, Col.cas, S.A. de C.V., Vía Morelos No. 601 Local 6, Col. San Pedro Xalostoc, Ecatepec de Morelos, Estado de San Pedro Xalostoc, Ecatepec de Morelos, Estado de México, CP 55310, Tel. 01 (55) 5569-5963. Fax. 01 México, CP 55310, Tel. 01 (55) 5569-5963. Fax. 01 (55) 5569-6413. Distribución: Distribuidora Intermex, (55) 5569-6413. Distribución: Distribuidora Intermex, S.A. de C.V., Lucio Blanco 435, Col. San Juan S.A. de C.V., Lucio Blanco 435, Col. San Juan Ixtl-ahuaca, México, D.F. CP 02400 y México Digital ahuaca, México, D.F. CP 02400 y México Digital Co-municación, S.A. de C.V. Suscripción anual $540.00, municación, S.A. de C.V. Suscripción anual $540.00, por 12 números
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Leopoldo Parra Reynda Leopoldo Parra Reynda
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Artículo elaborado por el equipo de Redacción, con base en
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Armando Mata Domínguez Armando Mata Domínguez
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Artículo elaborado por el equipo de Redacción, con base en materiales de CEKITmateriales de CEKIT
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Leopoldo Parra Reynada Leopoldo Parra Reynada
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Instrumentación ción para el serviciopara el servicio
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Artículo elaborado por el equipo de Redacción, con base en
Artículo elaborado por el equipo de Redacción, con base en materiales de CEKITmateriales de CEKIT Armando
Armando Mata Mata DomínguezDomínguez
Sistema
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• Caso de servicio: Reproductor de DVD
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Panasonic de cinco discos
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• Bafles y altavoces
• Bafles y altavoces
• La teoría y la práctica del audio automotriz
• La teoría y la práctica del audio automotriz
• VeriFlyback: El probador de
• VeriFlyback: El probador de
fly-backs con voz
backs con voz. Segunda parte. Segunda parte
Alternativas laborales
Alternativas laborales
• Fundamentos de elect
• Fundamentos de electricidad. Minricidad. Minicurso deicurso de
electricidad doméstica. Tercera parte
electricidad doméstica. Tercera parte
• Instalación de una alarma con
• Instalación de una alarma con sensoressensores
de apertura de puertas y ventanas
de apertura de puertas y ventanas
Instrument
Instrumentación para el ación para el servicioservicio
• Más sobre la aplicación del osciloscopio en el servicio
• Más sobre la aplicación del osciloscopio en el servicio
• Funciones especiales del multímetro digital: Detector
• Funciones especiales del multímetro digital: Detector
de niveles lógicos y probador
Introducción
En el mundo de la electrónica, durante mucho tiempo circuló la frase: “Tan sencillo como instalar un auto-es-téreo”. Ya sabemos que hace algunos años, el proceso de instalación de estos aparatos era sorprendentemen-te sencillo: básicamensorprendentemen-te, sólo había que conectar la ali-mentación, la antena externa, la bocina, ¡y listo!
Sin embargo, con los enormes avances que ha ex-perimentado el concepto de car-audio, en la
actuali-dad existen múltiples aspectos que hay que tener en cuenta para instalar un sistema de audio-video
auto-motriz de última generación. Por ejemplo, ahora hay que dominar el proceso de conexión de un reproduc-tor múltiple de discos compactos instalado en el guar-da-equipaje; también debemos saber cómo se instala y configura un amplificador de potencia, que le per-mite al usuario obtener un audio a gran volumen con alta calidad; y hay que conocer los distintos tipos de bocinas,cross-overs, sistemas de ecualización, etc. En
fin, el instalador decar-audio moderno debe ser un
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Pr ecisamente el estudio de estos fundamentos bási cos, es el objetivo del presente artícu lo; es el pri mer o de un a seri e enfocada a mostrar a nu estros lector es los
conocim ien tos in dispens ables para hacer, de una for ma r ápida y efi ciente, la in stalación de un equi po de car-audi o.
¡COMENZAMOS!
LA TEORÍA Y LA
PRÁCTICA DEL AUDIO
AUTOMOTRIZ
cimientos en electricidad, electrónica, audio, video, etc. (figura 1).
Precisamente la intención de la serie de artículos que ahora inicia, es dar un vistazo al mundo de la ins-talación de estos sistemas. Esperamos que nos acom-pañe en toda la serie; quizá, después de un tiempo, prestar este servicio a sus clientes se convierta en una fuente de ingresos para su taller de servicio.
