elementos de un circuito electrico

MANUAL DE CONSULTA Y REFERENCIA
Módulo I
Realizar
instalaciones
eléctricas
Submódulo II
Elaborar instalaciones eléctricas
Residenciales y Comerciales
Técnico: José Carlos
Segura Rodriguez
Índice
Mensaje al alumno
Objetivo general
Competencias habilidades destrezas y actitudes
Mensaje para ti
I.
II.
III.
IV.
V.
VI.
VII.
VIII.
Tema No. 1
Introducción a la electricidad
Tema No. 2
Teoría atómica
Tema No. 3
Como se produce la electricidad
Tema No. 4
Características de un circuito eléctrico
Tema No. 5
Definición de unidades eléctricas
Practica No. 6
Ley de ohm y ley de watt
Tema No. 7
Aparatos de medición
Tema No. 8
Amarres eléctricos
IX.
Tema No. 9
Interpretación de planos eléctricos
X.
Tema No 10
Herramientas manuales
XI.
Tema No 11
XII.
Tema No.12
Símbolos eléctricos
Conductos eléctricos
XIII.
Tema No. 13
Conductores eléctricos
XIV.
Tema No. 14
Trabajos finales
XV.
Tema No. 15
Impacto de la electricidad
XVI.
XVII.
Glosario
bibliografía
MENSAJE AL ALUMNO
Entre las diversas acciones para modernizar la educación que se imparte en los
centros educativos del país se ha instaurado en México el programa de
Educación Basado en Normas de Competencias ( EBNC). Su propósito es
mejorar la calidad en la formación de los alumnos, de manera que satisfaga las
necesidades reales del sector productivo.
En este marco, el colegio estudios científicos y tecnológico, ha desarrollado
programas de estudio orientados a la promoción de conocimientos, habilidades,
destrezas y actitudes necesarios para el desempeño competente en el mercado
laboral.
El país requiere cada vez más personal técnico altamente calificado para
enfrentar los retos de competitividad económica que se dan en los ámbitos
nacional e internacional.
Tú puedes formar parte de los esfuerzos educativos que se están desarrollando
para atender esos compromisos de la economía mexicana. Esta guía es una
contribución en ese sentido, pues proporciona herramientas para apoyar tu
desempeño práctico dentro de la planta productiva.
¡Utilízala en beneficio propio a lo largo de la capacitación!
OBJETIVO GENERAL
Para dar cumplimiento a la
Norma
Técnica
Competencia
de
Laboral,
al
finalizar el submodulo serás
capaz
de
armar
circuitos
eléctricos en serie, paralelo y
mixto,
procurando
aislamiento
optimo
dar
un
de
los
conductores de acuerdo a las
normas
vigentes
instalaciones
aplicando
las
de
eléctricas,
normas
de
seguridad e higiene en el
trabajo para lograr así un
servicio de calidad.
Competencias, habilidades, destrezas y actitudes
Un mensaje para ti
MODULO I
Realizar instalaciones eléctricas
SUBMODULO II
Elaborar instalaciones eléctricas
residenciales y comerciales
COMPETENCIAS A
DESARROLLAR
HABILIDADES Y
DESTREZAS
ACTITUDES
1.- Elaborar una instalación eléctrica
residencial de acuerdo a las normas
vigentes.
2.- Elaborar una instalación eléctrica
comercial de acuerdo a las normas vigentes.
3.- Realizar mantenimiento a instalaciones
eléctricas residenciales y comerciales
a) Realizar el cálculo de la carga
b) Realizar el cálculo de los accesorios,
materiales y elementos de protección y
control.
c) Elaborar la instalación.
d) Realizar el balanceo de carga.
e) Verificar que las condiciones de
operación de los elementos de la
instalación sea correcta.
Orden
Responsabilidad
Respeto
¡Bienvenido! a la guía de de estudio
del técnico en mantenimiento; un
aspecto
muy
respecto
a
importante
este
referente
a
eléctricas,
en
preparación
manual
las
y
con
es
lo
instalaciones
su
modo
de
realización
de
instalación de circuitos eléctricos. Y
que conozcas las soluciones, los
problemas
que
cotidianamente
se
en
presentan
las
casas,
comercios y empresas.
