Electricidad Industrial 1

ELECTRICIDAD INDUSTRIAL 1
Financiado por la
Secretaria Técnica de Capacitación y Formación Profesional
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1.0 Fundamentos de electricidad
1.1. Conductores y aislantes
1.2. Resistencia, Voltaje, Corriente
1.3. Tipos y fuentes de energía eléctrica
1.4. Ley de ohm y potencia
2. Componentes pasivos
2.1. Resistores, Condensadores, Inductores
2.2. Comportamiento AC y DC
2.3. Mediciones componentes pasivos
3. Circuitos eléctricos
3.1. Circuitos Serie, Paralelo, Mixto
3.2. Circuitos Monofásico y Trifásico
3.3. Mediciones con línea viva, busca polo y multímetro digital.
3.4. Instalaciones eléctricas
4. Instalaciones eléctricas
4.1. Generación
4.2. Transmisión
4.3. Distribución
4.4. Circuitos de protección
5. Seguridad eléctrica
5.1. Riesgos eléctricos.
5.2. Los accidentes eléctricos.
5.3. Efecto de la corriente eléctrica en el cuerpo humano.
5.4. Equipos de protección individual y colectiva
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1. Principios Electricidad
Electricidad: La electricidad (del griego elektron, cuyo significado es ámbar) es un
fenómeno físico cuyo origen son las cargas eléctricas y cuya energía se manifiesta en
fenómenos mecánicos, térmicos, luminosos y químicos, entre otros en otras palabras
es el flujo de electrones.
La corriente eléctrica: En algunos materiales, los electrones pueden salir de los
átomos y moverse libremente. La corriente eléctrica es el movimiento ordenado de
electrones a través de un material conductor de la electricidad.
Cuando todos los electrones circulan en la misma dirección, se forma una corriente
eléctrica.
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La tensión, voltaje o diferencia de potencial: es una magnitud física que
impulsa a los electrones a lo largo de un conductor en un circuito eléctrico cerrado,
provocando el flujo de una corriente eléctrica. La diferencia de potencial también se
define como el trabajo por unidad de carga ejercido por el campo eléctrico, sobre una
partícula cargada, para moverla de un lugar a otro. Se puede medir con un voltímetro.
En el Sistema Internacional de Unidades, la diferencia de potencial se mide en voltios (
V ), al igual que el potencial.
La resistencia eléctrica: de un objeto es una medida de su oposición al paso de
corriente
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La potencia eléctrica: es la relación de paso de energía por unidad de tiempo; es
decir, la cantidad de energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo
determinado. La unidad en el Sistema Internacional de Unidades es el vatio o watt,
que es lo mismo
Energía: define como la capacidad para realizar un trabajo
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Corriente alterna: (abreviada CA en español y AC en inglés, de alternating current)
a la corriente eléctrica en la que la magnitud y dirección varían cíclicamente. La forma
de onda de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una onda senoidal
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La corriente continua (CC en español, en inglés DC, de Direct Current) es el flujo
continuo de electrones a través de un conductor entre dos puntos de distinto potencial.
A diferencia de la corriente alterna (CA en español, AC en inglés), en la corriente
continua las cargas eléctricas circulan siempre en la misma dirección (es decir, los
terminales de mayor y de menor potencial son siempre los mismos). Aunque
comúnmente se identifica la corriente continua con la corriente constante (por ejemplo
la suministrada por una batería), es continua toda corriente que mantenga siempre la
misma polaridad.
Magnitudes Eléctricas
Voltaje: La tensión eléctrica o diferencia de potencial es una magnitud física que
cuantifica la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos. También se define
como el trabajo por unidad de carga ejercido por el campo eléctrico sobre una
partícula cargada para moverla entre dos posiciones determinadas. Se puede medir
con un voltímetro.
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La corriente o intensidad eléctrica es el flujo de carga por unidad de tiempo que
recorre un material. Se debe a un movimiento de los electrones en el interior del
material. En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en C/s (culombios sobre
segundo), unidad que se denomina amperio.
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2. Componentes pasivos
Resistencia eléctrica de un objeto es una medida de su oposición al paso de
corriente. Descubierta por Georg Ohm en 1827, la resistencia eléctrica tiene un
parecido conceptual a la fricción en la física mecánica. La unidad de la resistencia en
el Sistema Internacional de Unidades es el ohmio (Ω). Para su medición en la práctica
existen diversos métodos, entre los que se encuentra el uso de un ohmímetro.
Además, su cantidad recíproca es la conductancia, medida en Siemens.
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Capacitor: Es un dispositivo eléctrico que sirve para almacenar electricidad o energía
eléctrica. Tiene tres partes esenciales, dos conductores eléctricos, los cuales son
usualmente placas metálicas separadas y aisladas por la tercera parte llamada
"dieléctrico". Las placas son cargadas con cantidades iguales de cargas eléctricas
positivas y negativas respectivamente. Este es un almacenamiento "físico" de
electricidad a diferencia del almacenamiento "químico" que se produce en una batería.
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Inductancia: Componente pasivo de un circuito eléctrico que, debido al fenómeno de
la autoinducción, almacena energía en forma de campo magnético.
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3. Circuitos eléctricos
3.1. Circuitos Serie, Paralelo, Mixto
3.2. Circuitos Monofásico y Trifásico
3.3. Mediciones con línea viva, busca polo y multímetro digital.
3.4. Instalaciones eléctricas
Ley de Ohm
Afirma que la corriente que circula por un conductor eléctrico es directamente
proporcional a la tensión e inversamente proporcional a la resistencia siempre y
cuando su temperatura se mantenga constante.
La ecuación matemática que describe esta relación es: V=IxR
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Circuitos en Serie
Un circuito serie, es aquel que tiene conectados sus receptores uno a continuación del
otro. Por ejemplo, estas bombillas están conectadas en serie.