Antecedentes
¿Recuerda cómo eran los automóviles hace 20 años o más? Es probable que vengan a su mente las imáge-nes de vehículos que ahora son considerados verda-deros clásicos; y si “convivió” con alguno de ellos, re-cordará que, en realidad, incluían relativamente poco equipo impulsado por electricidad. De hecho, el siste-ma eléctrico se utilizaba para el arranque, la ilumina-ción, una radio sencilla (lo máximo a lo que se podía aspirar, era un reproductor de casetes), el movimien-to de los limpiaparabrisas y... casi nada más.
Esto significa que en dichos automóviles, el siste-ma eléctrico estaba diseñado para siste-manejar una car-ga muy reducida; y casi nunca, era necesario hacerle modificaciones importantes (figura 2).
Por el contrario, en vehículos modernos, casi todo es impulsado por la electricidad: seguros, vidrios, ce-rraduras y alarmas electrónicas, sistemas de aire
acon-dicionado y calefacción, equipos de descongelado o desempañantes del parabrisas o del cristal trasero, equipos de sonido muy avanzados y ¡pantallas de vi-deo conectadas a Internet! (figura 3). Evidentemente, todo esto requiere de una fuente de alimentación; por lo tanto, el sistema eléctrico de un automóvil moder-no debe soportar un nivel de carga mucho mayor que el de los vehículos antiguos; además, tiene que
con-Figura 1
Para el servicio e instalación d e sistemas aud io-video, los técnicos profesionales deben dominar una serie de conocimientos y ha bilidad es que van desde técnicas de instalación hasta conceptos teóricos y nociones de funcionamiento d e cada uno de los eq uipos a instalar.
Reprod ucto r múltiple de d iscos compactos
Amplificador de potencia Distintos tipos de bocinas,
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Los auto móviles de hace 20 año s incluían poco eq uipo que para fun cionar necesita ra electricidad . El sistema eléctrico se utilizaba para el arranq ue, la iluminación y en a lgunas marcas innovadora, para una radio sencilla y en los modelos de lujo para un reproductor de casetes. Esto significa q ue las cargas de electricidad requeridas
eran muy bajas.
tar con suficientes protecciones como para garantizar un funcionamiento adecuado.
Este es uno de los aspectos más importantes en el momento de planear la instalación de uncar-audio, y
Figura 4
uno de los más descuidados por los instaladores con poca experiencia. Enseguida describiremos los pa-rámetros en los que debemos fijarnos para saber si el sistema eléctrico de un automóvil es capaz de
ali-El alternador es un peq ueño dispositivo, que va conect ado al mot or y en realidad es la principal fuente de energía eléctrica. La batería es indispensable para el
arranque del vehículo y para alimentar, mientras se encuentra apa ga do, a sus diferentes dispositivos eléctricos
Fuentes de energìa en e l automovil Figura 3 Panta lla de navegación Equipo de audio Monitor pa ra DVD Antena Amplificador Reproductor de DVD Bocinas
Reprod ucto r múltiple de discos compactos
Computadora para navegación
Bocinas subwoofer Actualmente,, pensar que un a utomóvil es más “mecánica”
que electrónica, es la idea má s equivocada q ue podemo s tener. Y para muestra ba sta coment ar que, cada vez más, los vehículos mod ernos incluyen una serie de prestacion es de a udio, video y multimedia con e l propósito de h acer más placentero el viaje al conductor y a sus acompa ñantes.
mentar a todos los equipos que van a ser instalados; también veremos las modificaciones que se le deben hacer, en caso de que no sea suficiente para cumplir dicha tarea.
La fuente de alimentación de un automóvil
Si usted hace una encuesta entre varios automovilis-tas promedio, para saber de dónde proviene la ener-gía eléctrica que alimenta al equipo de audio de su respectiva unidad, seguramente nueve de cada diez le dirán que la obtienen de la batería. Sin embargo, esto no es verdad; ciertamente, la batería es indispen-sable para el arranque del vehículo y para alimentar, mientras se encuentra apagado, a sus diferentes dis-positivos eléctricos; pero una vez que es encendido, su principal fuente de energía eléctrica es el alterna-dor; se trata de un pequeño dispositivo, que va conec-tado al motor (figura 4). Dicho componente convierte en electricidad el movimiento mecánico del motor, la cual alimenta a todo el sistema eléctrico y –de paso– recarga la batería.