Entre otros problemas más cotidianos se encuentran los amarres de
conductores, identificación de conductores eléctricos y la utilización de
herramientas eléctricas, entre otras actividades comunes que practicaras
durante este curso.
Al finalizar el curso tendrás el conocimiento necesario, el cual te brindara la
capacidad de realizar instalaciones eléctricas. Con esta preparación podrás
desempeñarte satisfactoriamente en actividades básicas de instalación
eléctrica.
Este submodulo te servirá para ampliar tu conocimiento en temas más
avanzados sobre instalaciones eléctricas, ya que estos deben de
integrar para el complemento de tus habilidades y destrezas,
permitiendo ser competente en tus actividades que realices.
Para ser evaluado deberás mostrar las siguientes evidencias por
producto:
1.- Elaborar una instalación eléctrica residencial de acuerdo a las normas.
2.- Elaborar una instalación eléctrica comercial de acuerdo a las normas.
3.- Realizar mantenimiento a instalaciones residenciales y comerciales.
Tema 1
INTRODUCCION A LA ELECTRICIDAD
¿QUÉ ES LA ELECTRICIDAD?
Actualmente la ciencia considera que la electricidad se produce por partículas llamada
electrones y protones. Estas partículas son demasiados pequeñas para verlas, pero existen
en todos los materiales.
ESTRUCTURA DE LA MATERIA
¿QUÉ ES LA MATERIA?
Es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio, todo lo que se puede ver, sentir o usar,
se presenta en tres estados naturales como son: sólidos, líquido, gaseoso y plasma.
LOS ELEMENTOS:
Son los materiales básicos que constituyen toda la materia.
Ejemplo: Oxigeno, Hidrogeno, Aluminio, Plata, Cobre, Oro, etc. Existen poco más de 100
elementos conocidos.
COMPUESTOS:
La unión de dos o más elementos forma un compuesto, cuyas características son
totalmente distintas de las que tienen los elementos constitutivos.
El agua es un compuesto formado por los elementos hidrógeno y oxígeno.
La sal es un compuesto formada por los elementos sodio y Cloro.
MOLECULA:
Es la partícula más pequeña a la que puede reducirse un compuesto antes que se
descomponga sus elementos.
EL ATOMO:
Es la partícula más pequeña a la que puede reducirse un elemento y que conserva las
propiedades de ese elemento.
Tema 2
TEORIA ATOMICA
ESTRUCTURA DEL ATOMO.-La estructura básica de todos los materiales que se ven y se
usan diariamente concuerdan con un modelo conocido como estructura atómica de la
materia.
Cuando un edificio está en construcción, tiene etapas definidas que siguen los
constructores desde su comienzo hasta su terminación.
Los materiales usados en la construcción son vigas de acero, ladrillos, cementos etc.
Cuando se utilizan en un orden y cantidades apropiadas forman un edificio. Este concepto
de partes definidas en un orden apropiado puede ser aplicado a la estructura básica de toda
la materia.
Básicamente un átomo está formado de tres tipos de partículas subatómicas de interés en el
estudio de la electricidad, estos son:



Protones.
Neutrones
Electrones.
El núcleo del átomo es la parte central donde se encuentran los neutrones y los protones.
El protón tiene pequeñas cargas eléctricas positiva (+)
El electrón gira en orbitas alrededor del núcleo del átomo, y poseen pequeñas cargas
eléctrica negativas.
Los electrones giran en sus orbitas a gran velocidad alrededor del núcleo del átomo.
Debido a gran velocidad del electrón la fuerza centrifuga tiende a sacar al electrón de su
órbita. Por otra parte, la atracción positiva del núcleo impide que se escape el electrón; sin
embargo, si se aplica suficiente fuerza externa para ayudar a la fuerza centrífuga puede
liberar al electrón.
La capa exterior de un átomo no tendrá más de 8 electrones. La capa de un átomo recibe
el nombre de capa de valencia y sus electrones reciben el nombre de electrones de valencia.
Aunque todo electrón tiene la misma carga negativa, no todos los electrones tienen el
mismo nivel de energía.
