Man Electrotec Med

Modulo Formativo: Rodamientos

PROYECTO NIC/023MEJORAMIENTO DE LOS NIVELES DE COMPETENCIA PROFESIONAL Y TCNICA EN EL MBITO NACIONALINSTITUTO NACIONAL TECNOLGICO

DIRECCIN GENERAL DE FORMACIN PROFESIONAL

DIRECCIN TCNICA DOCENTE

DEPARTAMENTO DE CURRCULUM

Agosto 2013INSTITUTO NACIONAL TECNOLGICO

Cra. Loyda Barreda Rodriguez

Directora Ejecutiva

Cro. Walter Saenz Rojas

Sub Director Ejecutivo

Cra. Daysi Rivas Mercado

Directora General de Formacin Profesional

COORDINACIN TCNICA

Cra. Nelly Pedroza Carballo

Responsable Departamento de Currculum

Cro. Mario Valle Montenegro

Especialista en Formacion ProfesionalOrganismo financiante. Proyecto NIC/023

Agosto, 2013

PRESENTACIN

El Instituto Nacional Tecnolgico (INATEC), como organismo rector de la Formacin Profesional en Nicaragua ha establecido un conjunto de polticas y estrategias en el marco de la implementacin del Plan Nacional de Desarrollo Humano, para contribuir con el desarrollo econmico que nos permita avanzar en la eliminacin de la pobreza en Nicaragua.

El Gobierno de Reconciliacin y Unidad Nacional a travs de INATEC ha formado y entregado miles de nuevos tcnicos a la economa nacional, brindndoles mayores oportunidades de empleo y mejores condiciones de vida a las familias nicaragenses, mediante una oferta de Formacin Profesional ms amplia que dignifique los oficios, formando con calidad a jvenes, mujeres y adultos, contribuyendo as, a la generacin de riqueza para el bienestar social con justicia y equidad.

Nos proponemos profundizar la ruta de restitucin de derechos para continuar cambiando hacia un modelo que brinde ms acceso, calidad y pertinencia al proceso de Formacin Profesional de las/los nicaragenses sustentada en valores cristianos, ideales socialistas y prcticas cada vez ms solidarias.

Este esfuerzo debe convocarnos a todos, empresarios, productores del campo y la ciudad, a los subsistemas educativos, a la cooperacin nacional e internacional disponiendo recursos y energas de manera integral y solidaria, para el presente y el futuro; a trabajar en unidad para la formacin de profesionales tcnicos con competencias en las especialidades; agropecuaria, agroindustrial, industrial, construccin, turismo e idiomas; dotar de recursos humanos competentes a la micro, pequea y mediana empresa y acompaar a las mujeres en iniciativas productivas en todos los campos.

La elaboracin y edicin de este manual ha sido posible gracias la asesora, apoyo econmico y tecnolgico del Proyecto NIC/023, y la revisin tcnica metodolgica de especialistas del Departamento de Currculum del INATEC.

El presente manual para el participante sirve de instrumento metodolgico en el desarrollo de las capacidades que deben adquirirse en el proceso formativo en las cualificaciones tcnicas de montaje y mantenimiento de instalaciones elctricas de baja tension y Reparacin de Equipos de Audio y Video para el Mejoramiento de los niveles de competencia profesional y Tcnica en el mbito NacionalNDICE

Pg.

1MODULO FORMATIVO:

1MF000_2: ELECTROTECNIA Y MEDICIONES ELCTRICAS

2RECOMENDACIONES GENERALES

3I. INTRODUCCIN

4UNIDAD I. INTRODUCCIN A LA ELECTROTECNIA.

4Objetivos de aprendizaje de la unidad:

41. Electrotecnia

41.1Estructura y propiedades elctricas de la materia

51.2Cargas Elctricas.

61.3Conductores y Aislantes

71.4Tipos de corriente elctrica (Alterna AC y Directa DC)

81.5Energa elctrica

81.6Definicin y formas de energa.

91.7Efecto Joule

91.8Capacitor:

101.9Capacitancia

111.10Inductor

111.11Inductancia

121.12Autoinduccin

131.13Reactancia

131.14Impedancia.

131.15Reactancia Capacitiva XC.

141.16Reactancia Inductiva XL

141.17Potencia elctrica

171.18Factor de Potencia (Fp).

171.19Anlisis de circuito RL y RC en serie y en Paralelo

191.20Anlisis de Circuito RLC en serie y paralelo.

201.21Anlisis de circuitos de corriente contnua.

22EJERCICIOS DE AUTO EVALUACION

24UNIDAD II. ANLISIS DE CIRCUITOS INDUCTIVOS, REACTIVOS Y CAPACITIVOS

24Objetivos de aprendizaje de la unidad

242. Ley de Ohm.

252.1Ley de Ohm Aplicada a circuitos resistivos asociados en serie paralelo y mixto

252.2Circuitos series

262.3Circuito paralelo.

262.4Circuitos mixtos.

262.5Leyes de Kirchhoff

272.6Ley de corriente de Kirchhoff

272.7Ley de voltajes de Kirchhoff

282.8Energa Almacenada por un Condensador.

282.9Tipos de Condensadores

312.10Asociacin de inductores en serie

322.11Asociacin de inductores en Paralelo

332.12Asociacin de Capacitores en serie.

342.13Asociacin de Capacitores en Paralelo.

342.14Energa no renovable (Energa Fsil y Energa Nuclear)

382.15Energas renovables (elica, solar trmico, hidroelctrico, geotrmico)


46UNIDAD III. CALCULO DE PARAMETROS ELECTRICOS EN CORRIENTE DIRECTA Y CORRIENTE ALTERNA.


463Ley de ohm aplicada a circuitos resistivos en serie, paralelo, mixto

483.1Divisores de tensin o voltaje.

483.2Divisores de corriente

493.3Representacin vectorial de la impedancia, tensin y corriente


57UNIDAD IV. NORMATIVA DE RIESGOS ELCTRICOS.

57Objetivos:

574.Seguridad en las instalaciones elctricas.

604.1Normativa sobre seguridad.

614.2Equipos de proteccin personal

624.3.Generalidades sobre el cdigo cien (cdigo de instalaciones elctricas de Nicaragua)

654.4. Riesgo elctrico.


70UNIDAD V. INSTRUMENTOS BSICOS Y ESPECIALES DE MEDICIN (ANALGICOS Y DIGITALES).


705.Instrumentos de medicin elctrica.

705.1Instrumentos de medida. Tipologa y caractersticas

715.2Multmetro analgico

755.3El multmetro Digital

775.4Simbologa utilizada en aparatos de medida

785.5Cualidades de los aparatos de medida

795.6Instrumentos de medicin elctrica

795.7Procedimiento de conexin

825.8Uso y manejo del Ampermetro

855.9Uso y manejo de la Pinza amperimtrica.

865.10Uso y manejo del hmetro

895.11Uso y manejo del Vatmetro

905.12Medicin de potencia activa

915.13Medicin de potencias reactivas

925.14Uso y manejo del Cosmetro

935.15Medida del Factor de potencia Fp

935.16- Contador de energa elctrica

955.17- Uso y manejo del Tacmetro

965.18- Uso y manejo del Fasmetro

975.19Uso y manejo del Megger

1015.20Uso y manejo del Luxmetro

1015.21Uso y manejo del analizador de red

1025.22Anemmetro y Veleta

1035.23Densmetro

1055.24Medidor de Temperatura

1065.25Medidor de Campo Magntico


110UNIDAD VI. MEDICIN DE MAGNITUDES BSICAS Y ESPECIALES.


1106.Sistemas trifsicos.

1106.1Caractersticas de un sistema Trifsico

1106.2Definicin:

1116.3Circuito trifsico balanceado

1116.4Voltajes de fase

1136.5Ventajas de los sistemas trifsicos

1136.6Potencia en circuitos trifsicos

1166.7Conceptos y fenmenos electromagnticos

1166.8Magnetismo:

1176.9Electromagnetismo

1186.10Campo Magntico

1186.11Ley de polaridad

1186.12Induccin Magntica

1196.13Ley de Lenz


122Glosario

126Bibliografa

MODULO FORMATIVO:

MF000_2: ELECTROTECNIA Y MEDICIONES ELCTRICASAsociado a la unidad de competencia:

EEL001_2 Montaje y mantenimiento de instalaciones elctricas de baja tensin.EEL004_2. (Reparacin de equipos electrnicos de audio y vdeo)

Capacidades a adquirir en este mdulo formativoC1: Analizar los riesgos y efectos de la electricidad, relacionndolos con los dispositivos de proteccin que se deben emplear y con los clculos de las instalaciones.C2: Analizar conceptos bsicos de electrotecnia describiendo los parmetros, unidades de medida, tipo de corriente, y seguridad establecida. C3: Calcular magnitudes bsicas utilizando la ley de ohm, configuracin serie, paralelo, mixto, divisor de voltaje y de corriente, leyes de Kirchhoff, inductancia, capacitancia(LC), resistencia-inductancia (RL) y resistencia-capacitancia (RC), resistencia-inductancia-capacitancia (RLC) en circuitos simple monofsico, compuesto por cargas resistivas, inductivas y capacitivas, tomando en cuenta la representacin vectorial en rgimen permanente.C4: Medir las magnitudes bsicas de un circuito elctrico, seleccionando el aparato de medida adecuado, eligiendo la escala ptima, en corriente continua o alterna y conectndolo correctamente.C5: Realizar clculos a circuitos trifsicos de corriente alterna, identificando el tipo de sistema y conexin.C6: Analizar principios bsicos del electromagnetismo, describiendo las interacciones entre campos magnticos, conductores elctricos y principio de funcionamiento de las mquinas elctricas.RECOMENDACIONES GENERALES Para iniciar el estudio del manual, debe estar claro, que su dedicacin y esfuerzo, le permitirn adquirir los conocimientos tecnolgicos para ponerlos en prctica en ejercicios de taller. Al comenzar el estudio de la unidad didctica, debe leer los objetivos planteados al inicio, estos le facilitarn la comprensin de los logros propuestos. A medida que avance en el estudio, recopile inquietudes o dudas de los contenidos desarrollados, solicite aclaraciones en las sesiones de clase. Analice la informacin descrita en el manual y consulte a su instructor cuando necesite aclaraciones

Ample sus conocimientos con la bibliografa indicada u otros textos que estn a su alcance. Resuelva responsablemente los ejercicios de autoevaluacin y verifique sus respuestas con sus compaeros e instructor. Prepare el puesto de trabajo, segn la operacin a realizar, cumpliendo con las normas de higiene y seguridad laboral. Durante las prcticas de taller, sea amigable con el medio ambiente, no tire residuos fuera de los lugares establecidos. Recuerde siempre que el cuido y conservacin de las herramientas y equipos garantizaran el correcto desarrollo de las clases prcticas y que en el futuro los nuevos participantes harn uso de ellas.I. INTRODUCCINEl Manual para el participante Electrotecnia y Mediciones, est dirigido a los estudiantes/participantes que cursan la Cualificacin en MONTAJE Y MANTENIMIENTO DE INSTALACIONES ELCTRICAS DE BAJA TENSIN y REPARACIN DE EQUIPOS ELECTRNICOS DE AUDIO Y VDEO, con la finalidad de facilitar el proceso enseanza-aprendizaje durante su formacin tcnica.

