Rigidez dieléctrica: (El valor límite de la intensidad del campo eléctrico en el cual un material

pierde su propiedad aisladora, se llama rigidez dieléctrica del material.)

Es la intensidad del campo eléctrico para el cual el material deja de ser un aislador para convertirse

en un material conductor.

Hay un limite para la intensidad del campo que puede exister en un conductor sin que se ionice el

aire circundante. Cuando ello ocurre, el aire se convierte en un conductor.

Tipos de cargas eléctricas:

Los tipos de cargas eléctricas caen dentro de cuatro categorías: resistivas, capacitivas, inductivas o

una combinación de las anteriores. Algunas cargas son puramente resistivas, capacitivas o

inductivas. La naturaleza imperfecta de cómo son construidos los dispositivos eléctricos o

electrónicos causa inductancia, capacitancia y resistencia para ser una parte inherente de muchos

dispositivos.

a). Cargas resistivas:Un resistor es un mecanismo que resiste el flujo de la electricidad. Al

hacerlo, parte de la energía eléctrica es disipada como calor. Dos cargas comunes resistivas son

los bulbos de luz incandescente y los calentadores eléctricos. La resistencia (R) es medida en

ohms. Un bulbo de luz incandescente produce luz al pasar corriente eléctrica a través de un

filamento en un vacío. La resistencia del filamento causa que se caliente y la energía eléctrica es

convertida en energía luminosa. Los calentadores eléctricos trabajan de la misma manera, excepto

que ellos producen una poca, si acaso, de luz. La corriente eléctrica y el voltaje en una carga

resistiva se dicen estar "en fase" uno con otro. Como el voltaje se eleva o cae, la corriente también

se eleva y cae con éste.

b). Cargas capacitoras:Un capacitor almacena energía eléctrica. Las dos superficies

conductivas están separadas por un aislante no conductivo. Cuando una corriente eléctrica

es aplicada a un capacitor, los electrones de la corriente se acumulan en la placa adjuntada

a la terminal a la cual es aplicada la corriente eléctrica. Cuando la corriente es retirada, los

electrones fluirán de regreso a través del circuito para alcanzar la otra terminal

del capacitor. Los capacitores son utilizados en motores eléctricos, radio circuitos, fuentes

de poder y muchos otros circuitos. La capacidad de uncapacitor para almacenar energía

eléctrica es llamada capacitancia (C). La unidad principal de medida es el faradio, pero la

mayoría de los capacitores están medidos en microfaradios. La corriente lleva el voltaje de

un capacitor. El voltaje a través de las terminales comienza a cero voltios mientras la

corriente está a su máximo. A medida que la carga se desarrolla en la placa del capacitor, el

voltaje se eleva y la corriente cae. A medida que un capacitor se descarga, la corriente se

eleva y el voltaje cae.

c). Cargas inductivas:Un inductor puede ser cualquier material conductor. Cuando un

cambio de corriente pasa a través de un inductor, éste induce un campo magnético

alrededor de este mismo. Girando el inductor en una bobina incrementa el campo

magnético. Un principio similar ocurre cuando un conductor es colocado en un campo

magnético cambiante. El campo magnético induce una corriente eléctrica en el conductor.

Ejemplos de cargas inductivas incluyen transformadores, motores eléctricos y bobinas. Dos

series de campos magnéticos en un motor eléctrico opuestos uno con otro, forzan al árbol

del motor para que gire. Un transformador tiene dos inductores, uno primario y uno

secundario. El campo magnético en el devanado primario induce una corriente eléctrica en

el devanado secundario. Una bobina almacena energía en un campo magnético que induce

cuando un cambio de corriente pasa a través de éste y libera la energía cuando la corriente

es retirada. La inductancia (L) es medida en henrios. El cambio de voltaje y corriente en un

inductor están fuera de fase. A medida que la corriente se eleva al máximo, el voltaje cae.

Carga inductiva se le llama a toda inductancia conectada en un circuito eléctrico.

La carga inductiva en corriente alternada, tiene la particularidad de atrasar la corriente respecto a la

tensión, por ese motivo se instalan cargas capacitivas que producen el efecto contrario, o sea

adelanta la corriente respecto a la tensión y de esa forma se compensa el desfasaje.

A estas cargas se las llama reactivas, y se miden en Ohms "aparentes" (no se las pude medir con

un Ohmetro), son las reactancias inductivas y capacitivas.

En radiofrecuencia carga inductiva entre otras configuraciones puede ser por ejemplo una antena,

que puede llegar a tener mas inductancia que capacitancia.

Un circuito "LC" o sea una bobina y un capacitor, están en resonancia a una frecuencia, cuando

ambas reactancias asumen el mismo valor en Ohms (aparentes).