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Circuitos en Paralelo
Un circuito paralelo, es aquel que tiene conectados los terminales de sus receptores
unidos entre si. Por ejemplo, estas bombillas están conectadas en paralelo.
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Circuitos en Mixto
Un circuito mixto, es aquel que tiene elementos en paralelo y en serie.
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Circuitos RL y RC en DC
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Circuitos RL y RC en AC
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Circuitos de corriente alterna.
La generación trifásica de energía eléctrica es la forma más común y la que provee un
uso más eficiente de los conductores. La utilización de electricidad en forma trifásica
es común mayoritariamente para uso en industrias donde muchas de las máquinas
funcionan con motores para esta tensión.
Voltaje de las fases de un sistema trifásico. Entre cada una de las fases hay un
desfase de 120º.
La corriente trifásica está formada por un conjunto de tres formas de onda, desfasadas
una respecto a la otra 120 grados, según el diagrama que se muestra en la figura.
Las corrientes trifásicas se generan mediante alternadores dotados de tres bobinas o
grupos de bobinas, enrrolladas sobre tres sistemas de piezas polares equidistantes
entre sí. El retorno de cada uno de estos circuitos o fases se acopla en un punto,
denominado neutro, donde la suma de las tres corrientes, si el sistema está
equilibrado, es cero, con lo cual el transporte puede ser efectuado usando solamente
tres cables.
Esta disposición sería la denominada conexión en estrella, existiendo también la
conexión en triángulo o delta en las que las bobinas se acoplan según esta figura
geométrica y los hilos de línea parten de los vértices.
Existen por tanto cuatro posibles interconexiones entre generador y carga:
1. Estrella - Estrella
2. Estrella - Delta
3. Delta - Estrella
4. Delta – Delta
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4. Instalaciones eléctricas
Una instalación eléctrica es uno o varios circuitos eléctricos destinados a un uso
específico y que cuentan con los equipos necesarios para asegurar el correcto
funcionamiento de ellos y los aparatos eléctricos conectados a los mismos
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Simbología eléctrica residencial
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INICIALES
TIPO DE
APARATO
MAGNITUD QUE MIDE
var
Varímetro.
Voltiamperios reactivos.
Indica la potencia reactiva
que se está consumiendo.
Cos j
Fasímetro.
Coseno del ángulo de
desfase entre tensión e
intensidad. Indica el factor
de potencia.
j
Fasímetro.
Desfase tensión intensidad.
Indica el ángulo de desfase
entre tensión e intensidad.
Hz
Frecuencímetro.
Frecuencia.
F
Frecuencímetro.
Frecuencia.
+
Indicador del sentido de
corriente.
W
Ohmmetro.
Resistencia.
SIN
Sincronoscopio.
Indica el desfase entre fases
iguales de dos fuentes de
alimentación distintas.
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INICIALES
TIPO DE
APARATO
MAGNITUD QUE REGISTRA
h
Contador de
horas.
Horas. Suele utilizarse para
medir las horas de servicio de
una instalación.
Ah
Contador de
intensidad
Intensidad. Cuenta la
cantidad de intensidad
consumida en un periodo
determinado.
Varh
Contador de
volamperios
reactivos.
Voltamperios reactivos.
Cuenta la cantidad de energía
reactiva consumida en un
determinado periodo de
tiempo.
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CÓDIGO DE LETRAS.
Cualquier símbolo eléctrico debe de estar uniquívocamente diferenciado de los
demás dentro de su propio esquema, para ellos se establece unos signos de
identificación que se componen de tres partes:
ABC
A. Indica la clase de elemento. Está formada por una o varias letras, a ser
posible una sola. Dada la variedad de elementos eléctricos existentes es muy
difícil dar una lista de los signos identificativos de todos ellos. Por esta razón
deberá indicar en el mismo documento o en otro aparte, si así fuese necesario,
la significación de los signos utilizados en nuestro esquema. No obstante en la
tabla I, aparecen los más comunmente utilizados
B. Es un número que sirve para distinguir entres varios elementos designados
por las mismas letras.
C. indica la función del elemento. Se utiliza si se quiere precisar la función
específica de un elemento en un circuito, la diversidad de las funciones hacen
imposible la creación de un código completo. El signo de identificación puede
formarse libremente, pero debe comenzar por una letra que pueda ir seguida
de otras letras o números complementarios si es preciso. Aunque en general
no son necesarios, puede utilizarse la tabla II, cuándo es suficiente una
información general.
El signo identificativo, puede colocarse indistintamente en la parte derecha o
izquierda, aunque deberá de tratarse de colocar siempre en un mismo lado,
pero siempre al lado del símbolo que le corresponde.
Por último es muy importante no utilizar una misma letra para identificar dos
elementos distintos (a excepción de la E, tal y como se especifica en la tabla I),
para evitar confusiones
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LETRAS
CLASE DE ELEMENTO
EJEMPLOS
A
Conjuntos, subconjuntos
funcionales.
Amplificador de válvulas o de transistores,
amplificador magnético, laser, maser.
B
Transductores de magnitud Par termoeléctrico, célula fotoeléctrica, etc.
no eléctrica a magnitud
eléctrica o viceversa.
C
Condensadores.
D
Operadores binarios
Operador biestable, registrador de cinta o de
dispositivos temporizadores, disco.
dispositivos de memoria.
E
Elementos diversos.
Elementos de iluminación, de calefacción no
especificados en esta tabla.
F
Dispositivos de protección.
Fusible, limitador de sobretensiones,
pararrayos.
G
Generadores, fuentes de
alimentación.
Generatriz, alternador, convertidor rotativo
de frecuencia, batería, oscilador.
H
Dispositivos de
señalización.
Señalizaciones acústicas y luminosas.
K
Relés y contactores.
L
Inductancias.
M
Motores.
P
Aparatos de medida,
equipos de ensayo.
Relojes, contadores.
Q
Aparatos mecánicos de
conexión para circuitos de
potencia.
Interruptor automático, seccionador.
Bobinas de inducción, bobinas de bloqueo.