El manual est estructurado metodolgicamente para adquirir las capacidades que describe el mdulo formativo asociado a las cualificaciones antes mencionadas.

Al inicio de cada unidad didctica se enumeran los objetivos de aprendizaje, los cuales debes leer y analizar para apropiarte de los conocimientos que estn asociados al logro de las capacidades o resultados de aprendizaje que describe el mdulo formativo.

Este manual contiene actividades para el aprendizaje y ejercicios de autoevaluacin que le ayudarn a consolidar los conocimientos estudiados.

La elaboracin de este manual ha sido posible gracias al apoyo econmico del Proyecto del Proyecto NIC/023. UNIDAD I. INTRODUCCIN A LA ELECTROTECNIA.Objetivos de aprendizaje de la unidad:

1. - Analizar los conceptos bsico de las magnitudes elctricas para su aplicacin en las instalaciones elctricas.

2. -Describir los componentes de un circuito elctrico para su posterior aplicacin.

3. -Analizar el efecto Joule en un conductor elctrico para una buena seleccin de los conductores1. Electrotecnia

La electrotecnia es la ciencia que estudia las aplicaciones tcnicas de la electricidad, posee una influencia decisiva sobre los fenmenos Elctricos Naturales, como por ejemplo el rayo, que no ha dejado de impresionar a la humanidad, Estos fenmenos nos recuerdan cuales son las fuerzas naturales y cules son los peligros que nos trae la electricidad. Sin embargo, nos permite comprender los esfuerzos que fueron necesarios para hacerla til a la humanidad.

1.1 Estructura y propiedades elctricas de la materiaLa estructura es la disposicin y orden de las partes dentro de un todo. Los tomos son la fraccin ms pequea de materia estudiados por la qumica, estn constituidos por diferentes partculas, cargadas elctricamente; los electrones, de carga negativa; los protones, de carga positiva y los neutrones, que tienen carga neutra (sin carga), todos ellos aportan masa para contribuir al peso del tomo.

Todos los tomos de un mismo elemento tienen la misma estructura electrnica, pudiendo diferir en la cantidad de neutrones (llamados Istropos). Las molculas son las partes ms pequeas de una sustancia (como el azcar), y se componen de tomos enlazados entre s. Si tienen carga elctrica, tanto tomos como molculas se llaman iones; si son positivos se llaman cationes y si son negativos se llaman aniones.

Dentro de los tomos, podemos encontrar un ncleo atmico y uno o ms electrones. Los electrones son muy importantes para las propiedades y las reacciones qumicas. Dentro del ncleo se encuentran los neutrones y los protones. Los electrones se encuentran alrededor del ncleo. Tambin se dice que es la unidad bsica de la materia con caractersticas propias. Est formado por un ncleo donde se encuentran protones.

1.2 Cargas Elctricas.Toda la materia del universo est constituida por tomos. El tomo est compuesto de tres partculas bsicas:

Electrones: Partculas con carga negativa que giran alrededor del ncleo. Protones: Partculas con carga positiva.

Neutrones: Partculas sin carga (neutras).

Estructura del tomoLos protones y los neutrones se combinan en un pequeo grupo llamado ncleo. Y en la periferia se encuentran los electrones.Ley de la Fuerza Elctrica de Coulomb, especifica que las cargas opuestas reaccionan entre s con una fuerza que hace que se atraigan. Las cargas de igual polaridad reaccionan entre s con una fuerza que hace que se repelan. En el caso de cargas opuestas y de igual polaridad, la fuerza aumenta a medida que las cargas se aproximan. En resumen la Ley de Coulomb establece que: Las cargas opuestas se atraen y las cargas iguales se repelen.

La electricidad es un flujo libre de electrones. La electricidad esttica son los electrones libres que permanecen en un lugar, sin moverse y con una carga negativa. Si estos electrones estticos tienen la oportunidad de saltar hacia un conductor, se puede producir una descarga electrosttica puede producir graves problemas en los equipos electrnicos sensibles. Como chips o los datos del computador,

Se puede hacer referencia a los tomos, o a los grupos de tomos denominados molculas, como materiales. Los materiales se pueden clasificar en aislantes, conductores y semiconductores que controlan el flujo de los electrones y trabajan juntos en distintas combinaciones.

1.3 Conductores y Aislantes Los conductores son materiales cuya resistencia al paso de la corriente es muy baja, los mejores conductores elctricos son metales como el cobre, oro, hierro, aluminio y sus aleaciones, aunque existen otros materiales no metlicos que tambin poseen la propiedad de conducir la electricidad como el grafito o las disoluciones y soluciones salinas como el agua del mar o cualquier otro material en estado de plasma.

Los Aislantes: son materiales con muy poca capacidad de conduccin elctrica o casi nula. Los materiales aislantes ms frecuentemente utilizados son: plsticos y cermicas. Los aislantes son utilizados para separar conductores elctricos evitando cortocircuitos, tambin se utilizan en las torres de alta tensin para sostener o sujetar cables elctricos sin que estos entren en contacto con la estructura metlica de las torres1.4 Tipos de corriente elctrica (Alterna AC y Directa DC) La corriente elctrica puede ser corriente continua (C.C, o bien DC) o Corriente Alterna (C.A), La corriente continua, es constante en el tiempo, por ejemplo la pila o batera. Tiene un polo positivo y uno negativo, y los electrones viajan del negativo al positivo siempre. La corriente alterna en cambio, tambin su nombre lo dice, va alternando, a razn de 50 veces por segundo, o 60 veces por segundo entre positivo uno y negativo el otro. Antes slo se usaba la continua, pero en alto voltaje es muy peligrosa, (te da la corriente y quedas pegado). Ahora las lneas domsticas e industriales son alternas, como cae a cero y luego aumenta, te puedes "soltar" en caso de accidente. La corriente Continua. Es muy susceptible a perder potencia en los largos cables de conduccin la corriente alterna viaja en ambas direcciones y es menos susceptible, a la resistencia en tramos largos. Es ms popular la alterna ya que ese ms fcil el transformarla en mayor o menor voltaje o amperaje que la corriente continua.

Representacin grfica de tensin DC

Corriente alterna (CA o AC), los electrones se desplazan de un polo a otro, a partir de su posicin fija en el cable (centro), oscilan de un lado al otro de su centro, dentro de un mismo entorno o amplitud, a una frecuencia determinada (nmero de oscilaciones por segundo). La corriente alterna va alternando, a razn de 50 veces por segundo, o 60 veces por segundo entre positivo y negativo, cambiando de sentido y de signo continuamente, con tanta rapidez como la frecuencia de oscilacin de los electrones

Seal alterna1.5 Energa elctrica

Se denomina energa elctrica a la forma de energa que resulta de la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos, lo que permite establecer una corriente elctrica entre ambos, cuando se les pone en contacto por medio de un conductor elctrico y obtener trabajo. La energa elctrica puede transformarse en muchas otras formas de energa, tales como la energa luminosa o luz, la energa mecnica y la energa trmica.1.6 Definicin y formas de energa.

La energa puede manifestarse de diferentes maneras, en forma de movimiento (Cintica), de posicin (Potencial) de calor, de electricidad, de radiaciones electromagnticas, etc. Segn sea el proceso la energa se denomina:

Energa Trmica: se debe al movimiento de partculas que constituyen la materia. Un cuerpo a baja temperatura tendr menos energa trmica que otro que este a mayor temperatura. La transferencia de energa trmica de un cuerpo a otro debido a una diferencia de temperatura se denomina calor

Energa Elctrica: es causada por el movimiento de las cargas elctricas en el interior de los materiales conductores. Esta energa produce fundamentalmente, 3 efectos: Luminoso, Trmico y magntico

Energa Radiante: Es la que poseen las ondas electromagnticas como la luz visible, las ondas de radio, los rayos ultravioletas (UV), los infrarrojos (IR), esta energa se puede propagar en el vaco sin necesidad de soporte material alguno, por ejemplo la energa del sol que nos llega a la tierra en forma de Luz y Calor

Energa qumica: Es la que se produce en las reacciones qumicas. Una pila o una batera poseen este tipo de energa. Ej. La que posee el carbn y que se manifiesta al quemarlo

Energa Nuclear: Es la energa almacenada en el ncleo de los tomos y que se libera en las reacciones nucleares de fisin y de fusin, ejemplo la energa del uranio que se manifiesta en los reactores nucleares1.7 Efecto Joule

Es el fenmeno irreversible que se da en un conductor cuando por el circula una corriente elctrica y parte de la energa cintica de los electrones se transforma en calor debido a los choques que sufren con los tomos del material conductor por el que circulan elevando la temperatura del mismo. Su nombre se da en honor al fsico Britnico James Prescott Joule.1.8 Capacitor: Un condensador o capacitor es un dispositivo electrnico que est formado por dos placas metlicas separadas por un aislante llamado dielctrico, que evita el paso de la corriente directa. El capacitor es un dispositivo que almacena energa en forma de un campo elctrico (Cuando funciona en DC)

estructura del capacitor

Tipos de Capacitores1.9 Capacitancia

Se llama capacitancia o capacidad a la cantidad de cargas elctricas que es capaz de almacenar. - La funcin del dielctrico es aumentar la capacidad del condensador. La unidad de medida de la capacitancia es el Faradio, generalmente en microfaradio (uF), nano-faradio (nF) y pico-faradio (pF).

Representacin simblica de los capacitores1.10 Inductor

Un inductor est constituido usualmente por una bobina de material conductor, tpicamente alambre o hilo de cobre esmaltado devanado alrededor de un ncleo de aire o de ferrita.