Sin embargo, tal como su nombre lo indica, un al-ternador genera energía eléctrica en forma de co-rriente alterna; en cambio, casi todo el equipo eléc-trico de un automóvil requiere corriente directa. Para obtener esta última, se utilizan varios diodos rectifi-cadores de alta potencia, localizados dentro del pro-pio alternador, y son capaces de soportar las altas co-rrientes que circulan a través del sistema eléctrico del vehículo (figura 5).
Parece que exageramos al decir que “en el interior de un automóvil circula mucha corriente”; para com-probarlo, enseguida aplicaremos las fórmulas elemen-tales de ley de Ohm y de cálculo de potencia.
Calculando la potencia consumida en el sistema eléctrico
En realidad, el dispositivo que más corriente consu-me en el interior de un vehículo, es el motor de arran-que (figura 6A); cuando se enciende, fácilmente puede consumir más de 30 amperes de corriente. De manera que si usted intenta una y otra vez arrancar un auto-móvil por medio de este motor, la batería se descar-gará con rapidez.
Pero la situación cambia por completo, cuando el motor ya está en funcionamiento; en este caso, la ba-tería deja de suministrar energía y –por el contrario– requiere de cierta cantidad de corriente para reponer la energía perdida durante el arranque. Precisamente en ese momento, comienza a funcionar el alternador: suministra una corriente constante, la cual recarga a las celdas de la batería; y así, ésta quedará lista para la siguiente ocasión que el conductor encienda el ve-hículo (figura 6B).
El alternador también proporciona la energía ne-cesaria para el funcionamiento de los faros, de las lu-ces del tablero, de los limpiaparabrisas, de las venta-nas eléctricas, del sistema de aire acondicionado, de la calefacción, etc.; y por supuesto, se encarga de ali-mentar alcar-audio instalado en la unidad.
Ahora bien, aunque los alternadores automotrices están diseñados para manejar corrientes muy eleva-das, no pueden satisfacer todas las necesidades al mismo tiempo. Por ejemplo, en una noche fría y llu-viosa, en la que se requiere usar simultáneamente los faros, los limpiaparabrisas, la calefacción y el sistema antiempañante, el sistema eléctrico convencional de un automóvil puede consumir fácilmente entre 20 y 25 amperes de corriente; esto puede ser manejado sin problemas por un alternador común, que normalmen-te está diseñado para proporcionar hasta unos 35 o 40 amperes de corriente. Pero si a todo lo anterior le su-mamos un equipo de sonido muy poderoso, la situa-ción puede ser realmente complicada.
El proceso de arranq ue consiste en ha cer girar el motor para po nerlo en ma rcha. Como un mot or no puede arrancar por sí mismo, su cigüeñal tiene que ser girado por una fuerza externa propo rcionada por una fuente d e energía (en este caso la ba tería).
Durante el proceso de carga se rellena la energ ía a la bat ería (la cual es usada po r el eq uipo de arranque). El equipo d e carga consiste en el alternador, que g enera electricidad, y el regulador, que mantiene el voltaje constante de la electricidad generad a.
Configuración del
sistema de carga
Configuración del sistema
de arranque
Batería Motor de arranque Cremallera Engrane piñón Interruptor de encendido Interruptor de encendido Regulador Alternador Figura 6Supongamos que un usuario desea instalar un equi-po de sonido muy equi-poderoso en su automóvil , de unos 250 watts de salida total (figura 7). ¿Cómo afecta esta carga al sistema eléctrico, y qué problemas podemos enfrentar? Veamos.
Recordando las fórmulas básicas
Aunque usted ya lo sabe, recordemos que la ley de Ohm y la ley de la potencia eléctrica están regidas por un par de fórmulas muy sencillas (con distintas variantes):
Voltaje = corriente x resistencia Potencia = voltaje x corriente
Entonces, si conocemos la potencia que consume un aparato y el voltaje con que está siendo alimentado (que en el caso de un automóvil, siempre es de 12Vdc),
Figura 7
fácilmente podemos calcular la corriente necesaria para que el equipo funcione a su máxima capacidad. En nuestro ejemplo, si el usuario quisiera instalar un equipo de audio de unos 250 watts de potencia total y aplicáramos la segunda fórmula, determinaríamos que el alternador debe suministrar al aparato poco más de 20 amperes de corriente, para que éste pueda fun-cionar a su máximo volumen. Esta corriente, sumada a los 15 ó 20 amperes necesarios para hacer funcio-nar al mismo tiempo a todos los elementos descritos en el subtema anterior, pondría en grave riesgo a un alternador común; éste se encontraría muy cerca de su máximo límite operativo, y podría dañarse; y en el peor de los casos, la situación daría al traste con todo el sistema eléctrico del automóvil.
