INSTITUTO TECNOLGICO DE QUERTARO Ingeniera Industrial

Integrantes:Equipo # 6 Grupo 4oHernndez Santilln Paulette. oLpez Hernndez Christian Arturo. oTapia Vargas Carlos Alberto. oTrejo Pacheco Mara Jos.

BIOGRAFA

Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta (18 de febrero de 1745 5 de marzo de 1827) fue un fsico italiano, amigo y contemporneo de Luigi Galvani y cuando ste descubri en 1780 que el contacto entre dos metales diferentes con el msculo de una rana produca electricidad, tambin empez a hacer sus propios experimentos de electricidad animal, pero lleg a otra conclusin en el ao 1794: que no era necesaria la participacin de los msculos de los animales para producir corriente y que la estructura muscular del animal era solo un conductor. Este hallazgo le produjo una multiplicidad de conflictos, no slo con su amigo Galvani, sino con la mayora de los fsicos de la poca, que aceptaban la idea de que la electricidad slo se produca a travs del contacto de dos metales diferentes con la musculatura de los animales. Sin embargo, cuando Volta logr construir la primera pila elctrica, demostr que se encontraba en lo cierto, habiendo ganado la batalla, frente a sus colegas. Fue este invento de Alejandro (Alessandro) Volta, la pila, el que revolucion el uso de la electricidad y dio al mundo uno de sus mayores beneficios, el control de la circulacin de una corriente elctrica.

INTRODUCCIN

Existe una clasificacin para los distintos tipos de circuitos derivados tpicos y las reglas de reglamento de instalaciones elctricas (normas tcnicas) estn orientadas hacia los mtodos de clculo de estos circuitos. De acuerdo con las normas tcnicas para instalaciones elctricas.

Un CIRCUITO DERIVADO se define como: El conjunto de los conductores y dems elementos de cada uno de los circuitos que se extienden desde los ltimos dispositivos de proteccin contra sobre corriente en donde termina el circuito alimentador, hacia las salidas de las cargas.

La salida de una instalacin elctrica de utilizacin es la caja de conexiones de la cual se toma la alimentacin para una o varias cargas elctricas determinadas tales como las de iluminarias, motores, contactos, etc.

CAMPO DE APLICACIN DE LOS CIRCUITOS DERIVADOS.

Las disposiciones de este artculo debern aplicarse a circuitos derivados de los conductores alimentadores, que abastezcan cargas de alumbrados o de aparatos domsticos o comerciales o a combinaciones de dichas cargas. Cuando se conecten motores, aparatos accionados por motores, u otras cargas especiales, debern aplicarse las disposiciones que se establecen en los artculos referentes a las cargas de que se trata y las de este artculo que les sean aplicables.

CLASIFICACIN

Los circuitos derivados se clasifican de acuerdo con la capacidad o ajuste de su dispositivo de proteccin contra sobre corriente, el cual determina la capacidad nominal del circuito, aunque por alguna razn se usaran conductores de mayor capacidad. Con relacin a las normas tcnicas para instalaciones elctricas se deben adoptar las siguientes recomendaciones:

Identificacin de conductores o terminales que se conectan a tierra: GENERAL: Se recomienda que cuando los sistemas de canalizacin interiores tengan un conductor conectado a tierra se identifique dicho conductor continuamente a todo lo largo del sistema con un color blanco o gris.

CONEXIONES A PORTALMPARAS: Cuando un conductor conectado a tierra alimente a un portalmparas, deber conectarse el casquillo roscado en el que se atornilla la lmpara. Esto no se aplica a casquillos roscados que sirvan como portafusibles.

IDENTIFICACIN

DE TERMINALES: En todos los dispositivos provistos de terminales para conexin de conductores debern marcarse claramente las terminales para indicar a que conductor deben conectarse, salvo los casos en que sea indiferente o evidente a donde debe conectarse cada una de ellas o que quedan expresamente exceptuadas en las normas tcnicas.MANERA DE IDENTIFICAR LAS TERMINALES:

Se

recomienda que la identificacin de las terminales que deban conectarse a tierra se haga por medio de un bao de metal blanquecino, como nquel o zinc, o bien, que las terminales o bornes sean de un material blanquecino.