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R
Resistencias.
Potenciómetro.
S
Aparatos mecánicos de
conexión para circuitos de
mando.
Mando auxiliar manual, pulsador, interruptor
de parada, selector.
T
Transformadores.
De tensión, de intensidad.
U
Moduladores, convertidores. Decodificador, demudulador.
V
Válvulas electrónicas,
semiconductores.
Tiristor, válvula de vacío, de gas.
W
Vías de transmisión, guías
de onda, antenas.
Cable, juego de barras, antena parabólica.
X
Bornes, clavijas, zócalos.
Clavijas, terminales para soldar.
Y
Aparatos mecánicos
Freno, válvula magnética, embrague.
accionados eléctricamente.
Z
Transformadores
Filtro de cristal, ecualizador, compresor.
diferenciales, filtros, cargas
correctoras, limitadores,
ecualizadores.
LETRAS
FUNCIÓN
A
Auxiliar.
B
Dirección del movimiento.
C
Contabilizar.
D
Diferenciar
F
Protección.
G
Ensayo.
H
Señalización.
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J
Integración.
K
Aproximación (por ejemplo:
nivelar).
M
Principal.
N
Medida.
P
Proporcional.
Q
Arranque, de parada, de fin de
carrera.
R
Reenganche, anulación.
S
Registro.
T
Temporización.
V
Velocidad (aceleración, frenado).
W
Sumar.
X
Multiplicar.
Y
Analógico.
Z
Numérico.
Tipos
Según su tensión:
Hasta 1 000 V es Baja Tensión
De 1 000 V a 60 000 V es Media Tensión
De 60 000 V a 220 000 V es Alta Tensión
Más de 220 000 V es Muy Alta Tensión
Instalaciones de alta tensión
Son aquellas instalaciones en las que la diferencia de potencial entre dos conductores
es superior a 60.000 V (60 kV).
Generalmente son instalaciones de gran potencia en las que es necesario disminuir
las pérdidas por efecto Joule (calentamiento de los conductores). En ocasiones se
emplean instalaciones de alta tensión con bajas potencias para aprovechar los efectos
del campo eléctrico, como por ejemplo en los carteles de neón.
Instalaciones de baja tensión
Son el caso más general de instalación eléctrica. En estas, la diferencia de potencial
máxima entre dos conductores es inferior a 1.000 V (1 kV), pero superior a 24 V.
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Instalaciones de muy baja tensión
Son aquellas instalaciones en las que la diferencia de potencial máxima entre dos
conductores es inferior a 24 V.
Se emplean en el caso de bajas potencias o necesidad de gran seguridad de
utilización.
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Según su uso
Instalaciones generadoras (Generación de energía eléctrica)
Las instalaciones generadoras son aquellas que generan una fuerza electromotriz, y
por tanto, energía eléctrica, a partir de otras formas de energía.
Instalaciones de transporte
Las instalaciones de transporte son las líneas eléctricas que conectan el resto de
instalaciones.
Pueden ser aéreas, con los conductores instalados sobre apoyos, o subterráneas, con
los conductores instalados en zanjas y galerías.
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Instalaciones transformadoras (Subestación eléctrica)
Las instalaciones transformadoras son aquellas que reciben energía eléctrica y la
transforman en energía eléctrica con características diferentes.
Un claro ejemplo son las subestaciones y centros de transformación en los que se
reduce la tensión desde las tensiones de transporte (132 a 400 kV) a tensiones más
seguras para su utilización.
Instalaciones receptoras
Las instalaciones receptoras son el caso más común de instalación eléctrica, y son las
que encontramos en la mayoría de las viviendas e industrias.
Su función principal es la transformación de la energía eléctrica en otros tipos de
energía. Son las instalaciones antagónicas a las instalaciones generadoras.
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Partes funcionales
Las instalaciones eléctricas, cualquiera que sea su tipo, disponen de cuatro partes
bien diferenciadas, y con características relacionadas.
Alimentación (Barraje)
Es la parte de la instalación que recibe energía del exterior. Generalmente esta
energía es eléctrica, pero en el caso de las centrales eléctricas, puede ser energía
térmica, mecánica, química o radiante.
Protecciones
Las protecciones son los dispositivos o sistemas encargados de garantizar la
seguridad de las personas y los bienes en el contexto de la instalación eléctrica
Destinadas a la seguridad de las instalaciones
* Fusibles
* Interruptor de control de potencia
* Interruptor magnetotérmico
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Fusibles.
Protección contra cortocircuitos: Es la unión de dos conductores o partes de un circuito
eléctrico, con una diferencia de potencial o tensión entre sí, sin ninguna impedancia
eléctrica entre ellos.
Los dispositivos más empleados para la protección contra cortocircuitos son los
interruptores automáticos magnetotérmicos, que se usan en las instalaciones
domiciliarias e industriales y los fusibles
Tipos de Fusibles
Se pueden clasificar según su tamaño y en función de su clase de servicio
Existen fusibles llamados rápidos, lentos y de acompañamiento, dependiendo del
circuito que sea, generalmente se usan en los arranques de motores industriales.
En cuanto a la clase de servicio los fusibles vienen designados mediante dos letras; la
primera nos indica la función que va a desempeñar, la segunda el objeto a proteger:
Primera letra. Función.
Categoría “g” (general purpose ) fusibles de uso general.
Categoría “a”
(accompanied) fusibles de acompañamiento.
Segunda letra. Objeto a proteger.
Objeto “I”: Cables y conductores.
Objeto “M”: Aparatos de conexión.
Objeto “R”: Semiconductores.
Fusibles
Protección contra sobrecargas
Se entiende por sobrecarga el exceso de intensidad en un circuito, debido a un efecto
de aislamiento, o bien a una avería o demanda excesiva de carga de la máquina
conectada a un motor eléctrico.