Estos cálculos nos sirven para algunos aspectos muy importantes, en el momento de instalar un equi-po de audio automotriz:
• Determinar si el alternador incluido junto al motor del automóvil tiene la suficiente capacidad como para manejar toda la corriente que demandarán to-dos los aparatos que serán instalato-dos.
• Determinar el calibre de los cables de alimentación para cada uno de estos elementos.
• Calcular las protecciones que se deben colocar para la seguridad del auto-estéreo, los amplificadores, etc.
Estos dos últimos puntos son mucho más importantes de lo que la mayoría de las personas podrían pensar. Como los auto-estéreos y amplificadores modernos consumen una gran cantidad de corriente, es
Tabla 1
so colocar cables muy gruesos, tanto para la alimen-tación como para el transporte de la señal de audio hasta las bocinas.
Tal como dijimos en el ejemplo anterior (un equi-po de sonido de aproximadamente 250W de equi- poten-cia), el aparato consumiría alrededor de 20 amperes de corriente si fuera utilizado a su máxima potencia (figura 8).
Si colocamos un cable delgado para conectar el es-téreo hacia la fuente de alimentación, se sobrecalen-tará; incluso puede quemarse, con el riesgo que esto implica.
Mediante las fórmulas básicas de cálculo de volta- jes, corrientes, resistencia y potencia, fácilmente po-demos calcular el calibre adecuado del cable, a fin de evitar pérdidas por sobrecalentamiento; y así,
garanti-zaremos una operación adecuada del equipo y un au-dio de gran calidad.
Para facilitar el trabajo del técnico, se han elaborado tablas muy completas que le permiten calcular rápida y fácilmente el calibre adecuado del cable que necesi-ta. En la tabla 1 se muestra una de estas tablas, don-de en la parte don-de la iz quierda tenemos la cantidad don-de amperes máxima que deseamos manejar; en la par-te superior, se especifican los distintos calibres comu-nes de cable; y en la parte central, la máxima distan-cia recomendada que puede recorrer esa cantidad de corriente en un determinado calibre de cable (distan-cia en pies). Si por ejemplo el auto-estéreo requiere un máximo de 20 amperes de corriente, y usted sabe que desde el alternador hasta este aparato hay alrededor de 1.5 metros (5 pies), por medio de la tabla podrá
de-terminar rápidamente que el calibre de cable adecua-do para esta aplicación es del número 10.
Esto también nos sirve para calcular la capacidad del fusible de protección que debe colocarse entre el alternador y el equipo de sonido (figura 9). Nunca debe conectarsedirectamenteun cable desde el alternador hasta el auto-estéreo, sin antes colocar un fusible de protección; de preferencia, en alguno de los espacios vacíos que normalmente quedan en las cajas de fusi-bles de los automóviles modernos (figura 10). De esta forma, en caso de que el aparato sufra un desperfec-to que provoque una demanda excesiva de corriente, el fusible actuará como protección; y entonces cortará la alimentación, para evita mayores problemas tanto para el propio equipo de audio como para la instala-ción eléctrica del automóvil.
Finalmente, si después de hacer todos estos cálcu-los, determina que el alternador incluido en el
vehícu-lo no es suficiente como para soportar la carga adicio-nal que implica el aparato de sonido, siempre tendrá la opción de cambiarlo por un alternador de alta capaci-dad (figura 11). Este dispositivo, puede suministrar más de 50 amperes para alimentar al equipo eléctrico de la unidad; incluso si la instalación es “extrema”, puede colocar un alternador adicional, que servirá para ali-mentar exclusivamente al equipo de audio- video.
En futuros artículos explicaremos cómo elegir e instalar un alternador de alta potencia, y veremos las precauciones que deben tomarse en el momento de realizar esta tarea.
Conclusiones
Como ha podido ver, la instalación de un auto-esté-reo moderno involucra algunos conceptos y fórmulas que, aunque sencillas, pueden ser determinantes para el buen funcionamiento del mismo. A demás de lo an-terior, hay muchos puntos finos que debemos consi-derar en la instalación de un sistema de audio-video avanzada; muchos de estos secretos serán revelados en las próximas entregas de esta serie.
