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Unidades Eléctricas de Intensidad, Tensión y Resistencia

Corriente eléctrica, es el movimiento o paso de electricidad a lo largo del circuito eléctrico desde el generador de electricidad hasta el aparato donde se va a utilizar, que llamaremos receptor, a través de los conductores.

Para que se origine la corriente eléctrica es necesario que en el generador se produzca una fuerza electromotriz que cree una diferencia de potencial entre los terminales o polos del generador.

A esta diferencia de potencial se le llama tensión o voltaje y se mide en VOLTIOS (V).

La cantidad de electricidad que pasa por un conductor en un segundo se llama intensidad de la corriente y se mide en AMPERIOS (A).

La dificultad que ofrece el conductor al paso de una corriente eléctrica se llama resistencia eléctrica y se mide en OHMIOS ( ).

Así pues, tras definir estas magnitudes podemos relacionarlas por medio de la llamada LEY DE OHM, que nos dice que la intensidad es directamente proporcional a la tensión o voltaje e inversamente proporcional a la resistencia. Es decir que la intensidad crece cuando aumenta la tensión y disminuye cuando crece la resistencia.




Esto se expresa de la siguiente forma:

                               TENSION                  E                      V

INTENSIDAD =   -------------     =          ---           ó        ---
                            RESISTENCIA            R                      R

de donde: E ó V = I * R y R = E / I

Sus unidades serán:

1 Amperio = 1 Voltio / 1 Ohmio
1 Voltio = 1 Amperio * 1 Ohmio
1 Ohmio = 1 Voltio / 1 Amperio
La unidad de intensidad es el Amperio (A), nombre dado en honor del físico francés Ampere, como en electrónica esta es una unidad muy grande para las corrientes que normalmente se controlan, definiremos sus submúltiplos mas empleados:

1 MILIAMPERIO = 10-3 Amperios
1 MICROAMPERIO = 10-6 Amperios
1 A = 1.000 mA = 1.000.000 uA

La unidad que nos mide la diferencia de potencial o tensión es el VOLTIO (V) llamado así en honor al físico italiano Volta, que descubrió la pila eléctrica. Para grandes potenciales se emplea el KILOVOLTIO y en los pequeños el MILIVOLTIO.

1 KILOVOLTIO = 103 Voltios
1 MILIVOLTIO = 10-3 Voltios
1 V = 0.001 KV = 1.000 mV

La unidad de medida de la resistencia eléctrica es el OHMIO ( ), nombre dado en honor del físico alemán Ohm. Al ser una pequeña cantidad se emplean sus múltiplos:

1 KILOOHMIO = 103 Ohmios
1 MEGAOHMIO = 106 Ohmios
1 OHMIO = 0.001 K = 0.000001 M

http://www.caname.org.mx/index.php/datosdeinteres/unidades-electricas/293-unidades-electricas-de-intensidad-tension-y-resistencia

Tópicos de Instalaciones Eléctricas.


Los alimentadores principales/generales de una Instalación Eléctrica son los que proporcionan toda la energía eléctrica a una casa habitación. A partir de ellos (FASE y NEUTRO principal) se distribuyen “ramales” llamados circuitos derivados hacia los diferentes espacios de una residencia.

Los alimentadores principales/generales debes ubicarlos por el centro de la casa (tal como te lo muestro en la figura de al lado) formando una especie de cien-pies en donde las múltiples extremidades (patas) del animal son los circuitos derivados.

Para una casa habitación (vivienda, residencia o casa de interés social), “común” de hasta de 8×30 metros (aproximados), utiliza alambre o cable calibre No. 10 AWG como alimentadores principales. Acometida en calibre No. 8 AWG.

Observa que el Neutro aterrizado que proviene del medidor y llega al interruptor principal, puede o no protegerse. La CFE recomienda que pase limpiamente al interior de la instalación eléctrica, sin embargo cuando se trata de instalaciones monofásicas es ya una costumbre muy arraigada el conectarlo a uno de los fusibles, y en ambos casos la instalación funciona bien. Si en lugar de fusibles tienes termomagnéticos ahórrate un interruptor y protege solo la FASE. Para el caso de instalaciones bifásicas o trifásicas pásalo limpiamente al interior de tu instalación (no lo protejas).