La sobrecarga debe de protegerse ya que pueden dar lugar a la destrucción total de
los aislamientos de una red, de un motor de cualquier otro aparato eléctrico conectado
a ella. Una sobrecarga no protegida degenera siempre en un cortocircuito. Los más
usados son: Interruptores magnetotérmicos y relés térmicos
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Relé Térmico
Funcionamiento del relé térmico
Relé magnetotérmico
Funcionamiento del relé magnetotérmico
Destinadas a la seguridad de las personas
* Esquemas de Conexión a Tierra
* Interruptor diferencial
* Puesta a tierra
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Electrodo a tierra
Instalaciones de 120V y 240V
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Interruptor diferencial
Es un dispositivo electromecánico que se coloca en las instalaciones eléctricas con el
fin de proteger a las personas de las derivaciones causadas por faltas de aislamiento
entre los conductores activos y tierra o masa de los aparatos.
Consta de dos bobinas, colocadas en serie con los conductores de alimentación de
corriente y que producen campos magnéticos opuestos y un núcleo o armadura que
mediante un dispositivo mecánico adecuado puede accionar unos contactos
Conductores (Cables)
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Son los encargados de dirigir la corriente a todos los componentes de la instalación
eléctrica. Sin ellos, la instalación como tal, no podría existir.
Los calibres de los conductores nos dan una idea de la sección o diámetro de los mismos
usando el sistema norteamericano de calibres America Wire Gage (AWG)
Calibrador o galga para conductores eléctricos
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Calibre de conductores y su amperaje máximo
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Mando y maniobra
Los elementos de mando y maniobra permiten actuar sobre el flujo de la energía,
conectando, desconectando y regulando las cargas eléctricas. Los más comunes son
los interruptores, conmutadores y relés.
Esquemas y circuitos de instalaciones residenciales
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Mediciones y cálculos eléctricos
Voltímetro:
Para medir voltaje en un circuito se utiliza el Voltímetro, que se conecta entre los
extremos del elemento a medir, es decir, se conecta en paralelo. Existen voltímetros
para AC y DC.
De mesa
Portátil
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Buscapolo
El buscapolo es una herramienta que permite verificar si hay tensión en la línea viva,
verificando el polo de fase de los de tierra y neutro Además, esta búsqueda sirve para
individuar averías o malfuncionamientos en la instalación. Que consiste en una
lámpara de neón en serie con una resistencia en forma de destornillador.
Tomar el mango aislado entre el dedo índice y el anular, mientras se presiona el
botón con el pulgar, tal como si estuviera sujetando una jeringa
Tocar el cable o terminal vivo con la punta del buscapolo. Su mano debe estar
completamente sobre el aislante y su dedo pulgar sobre el botón metálico ubicado en
la parte de arriba del mango del destornillador.
• Si la luz se enciende, quiere decir que hay corriente en el cable.
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Amperimetro:
El instrumento utilizado para medir la corriente se denomina amperImetro. Del mismo
modo que para medir la cantidad de agua que pasa por un caño se coloca el medidor
al paso del agua, un amperímetro debe de estar colocado de modo que toda la
corriente pase por él. Esta manera de conectar un amperímetro se llama conexión en
serie.
Hay amperímetros para corriente continua (DC) y para corriente alterna (AC). Los
bornes del amperímetro destinados a la corriente continua tienen un signo (+) (cable
conector rojo) y el otro, un signo (-) (cable conector negro). Al conectar el amperímetro
para DC debe cuidarse de que la polaridad del instrumento coincida con la polaridad
de la fuente de alimentación, de lo contrario se corre el riesgo de que el instrumento se
malogre. Esta precaución es innecesaria para la medición de corriente alterna.
Circuito de medición
Escala de medición
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Forma de medición
Circuito de medición
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Ohmimetro:
Para medir un resistor se tiene que desconectar del circuito. El instrumento usado para
esta medición se llama Ohmímetro. Este instrumento de medida utiliza la alimentación
de corriente de una pila o batería para que pueda funcionar.
Medición de resistencia de puesta a tierra
El valor de resistencia de tierra se define como la resistencia entre un conductor
puesto a tierra y un punto a potencial cero.
quipo necesario
Un telurómetro o medidor de tierra (dada la gran variedad de modelos en el mercado
no se especifica características técnicas). Consultar instrucciones de uso propias.
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Dos piquetas de acero o acero cobreado de 30 cm de longitud y 14 mm de diámetro.
Adicionalmente a los cables que lleva el telurómetro de origen, 2 cables flexibles y
aislados de las mismas características que los correspondientes a los testigos de
tensión e intensidad de una longitud de 100 metros y 150 metros respectivamente, en
carretes independientes para enrollar y transportar.
Grapas de conexión, pinzas de cocodrilo u otro sistema que asegure la perfecta
conexión de picas y testigos a sus respectivos cables del medidor.
Maza para clavar las piquetas, cinta métrica, herramientas y útiles de uso general.
Impresos de mediciones (Informe del instalador), bolígrafo y calculadora.
Medición de resistencia tierra
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Pilas y generadores de tensión
Pila. Una pila eléctrica es un dispositivo que convierte energía química en energía
eléctrica por un proceso químico transitorio, tras lo cual cesa su actividad y han de
renovarse sus elementos constituyentes, puesto que sus características resultan
alteradas durante el mismo. Se trata de un generador primario. Esta energía resulta
accesible mediante dos terminales que tiene la pila, llamados polos, electrodos o
bornes. Uno de ellos es el polo positivo o cátodo y el otro es el polo negativo o ánodo .
La estructura fundamental de una pila consiste en dos electrodos, metálicos en
muchos casos, introducidos en una disolución conductora de la electricidad o
electrolito
Batería, batería eléctrica, acumulador eléctrico o simplemente acumulador, se le
denomina al dispositivo que almacena energía eléctrica, usando procedimientos
electroquímicos y que posteriormente la devuelve casi en su totalidad; este ciclo puede
repetirse por un determinado número de veces. Se trata de un generador eléctrico
secundario; es decir, un generador que no puede funcionar sin que se le haya
suministrado electricidad previamente mediante lo que se denomina proceso de carga.