Nuestro objetivo es que, cuando termine de estudiar esta serie de artículos, usted sea capaz de llevar a cabo una instalación de audio avanzada; y que sepa cuidar todos los aspectos, de modo que garantice al consu-midor un trabajo bien hecho y un sonido (e imagen, si es el caso), excepcional. Hasta el próximo artículo.
Figura 9
Figura 10
Prof. Armando Mata Domínguez Instructor Prof. José Luis Oro zco Cuautle Director General 14 :0 0 a 20 :0 0 PRIMER DIA 9:0 0 a 15 :00 SEGUNDO DIA
Co sto : $500
S e m i n a r i o
Tem ar io:
M at er ial
D u r a c i ó n :
R e p a r a c i ó n
d e
t e le v is o r e s
d e
p a n t a lla g ig a n t e
a r r ib a d e
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de SERVICIO1. Reconocim iento funci onal de un retro p royector KP-Sony.
2. Fuente de alimentación co nmutada en TV de pantalla grande.
3. El sistema de control.
4. La sección de video.
5. Cinescopios .
6. El circuito de convergencia digital-electrónica.
7. Sección del horizontal.
8. Sistemas de protecció n.
9. El retro pro yector de TV de LCD.
10. Procedimiento para soldar y desoldar ci rcuitos integrados de montaje de superficie de muy alta escala de integración.
11. Características de la televisión de alta definición.
TEMA ESPECIAL: Cómo
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de tu centro de servcio. “A TENCIÓN ”
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¡Nuev as Sedes!
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E l propósito de un a instalación es distri bui r la electricidad entre todos los equipos eléctricos conectados a la mi sma, de la forma m ás efi ciente, segu ra y or den ada posible. Par a log rar esto, los elementos de una in stalación se agr upan en circuitos individuales llamados “circuitos derivados”. E stos cir cuitos son el pun to de par tida del di señ o de cu alqu ier in stalación eléctrica modern a. Y en el presente artículo, explicaremos pr eci sam ente cóm o está estr uctur ado el sistema eléctri co de un a casa típica desde el punto de vista de sus ci rcu itos derivados; además, proporcionaremos los elementos conceptuales para su repr esentación g ráfi ca.
MINICURSO DE
ELECTRICIDAD
DOMÉSTICA
Segunda parte: Circuitos derivados y
diagramas eléctricos
Ar tículo elabor ado por el equ i po de
R edacción, con base en mater iales de CE K I T
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Circuitos eléctricos de una casa
A través de líneas aéreas o subterráneas llamadas
acometidaso cables alimentadores, las
compa-ñías de electricidad suministran la energía eléctrica a los hogares.
Dichas líneas llevan la electricidad desde el trans-formador de distribución más cercano, hasta al siste-ma eléctrico de la casa. En la figura 1A se muestra la estructura típica de una instalación residencial con cable alimentador aéreo; y en la figura 1B, la de una instalación con cable alimentador subterráneo. El tipo de servicio recibido (aéreo o subterráneo), depende de factores técnicos, económicos y geográficos.
En la figura 2 se muestran los elementos de un sis-tema eléctrico residencial típico con alimentación aé-rea. Como puede ver, consta básicamente de una aco-metida, un medidor, un panel de entrada del servicio, un centro de distribución y una serie de circuitos in-dividuales llamadoscircuitos derivados.
Estos últimos son los que finalmente alimentan a los elementos eléctricos de la vivienda. El centro de distribución puede ser parte del panel de entrada del servicio; o, como en este caso, uno o más subpane-les separados que se localizan en diferentes partes del edificio.
cio subterráneo, pueden provenir de un poste o de un transformador montado en una base de concreto en el piso o en una bóveda bajo tierra.
El número de conductores del ramal de acometida depende del número de fases contratadas para la vi-vienda y de las características e importancia del su-ministro.
Actualmente, la mayoría de las instalaciones resi-denciales utilizan acometidas monofásicas o trifási-cas. Las primeras constan de dos conductores (una fase y un neutro) y las segundas de cuatro conducto-res (tconducto-res fases y un neutro).
En la figura 4 se comparan las configuraciones de voltaje típicas de estos dos sistemas.De aquí en ade-lante, salvo que se especifique otra cosa, habla-remos únicamente del sistema monofásico de dos conductores.