1.11 Inductancia

Es la oposicin a los cambios de la corriente alterna, se representa con la letra L y su unidad de medida es el Henrry

Inductores y smbolo del inductorAuto inductanciaDe acuerdo con la ley de Ampere, la corriente de un circuito forma parte un campo magntico alrededor del mismo. Adicionalmente si la corriente cambia en el tiempo de acuerdo con la Ley de Faraday se crea un campo elctrico inducido en todo el espacio, el cual genera a todo lo largo del mismo circuito una fuerza electromotriz inducida (autoinduccin). Una de las principales aplicaciones es el transformador que se presenta de acuerdo a sus caractersticas en el nmero de espiras, material conductor, tipos de transformadores y el ncleo principal por donde circula el flujo magntico que se introduce en el circuito primario. Esto a su vez puede esquematizarse por un aumento o una disminucin del potencial de salida. Es decir de acuerdo a las necesidades de aplicacin en la industria

Auto inductancia1.12 Autoinduccin Es un fenmeno electromagntico que se presenta en determinados sistemas fsicos como por ejemplo circuitos elctricos con una corriente elctrica variable en el tiempo. En este tipo de sistemas la variacin de la intensidad de la corriente produce un flujo magntico variable, lo cual a su vez genera una fuerza electromotriz (voltaje inducido) que afecta a su vez a la corriente elctrica que se opone al flujo de la corriente inicial inductora es decir, tiene sentido contrario

Un inductor es un circuito que consiste en un conductor enrollado alrededor de un ncleo (ya sea de aire o de hierro). El fenmeno de autoinduccin surge cuando el inductor y el inducido constituyen el mismo elemento.Cuando por un circuito circula una corriente elctrica, alrededor se crea un campo. Si vara la corriente, dicho campo tambin vara y, segn la ley de induccin electromagntica de Faraday, en el circuito se produce una fuerza electromotriz o voltaje inducido, denominado fuerza electromotriz auto inducida. Segn la ley de Lenz, si la autoinduccin ocurre por disminucin de la intensidad, el sentido de la corriente auto- inducida es el mismo que el de la corriente inicial, o, si la causa es un aumento, el sentido es contrario al de esta corriente.1.13 ReactanciaEn electrnica y Electrotecnia se le denomina Reactancia a la oposicin ofrecida al paso de Corriente Alterna por inductores y capacitores, La reactancia se denota con la letra X, se mide en Ohmios ().

Es la Reactancia

W es la frecuencia angular a la cual est sometido el elemento, L y C son los valores de inductancia y capacitancia respectivamente.

Dependiendo del valor de la energa y la reactancia se dice que el circuito presenta

Si X > 0, reactancia inductiva Si X = 0 no hay reactancia y la impedancia es puramente resistiva Si X < 0, Reactancia Capacitiva 1.14 Impedancia.

La Reactancia junto a la Resistencia elctrica determinan la impedancia total de un circuito (Z) tambin medida en Ohmios.

1.15 Reactancia Capacitiva XC.Es la oposicin al paso de la corriente elctrica en un capacitor, se representa por XC y su valor est dado por:

Donde

XC = Reactancia Capacitiva en Ohmios

C= Capacitancia en Faradios

f = Frecuencia en Hertz

w = Frecuencia Angular1.16 Reactancia Inductiva XLEs la oposicin al paso de la corriente alterna en un inductor o bobina, se representa por XL y su valor est dado por

Donde

XL = Reactancia Inductiva en Ohmios

L = Inductancia en henrios

f = Frecuencia en Hertz

w = Frecuencia angular

1.17 Potencia elctrica

Se define como la capacidad de un circuito de realizar un trabajo o un proceso de transformacin de la energa elctrica en trabajo.

Tambin se define como cantidad de trabajo desarrollada en un instante por unidad de tiempo realizado por una corriente elctrica

La potencia elctrica desarrollada en un cierto instante por un dispositivo de dos terminales es el producto del voltaje o diferencia de potencial entre las terminales y la intensidad de corriente que pasa a travs del dispositivo. Esto es: P= V.I

Donde I es el valor instantneo de la corriente (Amperios), U es el valor instantneo del voltaje (en voltios) y P estar expresada en Watts.

Cuando el dispositivo es una resistencia de valor R o se puede calcular la resistencia equivalente del dispositivo, la potencia tambin puede calcularse como

P= R.I2

oP= U2 /RLas redes de corriente elctrica suministran energa que se utiliza para dos funciones distintas:

La energa activa, que se transforma en trabajo til y calor.

La energa reactiva, utilizada para crear campos magnticos (induccin).

Tipos de energaTodas las mquinas elctricas (motores, transformadores.) se alimentan, en corriente alterna, para dos formas de consumo: el que transforman en potencia activa, con las correspondientes prdidas por efecto Joule (calentamiento), y el correspondiente a la creacin de los campos magnticos, que denominamos reactiva.La energa activa corresponde a la potencia activa P dimensionada en W; se transforma ntegramente en energa mecnica (trabajo) y en calor (prdidas trmicas).

Resultado que indica que la potencia activa es debido a los elementos resistivos, inductivos y capacitivos.

P: Potencia activa

V: Voltaje

I: Corriente o intensidad

Cos: Funcin trigonomtrica coseno: Angulo (letra griega Teta)

La energa reactiva corresponde a la energa necesaria para crear los campos magnticos propios de su funcin.

Esta energa es suministrada por la red de alimentacin (preferencialmente) o por los condensadores instalados para dicha funcin.

Los receptores consumidores ms importantes de energa reactiva son:

Los motores asncronos, en proporciones del 65 al 75% de energa reactiva (Q) en relacin a la energa activa (P).

Los transformadores, en proporciones del 5 al 10% de energa reactiva (Q) en relacin a la energa activa (P).

Otros elementos, como las reactancias de las lmparas fluorescentes y de descarga, o los convertidores estticos (rectificadores), consumen tambin energa reactiva.

Lmpara FluorescenteLa red de suministro alimenta la energa aparente que corresponde a la potencia aparente, denominada S y dimensionada en (VA). Volt-AmperiosLa energa aparente es la resultante de dos energas vectoriales, la activa y la reactiva.S = V * I1.18 Factor de Potencia (Fp).

Es el desfase entre la corriente y el voltaje o la relacin entre la Potencia Activa P y la Potencia Aparente S, designndose en este caso como Cos , siendo este el valor de dicho Angulo.

1.19 Anlisis de circuito RL y RC en serie y en ParaleloCircuito RL en serie: Formado por resistor e inductor conectados en serie, por tanto la corriente a travs de todo el circuito es la misma o sea que tiene un ngulo de fase cero 0 El voltaje aplicado en un circuito en serie RL es igual a la suma vectorial de las cadas de voltaje (teorema de Pitgoras)

Circuito RL en serieCircuito RL en paralelo: Formado por Resistor e Inductor conectados en paralelo por tanto los voltajes en cada rama son iguales y la corriente es diferente en cada rama del circuito

Circuito RL en paraleloCircuito RC en SerieCircuito formado por Resistor y capacitor. El anlisis de los circuitos RC se basa en el hecho que el voltaje en el capacitor se atrasa 90 respecto a la corriente

Circuito RC en serieCircuito RC en Paralelo: Formado por Resistor e Inductor conectados en paralelo por tanto los voltajes en cada rama son iguales y la corriente es diferente en cada rama del circuito

Circuito RC en Paralelo1.20 Anlisis de Circuito RLC en serie y paralelo.

Circuito RLC en serie: La corriente en un circuito que contiene resistencia, reactancia inductiva, reactancia capacitiva se determina por la impedancia total de la combinacin. La corriente es la misma en R, XL y XC por estar en serie. La cada de voltaje en cada elemento es. VR = IR

VL = I XL

VC = I XC.

Circuito RLC en SerieEl Voltaje en R est en fase con la corriente que pasa por la resistencia. El voltaje en la inductancia se adelanta a la corriente que pasa por la inductancia en 90. El voltaje en C se atrasa 90 a la corriente que pasa por C, como VL y VC estn exactamente 180 fuera de fase y actan en direcciones exactamente opuestos, se restan algebraicamente. Cuando XL es mayor que XC, el circuito es inductivo, VL es mayor que VC y I se adelanta a VT. Cuando XC es mayor que XL , el circuito es capacitivo, VC es mayor que VL de manera que I se atrasa a VT.Circuito RLC en Paralelo:

Un circuito de Corriente Alterna con Resistor, Inductor y Capacitor en paralelo. El voltaje es el mismo en cada rama, as que VT =VR =VC =V L. Se usa el voltaje aplicado VT como la lnea de referencia para medir el ngulo de desfase .

La corriente total IT, es la suma de IR, IL e IC. La corriente IR, est en fase con el voltaje aplicado VT. La corriente, IL, se atrasa 90 al voltaje total. IC e I L estn exactamente 180 fuera de fase, as que actan en direcciones opuestas.

Si IL > IC, IT sea atrasa a VT y el circuito RLC paralelo se considera inductiva Si IC > IL, Entonces IT se adelanta a VT por tanto este circuito RLC paralelo se considera capacitivo. Cuando XL > XC, la corriente capacitiva es mayor que la corriente inductiva y el circuito es capacitivo.

Cuando XC > XL, la corriente inductiva es mayor que la corriente capacitiva y el circuito es inductivo. Circuito RLC en paralelo1.21 Anlisis de circuitos de corriente contnua.Para Analizar circuitos de corriente continua es necesario conocer conceptos bsicos de magnitudes que intervienen en las leyes a estudiar, por ejemplo, Voltaje, Corriente y Resistencia. El anlisis se estudia detalladamente en la siguiente unidad didcticaVoltaje o diferencia de potencial: Es la diferencia de potencial entre dos puntos; es la energa que desplaza a los electrones dentro de un conductor, su unidad de medida es el voltio y se representa con la letra V, en algunos textos con U. La diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito, tambin se le llama cada de tensin.Corriente: Cuando conectamos una carga a una pila entre las dos puntas del cable, la pila obliga a estos electrones a moverse, la pila provoca la aparicin de la corriente elctrica, debido a la diferencia de potencial. Una corriente elctrica, puesto que se trata de un movimiento de cargas, produce un campo magntico. La unidad de medida de la intensidad de corriente elctrica es el amperio, representado con la letra A. la corriente se simboliza con la letra I (Intensidad de corriente).Resistencia electrica: Es la oposicin que se le presenta al flujo de electrones en un circuito, se representa con la letra R, su unidad de medida es el Ohm () letra griega omega. Esta definicin es vlida para la corriente continua y para la corriente alterna,

Smbolo del resistorPotencia: Recordando un poco la potencia que es igual a

P=V*I

V= P / I

I= P / V

EJERCICIOS DE AUTO EVALUACION

I. Complete las siguientes oraciones escribiendo en la raya la frase que corresponda

1. La electrotecnia es la ciencia que estudia ___________________________________.2. El tomo est compuesto Por: ____________, _______________ y _____________3. La ley de Coulomb especifica que cargas iguales se ______________ y cargas opuestas se _________________4. ________________________ es el flujo de electrones que pasa por un conductor elctrico de forma ordenada.

5. La corriente alterna es un tipo de corriente en la que la direccin _______________________.

6. El ___________________Es la diferencia de potencial entre dos puntos

II Encierre en un crculo el inciso de la respuesta correcta segn se corresponda

1. Dispositivo que almacena energa en forma de campo elctricoa. Inductor

b. Resistor

c. Capacitor

d. Impedancia

2. Es la oposicin a los cambios de polaridad en la corriente alternaa. Resistencia

b. Impedancia

c. Inductancia

d. Capacitancia3. Oposicin al paso de la corriente elctrica en un circuito formado por elementos resistivos y reactivos y su unidad de medida es el Ohmioa. Impedanciab. Resistencia

c. Inductor

d. Buja

III Defina

1. Potencia activa, Potencia Reactiva, Potencia Aparente y Factor de potencia

IV Responda brevemente la siguiente pregunta

1. Cules son las caractersticas de los materiales conductores y los aislantes?UNIDAD II. ANLISIS DE CIRCUITOS INDUCTIVOS, REACTIVOS Y CAPACITIVOS Objetivos de aprendizaje de la unidad

1- Analizar las caractersticas principales de los circuitos elctricos tanto de corriente directa (DC) como corriente alterna (AC) para su aplicacin en la conexin de circuitos RCL2- Analizar el funcionamiento de los elementos que constituyen un circuito elctrico, para su posterior instalacin.