Hay casas más pequeñas que requieren conductores de mayor calibre porque su carga es mayor, en tal caso deben calcularse obteniendo la carga total (Tema 30) y el total dividirse entre 114 Volts. Con la corriente obtenida se busca en Tablas de acuerdo al tipo de conductor que se quiera utilizar y ahí se obtiene el calibre, aunque en la mayoría de los casos se utiliza No. 10 AWG.

Si los conductores alimentadores principales no pueden tenderse por el centro hasta el fondo de una residencia, entonces se busca la mejor manera de colocarlos evitando curvas y regresos al interruptor principal, en tal caso la carga puede separarse en circuitos. La razón de esto es para evitar un fenómeno llamado caída de tensión/voltaje el cual se presenta cuando los conductores son muy largos. Suponiendo que fueran completamente rectos (30 metros) la caída de tensión que se presenta no representa problema.

La caída de tensión es una disminución del voltaje existente en la casa-habitación. Recuerda que una instalación funciona bien si el voltaje se mantiene dentro del rango de los 110 a los 130 Volts. Más abajo o más arriba genera problemas en los aparatos de consumo, a corto, mediano y a largo plazo…

El voltaje que suministra la CFE en teoría es de 127 Volts, pero por la distancia que hay del poste o del punto de alimentación hasta la mufa de tu casa (acometida) -la cual se supone que no debe exceder de 35 metros- se presenta una disminución del voltaje y si además agregas una instalación mal hecha con vueltas y más vueltas de conductor, entonces puedes llegar a ocasionar una baja sustancial del mismo llegando a tener menos de los 110 Volts requeridos como mínimo para que la mayoría de aparatos de consumo eléctrico funcionen bien.

Una forma de detectar si tu instalación eléctrica está bien hecha es midiendo el valor del voltaje existente en ella. Puedes verificarlo con tu multímetro en todos los contactos. Si la diferencia entre la lectura mayor (Volts) y menor no va más allá de los 5 Volts y el voltaje promedio no es menor a los 110 Volts, entonces la instalación eléctrica funciona bien en lo que respecta al nivel de voltaje. Si la diferencia es menor de 5 Volts y el voltaje promedio es de 120 Volts, está excelente. Pero si es mayor de 5 Volts y el voltaje registrado en uno o varios contactos es menor de 110 Volts, te convendría que la revisara un especialista o que informaras a la CFE porque seguro tendrás problemas.


Conceptos y principios básicos para realizar una instalación eléctrica doméstica.

Consejos
Como en cualquier trabajo de bricolaje, para evitar accidentes, SIEMPRE debemos tener en cuenta las medidas de seguridad.
Para realizar la instalación de cualquier mecanismo eléctrico en condiciones de seguridad total, es necesario tomar las siguientes precauciones:

  • Cortar el suministro eléctrico desconectando el interruptor general.
  • Respetar la normativa vigente recogida en el RBT. En caso de duda, consultar con un instalador autorizado.
  • Utilizar siempre herramientas y productos homologados.
Cables
El color del aislamiento del cable permite su fácil identificación. Se emplean cables rígidos, aunque es aconsejable utilizar cables flexibles porque se manejan mejor.


Secciones
Todas las tomas de corriente se conectan al conductor de fase, al neutro y al de tierra.


La actual normativa obliga a conectar el cable de tierra a todos los circuitos, incluido el de alumbrado.

Tubos
Los tubos flexibles son los más recomendables para viviendas. Su diámetro depende del número y secciones de los conductores que deben alojar.



Para facilitar el paso de los cables por los tubos, se puede utilizar una guía, anudando los cables en uno de sus extremos.


Conviene situar los tubos empotrados en las paredes en recorridos horizontales a 50 cm, como máximo, del suelo y del techo. En cuanto a los tubos verticales, no se deben separar más de 20 cm de los ángulos de las esquinas.



Estas distancias máximas de seguridad tienen como finalidad que los tubos no interfieran con otras canalizaciones. También se evitan así posibles inconvenientes a la hora de realizar taladros en las paredes.

Cajas
Las cajas sirven para alojar los mecanismos (interruptores, tomas de teléfono y televisión, enchufes, pulsadores, etc.). Los mecanismos se colocan en el interior de las cajas y se fijan con tornillos o con unas grapas que los sujetan por presión. Para permitir el paso de los tubos, las cajas de los mecanismos se perforan por los laterales o por la parte de atrás.