CLASIFICACIN

Los circuitos derivados para cargas diversas indefinidas se clasifican, de acuerdo con su proteccin contra sobre corriente, como de 15,20,30 y 50 amperes.

Cuando la carga por conectarse sea conocida, podran usarse circuitos de capacidad que corresponda a esa carga. Las cargas individuales mayores a 50 amperes debern alimentarse por circuitos derivados individuales.

CIRCUITOS DERIVADOS MULTIFILARES

Se entiende por circuito multifilar el compuesto de dos o ms conductores a diferente potencial entre si y de un conductor que tenga la misma diferencia de potencial con respecto a cada uno de los otros conductores; como por ejemplo, un circuito de 3 fases y cuatro hilos.

COLORES NORMALES DE IDENTIFICACIN.Se sugiere que al instalar los conductores de circuitos derivados multifilares, queden marcados con los colores siguientes: Circuitos

trifilares: uno negro, uno blanco y uno rojo. Circuitos tetrafilares: uno negro, uno blanco, uno rojo y uno azul. Circuitos pentafilares: uno negro, uno blanco, uno rojo, uno azul y uno amarillo.

Todos los conductores del mismo color debern conectarse al mismo conducto alimentador a todo lo largo de la instalacin.

VOLTAJE

Los circuitos derivados que abastezcan portalmparas, aparatos o contactos de capacidad normal de 15 amperes o menos, debern exceder de 150 volts a tierra, con las excepciones siguientes:

En establecimientos industriales el voltaje puede ser hasta de 300 volts a tierra, para circuitos derivados que abastezcan nicamente unidades de alumbrado que estn colocadas a ms de 2.40 metros de altura sobre el piso y que no tengan interruptores como parte integrante de las unidades.

CIRCUITOS DERIVADOS PARA DISTINTAS CLASES DE CARGAS

Se recomienda que se instalen circuitos derivados separados para las cargas siguientes:Alumbrado y aparatos pequeos, como relojes, radios, etc. Aparatos de ms de 3 amperes, como planchas, parillas, refrigeradores, etc. Cargas individuales mayores de 50 amperes deben alimentarse por circuitos derivados individuales, de acuerdo con la seccin para clasificacin.

CLCULO DE LA CARGA

Para determinar la capacidad que deben de tener los circuitos derivados se consideran las cargas por conectarse, con los mnimos siguientes:Alumbrado y aparatos pequeos. Por cada metro cuadrado del rea del piso, una carga no menor que la indicada en la tabla siguiente. Aparatos de ms de 3 amperes. Por cada contacto destinado a conectar aparatos de ms de 3 amperes, se considera una carga no menor de 5 amperes. Cuando en un mismo cuarto se instalen varios contactos que no se usen simultneamente, se podr calcular una carga no menor de 5 amperes por cada tres contactos. Hilo neutro. Cuando haya hilo neutro en el circuito derivado, la carga que se considere para el neutro no deber ser menor que el desequilibrio mximo de la carga en el circuito.

CARGAS MNIMAS DE ALUMBRADO Y APARATOS PEQUEOS:LUGAR ANFITEATROS O AUDITORIOS BANCOS BODEGAS O ALMACENES CASAS PARA HABITACIN CLUBES O CASINOS EDIFICIOS INDUSTRIALES EDIFICIOS DE OFICINAS ESCUELAS ESTACIONAMIENTOS COMERCIALES HOSPITALES HOTELES INCLUYENDO CASA DE APARTAMIENTOS SIN APARATOS ELCTRICOS PARA COCINAR IGLESIAS PELUQUERIAS Y SALONES DE BELLEZA RESTAURANTES TIENDAS APARADORES DE TIENDAS O COMERCIOS CARGA RECOMENDADA EN WATS POR METRO CUADARDO 10 30 25 20 20 20 30 30 5 20 20

10 30 20 30 60 WATS/METRO

Al determinar la carga sobre la base de watts por metro cuadrado el rea del piso deber calcularse con la superficie cubierta del edificio, apartamiento o local de que se trate y el nmero de pisos, sin incluir prticos, garages anexos o casas habitacin, ni otros lugares donde se necesite normalmente alumbrado.