3- Identificar los tipos de conexin elctrica que se realizan en un sistema para la instalacin de equipos elctricos.

4- Diferenciar los tipos de condensadores de acuerdo a su funcin en circuitos AC y DC.2. Ley de Ohm.

Es una propiedad especfica de ciertos materiales. La relacin es un enunciado de la ley de Ohm. Un conductor cumple con la ley de Ohm slo si su curva V-I es lineal; esto es si R es independiente de V y de I. La relacin sigue siendo la definicin general de la resistencia de un conductor, independientemente de si ste cumple o no con la ley de Ohm. La Intensidad de la corriente elctrica que circula por un dispositivo es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismo.

Ley de ohmEjemplo.Si a una resistencia de 20 se le aplica un voltaje de 100V cuanta corriente circular por ella.

2.1 Ley de Ohm Aplicada a circuitos resistivos asociados en serie paralelo y mixto

2.2 Circuitos series

1- tiene una sola trayectoria para la corriente.

2- Si se interrumpe un circuito en serie, este se abre y no hay flujo de corriente.

3- Las cargas en serie se conectan de tal forma que la corriente total pasa por cada una de ellas.

4- La resistencia total del circuito para cargas en serie es la suma de las resistencias individuales. Rt = R1+R2+R3+..

5- El voltaje total es la sumatoria de todas sus cadas de tensin. Vt = V1+V2+V3+..

Circuito serie2.3 Circuito paralelo. Caractersticas.

1. En un circuito paralelo el voltaje es el mismo

2. Si se interrumpe una rama del circuito en paralelo siempre habr corriente en las otras ramas

3. Las cargas totales del circuito en paralelo se puede calcular por el mtodo de los recprocos, siempre es menor que la menor de las cargas.

La corriente en cada rama vara inversamente con la resistencia de la misma.

La corriente total es igual a la suma de las corrientes de las ramas, o sea:

La resistencia total o equivalente (R) de un nmero de resistencias conectadas en paralelo, es menor que la resistencia ms pequea y est dada por:

2.4 Circuitos mixtos.

Este circuito es una combinacin de circuitos series y paralelos y para resolverlos es necesario recordar las caractersticas de las combinaciones de series y paralelos.

2.5 Leyes de KirchhoffLas leyes de Kirchhoff fueron formuladas por Gustav Robert Kirchhoff en 1845, y son conocidas como:

Ley de los nodos o ley de corrientes y Ley de las "mallas" o ley de tensiones. Son muy utilizadas para obtener los valores de intensidad de corriente y potencial en cada punto de un circuito elctrico. Surgen de la aplicacin de la ley de conservacin de la energa.

2.6 Ley de corriente de Kirchhoff La ley de Kirchohff de la corriente es aplicada a los circuitos en paralelos y dice: En cualquier nodo de una red, la suma de las corrientes que entran hacia ese nodo es igual a la suma de las corrientes que salen del mismo.

Ley de Corriente de KirchhoffUn nodo es un punto donde se unen dos o ms elementos en un circuito

2.7 Ley de voltajes de KirchhoffE n todo circuito elctrico cerrado la suma algebraica de todas las tensiones o Voltajes, Es igual a la suma algebraica de las cadas de tensin en las resistencias de este circuito, esta ley es aplicada a los circuitos en serie en donde:

Ley de voltaje de KirchhoffEn toda malla la suma de todas las cadas de tensin es igual a la suma de todas las subidas de tensin.

2.8 Energa Almacenada por un Condensador.

El Condensador o capacitor almacena energa en el campo elctrico que aparece entre las placas cuando se carga. La energa almacenada puede calcularse a travs de las siguientes expresiones

2.9 Tipos de CondensadoresCondensador de aire. Se trata de condensadores, normalmente de placas paralelas, con dielctrico de aire y encapsulados en vidrio. Como la permitividad elctrica es la unidad, slo permite valores de capacidad muy pequeos. Se utiliz en radio y radar, pues carecen de prdidas y polarizacin en el dielctrico, funcionando bien a frecuencias elevadas.

Condensador de aireCondensador de mica. La mica posee varias propiedades que la hacen adecuada para dielctrico de condensadores: Bajas prdidas, exfoliacin en lminas finas, soporta altas temperaturas y no se degrada por oxidacin o con la humedad. Sobre una cara de la lmina de mica se deposita aluminio, que forma una armadura. Se apilan varias de estas lminas, soldando los extremos alternativamente a cada uno de los terminales. Estos condensadores funcionan bien en altas frecuencias y soportan tensiones elevadas, pero son caros y se ven gradualmente sustituidos por otros tipos.

Condensador de MicaCondensadores de papel. El dielctrico es papel parafinado, bakelizado o sometido a algn otro tratamiento que aumenta el aislamiento. Se apilan dos cintas de papel, una de aluminio, otras dos de papel y otra de aluminio y se enrollan en espiral, las cintas de aluminio constituyen las dos armaduras, que se conectan a sendos terminales. Se utilizan dos cintas de papel para evitar los poros que pueden presentar. Condensador electroltico. El dielctrico es una disolucin electroltica que ocupa una cuba electroltica. Con la tensin adecuada, el electrolito deposita una capa aislante muy fina sobre la cuba, que acta como una armadura y el electrolito como la otra. Consigue capacidades muy elevadas, pero tienen una polaridad determinada, por lo que no son adecuados para funcionar con corriente alterna. La polarizacin inversa destruye el xido, produciendo una corriente en el electrolito que aumenta la temperatura, pudiendo hacer arder o estallar el condensador.

Capacitores electrolticosCondensador de tantalio. Es otro condensador electroltico, pero emplea tantalio en lugar de aluminio. Consigue corrientes de prdidas bajas, mucho menores que en los condensadores de aluminio. Suelen tener mejor relacin capacidad/volumen, pero arden en caso de que se polaricen inversamente.

Condensador de TantalioCondensador para corriente alterna. Est formado por dos condensadores electrolticos en serie, con sus terminales positivos interconectados.

Condensador de polister. Est formado por lminas delgadas de polister sobre las que se deposita aluminio, que forma las armaduras. (Figura 26) Se apilan estas lminas y se conectan por los extremos. Del mismo modo, tambin se encuentran condensadores de policarbonato y polipropileno. Condensador de PolisterCondensador cermico. Utiliza cermicas de varios tipos para formar el dielctrico. Existen tipos formados por una sola lmina de dielctrico, pero tambin los hay formados por lminas apiladas. Dependiendo del tipo, funcionan a distintas frecuencias, llegando hasta las microondas.

Capacitor cermicoCondensador variableCondensador con dos juegos de armaduras mviles una con respecto a la otra. Su uso implica una variacin continua de la capacidad. La Ecuacin para el clculo del capacitor o condensador

Condensador variable

2.10 Asociacin de inductores en serie

Al igual que la resistencia, y condensador pueden asociarse en serie, paralelo o de forma mixta. En estos casos, la capacidad equivalente resulta ser para la asociacin en serie:

Asociacin de inductores en serieEjemplo: 1. Determine LT, para el siguiente ejercicio.

2.11 Asociacin de inductores en Paralelo

Inductores en paralelo

Ejemplo: 1. Determine LT, para el siguiente ejercicio

2.12 Asociacin de Capacitores en serie.

Al igual que la resistencia, los condensadores pueden asociarse en serie, paralelo o de forma mixta. En estos casos, la capacidad equivalente resulta ser para la asociacin en serie:

Asociacin de capacitores en serie y ecuacinEjemplo 1:

Para el siguiente circuito serie calcule CT.

2.13 Asociacin de Capacitores en Paralelo.

Capacitores en paraleloEjemplo 1: Para el siguiente circuito paralelo calcule CT.

2.14 Energa no renovable (Energa Fsil y Energa Nuclear)

Las fuentes de energa no renovables son aquellas que se encuentran de forma limitada en el planeta y cuya velocidad de consumo es mayor que la de su generacin

La energa renovable se clasifica en

Combustibles Fsiles: Carbn, Petrleo y Gas Natural

Energa nuclear: Fisin y Fusin Nuclear

Combustibles FsilesRecursos generados en el pasado a travs de procesos geobiolgicos y como consecuencia limitados. Son sustancias originadas por la acumulacin, hace millones de aos, de grandes cantidades de restos de seres vivos en el fondo de lagos y otras cuencas sedimentarias Representan el 75% de las energas de carcter no renovable y son los siguientes: Carbn Sustancia ligera de color negro que procede de la fosilizacin de restos orgnicos vegetales. Existen 4 tipos: antracilla, Hulla, lignito y turba.

El carbn se utiliza como combustible en la industria, en las centrales trmicas y en las calefacciones domesticas Petrleo -Es producto de la descomposicin de los restos de organismos vivos microscpicos que vivieron hace millones de aos en mares, lagos y desembocaduras de ros. Se trata de una sustancia lquida, menos densa que el agua, de color oscuro, aspecto aceitoso y olor fuerte, formada por una mezcla de hidrocarburos. El petrleo tiene, hoy da, muchsimas aplicaciones, entre ellas: gasolinas, gasleo, abonos, plsticos, explosivos, medicamentos, colorantes, fibras sintticas, etc. De ah la necesidad de no malgastarlo como simple combustible. Se emplea en las centrales trmicas como combustible, en el transporte y en usos domsticos

Gas Natural Puede ser considerado el combustible fsil ms limpio, con la menor cantidad de emisiones de CO2 y produccin nula de partculas slidas. Su rendimiento energtico es elevado lo que permite una mayor produccin de energa con menor cantidad de combustible. Su consumo va en aumento pudiendo considerarse dentro de su condicin de fuente no renovable el ms sostenible dentro de las alternativas existentes. Es considerado por muchos expertos como fuente energtica de trnsito hasta la total implantacin de las energas renovables. Ocupa el segundo lugar en el porcentaje de consumo despus del petrleo.

