3º ESO 3º ESO Tema 4.Tema 4.

Instalación eléctrica Instalación eléctrica de la vivienda.de la vivienda.

1 Introducción.1 Introducción. La corriente eléctrica es generada en las La corriente eléctrica es generada en las

centrales eléctricas como veremos en el centrales eléctricas como veremos en el siguiente tema, y después es transportada siguiente tema, y después es transportada hasta las industrias y las ciudades para su hasta las industrias y las ciudades para su consumo.consumo.

En este tema veremos como la corriente En este tema veremos como la corriente entra y es distribuida en nuestras entra y es distribuida en nuestras viviendas, y algunos conceptos básicos de viviendas, y algunos conceptos básicos de electricidad.electricidad.

2. MAGNITUDES2. MAGNITUDES ELÉCTRICASELÉCTRICAS

2.1. Voltaje o diferencia de potencial, 2.1. Voltaje o diferencia de potencial, V en voltios, VV en voltios, V

La cantidad de energía que una pila o batería La cantidad de energía que una pila o batería (generador) es capaz de proporcionar a cada electrón (generador) es capaz de proporcionar a cada electrón viene expresada por su viene expresada por su voltajevoltaje o o tensióntensión y se mide en y se mide en voltios, V.voltios, V.

Para entender qué es la diferencia de potencial en Para entender qué es la diferencia de potencial en electricidad, se suele poner el ejemplo que sustituye electricidad, se suele poner el ejemplo que sustituye la corriente eléctrica por corriente de agua:la corriente eléctrica por corriente de agua:

Cuando dos elementos tienen diferente cantidad de carga Cuando dos elementos tienen diferente cantidad de carga negativa, existe una “negativa, existe una “diferencia de potencialdiferencia de potencial” ,” , y se y se producirá un flujo de electrones que tenderá a nivelar las producirá un flujo de electrones que tenderá a nivelar las cargas. La cargas. La diferencia de potencial diferencia de potencial también se llama también se llama tensióntensión o o voltajevoltaje y se mide en y se mide en Voltios, VVoltios, V

Los Los generadores de corriente eléctrica generadores de corriente eléctrica oo pilaspilas son son dispositivos que mantienen la diferencia de potencial para dispositivos que mantienen la diferencia de potencial para que los electrones puedan circular constantemente desde que los electrones puedan circular constantemente desde el polo negativo al positivoel polo negativo al positivo

2.2. Resistencia eléctrica de los materiales, R (en 2.2. Resistencia eléctrica de los materiales, R (en Ohmios Ohmios ΩΩ))

Es la capacidad de un material de dificultar el paso Es la capacidad de un material de dificultar el paso de la corriente eléctrica; depende de:de la corriente eléctrica; depende de:

Tipo de material (resistividad Tipo de material (resistividad ρρ en en Ω Ω . mm. mm22/m)/m) Longitud del conductor, L en mLongitud del conductor, L en m Sección del conductor, S en mmSección del conductor, S en mm22

R = R = ρρ . L / S . L / S

2.3. Intensidad de corriente eléctrica, 2.3. Intensidad de corriente eléctrica, I, en Amperios, AI, en Amperios, A

Es la carga eléctrica, o el número de Es la carga eléctrica, o el número de electrones que atraviesa la sección de un electrones que atraviesa la sección de un conductor en la unidad de tiempo t (en conductor en la unidad de tiempo t (en segundos, s)segundos, s)

I = Q / tI = Q / t Como la carga eléctrica de un electrón es Como la carga eléctrica de un electrón es

muy pequeña, para medir la intensidad de muy pequeña, para medir la intensidad de corriente eléctrica se usa el Culombio; corriente eléctrica se usa el Culombio;

1 Culombio = 6,23.101 Culombio = 6,23.101818 electrones electrones Suelen usarse dos submúltiplos:Suelen usarse dos submúltiplos:

-miliamperio, 1mA=10-miliamperio, 1mA=10-3 -3 AA

-microamperio, 1-microamperio, 1μA=10μA=10-6 -6 AA

2.4. Ley de Ohm2.4. Ley de Ohm

La La ley de Ohm ley de Ohm relaciona la resistencia eléctrica, relaciona la resistencia eléctrica, intensidad de corriente y diferencia de intensidad de corriente y diferencia de potencial del siguiente modo:potencial del siguiente modo:

V = I . RV = I . R

con:con: V, diferencia de potencial en voltios, VV, diferencia de potencial en voltios, V

I, Intensidad de corriente en Amperios, AI, Intensidad de corriente en Amperios, A

R, Resistencia eléctrica en ohmios, R, Resistencia eléctrica en ohmios, ΩΩ

Podemos deducir las siguientes expresiones:Podemos deducir las siguientes expresiones:

R = V / IR = V / I

I = V / RI = V / R

2.5 Tipos de corriente2.5 Tipos de corriente

Corriente continua: los electrones circulan todo el rato en el mismo Corriente continua: los electrones circulan todo el rato en el mismo sentido. Pilas, baterías y dinamos.sentido. Pilas, baterías y dinamos.

Corriente alterna: los electrones cambian de sentido cada poco Corriente alterna: los electrones cambian de sentido cada poco tiempo. Alternadores.tiempo. Alternadores.

La inmensa mayoría de aparatos electrónicos utilizan la corriente La inmensa mayoría de aparatos electrónicos utilizan la corriente continua ya que deben controlar el paso de los electrones de una continua ya que deben controlar el paso de los electrones de una forma muy selectiva. Sin embargo la mayor parte de la producción y forma muy selectiva. Sin embargo la mayor parte de la producción y transporte de la corriente es alterna, por lo que se debe transformar transporte de la corriente es alterna, por lo que se debe transformar la corriente alterna en continua. la corriente alterna en continua.

3 Elementos de un circuito 3 Elementos de un circuito eléctricoeléctrico Un “circuito eléctrico” es el conjunto

de conductores y dispositivos eléctricos por los que pasa la corriente eléctrica.

Un “circuito eléctrico” consta de los siguientes elementos:• Generador• Conductores:• Receptores: transforman la energía

eléctrica en otras: luminosa (lámparas), térmica (calefactores), mecánica (motores)…

• Elementos de control: controlan y distribuyen la corriente (interruptores, pulsadores, conmutadores)

• Elementos de protección: protegen los circuitos de las altas temperaturas, cortocircuitos, etc (fusibles, interruptores magnetotérmicos y diferenciales)

3.1. Representación y símbolos3.1. Representación y símbolos

GeneradoresGeneradores

ReceptoreReceptoress

Elementos Elementos de controlde control

Elementos Elementos de de proteccióprotecciónn

Conexión en serie: los elementos se conectan uno a continuación de otro.

Conexión en paralelo: los elementos se sitúan en distintos cables y la corriente que llega a uno de ellos no pasa por el resto.

Conexión mixta: tiene elementos conectados en serie y en paralelo

3.2 Tipos de circuitos3.2 Tipos de circuitos

4 Instalación eléctrica de la 4 Instalación eléctrica de la viviendavivienda

4.1. De la calle hasta la puerta de 4.1. De la calle hasta la puerta de casacasa..

1.1. La corriente eléctrica circula por cables La corriente eléctrica circula por cables subterráneos o aéreos que recorren las calles subterráneos o aéreos que recorren las calles de nuestras ciudades. La corriente es de tipo de nuestras ciudades. La corriente es de tipo alterno y tiene un voltaje de 220 voltios.alterno y tiene un voltaje de 220 voltios.

4.2 De la calle hasta la puerta de 4.2 De la calle hasta la puerta de casa.casa.

2.2. Desde el cable que recorre la calle se produce una Desde el cable que recorre la calle se produce una conexión a cada edificio de viviendas, y al llegar conexión a cada edificio de viviendas, y al llegar al edificio, en primer lugar se realizan conexiones al edificio, en primer lugar se realizan conexiones para cada una de las viviendas. Luego cada una para cada una de las viviendas. Luego cada una de estas conexiones pasa por:de estas conexiones pasa por: fusiblefusible,, el contador el contador (que registra el consumo)(que registra el consumo) interruptor de control de potencia (ICPinterruptor de control de potencia (ICP, que controla , que controla

la potencia máxima que se puede usar en la vivienda).la potencia máxima que se puede usar en la vivienda).

3.3. A continuación la fase y el neutro llegan ya a la A continuación la fase y el neutro llegan ya a la puerta de nuestra vivienda donde se encuentra puerta de nuestra vivienda donde se encuentra el cuadro general de protección y distribución. el cuadro general de protección y distribución.