Sistema monofásico de dos conductores
Este sistema se muestra en la figura 4A; es el que más se utiliza en las casas, y proporciona la tensión de ser-vicio normal (digamos, 120 o 220 voltios, dependien-do del país dependien-donde viva). Observe que para obtener los 120V normales de la línea de alimentación domésti-ca, es necesario tomar sólo una de las fases y el nivel
de neutro; por esta razón, al cable que transporta la energía eléctrica se le denomina “vivo”.
Esta tensión se utiliz a para alimentar equipos eléc-tricos de bajo consumo como televisores, computa-doras, equipos de sonido, electrodomésticos peque-ños, etc.
Sistema trifásico de cuatro conductores
El sistema trifásico de cuatro conductores (figura 4B), muy utilizado en fábricas, hospitales, etc., suministra también dos tensiones de servicio diferentes; general-mente, 120 y 208 voltios. Pero es mucho más flexible que el sistema anterior.
Un sistema trifásico de cuatro conductores puede, por ejemplo, alimentar circuitos de cuatro conduc-tores de 120/ 208V, circuitos de tres conducconduc-tores de 120/ 208V, circuitos de tres conductores de 208V, cir-cuitos de dos conductores de 208V y circir-cuitos de dos conductores de 120V. Casi todas las redes de distribu-ción públicas modernas son de este tipo.
En Europa y algunos países de América Latina como Argentina y Chile, se utiliza el sistema trifásico de 220/ 380V (figura 4C). Este tipo de red
proporcio-Líneas de alta tensión Fase (120V) Neutro Fase (120V) Bucles Transformador de distribución Cable de tierra Cabezal de entrada T r a n s f o r m a d o r d e d i s t r i b u c i ó n L1 N L2 120V 120V 240V 120V 120V 208V T r a n s f o r m a d o r d e d i s t r i b u c i ó n L1 N L3 L2 120V 208V 208V T r a n s f o r m a d o r d e d i s t r i b u c i ó n L1 N L3 L2 220V 220V 220V 380V 380V 380V Figura 3 Figura 4 A B C
na 380 voltios entre cualquier par de fases, y 220 vol-tios entre cualquier fase y el neutro. Por consiguien-te, en el interior de los edificios pueden tenerse dos tipos de voltajes de servicio; el de 220 voltios se utili-za para enchufes e iluminación, y el de 380 para apa-ratos de gran consumo como hornos, máquinas-he-rramientas, etc.
La mayoría de las acometidas aéreas utilizan cable dúplex, constituido por dos conductores aislados (fi-gura 5A). Uno de los cables corresponde a la fase (ca-ble “vivo”), y el otro es el neutro.
Una vez que la instalación eléctrica de una casa ha sido completamente alambrada e inspeccionada, la compañía de energía eléctrica conecta la línea de acometida al cable de entrada, encargado de llevar l a electricidad al interior de la vivienda. En la figura 5B se muestra la estructura de un cable de entrada típico .
El cable de entrada ingresa a la vivienda a través de una pieza metálica o plástica en forma de U, llamada
mufa o cabezal de acometida. La mufa protege al ca-ble de entrada contra la humedad, y evita que el agua entre en la instalación.
Muchas veces, en vez de un cable de entrada com-pacto como el que se muestra en la figura 5B, se utili-zan dos conductores separados. De todas formas, los cables de entrada deben llegar primero al medidor (lo-calizado dentro o fuera del edificio), el cual registra o cuantifica la cantidad de energía eléctrica consumi-da en la vivienconsumi-da.
En la figura 6 se muestran dos tipos de contadores utilizados normalmente en las instalaciones domici-liarias. La lectura se realiza de izquierda a derecha.
En el contador que aparece en la figura 6A, esta lec-tura es inmediata; y en el contador que se muestra en la figura 6B, está dada por el número que la aguja o puntero ha pasado en cada dial o carátula.
En la figura 6C se ejemplifica una indicación de con-sumo; en este caso, la lectura es de 89281 kW-h. Ob-serve usted que las agujas de los diales 1, 3 y 5 giran en sentido horario (CW); y que las de los diales 2 y 4 lo hacen en sentido antihorario (CCW).
Después de pasar por el medidor, los conductores del cable de entrada llegan al panel de servicio, que es el “corazón” y centro de control del sistema eléctri-co de la vivienda. En esta caja o cabina usted eneléctri-con- encon-trará siempre el mecanismo principal de desconexión, encargado de impedir que los daños en la instalación eléctrica de su casa afecten la red de distribució n de la compañía eléctrica. Como mecanismo de desco-nexión, generalmente se utiliza un breaker , especifi-cado para la máxima cantidad de corriente que pue-de entregar el panel; por ejemplo, 100A, 125A, 150A, 200A, etc.