La Energa nuclear es la energa almacenada en el ncleo de los tomos, que se desprende en la desintegracin de dichos ncleos. Una central nuclear es un tipo de central elctrica en la que, en lugar de combustibles fsiles, se emplea uranio-235, un istopo del elemento uranio que se fisiona en ncleos de tomos ms pequeos y libera una gran cantidad de energa (segn la ecuacin E = mc2 de Einstein), la cual se emplea para calentar agua que, convertida en vapor, acciona unas turbinas unidas a un generador que produce la electricidad.Las reacciones nucleares de fisin en cadena se llevan a cabo en los reactores nucleares, que equivaldran a la caldera en una central elctrica de combustibles fsiles.Ventajas: Pequeas cantidades de combustible producen mucha energa y las reservas de materiales nucleares son abundantes.Inconvenientes: Las centrales nucleares generan residuos de difcil eliminacin. El peligro de radiactividad exige la adopcin de medidas de seguridad y control que resultan muy costosas.El uranio. Energa nuclear de fisinLa Energa nuclear de fisin se obtiene al bombardear, con neutrones a gran velocidad, los tomos de ciertas sustancias; algunos de estos neutrones alcanzan el ncleo atmico y lo rompen en dos partes. Se libera una gran cantidad de energa y algunos neutrones. Estos neutrones pueden chocar contra otros ncleos, que se rompern produciendo ms energa y ms neutrones que chocarn contra otros ncleos. Esto es una reaccin en cadena.

Para que esta reaccin en cadena se produzca, es necesario usar sustancias que se desintegren fcilmente, es decir, sustancias radiactivas. La sustancia ms usada es el uranio-235, aunque tambin se usan el uranio-233 y el plutonio-239.

En todas estas reacciones, una pequea parte de masa se transforma en energa segn la ecuacin E = mc2. Por eso se obtienen cantidades tan grandes de energa. Si 1 kg de carbn produce 30000000 julios, 1 kg de uranio-235 produce 80000000000000 julios; es decir, unos dos millones de veces ms energa.El deuterio. Energa nuclear de fusinLa Energa nuclear de fusin ser, probablemente, la fuente de energa del futuro. Es la misma reaccin que produce la energa en las estrellas. El calor y la luz que nos llegan del Sol se producen en reacciones de fusin nuclear.

En la fusin nuclear se unen tomos pequeos para formar otros de mayor tamao. En el proceso se liberan grandes cantidades de energa, mucho mayores que en la fisin. La sustancia ms adecuada para fusionarse es el hidrgeno o alguno de sus istopos para dar lugar a helio. La ms adecuada es la fusin entre deuterio (hidrgeno-2) y tritio (hidrgeno-3).

Ventajas: No produce residuos radiactivos y el hidrgeno es muy abundante en la naturaleza.Inconvenientes: Para iniciar la reaccin hace falta una temperatura de 100 millones de grados centgrados. Conseguir esta temperatura es muy difcil aunque se ha podido alcanzar durante breves instantes con potentes rayos lser.

2.15 Energas renovables (elica, solar trmico, hidroelctrico, geotrmico)

Adems de las energas primarias (petrleo, carbn y gas natural), que son fuentes susceptibles de agotamiento y que adems deterioran el medio ambiente, existen otro tipo de energas ms seguras y menos contaminantes.

Se trata de las energas renovables o energas del presente y futuro, y son aquellas que producen electricidad a partir del sol, el viento y el agua. Son fuentes inagotables pero que todava presentan grandes dificultades de almacenamiento y son menos eficientes ya que las instalaciones tienen poca potencia y el coste de produccin es elevado.

Representacin simblica de energas renovablesEnerga Solar Fotovoltaica: Es la energa que se obtiene del sol, a partir de clulas fotovoltaicas, convirtindose en energa elctrica.

La energa se acumula en bateras solares; aplicaciones: vivienda aislada, telecomunicaciones, bombas solares, mobiliario urbano, camping, barcos,... Conectada a la red: La energa previamente ondulada se vende a la compaa elctrica con una prima superior a su coste, de acuerdo con los programas de fomento y la legislacin actual.

Algunos productos: paneles fotovoltaicos, controladores, productos para alumbrado y bombeo, sistemas estndar de gestin y monitoreo de instalaciones fotovoltaicas, y complementos para cubrir diferentes tipos de instalacin:

Esquema de energa Solar Fotovoltaica

Energa Solar FotovoltaicaEnerga Solar Trmica: Es la energa producida por el sol, que produce energa mecnica y a travs de esta, energa elctrica. Su uso principal, es el domstico.

Actualmente es la aplicacin de energa solar ms usada en el mundo. Fcil de instalar sobre su tejado o superficie cercana a su piscina. La energa solar trmica es el apoyo ideal para instalaciones de calefaccin por suelo radiante, sistemas en expansin por saludables y de bajo consumo

Energa Solar TrmicaEnerga Elica: Es la energa cintica producida por el viento, de ella se obtiene energa elctrica mediante molinos, que ponen en funcionamiento turbinas elctricas.

Energa ElicaEnerga Hidrulica: Es la obtenida a partir de la cada de agua desde una altura, convirtindose en energa cintica.

Energa HidroelctricaBio-Energas: Concerniente a los bio-carburantes, bio-combustibles y Bio-gas que pretenden sustituir el carbono fsil o producir calor o electricidad por combustin o fermentacin. Tambin existe otro gran sector que es el de los bio-Materiales, en particular los materiales plsticos (embalaje, construccin y transporte) Para producir bio-productos o bioenerga, se debe transformar la biomasa. Existen tres grandes familias de transformacin: La termoqumica, la conversin biolgica y la conversin qumica.

BiomasaEnerga geotrmica: Es aquella energa obtenida a partir del aprovechamiento del calor interior de la tierra, generando energa elctrica.

El funcionamiento de una central geotrmica consta de una perforacin practicada a gran profundidad sobre la corteza terrestre (unos 5 km), con objeto de obtener una temperatura mnima de 150 C, y en la cual se han introducido dos tubos en circuito cerrado en contacto directo con la fuente de calor.Desde la superficie se inyecta agua fra a travs de uno de los extremos del tubo, la cual se calienta al llegar al fondo formando vapor de agua y regresando a chorro a la superficie a travs del otro tubo. En el extremo de ste est acoplada una turbina-generador que suministra la energa elctrica para su distribucin. El agua enfriada es devuelta de nuevo al interior por el primer tubo para repetir el ciclo

Energa geotrmicaEJERCICIOS DE AUTO EVALUACION

I Resuelva los siguientes ejercicios1. Encontrar la resistencia (R) y potencia elctrica (P) del siguiente circuito.

2. Dado el siguiente circuito encuentre la corriente (I) que circula por la resistencia de la plancha y la potencia (P) que consume.

3. Calcular el voltaje (V) de la fuente de alimentacin para energizar una grabadora

II Responda las siguientes preguntas

1. Cules son las diferencias entre conexin de circuitos en serie y conexin de circuitos en paralelo

2. Que establece la ley de voltajes de Kirchhoff

3. Que establece la Ley de corrientes de Kirchhoff

III Mencione los tipos de capacitores que existen ms popularmenteUNIDAD III. CALCULO DE PARAMETROS ELECTRICOS EN CORRIENTE DIRECTA Y CORRIENTE ALTERNA.

Objetivos de aprendizaje de la unidad

1- Realizar clculos de magnitudes elctricas en circuitos resistivos de corriente directa y corriente alterna aplicando ley de Ohm para dimensionar el sistema a instalar.

2- Resolver circuitos resistivos aplicando la ley de los voltajes y ley de corriente de Kirchhoff para la determinacin del consumo de energa en el circuito.

3- Realizar clculos de impedancia, tensin, intensidad, potencias (activa, reactiva y aparente) y factor de potencia en circuitos de corriente alterna para la determinacin del consumo de energa.

4- Efectuar simplificacin de agrupaciones serie-paralelo de circuitos elctricos para su representacin grfica.3 Ley de ohm aplicada a circuitos resistivos en serie, paralelo, mixtoEjemplo. En el siguiente circuito encuentre la resistencia total del circuito, la corriente total del circuito, el voltaje en cada resistencia y la potencia total del circuito

Ley de Ohm Aplicada a circuitos serieLey de ohm aplicada a circuitos resistivos asociados en paralelo

Ejemplo:

Tres resistencias de 2, 6 y 12 ohmios se conectan en paralelo y la combinacin se conecta a una fuente de 6 voltios. Encuentre la resistencia total del circuito

Ley de ohm aplicada a circuitos paralelosEn ese circuito cuando la corriente total IT sale de la fuente de voltaje se divide entre cada una de sus cargas que forman una rama, de la siguiente manera.

1- Una parte de la corriente total IT fluir por R1

2- Una parte de la corriente total IT fluir por R23- El resto de la corriente fluir por R3.

Clculos

En el siguiente circuito calcule la resistencia total y la corriente total

3.1 Divisores de tensin o voltaje.

Los divisores de voltaje se utilizan en circuitos series cuando se desea conocer los voltajes y no se conoce la corriente. Las ecuaciones para el divisor de tensin, en donde se tienen solamente dos resistencias se calculan de la siguiente manera:

El voltaje que se busca es la multiplicacin del voltaje de la fuente por la resistencia en la que se calcula el voltaje entre la suma de las resistencias. De la misma manera se calcula para la otra resistencia. Cuando existen ms de dos resistencias en serie solamente se agrega la resistencia en el denominador.

Divisor de tensin3.2 Divisores de corriente

Los divisores de corriente se ven con menos frecuencia. Se utilizan en circuitos en paralelos. La utilizacin de los divisores de corrientes es muy importante en circuitos alimentados por fuentes de corrientes, nos permite obtener la corriente en cada rama aun cuando no se conoce el voltaje y se obtiene de la siguiente manera:La corriente calculada es igual a la corriente que alimenta el nodo multiplicada por la resistencia paralela a la resistencia en la que se calcula la corriente dividido entre la suma de las resistencias en paralelo. Si el circuito posee ms de dos resistencias, es necesario calcular por separado cada paralelo de resistores reducir el circuito a tan solo dos resistencias en paralelo. Las ecuaciones del divisor de corriente, suponiendo que la carga es solamente R2, vienen dadas en la siguiente figura.

Divisor de corriente3.3 Representacin vectorial de la impedancia, tensin y corriente

Grafica de potencias en el Inductor, Capacitor y Resistor

Vectores de circuitos con resistores, capacitores e inductores

Resumen de ecuaciones, de corriente, voltaje e impedanciaPotencias

Triangulo de Potencias

Unidades de medidas de las potencias presentes en circuitos de DC

Ecuaciones para Potencia Activa, Reactiva y AparenteCircuito RL En serie: En un circuito RL en serie, recordemos que la corriente en el inductor se atrasa aproximadamente 90 respecto al voltaje

Ecuaciones para circuitos RL en serie, triangulo de Z y de VCircuito RL en paralelo: En un circuito RL en paralelo Las corrientes son distintas en cada rama, por tanto la IT, ser la suma de las corrientes de cada rama

Ecuaciones para circuito RL paralelo, triangulo de Z e ICircuito RC en serie: En un circuito RC en serie los voltajes son distintos y el voltaje se atrasa aproximadamente 90respecto a la corriente

Ecuaciones para circuitos RC en serie y triangulo de impedancia y voltajeCircuito RC en paralelo: En un circuito RC en paralelo, la corriente total ser la suma vectorial de las corrientes que se caen en cada rama

.Ecuaciones para Circuito RC en paraleloCircuito RLC en serie:

Formulas y diagrama de vectorial de circuito RLC en serieCircuito RLC en paralelo

Formulas y diagrama de vectorial de circuito RLC en ParaleloEJERCICIOS DE AUTO EVALUACION

1. Los resistores R1=8, R2=4 y R3=12, estn conectados en serie a una fuente de 48 voltios.

a. Dibuje el circuito

b. Calcule la resistencia total

c. Calcule la corriente del circuito

d. Calcule las tensiones parciales

e. La tensin total2. En el siguiente circuito en paralelo con resistencia de R1 = 20, R2 = 45 , R3 = 80 determine el valor del resistencia total y las corrientes en cada una de las resistencias.