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Tipos de baterías
Algunos de los tipos de baterías recargables
Plomo (Pb)
Níquel Cadmio (NiCd)
Níquel Metal Hidruro (NiMh)
Ión de Litio (LiIo)
Polímero de Ión de Litio (LiPo)
Plomo (Pb). El liquido que hay dentro de la batería, se llama electrólito esta compuesto
por una mezcla de agua destilada y acido sulfúrico, con una proporción del 34% de
acido sulfúrico y el resto de agua destilada. El nivel del electrólito debe de estar un
centímetro por encima de las placas.
Baterías de bajo mantenimiento y sin mantenimiento
La diferencia entre estas y la convencionales consiste en la constitución de la placas.
En las convencionales las rejillas de las placas son de plomo y antimonio, siendo este
ultimo el motivo de la continua evaporación de agua.
En las baterías de bajo mantenimiento se reduce la proporción de antimonio, con lo
que se disminuye la evaporación del agua y se amplían los plazos de mantenimiento:
En las baterías sin mantenimiento las placas positivas son de plomo-antimonio, de
bajo contenido es éste último, y las negativas de plomo-calcio. Los separadores evitan
el desprendimiento de la materia activa de las placas, con lo que se consigue reducir
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el espacio dedicado al deposito de los sedimentos, al disminuir estos, y así se puede
aumentar el nivel de electrólito por encima de las placas, garantizando permanezcan
sumergidas durante la vida de la batería, eliminado el mantenimiento.
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Acoplamiento de baterías
Para conseguir mayores tensiones (V) o una capacidad de batería (Amperioshora Ah) distintos a los estándares que tienen las baterías que encontramos en
el mercado, se utiliza la técnica de unión de baterías: Esta unión puede ser
mediante:
- Acoplamiento serie
- Acoplamiento paralelo
- Acoplamiento mixto
El acoplamiento serie tiene como característica principal que se suman las
tensiones de las baterías y la capacidad permanece igual. Como punto a tener
en cuenta en este acoplamiento es que la capacidad de la batería (Ah) debe
ser la misma para todas las baterías. Si una de ellas tuviera menor capacidad,
durante el proceso de carga de las baterías, este elemento alcanzaría la plena
carga antes que los demás por lo que estaría sometido a una sobrecarga,
cuyos efectos pueden deteriorar la batería. También durante el proceso de
descarga la batería de menor capacidad se descargara antes por lo que se
pueden sulfatar sus placas.
El acoplamiento paralelo tiene como característica principal que se suman las
capacidades de la batería manteniendose invariable las tensiones. Como punto
a tener en cuenta en este acoplamiento es que todas las baterías deben de
tener igual valor de tensión (V) en sus bornes de no ser así la de mayor tensión
en bornes se descargara a través de la de menor.
El acoplamiento mixto consiste en unir baterías en serie con otras en paralelo
para así conseguir así la suma de las ventajas de cada uno de los
acoplamientos.
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Comprobación de carga de una batería.
Para comprobar el estado de carga de una batería se usa un densímetro o
pesa-acidos (figura de abajo). Esta constituido por una probeta de cristal, con
una prolongación abierta, para introducir por ella el liquido medir, el cual se
absorbe por el vació interno que crea pera de goma situada en la parte superior
de la probeta. En el interior de la misma va situada una ampolla de vidrio,
cerrada y llena de aire, equilibrada con un peso a base de perdigones de
plomo. La ampolla va graduada en unidades densimetricas de 1 a 1,30.
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La forma de medición con este aparato: se introduce su extremo abierto por la
boca de cada vaso como se ve en la figura de arriba derecha, aspirando una
cantidad de liquido suficiente para elevar la ampolla y leer directamente sobre
la escala graduada, al nivel del liquido, la densidad correspondiente a cada
vaso. Hecha la lectura, se vuelve ha introducir el liquido en el elemento o vaso
de la batería.
Hay densimetros que la escala de valores en vez de números la tiene en
colores.
Las pruebas con densimetro no deben realizarse immediatamente después de
haber rellenado los vasos con agua destilada, sino que se debe esperar a que
esta se halla mezclado completamente con el ácido.
Un buen rendimiento de la batería se obtiene cuando la densidad del electrólito
esta comprendida entre 1,24 y 1,26. Para plena carga nos tiene que dar 1,28.
Si tenemos un valor de 1,19 la batería se encuentra descargada.
También se puede comprobar la carga de una batería con un voltímetro de
descarga, especial para este tipo de mediciones que dispone de una
resistencia entre las puntas de prueba de medir. Este voltímetro tiene la
particularidad de hacer la medición mientras se provoca una descarga de la
batería a través de su resistencia. La medición se debe hacer en el menor
tiempo posible para no provocar una importante descarga de la batería.
Los valores de medida que debemos leer en el voltímetro son los siguientes:
- Si la batería no se utilizado en los últimos 15 minutos, tendremos una tensión
por vaso de 2,2 V. si la batería esta totalmente cargada, 2 V. si esta a media
carga y 1,5 V. si esta descargada.
- Si la batería se esta somentiendo a descarga, tendremos una tensión de por
vaso de 1,7 V. si la batería esta totalmente cargada, 1,5 V. si está a media
carga y 1,2 V. si esta descargada.
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Ejemplo: 2,2 V. x 6 vasos = 13,2 V. Esta tensión mediríamos cuando la batería
lleva mas de 15 minutos sin utilizarse y esta totalmente cargada.
Carga de baterías
Antes de cargar una batería se debe comprobar que este limpia
superficialmente y el electrólito debe estar a su nivel correspondiente. Se
deben destapar los vasos y mantenerlos abiertos durante la carga y hay que
respetar las polaridades a la hora de conectar la batería al cargador.