CONDUCTOR DE CIRCUITOS DERIVADOSLos conductores de circuitos derivados se sujetaran a lo siguiente:

CAPACIDAD DE CONDUCCIN.

Sern de calibre suficiente para conducir la corriente del circuito derivado y debern de cumplir con las disposiciones de cada de voltaje y capacidad trmica.

SECCIN MNIMA.

La seccin de los conductores no deber ser menor que la correspondiente al calibre nmero 14, para circuitos de alumbrado y aparatos pequeos, ni menor que la del nmero 12 para circuitos que alimentan aparatos de ms de 3 amperes.

Los alambres y cordones pertenecientes a unidades de alumbrado o aparatos que se usen para conectarlos a las salidas de los circuitos derivados pueden ser de menor seccin, siempre que su corriente permitida segn sea suficiente para la carga de las unidades o aparatos y que no sean del calibre ms delgado que l:

Nmero 18 cuando se conecten a circuitos derivados de 15 amperes, Nmero 16 cuando se conecten a circuitos derivados de 20 amperes, Nmero 14 cuando se conecten a circuitos de 30 amperes y Nmero 12 cuando se conectan a circuitos de 50 amperes.

PROTECCIN CONTRA SOBRE CORRIENTE

Cada conductor no conectado a tierra de un circuito derivado deber protegerse contra corrientes excesivas por medio de dispositivos de proteccin contra sobre corriente. La capacidad de estos dispositivos cuando no sean ajustables, o su ajuste cuando si lo sean, deber ser como sigue:

No deber ser mayor que la corriente permitida para los conductores del circuito. Si el circuito abastece nicamente a un solo aparato con capacidad de 10 amperes o ms, la capacidad o ajuste del dispositivo contra sobre corriente no deber exceder del 150 % de la capacidad del aparato. Los alambres y cordones para circuitos derivados pueden considerarse protegidos por el dispositivo de proteccin contra sobre corriente del circuito derivado.

DISPOSITIVOS DE SALIDA

Los dispositivos de salida de los circuitos derivados debern cumplir con lo siguiente:

Portalmparas : Los portalmparas debern tener una capacidad no menor que la carga por servir y se recomienda que cuando estn conectados a circuitos derivados con capacidad de 20 amperes o ms, sean del tipo para servicio de tipo pesado.

Contactos: Los contactos debern tener una capacidad no menor que la carga por servir y se recomienda que cuando estn conectados en circuitos derivados con dos o ms salidas, tengan las siguientes capacidades:CAPACIDAD DE LOS CONTACTOS No mayor de 15 amperes

CAPACIDAD DEL CIRCUITO 15 amperes

20 amperes30 amperes

No mayor de 20 amperesNo mayor de 20 o 30 amperes No mayor de 50 amperes

50 amperes

Los contactos conectados a circuitos de ms de 150 volts entre conductores debern ser de una construccin tal, que las clavijas usadas en circuitos de otros voltajes, en los mismos lugares, no pueden insertarse en ellos.

CONDUCTORES Y ALIMENTADORESCALIBRE DE LOS CONDUCTORES ALIMENTADORES. Los conductores alimentadores no debern ser de calibre ms delgado que el que corresponda, de acuerdo a la carga por servir y debern cumplir con la fraccin siguiente:

Cada de voltaje: la cada de voltaje desde la entrada de servicio hasta el ltimo punto de la canalizacin correspondiente a la carga indicada en la tabla no deber ser mayor de 4 % para cargas de alumbrado y 3 % para cargas de motores elctricos.