Cajas de derivación
Las cajas de derivación también se perforan para permitir el paso de los tubos y se colocan siempre de 30 a 50 cm del techo. El tamaño de la caja se decide en función del número de tubos que lleguen hasta ella.



Los empalmes en el interior de las cajas se realizan utilizando regleteros de conexión o clemas.


Mecanismos
La altura de colocación de los mecanismos difiere según la habitación de la que se trate y del tipo de mecanismo. En la siguiente tabla se muestran las distancias aconsejables respecto al suelo:



Instalación
Trazar en la pared la posición exacta de la caja y el recorrido del tubo, teniendo en cuenta las distancias recomendadas.


Con el martillo y el cortafríos, se pica la pared para preparar el cajeado de la caja y la roza para el tubo.


Presentar la caja en el cajeado y el tubo en la roza.
Con la ayuda de bridas o mediante clavos, sostener el tubo para que no se mueva de su posición.
Introducir los cables con la guía, procurando dejar suficiente longitud de cable para su posterior conexión al mecanismo.



Recibir la roza y la caja del mecanismo con una paleta y un poco de yeso de construcción. Una vez terminada la instalación, habrá que dar una capa de yeso blanco y las manos necesarias de pintura para igualar la pared.



Una vez pelados los cables, conectarlos a los terminales del mecanismo. Para finalizar la instalación, colocar el mecanismo en el interior de la caja fijándolo mediante los tornillos o lasgrapas del propio mecanismo.


Cuartos de baño
En los cuartos de baño hay que tener especial cuidado a la hora de realizar una instalación eléctrica, distinguiendo entre los volúmenes de prohibición y de protección.

  • Volumen de prohibición: se denomina así al espacio del cuarto de baño en el que no puede existir instalación eléctrica alguna.
  • Volumen de protección: en el interior de este espacio sólo se pueden instalar aparatos de iluminación con protección especial (clase II), sin interruptores ni tomas de corriente. En cuanto a los radiadores eléctricos, deben estar equipados con una protección diferencial de 30 mA.


El calentador de agua o termo se debe instalar siempre fuera del volumen de prohibición. La conexión de este aparato se tiene que realizar mediante un interruptor bipolar.


Circuitos
El circuito sencillo permite encender un punto de luz mediante un interruptor.




  • Para las conexiones en el interior de la caja de derivación, se deben utilizar regleteros normalizados o clemas.
  • El interruptor siempre se conecta al conductor de fase.
  • Con un circuito conmutado se puede encender un mismo punto de luz desde dos interruptores, de forma independiente.




  • El conductor de fase se conecta al conector común de uno de los interruptores (P1), mientras que el conector común del otro interruptor (P2) se conecta directamente al punto de luz.
  • El color naranja en este cable indica que se puede poner de cualquier color y aprovechar así los sobrantes de cable.


Conexión de tomas



La distribución de energía eléctrica en casa

Los elementos principales son los siguientes: El suministro de energía eléctrica llega a las viviendas mediante un cable llamado acometida. Este cable está conectado al contador, que puede situarse en cada vivienda o bien en un cuarto de contadores que reúne todos los contadores de las viviendas de un edificio.
Un cable conecta el contador con el cuadro eléctrico situado en la entrada de la vivienda. En él se encuentra elinterruptor general automático, que corta la corriente si la intensidad es muy elevada o si se produce un cortocircuito.
Otro elemento de seguridad es el diferencial, que corta la corriente en caso de que se produzcan accidentes al tocar cables pelados, etc.


Desde el cuadro parten distintos cables que recorren las estancias de la casa y conducen la electricidad hasta los puntos de luz y los enchufes.  Como primera medida deberás calcular que cantidad de iluminacion necesitas ya sean de techo o en pared, luego para los contactos (tomas)internos y externos si los hubiese.
De acuerdo a eso deberán ser 2 o 3 lineas independientes; una de iluminacion, si no sobrepasa una cantidad de bocas; una de contactos (tomas), lo mismo y otra de contactos especiales, bombas, lavaropas, etc, para calcular el diámetro de los cable que necesitas.
De acuerdo a eso sera el diámetro de la cañería a utilizar. Donde ubicaras tu tablero principal
El diagrama lo haces en un dibujo o esquema, partiendo lo que sera tu casa terminada, así le falte, de allí vas dibujando lo que necesitas y buscando el camino mas corto siempre.
Otra cosa que deberás tener en cuenta que por estas cañerías, no deberás pasar, te., catv, internet, porteros eléctricos,etc, solamente tensión.
Para la potencia se requirere hacer una tabla con los electrodomesticos que van a ir en la casa y el consumo de cada uno para saber mas o menos la cantidad de potencia requerida