3. Se encuentran en serie una R de 80 y una XL de 90 con 120v, 60HZ aplicados, encuntrense las Siguientes Cantidades Z, , I .VR, VL, P, Q, S y Dibuje el diagrama vectorial.

4. Para el siguiente circuito, encuentre las corrientes de rama, la corriente total, Z, y el diagrama fasorial.

5. Un circuito serie RLC, R=12, XL= 18.6mH, XC =1326.3f. Encuntrese la impedancia el ngulo de fase del circuito. As como la corriente de la lnea cuando el voltaje es 110v. Encuntrese tambin todas las cadas de voltaje y dibuje el diagrama de fasores de voltaje.

6. Una Xc de 40 y una R de 30 estn en serie, conectadas a una fuente de voltaje de 120Volt. Calcule Z, I, , Dibuje el diagrama fasorial.7. Un resistor de 20 y un capacitor de 7.95f se conectan en paralelo a una fuente de 100 Volt, 2KHZ, Encuntrese. Las corrientes de rama, IT, , Z, Fp, P, Q, S, Dibuje el diagrama fasorial.UNIDAD IV. NORMATIVA DE RIESGOS ELCTRICOS. Objetivos:

1. Analizar la normativa de baja tensin tomando en cuenta los tipos de riesgos laborales para su aplicacin en las instalaciones elctricas.

2. Identificar los riesgos de choques elctricos en las personas y sus efectos fisiolgicos.

3. -Analizar las cinco reglas de oro para aplicarlas en los trabajos sin tensin.4. Seguridad en las instalaciones elctricas.

Los aspectos de mayor importancia que deben tomarse en cuenta al efectuar una instalacin elctrica de tipo residencial, es precisar la carga que se va a alimentar.

Tambin se debe considerar la puesta a tierra ya que este conductor ofrecer una mayor seguridad en cuanto a la prevencin de algn accidente elctrico.Al momento de efectuar una instalacin elctrica, se debe proteger la vida humana, porque los electricistas tcnicos e ingenieros tienen la responsabilidad de evitar riesgos y situaciones no deseadas que no solo pueden afectar el inmueble en donde se realice la instalacin.

Para hablar de seguridad en las instalaciones elctricas debemos de conocer los elementos equipos y fallas que podemos encontrar en una instalacin tales como:El tablero elctricoEn el tablero elctrico se concentran los dispositivos de proteccin y de maniobra de los circuitos elctricos de la instalacin. Para lograr una instalacin elctrica segura, se debe contar con dispositivos de proteccin que acten en el momento en el que se produce una falla (cortocircuito, sobrecarga o falla de aislacin) en algn punto del circuito. De esta forma se evita tanto el riesgo para las personas de sufrir accidentes elctricos, como el sobrecalentamiento de los conductores y equipos elctricos, previniendo as dao en el material y posibles causas de incendio.Seguridad del servicioEn el diseo de la instalacin, es recomendable distribuir las cargas en varios circuitos, ya que ante eventuales fallas se interrumpe solamente el circuito respectivo sin perjudicar la continuidad de servicio en el resto de la instalacin. Por ejemplo, en una casa se recomienda instalar al menos 4 circuitos, uno exclusivo para iluminacin, otra para tomacorrientes, un tercero para toma especial en la cocina y un cuarto en la lavandera.Tipos de Fallas elctricas. Las fallas, segn su naturaleza y gravedad se clasifican en:

Sobrecarga: Son excesos de carga que sobrepasan la intensidad nominal de un circuito. Estas se puede producir al conectar indiscriminadamente cargas adicionales sobre un circuito. Las sobrecargas se caracterizan por un incremento no mucho mayor que la corriente nominal, por lo que la instalacin puede resistirla durante un tiempo corto. Sin embargo, al persistir la sobrecarga produce calentamiento excesivo en los conductores, lo que puede significar la destruccin de su aislamiento, incluso llegando a provocar incendios.Cortocircuito: Se origina por la unin fortuita de dos lneas elctricas sin aislamiento, entre las que existe una diferencia de potencial elctrico (fase-neutro, fase-fase). Durante un cortocircuito el valor de la intensidad de corriente se eleva de tal manera, que los conductores elctricos pueden llegar a fundirse en los puntos de falla, generando excesivo calor, chispas e incluso flamas, con el respectivo riesgo de incendio.Falla de aislacin: originadas por envejecimiento de las aislaciones, los cortes de algn conductor, uniones mal aislado, etc. Estas fallas no siempre originan cortocircuitos, sino en ocasiones sucede que superficies metlicas de aparatos elctricos queden energizadas, con peligro de shock elctrico para sus usuarios. Elementos de ProteccinExisten varios tipos de protecciones diferentes, Los dispositivos ms importantes para lograr continuidad en el servicio elctrico y seguridad para las personas son: Fusibles (protecciones trmicas)Estos dispositivos interrumpen un circuito elctrico debido a que una sobre corriente quema un filamento conductor ubicado en el interior, por lo que deben ser reemplazados despus de cada actuacin para poder restablecer el circuito. Los fusibles se emplean como proteccin contra cortocircuitos y sobrecargas.

Interruptor Termo magntico o DisyuntorEstos interruptores tienen un sistema magntico de respuesta rpida ante sobre corrientes abruptas (cortocircuitos), y una proteccin trmica basada en un bi-metal que desconecta ante sobre corrientes. (sobre-cargas). Estos disyuntores se emplean para proteger cada circuito de la instalacin, su principal funcin es resguardar a los conductores elctricos ante sobre corrientes que pueden producir peligrosas elevaciones de temperatura.

Interruptor o Protector DiferencialEl interruptor diferencial est destinado a la proteccin de personas contra los contactos indirectos. Se instala en el tablero elctrico despus del interruptor automtico del circuito que se desea proteger, generalmente circuitos de tomas, o bien, se le puede instalar despus del interruptor automtico general de la instalacin si es que se desea instalar solo un protector diferencial, si es as se debe verificar que la capacidad nominal (Amperes) del disyuntor general sea inferior o igual a la del protector diferencial.El interruptor diferencial censa la corriente que circula por la fase y el neutro, que en condiciones normales debiese ser igual. Si ocurre una falla de aislacin en algn artefacto elctrico, es decir, el conductor de fase queda en contacto con alguna parte metlica (conductora), y se origina una descarga a tierra, entonces la corriente que circulara por el neutro ser menor a la que circula por la fase. Ante este desequilibrio el interruptor diferencial opera desconectando el circuito.

4.1 Normativa sobre seguridad.

Al realizar una instalacin elctrica deben tenerse en cuenta los dos peligros principales enunciados: descarga elctrica e incendio o explosin. Los equipos e instalaciones elctricas deben construirse e instalarse evitando los contactos con fuentes de tensin y previendo la produccin de incendio.

Seleccionar los materiales tomando en cuenta las tensiones a que estarn sometidos.

- las operaciones a realizarse debe estar a cargo de personal con experiencia y conocimientos.

Marcar el lugar de trabajo indicando zona de peligro y permitir acceso solo a personal autorizado. Al instalar los equipos elctricos debe dejarse lugar suficiente alrededor para permitir el trabajo adecuado y el acceso para su reparacin, regulacin o limpieza. Los lugares donde existan equipos de alta tensin no deben usarse como pasaje habitual del personal. Sealar adecuadamente los conductores, de manera que sea fcil seguir su recorrido. Fijar a las paredes firmemente y cuando vayan dentro de canales, caos, etc., tendrn, a intervalos regulares, lugares de acceso a los mismos. Aislar los conductores mediante caucho, amianto, cambray, etc. en el caso de que no puedan aislarse completamente, por ejemplo: cables de troles, los conductores deben protegerse para impedir contactos accidentales. Los fusibles deben estar bien resguardados, por ejemplo: encerrndose o permitiendo el acceso a las cajas slo al personal autorizado. Cuando los fusibles funcionan con alto voltaje deben estar colocados sobre un tablero de distribucin y deben desconectarse mediante un conmutador. Estos conmutadores podrn accionarse desde un lugar seguro, teniendo un letrero que indique claramente cuando se conectan o desconectan los fusiles. Los conmutadores deben instalarse de manera tal que impidan su manipulacin accidental. Los tableros de distribucin deben estar blindados, encerrados los elementos conectados a fuentes de alta tensin elctrica para evitar el acceso de personas no autorizadas. El piso alrededor de los mismos debe estar aislado y aquellos elementos conectados a fuentes de alta tensin deben tener pantallas aislantes que permitan su reparacin o regulacin sin tocarlos. Los circuitos de cada uno de los elementos del tablero deben ser fcilmente individualizables y de fcil acceso y se deben poner a tierra las manivelas. Para realizar reparaciones debe cortarse el pasaje de electricidad. Los motores elctricos deben aislarse y protegerse, evitando que los trabajadores puedan entrar en contacto con ellos por descuido. Cuando funcionen en lugares con exceso de humedad, vapores corrosivos, etc., deben protegerse con resguardos adecuados. Los aparatos para soldadura y corte mediante arco elctrico deben aislarse adecuadamente, colocando sus armazones conectados a tierra. Las ranuras para ventilacin no deben dejar un espacio tal que permita la introduccin de objetos que puedan hacer contacto con los elementos a tensin.

4.2 Equipos de proteccin personalLos trabajadores deben ser provistos de equipos de proteccin personal para garantizar la seguridad. a. Guantes dielctricos (segn voltaje)

b. Botas dielctricas

c. Casco de proteccin para la cabeza

d. Arns, cinturones y faja de seguridad

e. Gafas contra impacto, o partculas

f. Ropa de trabajo

g. Chalecos fluorescentesh. Capote

Equipos Bsicos de proteccin personal en el trabajo.4.3.Generalidades sobre el cdigo cien (cdigo de instalaciones elctricas de Nicaragua)Propsito del cdigo CIENEl propsito de este Cdigo es el de proteger a las personas y propiedades de los peligros que implica el uso de la electricidad.

Organizacin del Cdigo CIEN Este Cdigo se divide en nueve Captulos. El Captulo 1 introduce sobre generalidades, definiciones y requisitos generales de las instalaciones elctricas. Los Captulos 2, 3 y 4 expone tpicos de aplicacin general referentes a diseo, proteccin, mtodos, materiales y equipo elctrico que se adaptan en todos los casos, salvo en aquellas disposiciones que resulten modificadas por los Captulos pertinentes a condiciones especiales o particulares. Los Captulos 5, 6 y 7 se aplican a ambientes, equipos, condiciones y usos especiales que incluyen sistemas de alimentacin y de emergencia. Sus disposiciones complementan o modifican las especificaciones de carcter general.