Cargas combinadas:Todos los conductores tienen alguna resistencia bajo condiciones

normales y también exhiben influencias inductivas y capacitivas, pero esas pequeñas

influencias son generalmente despreciadas para fines prácticos. Otras cargas hacen uso de

varias combinaciones de inductores, capacitores y resistores para llevar a cabo funciones

específicas. El condensador eléctrico de un radio utiliza inductores variables o capacitores

en combinación con un resistor para filtrar un rango de frecuencias mientras permite sólo

una banda estrecha pasar a través del resto del circuito. Un tubo de rayos catódicos en un

monitor o televisor utiliza inductores, resistores y la capacitancia inherente del tubo para

controlar y desplegar una imagen en las cubiertas de fósforo del tubo. Los motores de una

fase con frecuencia utilizan capacitores para ayudar al motor durante el encendido y la

marcha. El capacitor de inicio provee una fase adicional de voltaje al motor a partir de que

éste cambia la corriente y voltaje fuera de fase recíprocamente.

¿Qué es la energía activa, la energía reactiva y el factor de potencia?

Energía activa: los receptores eléctricos alimentados por corriente eléctrica transforman la energía

eléctrica en trabajo mecánico y en calor. A este efecto útil se le denomina “energía activa” y se

mide en kWh.

Los receptores formados por resistencias puras (aparatos de calefacción, lámparas

incandescentes, etc.) consumen, exclusivamente, este tipo de energía.

Energía reactiva: existen numerosos receptores, tales como motores, transformadores,

reactancias, etc., que para funcionar necesitan que se formen campos magnéticos. Estos equipos,

en general inductivos, absorben energía de la red para crear los campos magnéticos y la

devuelven mientras desaparecen. Con este intercambio de energía, se provoca un consumo

suplementario que no es aprovechable por los receptores. A esta energía se le denomina “energía

reactiva” y se mide en kVArh. La energía reactiva provoca una sobrecarga en líneas,

transformadores y generadores, sin llegar a producir un rendimiento útil. Sin embargo, la factura de

energía sí la contabiliza, por lo que puede llegar a incrementarla en cantidades importantes

Factor de potencia (cos φ): relaciona el consumo de energía activa y aparente de una instalación.

La energía aparente a su vez depende de la energía activa y reactiva. Para un mismo consumo de

energía activa, cuanto mayor es el consumo de energía reactiva menor es el factor de potencia y

mayor es la penalización económica (en caso de que el cosφ sea inferior a un determinado valor).

¿Qué es el Factor de Potencia?

Es un indicador del correcto aprovecha-miento de la energía eléctrica.

El Factor de Potencia puede tomar valores entre 0 y 1, lo que significa que:

0 1

muy malo 0,95 excelente

Por ejemplo, si el Factor de Potencia es 0,95 (valor mínimo exigido por la EPESF) indica que del total de la energía abastecida por la Distribuidora sólo el 95 % de la energía es utilizada por el Cliente mientras que el 5 % restante es energía que se desaprovecha.

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En los artefactos tales como lámparas incandescentes (focos), planchas, calefón y estufas eléctricas,

toda la energía que requieren para su funcionamiento se transforma en energía lumínica o energía

calórica, en estos casos el Factor de Potencia toma valor 1 (100 % energía activa).

En otros artefactos, por ejemplo lavarropas, heladeras, equipos de aire acondicionado, ventiladores y

todos aquellos que poseen un motor para su funcionamiento, como también los tubos fluorescentes,

entre otros, una parte de la energía se transforma en energía mecánica, frío, luz o movimiento

(energía activa), y la parte restante requiere otro tipo de energía, llamada energía reactiva, que

es necesaria para su propio funcionamiento. En estos casos, el Factor de Potencia toma valores

menores a 1.

Resumiendo, la energía que se transforma en trabajo, se la denomina ENERGIA ACTIVA, mientras

que la usada por el artefacto eléctrico para su propio funcionamiento, se la llama ENERGIA

REACTIVA.

Inconvenientes que ocasiona

En caso que el Factor de Potencia sea inferior a 0,95, implica que los artefactos tienen elevados

consumos de energía reactiva respecto a la energía activa, produciéndose una circulación excesiva de

corriente eléctrica en sus instalaciones y en las redes de la Empresa Distribuidora, a saber:

- Provoca daños por efecto de sobrecargas saturándolas.

- Aumentan las pérdidas por recalentamiento.

- Aumenta la potencia aparente entregada por el transformador para igual potencia activa utilizada.

- Además, produce alteraciones en las regulaciones de la calidad técnica del suministro (variaciones de tensión), con lo cual empeora el rendimiento y funcionamiento de los artefactos y quita capacidad suficiente de respuesta de los controles de seguridad como ser interruptores, fusibles, etc.

¿Ha pensado en el Factor de Potencia cuando tuvo alguno de estos problemas?

En la mayoría de los casos cuando actúan interruptores o fusibles se da la culpa a la mayor carga

conectada y generalmente se piensa en ampliar la potencia del transformador sin antes verificar el Factor de Potencia.

¿Cómo solucionar este problema?

Los excesivos consumos de energía reactiva pueden ser compensados con CAPACITORES.

Éstos son elementos eléctricos que, instalados correctamente y con el valor adecuado, compensan la energía reactiva necesaria requerida por la instalación interior, elevando el Factor de Potencia por sobre los valores exigidos. Estos elementos deben ser conectados por instaladores electricistas habilitados ya que este tema presenta cierta complejidad.