Los electrones cuya órbita está próxima al núcleo, contienen menos energía que los que
se encuentran en órbitas exteriores.
Cuanto más lejanos están las órbitas electrónicas del núcleo, mayor será su energía.
LEY DE LAS CARGA ELECTRICA
La carga negativa de un electrón es igual pero opuesta a la carga positiva de un protón.
Las cargas de un electrón y un protón se llaman cargas electrostáticas.
La ley de la carga eléctrica dice que las partículas que tienen cargas del mismo tipo se
repelen y las que tienen cargas diferentes se atraen.
CONDUCTORES.- Los materiales cuyos electrones se liberan fácilmente, se llaman
conductores. Los átomos de los conductores, tienen sólo 1 o 2 electrones de valencia, los
que tienen un electrón de valencia son los mejores conductores eléctricos.
Ejemplo: cobre, plata, oro, aluminio, etc.
AISLANTES.- Son materiales que no dejan que sus electrones se liberen fácilmente. Los
átomos de los aisladores tienen capas de valencia a más de la mitad.
Ejemplo: madera, vidrio, porcelana, hule, asbesto, etc.
Algunos metales son mejores que otros, por ejemplo aún cuando los átomos de cobre,
plata y oro tienen cada uno de ellos un solo electrón de valencia que pueden liberar
fácilmente.
La plata es el mejor conductor, le sigue el cobre y luego el oro. Esto se debe al hecho de
que una cantidad dada de material, la plata tiene más átomos que los demás metales y por
consiguiente, se dispone de un mayor número electrones libres.
Tema 3
COMO SE PRODUCE LA ELECTRICIDAD
La electricidad se puede producir por medio de:
 Fricción.
 Calor.
 Luz.
 Presión.
 Reacciones químicas.
 Magnetismo.
Fricción.- Mediante la fricción de ciertos materiales entre sí lo que origina transferencia.
Estas cargas no están en movimiento, sino que radican en forma estática en cada sustancia,
de aquí que este tipo son conocidos con el nombre de electricidad estática.
Ejemplo: después que se han frotado la varilla de hule y la piel, se cargan con electricidad.
Calor.- Cuando se calienta la unión de dos metales como un alambre de hierro soldado a
otro de cobre, aparece una f.e.m. (fuerza electro motriz).
Su proceso se denomina termoelectricidad. Mientras mayor sea el calor que se aplica,
mayor será la carga que se forme.
Luz.- La luz solar o la iluminación artificial cuando cae sobre ciertos materiales foto
sensitivos produce electricidad desalojando electrones libres de la superficie de dichos
materiales.
Presión.- Piezoelectricidad es el nombre que se le da a las cargas eléctricas producidas por
el efecto de la presión.
PIEZO, es un término que se deriva la palabra Griega presión.
Puede generarse electricidad mediante la comprensión o torcedura mecánica de ciertos
cristales como son los de: cuarzo y las sales de rochelle.
Reacciones químicas.- Las sustancias químicas pueden combinarse con ciertos metales
para iniciar una actividad química en la cual habrá transferencia de electrones,
produciéndose cargas eléctricas.
Magnetismo.- Cuando un buen conductor por ejemplo el cobre, se hace pasar a través de un
campo magnético, la fuerza del campo administrará la energía necesaria para que los
átomos de cobre se liberen sus electrones de valencia.
Cuando un alambre de cobre se mueve dentro de un campo magnético, los electrones en el
alambre se liberan y fluyen a través de él.
El mismo efecto se obtendrá si se hace pasar por el campo a lo largo del conductor. El
único requisito es que hay un movimiento relativo entre cualquier conductor y un campo
magnético.
La electricidad no es más que un fenómeno interesante. Para aprovecharla en algún uso
práctico, debe hacérsele que desempeñe una función útil.
Generalmente, esto requiere controlar la electricidad y con frecuencia, convertirla en otras
formas de energía.
El medio físico para lograr esta transformación de fenómeno a una aplicación práctica se
llama circuito eléctrico.
Se le llama circuito eléctrico al conjunto de accesorios eléctricos que permiten
realizar una función útil como en luminarias, motores eléctricos en fin en todos los
aparatos domésticos.