El Captulo 8, cubre los sistemas de comunicacin y, salvo donde explcitamente se hace referencia, es independiente de los dems captulos.

Los captulos se han dividido en artculos, y estos a su vez en secciones, que contienen la informacin especfica. Nota: Este Cdigo no est destinado a servir como especificacin de diseo y manual de instrucciones para personal calificado.

Alcance, Autoridad. Este Cdigo es de observancia general en toda la Repblica de Nicaragua y es facultad del Instituto Nicaragense de Energa -INE-, revisar, interpretar, aplicar, cumplir y hacer cumplir el mismo, as como decidir acerca de la aprobacin de equipos y materiales y de conceder permisos especiales en el caso de que se propongan mtodos alternos cuando se tenga la certeza que se lograrn resultados equivalentes.

mbito de Ampliacin:

1. Este cdigo rige de forma obligatoria para las empresas pblicas y privadas y proyectos, montadores electricistas, as como para toda persona natural o jurdica relacionada con los trabajos en instalaciones elctricas del sistema de utilizacin y que estn autorizados para ello.

2. Las instalaciones de conductores y equipos que se conectan a una fuente de suministro de electricidad.

Identificacin Todos los equipos y materiales que se utilicen en las instalaciones elctricas deben tener la indicacin del nombre del fabricante o una marca que permita su identificacin. As mismo, deben tener indicacin de sus caractersticas elctricas, mecnicas u otras que permitan determinar su uso. Unidades de medidas Para el propsito de este Cdigo, las unidades mtricas de medidas estn en concordancia con el Sistema Internacional de Unidades (SI). Los valores de medida en el texto de este cdigo sern seguidos por un valor equivalente en Unidades SI.Para conocer los nueve tomos de este cdigo, debes asesorarte con tu docente, acerca de ello. La frecuencia y el voltaje de suministro estimadas son las siguientes.La Empresa de Distribucin suministrar la energa elctrica con una frecuencia de 60 ciclos con variaciones de +/- 0.5%.

La Empresa de Distribucin suministrar la energa elctrica a los voltajes nominales descritos a continuacin, con variacin de +/- 8% en el punto de entrega al cliente

Voltaje monofsico de 120 voltios, dos conductores.

Voltaje monofsico 120/240 voltios, tres conductores.

Voltaje trifsico 120/240 voltios, tres o cuatro conductores.

Voltaje trifsico 120/208 voltios, tres o cuatro conductores.

Voltaje trifsico 480 voltios, tres o cuatro conductores.

Voltaje monofsico 7.6 kV o 14.4 kV, dos conductores o cualquier otro voltaje de distribucin que la distribuidora emplee en esa rea.

Voltaje trifsico 13.2 kV o 24.9 kV o cualquier otro voltaje de distribucin que la distribuidora emplee en esa rea, cuatro conductores

4.4. Riesgo elctrico.

Accidentes elctricos.

Los accidentes elctricos pueden ocasionar principalmente dos tipos de lesiones:

Quemaduras de mayor o menor gravedad

Paro respiratorio o cardaco respiratorio

La supervivencia en las quemaduras no depende en realidad de una actuacin espontnea e inmediata, sino ms bien de su extensin, profundidad y de la respuesta al tratamiento que se de en el centro donde se atienda urgentemente al accidentado.

En cambio el paro cardiaco-respiratorio, slo puede combatirse eficazmente si desde el primer momento se aplican las medidas adecuadas de recuperacin, sin prdida de tiempo y en el mismo lugar donde se ha producido el accidente. Hay que tener en cuenta que estos primeros momentos la sospecha de muerte, puede ser ms aparente que real y, por tanto, es posible que la vida del electrocutado dependa de nuestra actuacin, por tanto es importante saber qu acciones tomar al respecto y debe haber un orden de actuacin, como el que expondremos a continuacin.

Primeros auxilios en accidentes elctricos. Normas generalesTener calma y seguridad actuando de forma eficaz y decidida se deber proceder de la siguiente manera:

1. Examen rpido del lugar donde ha ocurrido el accidente, comprobando la situacin de la vctima y de las circunstancias que le rodean 2. Desprendimiento de la vctima si el accidentado se encuentra todava en contacto con un conductor en tensin.

3. Comprobar si el accidentado est consciente, contina respirando y presenta pulso y, slo en caso afirmativo, despus de aflojar sus ropas, tratar de tranquilizarlo, observar si se hay hemorragia, quemaduras o fracturas Oseas como consecuencias de cadas

4. Dar Respiracin artificial inmediata si existe reconocimiento y falta de respiracin, en el mismo lugar del accidente tratando de no mover a la vctima 5. Aadir el masaje cardaco externo si no se palpan los pulsos (cuello y mueca), 6. Traslado del accidentado a un centro asistencial.

Desprendimiento de la vctimaS el accidentado contina unido a los conductores elctricos en tensin, uno de los cuales puede ser el suelo, no es posible iniciar maniobras de recuperacin, y, si se alarga el tiempo de contacto, pueden aparecer lesiones de mayor trascendencia, por lo tanto desprender inmediatamente a la victimaAl realizar esta operacin pueden surgir diversas eventualidades peligrosas, ante las cuales habremos de tomar distintas precauciones:

1. Corte inmediato de la corriente utilizando los interruptores ms prximos o, simplemente, separando los fusibles de la zona interesada

2. Cortocircuitar los conductores, si lo anterior no es posible o exige mucho tiempo, colocndose fuera del alcance de la corriente, para lo cual puede tirarse por encima de los mismos, una cadena o un cable metlico. Han de ser suficientemente gruesos para que no se funda con el paso de la electricidad. Conectando previamente uno de sus extremos a tierra o bien, realizar una puesta a tierra mediante conductores de cobre o hierro de seccin no inferior a 25mm2.

3. En situaciones muy extremas corta el conductor a ambos lados de la vctima. Utilizar cortantes con mangos aislantes y al mismo tiempo trapos secos, gomas, etc.

4. Cuando no queda otra solucin para desprender a la vctima con los conductores en tensin. Las preocupaciones deben ser extremas, de acuerdo con la tensin del momento consistiendo en:a. Aislamiento simultneo del suelo y de la corriente mediante tarima, taburete, caja o madera seca sta ltima sobre botellas vacas y secas, proteccin personal con guantes de caucho, telas secas o chaquetas al revs.

b. Actuar sobre la vctima, si ha quedado precisamente acostada en tierra y sobre el conductor, se ligarn sus pies con ropa o telas secas, para tirar de la misma. Puede ocurrir que la vctima haya quedado con las manos tetanizadas sobre el conductor. En este caso se proceder a soltarle, dedo a dedo, una vez aislada la vctima, y deslizando un pao bien seco por debajo de los mismos.

c. Actuar sobre el conductor, evitando cualquier contacto directo o mediante objetos metlicos con cables en tensin, por lo que se utilizarn prtigas aislantes, ganchos o simplemente un palo seco.

5. Desprender a la vctima suspendida a cierta altura (postes, tejados, etc.). Pueden presentar alguna variante segn las circunstancias de cada caso.

a. Con cinturn de seguridad, acudir al extremo del poste, evitando como siempre ponerse en contacto con el conductor si no ha sido posible cortar la corriente, e iniciar la reanimacin en el mismo lugar, siempre y cuando la vctima no est en contacto con la tensin. b. Sin cinturn de seguridad prever su cada en todo momento, si resulta posible cortar la corriente, colocando colchones, mantas, paja, etc.

c. Descenso rpido de la vctima, cuando la reanimacin resulta impracticable en el mismo lugar, utilizando escaleras, cuerdas, etc. Sin preocuparse de la posicin que adopte.

EJERCICIOS DE AUTO EVALUACION

I. Responda las siguientes preguntas

1. Escriba los factores que condicionan los efectos de la corriente

2. Indique 6 efectos de la corriente elctrica sobre el cuerpo humano

3. Qu es la electricidad esttica?

4. Qu significa electricidad + agua?

5. Mencione las cinco reglas de oro

6. Cules son los equipos de proteccin personal?

7. Mencione los pasos para brindar primeros auxilios en caso de accidente elctrico

UNIDAD V. INSTRUMENTOS BSICOS Y ESPECIALES DE MEDICIN (ANALGICOS Y DIGITALES). Objetivos de aprendizaje de la unidad

1- Clasificar los diferentes instrumentos de medida tomando en cuenta las caractersticas y su funcionamiento (analgicos y digitales)2- Explicar las instrucciones de operacin, ventajas y desventajas de los instrumentos de medicin bsicos tanto como para corriente CA y CD (analgicos y digitales).3- Explicar las instrucciones de operacin, ventajas y desventajas de los instrumentos de medicin especiales tanto como para corriente CA y CD (analgicos y digitales)5. Instrumentos de medicin elctrica.

Son la base para apreciar el trabajo de los dispositivos electrotcnicos, Ya sea en el diseo, instalacin, operacin y reparacin de equipos elctricos electrnicos, se debe conocer la forma en que se miden las diversas magnitudes elctricas tales como: (voltmetro, ampermetro, hmetro, multmetro, cosmetro vatmetro, megohmetro o megger, fasimetro, luxmetro, tacmetro, medidor de temperatura, medidor de campo magntico, anemmetro, veleta, densmetro, analizador de red, etc).Para comprender mejor la utilizacin de estos equipos de medicin iniciaremos con algunos conceptos que nos permiten entender el funcionamiento de estos instrumentos elctricos de medicin.5.1 Instrumentos de medida. Tipologa y caractersticas

Los instrumentos de medicin se clasifican de forma general en: Analgicos y digitales5.2 Multmetro analgico Son aquellos que indican el valor de la magnitud elctrica medida mediante el desplazamiento de una aguja sobre una escala graduada

Multmetro digital. Es un instrumento de medida que indica directamente en una pantalla o cartula el valor de la magnitud elctrica medidaPrincipio de funcionamiento: Se dividen en electromagnticos, magneto-trmicos, de induccin, electrodinmico y electroesttico. Corriente a utilizar: Pueden ser de corriente alterna AC corriente continua o directa (CC o CD) Magnitudes a medir: Puede ser Voltaje, Amperios, Ohmios, Watt, capacitancia, Tipo de indicacin: Pueden ser aparatos indicadores como: agujas, luminosos, sonoros, numrico, etc. Ejemplo: Los analgicos corresponden a la indicacin por movimiento de una aguja, Los Digitales corresponden a la indicacin numrica se visualiza por medio de una pantalla de cristal lquido.

Escalas

Es la zona graduada de la pantalla del aparato de medida. Sobre sta se desplaza el ndice para indicarnos el valor de la medida. Debido a la constitucin interna del aparato, obtenemos distintas distribuciones en las divisiones de la escala.

Uniformes: todas las divisiones son iguales a lo largo de la escala.