El cargador de baterías (visto en la figura) hay que regularlo a una intensidad
de carga que será un 10% de la capacidad nominal de la batería que viene
expresado en amperios-hora (A-h) por el fabricante. Por ejemplo para una
bateria de 55 A-h la intensidad de carga sera de 5,5 A, comprobando que la
temperatura interna del electrólito no supera e valor de 25 a 30 ºC. La carga
debe ser interrunpida cuando la temperatura de uno de los vasos centrales
alcance los 45 ºC y reemprendida de nuevo cuando se halla enfriado.
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Cada vez que hay que desconectar una batería primero se quita el cable de
masa o negativo y despues el cable positivo, para conectar la batería al reves
primero se conecta el cable positivo y despues el cable de masa.
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5. Seguridad eléctrica
Los accidentes eléctricos
Conjunto de lesiones producidas por el paso de corriente a través del organismo. Los
efectos que pueda producir dependen de la intensidad, del tiempo de aplicación y de si
es continua o alterna, siendo esta última la más peligrosa. En primer término, la
electricidad produce una acción térmica capaz de provocar quemaduras, y una acción
inhibidora o excitadora de uno o varios órganos, o del organismo entero, como la
contractura muscular, la parada respiratoria y la fibrilación ventricular cardíaca.
Choque eléctrico
Se trata de una perturbación de naturaleza y efectos diversos que se manifiesta en el
cuerpo humano, cuando por el circula una CORRIENTE ELÉCTRICA
¿Por qué sucede esto?
El cuerpo humano se comporta como un CONDUCTOR ELÉCTRICO, que posee
incluso una RESISTENCIA.
Efectos:
Una choque (descarga) eléctrica puede causar contracciones violentas de los
músculos, la fibrilación ventricular del corazón, lesiones térmicas y no térmica puede
llevar a la muerte, como el efecto indirecto de caídas y golpes, etc.
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¿Cuáles son los tipos de shock?
¿Qué impacto tienen con su cuerpo?
Factores que determinan la gravedad de un choque?
Choque estático
Choque dinámicos
Choque dinámico
Descargas atmosféricas
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Contacto Unipolar
Contacto Bipolar
Contacto por Dielétrico
perforado
Condiciones de tensión que favorecen los accidentes por descarga eléctrica
Tensión de toque
Fatores determinantes de gravedad
Camino de la corriente eléctrica;
Intensidade de corriente;
Características de la corriente eléctrica;
Tiempo de exposición al paso de la corriente;
Resistencia eléctrica del cuerpo humano.
Tensión de paso
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La combinación de los factores que causan riegos laborales
La falta de CONOCIMIENTOS;
La falta de FORMACIÓN;
La falta de SUPERVISIÓN;
PRÁCTICAS laborales inadecuadas;
Instalación y MANTENIMIENTO deficiente;
LUGAR DE TRABAJO llena de riesgos.
Características da corriente eléctrica
La intensidad de la corriente es un factor determinante en la gravedad de las lesiones
por choque (descargas) eléctricas, sin embargo, se observa que para la corriente
directa (DC), la intensidad de la corriente debe ser mayor para causar la sensación de
descarga eléctrica, fibrilación ventricular y la muerte.
La corriente alterna de frecuencia entre 20 y 100 Hertz están ofreciendo un mayor
riesgo. Concretamente, los 60 Hertz utiliza en el suministro de energía eléctrica, son
especialmente peligrosos, ya que están situadas cerca de la frecuencia con la que la
posibilidad de ocurrencia de la fibrilación ventricular es mayor..
Efectos
Corriente eléctrica (mA)- 60Hz
Hombres
Mujeres
Limea de percepción
1,1
0,7
Choque no doloroso, sin perdida del control muscular
1,8
1,2
Choque doloroso, linea de humbral
16,0
10,5
Choque doloroso y grave contracciones musculares,
dificultad de respiración
23,0
15,0
El choque y su cuerpo
Quemaduras 1º, 2º y 3º en los la piel yen los músculos;
Calentamiento y dilatación de los vasos sanguíneos;
Calentamiento / carbonización de los huesos y cartílagos;
Ardor y terminaciones nerviosas sensoriales
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Lesiones no térmicas
Daño celular;
Espasmos musculares;
Falta de coordinación en la contracción del corazón (fibrilación);
Paro respiratorio y cardíaco;
Lesiones por caídas y la pérdida de equilibrio.
Quemaduras
"Cuando usted toca una superficie conductora energizada, las quemaduras pueden
ser locales y profundo que llega hasta el hueso, o de otra manera muy pequeñas,
dejando sólo un pequeño punto blanco en la piel"
Quemaduras por arco voltaico
El arco se caracteriza por el flujo de corriente eléctrica a través del aire, y
generalmente se produce cuando la conexión y desconexión de aparatos eléctricos y
también en caso de cortocircuito, causando quemaduras de segundo o tercer grado.
Quemaduras por vapor metálico de metal derretido
La fusión de un fusible o conductor para la emisión de vapores y el derrame de metal
fundido (a veces de plata o estaño) y puede llegar a la gente en los alrededores.
40kV
220v en un niño.
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Grados de quemadura
15kV
La muerte por asfixia se produce si la intensidad de corriente eléctrica el valor es alto,
por lo general superior a 30 mA y el diafragma circular por un período relativamente
corto de tiempo, generalmete durante varios minutos.
La asfixia es la insuficiencia en el diafragma para respirar se comtrae tetanicamente,
por lo tanto dejar de respirar. Si no se aplica la respiración artificial dentro de un
intervalo de tiempo de menos de tres minutos, habrá graves daños cerebrales e
incluso la muerte.
La fibrilación ventricular del corazón ocurrira si la intensidad de corriente del orden de
15 mA que circulen durante un periodo de tiempo mayor que un cuarto de segundo. La
fibrilación ventricular es la contracción irregular del corazón, por lo que no permite la
circulación de la sangre a través del cuerpo, resultando en la falta de oxígeno en los
tejidos del cuerpo y el cerebro. El corazón rara vez se recupera por sí mismo de la
fibrilación ventricular.