4.4. Los elementos del CGPD son:Los elementos del CGPD son: Interruptor general automático (IGA) que corta la Interruptor general automático (IGA) que corta la

corriente cuando detecta cortocircuitos o corriente cuando detecta cortocircuitos o sobrecargas. sobrecargas.

Interruptor diferencial (ID) que corta la corriente Interruptor diferencial (ID) que corta la corriente cuando detecta derivaciones.cuando detecta derivaciones.

Y finalmente tenemos los pequeños interruptores Y finalmente tenemos los pequeños interruptores automáticos (PIA) que controlan cada circuito automáticos (PIA) que controlan cada circuito independiente de la casa.independiente de la casa.

4.3 Dentro de casa.4.3 Dentro de casa.

4.4 C4.4 Cuadro general de uadro general de protección y distribución.protección y distribución.

4.5. 4.5. CortocircuitoCortocircuito

Subida accidental de la Subida accidental de la intensidad de la corriente intensidad de la corriente en parte de un circuito en parte de un circuito debida a que toda la debida a que toda la corriente que llega por la corriente que llega por la fase se va por el neutro sin fase se va por el neutro sin realizar ningún trabajo. El realizar ningún trabajo. El IGA protege contra este tipo IGA protege contra este tipo de accidentes, si no de accidentes, si no estuviera se podría producir estuviera se podría producir un incendio.un incendio.

4.6 Derivación4.6 DerivaciónEscape accidental de la corriente de un Escape accidental de la corriente de un

circuito debido a que la corriente circuito debido a que la corriente encuentra un camino para circular hacia encuentra un camino para circular hacia la tierra. El ID y la toma de tierra la tierra. El ID y la toma de tierra protegen contra este tipo de accidentes, protegen contra este tipo de accidentes, si no estuvieran las personas podrían si no estuvieran las personas podrían sufrir electrocuciones al pasar la sufrir electrocuciones al pasar la corriente a través de ellas.corriente a través de ellas.

3. Colores de los cables.3. Colores de los cables.

Fase: negro, Fase: negro, marrón o gris.marrón o gris.

Neutro: azul.Neutro: azul. Toma de tierra: Toma de tierra:

amarillo y verde.amarillo y verde.

(Cable de (Cable de seguridad contra seguridad contra derivaciones).derivaciones).

4. Circuitos de la vivienda.4. Circuitos de la vivienda. Hay dos grados de electrificación de las Hay dos grados de electrificación de las

viviendas: básico y elevado. En una viviendas: básico y elevado. En una instalación eléctrica de grado de instalación eléctrica de grado de electrificación básico podremos encontrar 5 electrificación básico podremos encontrar 5 circuitos:circuitos: C1. Timbre e iluminación.C1. Timbre e iluminación. C2. Enchufes de uso general.C2. Enchufes de uso general. C3. Cocina y horno eléctrico.C3. Cocina y horno eléctrico. C4. Lavadora, lavavajillas y calentador de agua.C4. Lavadora, lavavajillas y calentador de agua. C5. Enchufes complementarios en baño y cocina.C5. Enchufes complementarios en baño y cocina.

Subcircuitos:Subcircuitos: C1:C1:

Punto de luz con 1 interruptor.Punto de luz con 1 interruptor.

Punto de luz conmutado.Punto de luz conmutado.

C1C1 Punto de luz con 2 Punto de luz con 2

conmutadores y llave conmutadores y llave

de cruce.de cruce.

Timbre con pulsador.Timbre con pulsador. C2, C3, C4, y C5:C2, C3, C4, y C5:

Base de enchufe con toma de Base de enchufe con toma de tierra.tierra.

Esquema funcional Esquema Práctico

Dos puntos de luz y enchufe

Dos puntos de luz con conmutada de 3 puntos

Tres puntos de luz con 2 conmutadores

Ejemplos Circuitos

Ejercicio:Ejercicio: Dibuja la planta de una habitación y Dibuja la planta de una habitación y

añade los siguientes circuitos: luz añade los siguientes circuitos: luz controlada por 2 conmutadores y 2 controlada por 2 conmutadores y 2 enchufes con toma de tierra. Utiliza los enchufes con toma de tierra. Utiliza los colores adecuados para los cables.colores adecuados para los cables.