Una vez dentro del panel de servicio, los dos con-ductores del cable de entrada se conectan al meca-nismo de desconexión general. Para las instalacio nes comerciales (e incluso para las residenciales), es con-veniente conectar también un tercer cable hacia una varilla metálica larga enterrada físicamente en el sue-lo (constituyendo el llamadosistema de protección
Cables aislados Neutro Vivo Conductor aislado ("vivo") Conductor desnudo trenzado (neutro) Aislamiento termoresistente Malla interna Cintas impermeables a la humedad Malla externa Figura 5 A B Figura 6 A B C
a tierra de la instalación); esto proporciona una
pro-tección adicional al usuario, contra posibles descar-gas por parte de sus aparatos eléctricos.
Para reforzar el sistema de tierra, la barra colecto-ra del neutro se conecta en las tuberías metálicas de suministro de agua de la vivienda. En caso de que us-ted desee que su instalación eléctrica esté protegida con el cable de tierra física, pero no cuente con la va-rilla enterrada de referencia, la tubería de agua fría es un buen punto para la conexión de tierra.
Después del medidor y el panel de servicio, el si-guiente elemento de una instalación eléctrica es el centro de distribución. Esta caja contiene los fusi-bles obreakers que controlan y protegen a los circui-tos derivados.
En la figura 7 se muestra la forma más común de conectar un centro de distribución. En la figura 7A es un subpanel separado, que se localiza en cualquier
parte de la instalación; y en la figura 7B, forma parte del panel de servicio.
La conexión entre el centro de distribución y el pa-nel de servicio se realiza a través de un cable llama-do alimentador. Observe que en el centro de distri-bución, el conductor de “vivo” llega hasta las barras colectoras. Estas barras, diseñadas para aceptar la máxima cantidad de corriente admitida por los fusi-bles obreakers principales (digamos, l00A), permiten que la energía eléctrica pueda ser distribuida eficien-temente entre los circuitos derivados (figura 7B). Tam-bién se dispone de una barra colectora para el con-ductor neutro.
El panel de servicio y el centro de distribución cons-tituyen el llamadocentro de cargaotablero general
de fusibles del sistema eléctrico de la vivienda. El cable de alimentación, o los conductores que co-nectan el panel de servicio con el centro de distribu-ción, llevan el cable “vivo”, el neutro y, eventualmen-te, la tierra.
El cable “vivo” transporta la corriente demandada por los equipos conectados al sistema eléctrico de la vivienda; y el neutro, la lleva de retorno a la red de distribución pública. El conductor de tierra no condu-ce corriente, y sólo sirve de protección; por tal moti-vo, siempre debe procurarse utilizar un cable de tierra (aunque no sea absolutamente indispensable desde el punto de vista eléctrico, como sí lo es el neutro).
Barra para neutro Cable “vivo” Cable neutro Barras para “vivo” Interruptor principal Barra para neutro Cable neutro Barras para “vivo” Cable “vivo” Breaker principal Espacios reservados para futura expansión Cochera y baño 20A (GFCI) Abridor de la cochera 15/20A Sala y cuarto de estudio 15/20A Secadora de ropa 30A Horno 20A Lavadora de ropa 15/20A
Salidas para alcobas 15/20A
Luces de alcobas y pasillo 15/20A
Salidas para la cocina 20A
Salidas para la cocina 20A
Luces de cocina y comedor 15/20A Estufa 50A Calentador de agua 20A Figura 7 A B C
De acuerdo con lo que indican las normas, las iden-tidades de los conductores neutro y tierra deben pre-servarse a lo largo de una instalación. Esto se logra utilizando colores especiales para ellos. En sistemas de 120/ 240V o 120/ 208 V, el neutro se reconoce por ser de color blanco o gris claro; y la tierra, por ser de color verde.
En sistemas de 220/ 380V, el neutro debe ser de color azul celeste y la tierra de color verde/ amarillo. Para las fases se utilizan otros colores, y los más comunes son el rojo y el negro (sistemas de 120/ 240V o 120/ 208V) o el marrón y el negro (sistemas de 220/ 380V).