CIRCUITOS DERIVADOS PARA ALUMBRADO

Las normas tcnicas para instalaciones elctricas permiten solo el uso de circuitos derivados de 15 o 20 amperes para alimentar unidades de alumbrado con portalmparas estndar. Los circuitos derivados mayores de 20 amperes se permiten solo para alimentar unidades de alumbrado fijas con portalmparas de uso rudo. En otras palabras, los circuitos derivados de ms de 20 amperes no se permiten para alimentar habitaciones unifamiliares o en edificios de departamentos. En la solucin de cierto tipo de problemas en las instalaciones elctricas es necesario calcular el nmero de circuitos derivados que se requieren para alimentar una carga dada. El nmero de circuitos derivados est determinado por la carga y se calcula como:No. de circuitos: Carga total en watts / Capacidad de cada circuito en watts

CAIDA DE VOLTAJE PARA ALIMENTADORES DE ALUMBRADO

En la construccin de edificios habitacionales, de oficinas o bien de reas industriales, los tableros de alumbrado se localizan dentro de las columnas o bien en tableros generales cerrados y pueden quedar en algunas ocasiones relativamente distantes de las cargas, debido a sto se debe tomar en consideracin la mxima cada de voltaje permisible.

Si se toma en consideracin que las normas tcnicas para instalaciones elctricas limitan la cada de voltaje a un total de 5% por alimentador ms el alambrado del circuito derivado y 3% mximo permitido por cada alimentador o circuito derivado hasta alcanzar el total.A menor longitud del conductor y a mayor seccin del mismo, la cada de voltaje (IR) es menor, esto se refleja en menor costo de operacin y los subsecuentes ahorros debido a las menores perdidas (RI)^2 en los conductores.

CIRCUITOS DERIVADOS PARA MOTORESEl clculo del alumbrado para motores elctricos, por lo general no se relaciona con la seleccin de los motores mismos. Los fabricantes de equipo motorizado como son: aire acondicionado, compresores, transportadores, ventiladores, etc., especifican los tipos de motores y controles asociados que se requieren para una aplicacin dada. Como medida general para la seleccin de los motores elctricos se deben tomar en consideracin los siguientes factores.

Potencia en la entrada o la salida, expresada en HP o kilowatts. Caractersticas de la carga por accionar. Velocidad nominal en RPM. Tamao de la carcasa. Clasificacin por velocidades. Efecto del ciclo de trabajo. Temperatura ambiente. Elevacin de temperatura en la mquina. Voltaje nominal. Tipo de carcasa y condiciones ambientales. Requerimientos de mantenimiento y accesibilidad. Frecuencia del sistema del cual se va a alimentar. Nmero de fases.

EL CIRCUITO DERIVADO DE UN MOTOR EN GENERAL

El diagrama general para el circuito derivado de los motores se muestra a continuacin:ALIMENTADOR

BA C

xD10MOTOR

A= Conductores del circuito derivado del motor. B= Medio de desconexin del motor. C= Proteccin del circuito derivado. D= Control del motor y proteccin de operacin. EL NMERO 10 INDICA LA POTENCIA DEL MOTOR.

COMPONENTES DEL CIRCUITO DERIVADO DE UN MOTOR

Basndose en el diagrama general anterior, por cada circuito alimentador de un motor se requiere lo siguiente: Una

fuente de alimentacin (alimentador). Un medio de desconexin de la fuente. El alambrado a los circuitos derivados y su proteccin. Un elemento controlador para arrancar y parar al motor. Una proteccin contra sobrecargas en el motor, que se requiere adicionalmente a la proteccin del circuito derivado.

INSTALACIN DE UN MOTOR ELCTRICOMEDIO DE DESCONEXIN TABLERO DE (SWITCH) ALIMENTACIN

TUBO CONDUIT QUE CONTIENE AL CIRCUITO DERIVADO

MOTOR ELCTRI CO

Como se sabe, los motores fraccionarios y pequeos, se arrancan directamente de la lnea, pero los motores grandes, de unos cientos y hasta miles de HP requieren arranque indirecto de la lnea y en consecuencia elementos de control ms o menos complejos.En general, los motores que se arrancan directamente de la lnea tienen una corriente de arranque relativamente alta para algunos motores, esta corriente alcanza hasta 8 veces el valor de la corriente nominal (a plena carga), este valor se presenta cuando el motor parte de reposo hasta alcanzar su velocidad nominal, en este punto decae al valor de la corriente nominal.