Ahora bien, si la distribucion electrica es trifasica ya cambia la caja de distribucion de la siguiente manera:


Esquema de distribucion terminado:


Cómo instalar un cuadro eléctrico de distribución

El cuadro de distribución, en una vivienda, nos sirve para repartir y controlar la energía eléctrica. En su interior están los elementos de control y protección de los circuitos, así como los de protección de las personas que utilizan aparatos que consuman energía eléctrica.

Principios básicos

La alimentación de electricidad para una vivienda está controlada por un contador de la compañía eléctrica, situado en el exterior de la vivienda, siendo la compañía la responsable de la instalación.

En el interior de la vivienda, la compañía instala un interruptor de control de potencia (ICP), calibrado según la potencia contratada y precintado para evitar su manipulación.

AMBOS ELEMENTOS, CONTADOR E INTERRUPTOR, SON PROPIEDAD DE LA COMPAÑIA ELÉCTRICA, Y EN NINGÚN CASO UN PARTICULAR PUEDE INTERVENIR DIRECTAMENTE SOBRE ELLOS.

La instalación eléctrica interna empieza en los bornes de salida del interruptor de control de potencia, de donde parten dos o cuatro cables, dependiendo del tipo de circuito.

Dos cables eléctricos, uno de color negro, gris o marrón (FASE) y otro de color azul (NEUTRO) para una cortocircuito monofásico.

Cuatro cables, tres de ellos conductores eléctricos (FASES) de colores negro gris o marrón y el otro neutro de color azul, en el caso de un circuitotrifásico.

Los conductores de fase son los que llevan la energía eléctrica y el conductor neutro es el encargado de recoger esta energía. Todo circuito lleva por tanto un conductor de fase para el reparto de energía y un conductor neutro para su retorno.

Estos cables eléctricos alimentan el cuadro de distribución, de donde salen todas las líneas eléctricas de la vivienda.

La protección de las personas

Existen dispositivos de alta sensibilidad, que proporcionan una protección a las personas en caso de contacto con la energía eléctrica, tanto de forma directa como indirecta por derivación a una parte metálica de algún cable del electrodoméstico.

Este elemento se llama diferencial, y sus características principales son la sensibilidad de disparo (para viviendas es de 30 mA) y la potencia que permite pasar a través de él.

La protección de las circuitos

Para la protección de la instalación se usan unos dispositivos que cortan la energía eléctrica en el caso de que por ese circuito pase más energía de la estipulada, debido a un cortocircuito, o a un aumento de tensión.

Estos dispositivos son los magneto­térmicos (automáticos) y existen con diversas capacidades. El cuadro de distribución
Es el cuadro del que parten los distintos circuitos que suministran la energía eléctrica a toda la casa; pueden ser de distintos tamaños, en función del diferencial y del número de circuitos, y por tanto del número de magneto­ térmicos que se instalen en él.

LOS CIRCUITOS MÁS HABITUALES EN UNA VIVIENDA SON:

  • Circuito de alumbrado
  • Circuito para enchufes o de fuerza
  • Circuito para electrodomésticos de  lavado
  • Circuito para electrodomésticos de  cocina

Cada uno de estos circuitos debe ir equipado con cables de una sección acorde con la potencia de los aparatos alimentados y cada circuito debe llevar su magneto­térmico de control y protección.

Dentro del cuadro encontraremos una regleta; allí se deben conectar los distintos cables de tierra, de color amarillo­verde, con el cable general de tierra de la vivienda.

Materiales necesarios 

  • Cuadro de distribución 
  • Diferencial Magneto­térmico 
  • Regleta de tierra
  • Cable negro, marrón, gris, azul, y amarillo­verde de 1´5, 2´5, 4 y 6 mm2 de sección 
Herramientas necesarias.

  • Juego de destornilladores de electricista ­ 
  • Alicates de corte 
  • Pelacables
  • Buscapolos
  • Tijeras de electricista 
EL DIFERENCIAL

Existen de varias potencias y sensibilidades. Debe elegirlo en función del tipo de contrato establecido con la compañía eléctrica.