Las convenciones anteriores se aplican también a los conductores que alimentan a los circuitos deriva-dos y que permiten identificar rápidamente la función de los conductores que se encuentran a lo largo de las canalizaciones. Esto es particularmente importan-te en caso de reparaciones, ampliaciones y adecua-ción de protecciones.
En instalaciones que sólo utilizan una fase, el con-ductor de fase es generalmente negro antes de pa-sar por un interruptor; y después de papa-sar por éste, es rojo.
Por seguridad, el conductor neutro y el de tierra nunca deben ser interrumpidos.
En instalaciones improvisadas o realizadas por per-sonas que ignoran los reglamentos eléctricos, es muy
probable que se utilicen conductores de colores in-adecuados para alambrar los circuitos o que se ins-tale un interruptor sobre la línea del neutro. En estos casos, antes de realizar cualquier reparación o mo-dificación, es importante hacer una prueba inicial del circuito sospechoso para identificar el neutro, la tie-rra y las fases.
Más adelante aprenderemos algunos métodos para verificar esta situación; específicamente, en los temas de tipos e identificación de circuitos derivados.
Circuitos derivados
Los circuitos que distribuyen finalmente la electricidad a los distintos elementos eléctricos de una instalación residencial, se denominan circuitos derivados. Un
circuito derivado se forma con l a totalidad de los dis-positivos de iluminación (lámparas o focos) y de toma-corriente conectados a los conductores de fase, neutro y tierra, provenientes del centro de distribución.
En general, cualquier segmento de una instalación eléctrica que se extiende más allá del centro de dis-tribución, es un circuito derivado.
Circuito derivado de lámparas
Circuito derivado de t omacorrientes
Control de distribución Figura 8 Figura 9 Tablero de distribución principal subpanel de distribución principal Alimentadores
Todos los circuitos derivados deben estar protegi-dos por fusibles obreakers. Dependiendo de la dispo-sición del centro de distribución, un circuito derivado puede comenzar en el panel de entrada (figura 8) o en un subpanel (figura 9). En este último caso, se habla de circuitos alimentadores; es decir, conjuntos de conduc-tores que alimentan a un grupo de circuitos derivados (digamos, los de una cochera o una bodega).
Los alimentadores se utilizan principalmente en edificios y conjuntos residenciales. En instalaciones pequeñas, como las de una casa, todos los circuitos derivados se alimentan directamente del panel de ser-vicio, sin alimentadores.
Ti pos de cir cuitos derivados
Los circuitos derivados pueden ser de tres tipos:
D e propósito g eneral:
Alimentan a las salidas para iluminación y los tomaco-rrientes en que se conectan radios, televisores, relojes eléctricos, lámparas de mesa, aspiradoras portátiles y otros artefactos de bajo consumo. Este tipo de circui-tos, que sirven la mayoría de las áreas de una casa, generalmente se hacen con alambre calibre AWG14 o AWG12; y se protegen conbreakers o fusibles de 15,
20, 30, 40 o 50A, únicamente.
Para aparatos pequeños:
Alimentan a los tomacorrientes en los que se conectan neveras, tostadoras, hornos de microondas, licuado-ras, cafetelicuado-ras, planchas y otros artefactos de consumo mediano. Este tipo de circuitos, que sirven principal-mente la cocina, el comedor y otras áreas de consumo clave de la casa, se realizan generalmente con alam-bre AWG 12; pueden estar protegidos con breakers o fusibles de 15, 20, 30, 40 o 50A, únicamente.
Las normas recomiendan proveer a la cocina, como mínimo, con dos circuitos de este tipo.
I ndividuales o separados:
Alimentan a los tomacorrientes en los que se conec-tan lavadoras y secadoras de ropa, sistemas de cale-facción y de aire acondicionado, estufas, lavadoras de platos, calentadores de agua y otros artefactos cuyo consumo es superior a 1800W (figura 10).
Estos circuitos se derivan directamente del centro de distribución y alimentan a un solo equipo. Se rea-lizan con alambre AWG12 o más grueso; y no tienen restricciones en cuanto a la capacidad del breaker o fusible de protección, puesto que ésta depende del ar-tefacto al que sirven.
Los circuitos derivados se especifican de acuerdo con la capacidad o rating de corriente de sus dispo-sitivos de protección asociados. Esto es así, aunque
Circuito derivado de lámparas
Circuito derivado de tomacorrientes
Tablero de distribución principal Circuito individual para el calentador Circuito individual para la estufa Figura 10