Tema 4
EL CIRCUITO ELÉCTRICO ESTÁ FORMADO POR TRES PARTES FUNDAMENTALES QUE SON:



Fuente de alimentación
Alambres o cables de conexión
Carga ó consumidor
LA FUENTE DE ALIMENTACIÓN:
Es el elemento que nos proporciona la energía eléctrica que va a alimentar al circuito
eléctrico.
Esta energía generalmente tiene la forma de una diferencia de potencial. Generalmente
se utiliza la abreviatura FEM en lugar de la expresión FUERZA ELECTROMOTRÍZ.
La FEM se mide en volts por lo que a la fuente de alimentación se le llama fuente de
voltaje o fuente de alimentación.
ALAMBRES O CABLES DE CONEXIÓN:
Los alambres o cables de conexión son los elementos que conducen la energía eléctrica
hacia la carga, para que realice su función.
CARGA O CONSUMIDOR:
La carga es el dispositivo que toma la energía eléctrica de la fuente de potencia y la
aprovecha para efectuar alguna función en otra energía, por ejemplo: luz, calor, sonido o
simplemente en movimiento.
Un foco eléctrico es una carga, como lo es el motor, el tostador de pan, un calefactor
etc.
Dentro de un circuito eléctrico también existe un elemento pero no es tan fundamental
como los antes mencionados y se llama INTERRUPTOR.
El INTERRUPTOR dentro de un circuito eléctrico debe constar de un conducto
completo para que la corriente fluya solamente cuando necesita energía eléctrica en la
carga.
En cualquier otro caso, el circuito se mantiene “abierto”, y entonces no hay flujo de
corriente.
Para que la corriente eléctrica fluya debe haber un conducto completo es decir,
ININTERRUMPIDO, que salga de la terminal negativa de la fuente de alimentación, pase
por los cables o alambres de conexión y la carga, y luego regrese a la terminal positiva de la
fuente.
Si no hay tal conducto, la corriente eléctrica no fluirá y entonces se llama circuito abierto.
ELEMENTOS DE UN CIRCUITO ELECTRICO
Tema 5
DEFINICIÓN DE UNIDADES ELECTRICAS.
ELECTRICIDAD
Es un conjunto de electrones, protones y electrones dirigidos y ordenados a través de un
conductor.
VOLTAJE
Es la fuerza con que se mueven los electrones a través de un conductor.
La unidad de medida son VOLTS y su símbolo es (E) ó (V)
Al voltaje también se identifica como fuerza electromotriz, tensión eléctrica, diferencia
de potencial.
AMPERAJE
Es la cantidad de electrones que van dirigidos y ordenados a través de un conductor.
La unidad de medida son AMPERES y su símbolo es (A) ó ( I ).
El amperaje también se puede identificar por los siguientes términos; corriente eléctrica,
intensidad de corriente, amperios.
RESISTENCIA
Es la oposición al paso de electrones. La unidad de medida es OHM y su símbolo es
(R) ó
POTENCIA
Es la energía eléctrica consumida. La unidad de medida es WATT y su símbolo es
(W)ó(P)
QUE ES LO QUE CONTROLA EL FLUJO DE LA CORRIENTE ELECTRICA
Generalmente los circuitos eléctricos están diseñados para una cantidad específica del
flujo de la corriente eléctrica.
Si pasa una corriente insuficiente a lo largo del circuito, la carga no funciona
correctamente o deja de hacerlo.
Si pasa demasiada corriente eléctrica, la fuente de la tensión eléctrica o la carga pueden
dañarse.
Solo existen dos factores que determinan la magnitud de la corriente eléctrica que habrá
de fluir en el circuito.
La primera es la cantidad de tensión alimentada por la fuente de potencia.
La segunda es el grado de eficacia con que los conductores y la carga transmiten la
corriente.
LA CORRIENTE DEL
CIRCUITO ES BAJA
El motor gira a velocidad incorrecta
La lámpara enciende poco
La cafetera tarda en calentar
LA CORRIENTE DEL
CIRCUITO ES ALTA
El motor se quema
La lámpara no durará mucho
El elemento se quema