Escala de medicin uniformeCuadrtica: las divisiones se ensanchan sobre el final de la escala

Escala cuadrticaEnsanchada: Las divisiones son distintas al principio y al final de la escala

Escala EnsanchadaLogartmica: Las divisiones son menores al final de la escala

Escala Logartmica- Partes de una escala

Rango de medicin: Indica la mxima capacidad del instrumento al cual est destinado.Divisin: Es la distancia entre un trazo numerado y el prximo a l.Intervalo: Es el espacio que existe entre un trazo cualquiera y su contiguo (puede ser izquierda o derecha)Numeracin: Es el valor del trazo indicado por el nmero correspondiente de una escala en un instrumento analgico por ejemplo: la numeracin en la figura que se muestra a continuacin va de 0 a 60.

Ejemplo de las partes de la escala.

Ejemplo de escalas del multmetro Analgico1- Selector de escala (llave selectora de funcin V, A, ). Es el control mediante el cual se selecciona la funcin a utilizar ya sea como V, A, y el tipo de seal que desea medir como: voltaje y corriente alterno CA o directo CD, resistencia, transistores, capacitancia, diodos o simplemente continuidad (resistencia cero). Esta permite determinar que funcin realizar el multmetro ya sea como Voltmetro, Ampermetro o como Ohmetro.

2- Selector de rango: Permite elegir el rango de medicin, siempre se elige un rango mayor al valor que se espera obtener en la medicin para proteger el equipo de elevadas mediciones de voltajes o corrientes. Un multmetro analgico, contiene varias escalas graduadas en la pantalla. Cundo se realiza una medicin la aguja se desplaza sobre las escalas y donde se detenga indica el valor de la magnitud medida.

3- Ajuste de continuidad o cero ohmios: Muchas veces aparece en el multmetro como la escala de continuidad o parlante, cero ohmio o bien como adj. Consiste en la calibracin inicial del multmetro, se unen las terminales del multmetro (positiva y negativa) de manera que la guja se desplace por completo a cero, si no lo hace se gira el botn adj. Hasta lograrlo, muchos equipos emiten un sonido.

4- Tornillos de ajuste: al seleccionar una funcin la posicin de la aguja indicadora antes de la medicin de corriente o voltaje debe de estar en cero de la escala de CA y CD, en la medicin de resistencia la aguja inicia en infinito indicando un circuito abierto. Si la aguja se encuentra fuera de la posicin correcta el tornillo de ajuste nos permite llevarla a la posicin correcta.5- Espejos: El espejo est a lo largo de las escalas y separa la escala de ohmios de las otras escalas de voltaje y corriente. la medicin del equipo es correcta cuando el usuario observa la aguja real y la reflejada en el espejo como una sola. 6- Aguja. Determina el valor de la medicin.8- Conectores para alto voltaje. Muchos multmetros poseen una escala de alto voltaje que permite realizar mediciones ms elevadas, estas no se pueden medir con escalas de rangos pequeos porque daan el equipo.

Los multmetros se clasifican en: Voltmetro, Ampermetro y hmetro.

Multmetro Analgico5.3 El multmetro Digital

El Multmetro Digital es un instrumento de verificacin o prueba provisto de varios rangos para medir tensin, intensidad, resistencia y en algunos casos frecuencia y dispositivos electrnicos como diodos, transistores, capacitores y hasta temperatura. Podemos encontrar multmetro digitales con rangos de gran capacidad para medir voltajes, intensidad, resistencias etc. Por lo que son muy tiles para tcnicos e ingenieros.

Estructura del multmetro Digital

Los multmetros digitales estn construidos con una cartula o pantalla que muestran en forma de dgitos la cantidad que resulta de la medicin; esto hace que la lectura sea ms fcil.1. Display de cristal lquido.2. Escala o rango para medir resistencia y continuidad.3. Llave selectora de medicin.4. Escala para medir tensin continua (DC o indicado con una lnea continua y otra punteada). 5. Escala o rango para medir tensin alterna (AC o bien la lnea ondeada). 6. Borne o Jack de conexin para la punta roja para medir tensin, resistencia y frecuencia, en AC y DC. 7. Borne de conexin o Jack negativo para la punta negra (COM). 8. Borne de conexin o Jack para poner la punta roja si se va a medir corriente en el orden de los mA (mili amperes), tanto en alterna como en continua. 9. Borne de conexin o Jack para la punta roja cuando se elija el rango de corriente hasta 20 Amperios como mximo, tanto en alterna como en continua 10. Escala o rango para medir corriente en alterna (AC o una lnea ondeada). 11. Escala o rango para medir corriente en continua (DC o lnea continua y otra punteada).12. Zcalo de conexin para medir capacitores o condensadores.13. Botn de encendido y apagado.

Multmetro Digital con algunas de sus funciones bsicas5.4 Simbologa utilizada en aparatos de medida

Simbologa utilizada en aparatos de medicin5.5 Cualidades de los aparatos de medida

Podemos decir que un aparato de medida ser mejor o peor, atendiendo a las siguientes cualidades:

a). Sensibilidad: se define como el cociente entre la desviacin de la aguja indicadora medida en grados y la variacin de la magnitud que se est midiendo. Esta cualidad es especfica de los aparatos analgicos.

b) Precisin: la precisin de un aparato de medida, est ntimamente relacionada con su calidad. Es ms preciso un aparato cuanto ms parecido sea el valor indicado a la medida real de dicha magnitud.

c) Exactitud: es un concepto parecido al de precisin, pero no igual. Un aparato es ms exacto cuanto ms parecidos sean el valor medido y el valor real por extensin, un aparato exacto es, a su vez, preciso, pero un aparato preciso no tiene por qu ser exacto.

d) Fidelidad: cuando al repetir varias veces la misma medida, el aparato da la misma indicacin.

e) Rapidez: un aparato es rpido cuando se estabiliza5.6 Instrumentos de medicin elctrica

Existen numerosos instrumentos de medida en el campo de la electricidad y la electrnica, entre los mas usuales podemos mencionar:

Voltmetro, Ampermetro hmetro Multmetro

Cosmetro

Vatmetro

Megohmetro o megger

Fasmetro Luxmetro

Tacmetro

Medidor de temperatura

Medidor de campo magntico

Anemmetro y Veleta

Densmetro

Analizador de red (entre otros)

5.7 Procedimiento de conexinSe utiliza para realizar mediciones de voltaje, su conexin en el circuito a medir debe ser en paralelo.Procesos de medida

Medicin

Para realizar una medicin de voltaje se deben seguir las siguientes instrucciones:1. Identificar el tipo de tensin a medir, si es Tensin voltaje de (CA) o de (CD).

2. Es necesario ubicar el selector en la escala de voltaje AC/CD. Si el instrumento posee interruptor de AC/CD seleccione el tipo de tensin a medir. Si el instrumento es un voltmetro sencillo solamente realice la conexin del instrumento, respetando las polaridades para el caso que se mida CD.

3. Seleccionar la mayor escala del instrumento, cuando no se conozca el nivel de tensin existe en el circuito.4. Conecte el Voltmetro en paralelo al circuito, al cual se la har la medicin. Recuerde respetar la posicin indicada en el instrumento en caso que sea analgico.5. Realice la toma de lectura. Si el instrumento es analgico, es necesario tener buena ubicacin (estar de frente al instrumento), e identificar el valor de la escala (Rango AC/CD y su Factor de multiplicacin), o sea si el rango es mayor que la escala se divide el primero entre el segundo. Por ejemplo: Si el rango es 500mA y las escalas son 0 - 16 y 0 - 50 tenemos

500/16= 31.25 y500/50= 10

Por lo general el factor siempre es un nmero entero, por lo tanto en este caso, ser la escala de 0-50 con un factor de 10, este valor se multiplicar a la lectura de la escala.

6. Desconecte el instrumento de medicin, cuando no se est utilizando.

Uso y manejo del Voltmetro.

Conexin

La conexin de un circuito para medir la tensin el voltaje es en paralelo la carga con el equipo no importando que tipo de equipo sea analgico digital, siempre se le realiza la misma conexin,

Conexin del voltmetroEjemplo 1.

Se desea medir el voltaje a un Aire Acondicionado, utilizando un instrumento de medicin analgico y la aguja indica una lectura entre 200 y 250 (volt) Encuentre el valor de voltaje medido por el instrumento de medicin.

Para medir el voltaje es necesario colocar el equipo de medicin tal y como se muestra a continuacin.

Medicin de voltaje

La escala en el equipo de medicin es la siguiente.

Ci = 2 espacios desplazados por la aguja despus de la escala menor, sustituyendo valores

Vm = Em + Ci * ViVm = 200 + (2 * 10)

Vm = 200 + 20 = 220volt

5.8 Uso y manejo del Ampermetro

Se simboliza con la letra A, y su unidad de medida es el Ampere. Se utiliza para realizar mediciones de Intensidad de corriente, su conexin debe ser en serie con el circuito al cual se le har la medicin.

Conexin del AmpermetroMedicin de corriente

Los pasos o recomendaciones que se deben de seguir para la medicin de corriente son los siguientes:

1. Desconectar el circuito donde se har la medicin, de tal manera que no exista tensin elctrica.

2. Asegrese de seleccionar el ampermetro segn el tipo de corriente a medir AC/CD.

3. Seleccione el ampermetro con el rango ms adecuado para efectuar la medicin. En caso de inseguridad ponga el selector al mximo a utilizar el instrumento con mayor rango.

4. Conectar el ampermetro al circuito. Recuerde respetar la polaridad en caso de CD+

5. Conectar la tensin elctrica al circuito, para realizar la medicin.

6. Realizar la toma de lectura. 7. Retirar el ampermetro del circuito. En caso de que el instrumento no sea de gancho (Ampermetro convencional) recuerde desconectar la tensin elctrica al circuito, desconectar el instrumento y luego una la lnea interrumpida o arme el circuito.

8. Si utiliza ampermetro de gancho no es necesario que se desconecte la tensin al circuito, solamente se debe de respetar su conexin.

9. Si el equipo a utilizar es un multmetro, es necesario seleccionar la escala de medicin de corriente (Amperios) y seguir los pasos del uno al siete.

Conexin

Existen multmetros que limitan la corriente desde un rango indicado en l y la transfiere al equipo. La conexin debe estar en serie con el ampermetro y la carga a medir ya sea en AC o C.C.

Conexin de Ampermetro para DC y ACPara la conexin del Ampermetro es necesario interrumpir el circuito como lo muestran las figuras, en otras palabras se conectan en serie con la carga (Resistor, televisor, plancha, abanico, licuadora, etc.) dnde se har la medicin. Tambin se puede realizar la medicin utilizando un Ampermetro de gancho, el cual se mostrar en los prximos contenidos.

Al igual que el voltmetro tambin existen dos tipos de ampermetros analgico y digital, tambin existen los ampermetros de gancho este tipo de ampermetro su uso es ms factible ya que no necesita que se interrumpa el circuito su

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