Elementos de alimentacin a un motor elctricoCAPACIADAD AL 125 % DE LA CORRIENTE NOMINAL DEL MOTOR ALIMENTADO R MEDIO DE DESCONEXI N PROTECCIN DEL CIRCUITO DERIVADO

MOTOR CONTROLADOR CON PROTECCIN DEL MOTOR

SE REQUIEREN DOS TIPOS DE PROTECCIN CONTRA SOBRECARGA:

Si el dispositivo de proteccin contra sobrecarga del circuito derivado, es fusible o interruptor termomagntico, son suficientemente grandes y permiten el paso de las corrientes de arranque y por lo tanto pueden ser demasiado grandes y permitir que el motor sobrecargue.Para proteger al motor mismo, se requiere que se separe la proteccin contra sobrecorriente, de aqu se observa que se requieren los dos tipos de proteccin contra sobrecarga, el del alimentador y el del motor.

PROTECCIN CONTRA CORTO CIRCUITO DEL CIRCUITO DERIVADO DE UN MOTOR

El diagrama general para el circuito derivado de motores, muestra al elemento C que constituye al elemento de proteccin contra sobre corriente, que proporciona proteccin contra sobre corrientes por corto circuito, fallas a tierra o bien sobrecargas sbitas. Este dispositivo de proteccin, esencialmente protege al alumbrado del circuito derivado, es decir es bsicamente una proteccin contra corto circuito. Por lo general, se usan fusibles o bien interruptores termo magnticos instantneos para interrumpir corrientes de falla a grandes corrientes de sobrecarga, de manera que si la corriente de arranque esta dentro de su rango normal y no persiste, la proteccin del circuito derivado del motor permanece cerrada.

PROTECCIN CONTRA SOBRECARGA EN EL MOTOR

Cuando el motor se encuentra operando y la carga mecnica que acciona y esta acoplada a su eje se incrementa o es excesiva, la corriente que demanda tambin es excesiva. En el diagrama de componentes del circuito derivado de un motor aparece un segundo elemento de proteccin en operacin del motor junto con el control del motor D, esta proteccin se le conoce como proteccin de sobrecarga o de sobrecorriente. La corriente excesiva que demanda el motor hace actuar el dispositivo de proteccin accionado trmicamente que interrumpe el circuito en forma directa en motores pequeos a de potencia media.

PROTECCIN DEL CIRCUITO DERIVADO DEL MOTOR

El medio de proteccin del circuito derivado es comn que sea un interruptor termomagnetico o bien fusibles instalados en la misma caja que las cuchillas desconectadoras.El dispositivo de proteccin del circuito derivado, cualquiera que este sea, est diseado para desconectar al motor del circuito en el caso de bruscos cambios en la corriente que demanda o bien corrientes de arranque excesivas, a este tipo de proteccin se le llama frecuentemente como proteccin contra corto circuito.

CONCLUSINMuchos habamos escuchado la palabra corto circuito o la palabra fusible, pero tal vez muchos no sabamos que queran decir estos trminos exactamente. Sabemos que los circuitos estn expuestos a sobre cargas que pueden daar los aparatos o los motores. Por esto existen dispositivos de proteccin que como su nombre nos dice, evitan daos en los aparatos a causa de las sobre cargas. El impacto que generan es econmico; ya que es mejor gastar en un fusible que comprar el aparato nuevo porque se quemo.

BIBLIOGRAFA

Gilberto Enrquez Harper. El ABC de la instalaciones elctricas industriales. Editorial: LIMUSA Grupo Noriega Editores. Gilberto Enrquez Harper. Proteccin de instalaciones elctricas industriales y comerciales. Editorial: LIMUSA Grupo Noriega Editores.