Conclusión:

Para el uso racional de la energía, es prioritaria la corrección del Factor de Potencia. En la compra de artefactos y maquinarias existen algunas marcas que ya traen compensada esta energía a valores exigibles por la EPESF.

El mantenimiento de valores controlados del Factor de Potencia redundará en su beneficio y en el de nuestra Empresa, ya que:

- Aumentará la vida útil de la instalación.

- Evitará la penalización en la facturación.

- Mejorará la calidad del producto técnico del suministro que recibe el Cliente.

- Mejorará la regulación de la tensión del suministro.

- Reducirá las pérdidas por recalentamiento en líneas y elementos de distribución.

El interruptor Termomagnético es un medio de protección y desconexión a base de elementos

mecánicos termomagnéticos de fácil accionamiento y de rápida respuesta a la falla eléctrica, ensamblados en

caja moldeada. Los interruptores termomagnéticos más comerciales son los de uno y dos polos, de un rango de

15 á 50 amperes y son utilizados para todo tipo de servicios de instalaciones eléctricas, principalmente de uso

doméstico y comercial. Los de rango de 60 á 100 A de uno y dos polos así como los de tres polos en toda su

gama, y los de mayor capacidad de amperaje son utilizados en zonas con mayor demanda de carga eléctrica

para uso residencial, comercial e industrial.

ITM en Caja Moldeada de 1 polo

ITM en Caja Moldeada de 2 polos

RELE TERMICOS:

El relé térmico es unos de los componentes que se instalan aguas arriba de cualquier motor de una cierta

potencia y por tanto de un cierto coste en caso de avería, ya que como veremos es un mecanismo que sirve

como elemento de protección del motor. Pero no todos los relés térmicos sirven para todos los motores, es

por esto que hay que tener en cuenta ciertos parámetros básicos para su elección y regulación.

Su misión, como ya se ha tratado en un post anterior, consiste en desconectar el circuito cuando la intensidad

consumida por el motor, supera durante un tiempo corto, a la permitida por este, evitando que el bobinado del

motor se queme. De esta manera protege a los motores contra sobrecargas, fallo de alguna fase y diferencias

de carga excesivas entre fases.

Partes fundamentales de los relés térmicos

Los equipos suelen incorporar dos contactos auxiliares (uno normalmente abierto y otro normalmente cerrado)

para uso en el circuito de mando y sus valores estándar están en torno a una alimentación de 660 Vc.a. para

frecuencias de 50/60 Hz.

También actúa en el circuito de potencia que alimenta directamente al motor, a través de sus tres contactos

principales.

Tal y como podemos ver en las imágenes este relé dispone de un selector de la intensidad de protección, el

cual nos indica el rango de funcionamiento del relé ( por ejemplo un rango puede ser entre 1,6 hasta 3,2A de

intensidad nominal.

Además, incorpora un botón de prueba (STOP), y otro para RESET.

En el siguiente esquema vemos el relé térmico (F2) y junto con su inclusión en el circuito de potencia y en el

circuito de control.

¿Pero si controla las sobreintensidades? ¿Por qué se llaman térmicos?

Estas preguntas se responden explicando el funcionamiento de este dispositivo. El nombre de térmico viene

debido a que el sobreconsumo es detectado gracias a que consta de tres contactos bimetálicos (uno para

cada fase) los cuales están arrollados por bobinas calefactoras (resistencias arrolladas). Estas resistencias

cuando son recorridas por una determinada intensidad, provocan el calentamiento térmico del bimetal el

cual da la señal de apertura del relé.

El bimental está constituido por una lámina compuesta por dos metales de diferente coeficiente de dilatación,

consiguiendo que se deforme al aplicarle calor, desplazando en este movimiento una placa de fibra que actúa

sobre la conmutación del contacto.

Realmente hacen una función similar a los magnetotérmicos con la diferencia de que la velocidad de corte no

es tan rápida como en estos. Este aspecto otorga la ventaja de que el motor en caso de funcionamiento con

un pico de intensidad siga pudiendo trabajar siempre que este pico no se alargue en el tiempo, en cuyo caso

actuaría el relé térmico. Es decir, otorga un poco de holgura en el funcionamiento.

Selección y regulación de los relés térmicos

Para la elección del este mecanismo hay que tener en cuenta el tiempo máximo que puede soportar una

sobreintensidad no admisible, y asegurarnos de que la intensidad del receptor esté comprendida dentro del

margen de regulación de la intensidad del relé.

Una vez instalado se debe regular ( ruleta de intensidad) a la Intensidad Nominal del motor (In), para el

arranque directo. Esta intensidad viene indicada en la placa de características del motor

Relé Termomagnético Este relé tiene como objetivo proteger los sistemas y motores eléctricos contra sobrecarga y corto

circuito, cumple con dos funciones de protección, lo que lo convierte en un dispositivo muy utilizado

y novedoso en el que se combinan los sistemas de bobinas y bimetales de los relés térmico y

electromagnético.

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