Resistencia eléctrica de cuerpo humano
La resistencia que el cuerpo humano ofrece al flujo de corriente se debe casi
exclusivamente a la capa externa de la piel.
Esta resistencia se encuentra entre 100K y 600K ohmios, cuando la piel está seca y
libre de cortes, y la variación se presenta en función de su grosor.
Cuando la piel está húmeda, una condición más fáciles de encontrar en la práctica, la
resistencia eléctrica del cuerpo disminuye. Cortés también ofrecen una baja resistencia
eléctrica.
La resistencia ofrecida por la parte interna del cuerpo, formado por la sangre, los
músculos y otros tejidos en comparación con la piel es muy baja, por lo general de 300
ohmios en promedio, y presentaba un valor máximo de 500 ohmios.
Las diferencias de resistencia eléctrica presentada por la piel al flujo de corriente,
cuando esta seca o húmeda, puede ser grande, teniendo en cuenta que el contacto se
hizo a un punto en el circuito eléctrico que presenta una diferencia de potencial de 120
voltios, tenemos:
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Causas determinantes operacionales
Contacto con un conductor energizado desnudo
Una de las causas más comunes de estos accidentes es el contacto con conductores
aéreos energizados. Por lo general, lo que pasa es que los equipos tales como grúas,
volquetas tocan conductores desnudos o durante construcciones civiles hay contacto
con los accesorios
Falla de aislamiento eléctrico
Los conductores son empleados ya sea solo, como en instalaciones eléctricas, ya sea
como piezas de equipo suelen estar cubiertas por una película aislante. Sin embargo,
el deterioro por agentes agresivos, el envejecimiento natural o estresado o incluso uso
indebido del equipo podría comprometer la eficacia de la película, como el aislamiento
eléctrico.
Calor y Temperaturas Elevadas
El flujo de corriente en un conductor siempre se genera calor y por lo tanto aumento de
la temperatura. Este aumento puede causar la rotura de algunos polímeros, que se
hacen de algunos materiales aislantes, los conductores eléctricos.
Humedad
Algunos materiales aislantes que revisten los conductores absorben la humedad,
como el nylon. Esto hace que la resistencia del material aislante disminuye.
Oxidación
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Esto se puede atribuir a la presencia de oxígeno, el ozono u otros oxidantes en la
atmósfera. El ozono se convierte en un problema, sobre todo en ambientes cerrados,
cuando los motores y los generadores operan.
Éstos producen arcos eléctricos en su funcionamiento, que a su vez generan el ozono.
El ozono es oxígeno en su más inestables y reactivas;
Radiación
La radiación ultravioleta tiene la capacidad de degradar las propiedades de
aislamiento, especialmente para los polímeros. La fotoquímica procesos iniciados por
la radiación solar provoca la ruptura de polímeros tales como cloruro de vinilo, caucho
sintético y natural;
Productos Químicos
Los materiales normalmente utilizados como aislantes eléctricos degradan en
presencia de sustancias tales como ácidos, aceites y sales.
Desgaste Mecánico
Las principales causas de los daños mecánicos en el aislamiento eléctrico es abrasión,
flexión y torsión de los conductores recubiertos
Factores Biológicos
Los roedores y los insectos pueden comer los materiales orgánicos que son de
aislamiento eléctrico, poniendo en peligro el aislamiento de los conductores. Otra
forma de degradación de las características de aislamiento eléctrico es la presencia de
hongos que crecen en presencia de humedad.
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Altas Tensiones
Las altas tensiones pueden dar lugar a arcos eléctricos o corona efectos, que crean
orificios en el aislamiento o la degradación química, reduciendo así la resistencia
eléctrica del aislamiento.
Proponer una traducción mejor
Presión
El vacío puede causar el desprendimiento de materiales aislantes orgánicos volátiles,
provocando vacíos internos, y la variación consecuente en sus dimensiones, pérdida
de peso y en consecuencia reducir su resistividad.
Campos electromagnéticos
Se genera cuando circula corriente eléctrica en medios conductores. El campo
electromagnético está presente en muchas actividades humanas, tales como trabajar
con líneas energizadas o circuitos, soldadura de arco, el uso de teléfonos celulares y
hornos microondas.
La unidad de medida del campo magnético es por Volt Ampere, Gauss o Tesla cuyo
símbolo está representado por la letra T.
Cuidados especiales debenser tomados por los empleados o personas que tienen en
sus dispositivos electrónicos del cuerpo, como los marcapasos, audífonos, entre otros,
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para su funcionamiento puede verse comprometida en presencia de campos
magnéticos intensos.
Importante
"Hay que considerar que cualquier descarga eléctrica es peligrosa. "
NO hace ruido
NO hace olor
NO tiene color
NO se ve
Accidentes eléctricos
Los accidentes eléctricos como el choque o electrocutar (descarga de energía por
medio de un contacto de una parte del cuerpo no aislada con una parte energizada no
asilada), representan el 20% mientras que el 80% por arco eléctrico
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Que es el arco eléctrico?
Es una peligrosa liberación de energía a través del aire creada por una falla eléctrica
con un conductor vivo expuesto a otro o a tierra.
La liberación de energía puede contener.
Energía térmica
Energía acústica
Ondas de presión
Escombros
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Hechos del arco eléctrico.
Quemaduras fatales pueden ocurrir a mas de 3 metros.
La temperatura del arco puede alcanzar los 20.000 C, 4 veces la temperatura
superficial del sol.
El intenso calor del arco causa la expansión súbita, esto resulta en una explosión con
muy alta presión del aire.
Cuando los materiales son evaporizados, estos se expanden en volumen (Cu - 67,k
veces; Agua – 1670 veces).
La explosión puede propagar el metal derretido en el aire a mayores distancias con
gran fuerza.
La onda de presión de la explosión puede lanzar a los trabajadores a través del cuarto,
noqueándolos.
La presión en el pecho puede ser mayor a 2000 PSI.
El sonido puede tener una magnitud hasta de 140 dB a una distancia de 60.96 cm del
arco, perdida uditiva.
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5.3. Efecto de la corriente eléctrica en el cuerpo humano.
Quemadura de 1°= Daña l a Epidermis enrojecido
Quemadura de 2° = Daña la Dermis, ampollas
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Quemadura de 3° = Penetra por todo el espesor de piel
Quemadura de 4° = Daños de músculos y hueso
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5.4. Equipos de protección individual y colectiva
Determinar los niveles de exposición en una instalación
Especificar y adquirir los equipos de protección personal requeridos.
Categoría
0
Nivel de
energía
EPI requerido
Materiales inflamables que no se derrite,
2 cal / cm2 gafas / pantalla facial, guantes de cuero
sobre goma
4 cal / cm2 Resistente al fuego (FR) camisa y FR
pantalones
1
Traje
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2
8 cal / cm2
FR camisa, FR pantalones, ropa interior
algodón.
3
25 cal /
cm2
2 capas de ropa FR , ropa interior algodón.
4
40 cal /
cm2
Camisa, pantalones FR, traje multi-capa
flash, ropa interior algodón.
Identificar las prácticas seguras de trabajo para controlar los riesgos.
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Emprender un programa de capacitación para formar electricistas capacitados
Equipos de protección individual
Cualquier equipo destinado a ser llevado o sujetado por el trabajador o trabajadora
para que le proteja de uno o varios riesgos que puedan amenazar su seguridad o su
salud en el trabajo, así como cualquier complemento o accesorio destinado a tal fin.
Protección para oídos
Protección para el sistema respiratorio
Protección para el tronco
Protección para brazos
Protección para manos
Protección para piernas
Calzado de protección
Otra indumentaria de protección
Equipos completos
Protección de cabeza
Casco protector solapa frontal tipo (Jockey)
Casco protector tipo aleta completa
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Casco protector con visera tapa frontal
Protección para los ojos
Gafas de seguridad para la protección (lentes incoloras)
Gafas de seguridad para la protección (lentes ahumados)
Protección auditiva
Protector auditivo cubierta
Protector auditivo de inserción (enchufe)
Protección respiratoria
Respirador purificador de aire (descartable)
Respirador purificador de aire (con filtro)
Respirador con suministro de aire (máscara autónoma)
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Protección de miembros superiores
Guante aislante de caucho
Cubierta de guantes para la protección de la cubierta aislante de caucho
Funda protectora para rasguños y vaqueta
Guante protector de piel de vaca
Conductor protector guante
Guante protector de nitrilo
Protección de PVC manga (hexanol)
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Manga protectora arandela de goma
Crema protectora para la piel
Protección de miembros inferiores
Protección tipo de calzado de cuero polaina
Tipo de calzado bota de cuero protectora (media caña)
Tipo de calzado bota de cuero protectora (cañón largo)
Calzado de protección de tipo fuelle de goma (cañón largo)
Conductor de protección calzado
Piernera Confidencial
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Chaqueta en tejido impermeable
Pantalón en tejido impermeable
Equipamiento de protección colectiva – EPC
EPC es cualquier dispositivo, sistema o medio ambiente o colectiva cobertura
móvil, diseñado para preservar la integridad física y la salud de los usuarios de los
trabajadores y terceros.
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CINTA DE SEÑALIZACIÓN
CONO DE SEÑALIZACIÓN
BIOMBO METALICO PLEGABLE
SEÑALIZADOR STROBO
COBERTURA AISLANTE
MANTA ISOLANTE
Dispositivos a corriente de fuga
Dispositivo de protección operado por corriente
Tienen por finalidad desligar de la red de suministro de energía eléctrica, equipo o
instalación que protege, la aparición de una corriente de fuga que supere cierto
valor, sus operaciones deben ser rápido, menos de 0,2 segundos (por ejemplo,
DDR).
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Bloqueos y obstáculos
Dispositivos de bloque son los que impiden que el accionamiento o la reconexión
de los dispositivos de conmutación (interruptores, conmutadores).
El bloqueo de la acción está destinada a mantener, por medios mecánicos una
conmutación fija en una posición específica con el fin de prevenir una acción no
autorizada, por lo general utilizan candados.
Es importante que estos dispositivos permiten más de un bloque, es decir, la
inserción de más de un candado, por ejemplo, para trabajar simultáneamente en
un equipo de mantenimiento.
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Obstáculos y escudos
Los obstáculos están diseñados para evitar el contacto accidental con las partes
bajo tensión, pero no el contacto que pueden resultar de una acción deliberada y
voluntaria de ignorar o eludir el obstáculo.
Los obstáculos deben impedir:
Una aproximación física no intencional de las partes energizadas;
Contactos no intencionales con partes energizadas durante actuaciones sobre el
equipamiento, mientras el equipo esta en servicio normal.
Trabajos sin tensión.
Abrir con corte visible todas las fuentes de tensión
Prevenir cualquier posible realimentación: enclavar-bloquear.
Verificar la ausencia de tensión.
Puesta a tierra y en cortocircuito de todas aquellas posibles fuentes de tensión.
Delimitar y señalizar la zona de trabajo
Trabajos con tensión
Los trabajos en tensión deberán ser realizados por trabajadores cualificados,
siguiendo un procedimiento previamente estudiado y, cuando su complejidad o
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novedad lo requiera, ensayado sin tensión, que se ajuste a los requisitos indicados
a continuación. Los trabajos en lugares donde la comunicación sea difícil, por su
orografía, confinamiento u otras circunstancias, deberán realizarse estando
presentes, al menos, dos trabajadores con formación en materia de primeros
auxilios.
Existen tres métodos de trabajo en tensión:
Método de trabajo a potencial
Método de trabajo a distancia
Método de trabajo en contacto con protección aislante en las manos