Potencia Contratada    Diferencial Potencia Sensibilidad
3,3 Kw 15 A 30 mA
6,6 Kw 30 A 30 mA
9,9 Kw 45 A 30 mA 

LOS MAGNETO­TÉRMICOS Y LOS CABLES


La sección mínima de los cables según la normativa y el magneto­térmico correspondiente es: 
  • Para el circuito de alumbrado 1´5 mm2 10 A2
  • Para el circuito de tomas de corriente 2´5 mm 215 A2
  • Para el circuito de lavadora­lavavajillas4 mm 220 A2
  • Para el circuito de cocina y horno6 mm 225 A2 
Cómo proceder

ANTES DE CUALQUIER OPERACIÓN, ES IMPRESCINDIBLE CORTAR LA ENTRADA DE  CORRIENTE. (Esta operación se puede realizar en el interruptor de control de potencia instalado por la compañía).

PARA QUITAR EL CUADRO ANTIGUO.
  • Localice los fusibles de los distintos circuitos y numérelos.
  • Desatornille todos los porta­fusibles y localicelos cables marcándolos con números.
  • Desatornille el soporte de madera y desconecte la entrada al interruptor general. 
PARA COLOCAR EL CUADRO NUEVO.
  • Utilice un cuadro homologado del tamaño adecuado, con unos raíles perfilados sobre los cuales se fijarán el diferencial y los magneto­térmicos (automáticos). El cuadro lleva un departamento independiente y precintable donde la compañía eléctrica monta el interruptor de control de potencia (ICP).
  • Fije el diferencial y a continuación los magneto térmicos sobre los raíles. Para el montaje, solo habrá que presionar y encajar perfectamente. Para el des,montaje llevan una pestaña, que al separarla con un destornillador, libera los mecanismos del rail.
  • Conecte el cable de fase (negro, marrón o gris) y el neutro (azul) al diferencial (sólo tiene una posición y la posición del neutro está marcada con la letra N). El cable de tierra general llévelo a la regleta de tierra de la que dispone la caja.
  •  Distribuya la fase y el neutro a todos los magneto­térmicos. Para ello, desde la salida del diferencial (en la parte inferior) lleve la fase y el neutro al primer magneto­térmico y desde éste haga puentes a los otros, uniendo siempre los cables del mismo color (1).


  • Una a cada magneto­térmico los dos cables del circuito correspondiente, según la protección que haya elegido en cada circuito (2).


  • Conecte todos los hilos de tierra de los distintos circuitos a la regleta de tierra (3).

  • Asegúrese de que la regleta esté conectada con el cable general de tierra.
  • Después de haber colocado los distintos cables, cierre el cuadro.

Corriente Alterna, Voltaje y Tensión, Fase y Neutro

En un circuito de corriente alterna la corriente cambia de sentido cambiando de sentido según la frecuencia del circuito.
En un circuito monofasico el neutro lleva la misma corriente que la fase.
Lo que circula por un cable 'vuelve' por el otro. Lo pongo entrecomillado por que al ser alterna cambia de sentido 100 o 120 veces por segundo, según si la frecuencia es de 50 o 60Hz.
Lo que el neutro no debe tener es tensión a tierra, pues este se aterra a la salida del transformador y si su voltaje a tierra es alto podría ser síntoma de avería.
Muchas personas creen que por el neutro no circula corriente porque al tocarlo no se sienten los efectos de la corriente electrica o tambien porque un buscapolos no enciende....pero esto no es debido a ausencia de corriente sino a ausencia de tension con respecto a tierra (tal como se menciona antes)
En circuitos monofasicos la cantidad de corriente que circula por la fase debe ser igual a la que circula por el neutro. De no cumplirse esto, estamos ante una falla y ahi es donde debe actuar el interruptor diferencial o disyuntor
En un sistema trifasico la cosa cambia...la corriente de neutro es igual a la suma vectorial de las fases, sin entrar demasiado en tecnisismos, aca la corriente de neutro puede ser menor o nula dependiendo de la corriente circulante en cada fase
Si las tres fases están en equilibrio la corriente de neutro sera nula ( cero)
A medida que se agranda la diferencia entre la corriented de las fases, la corriente de neutro se incrementa.
Cuando mides tensión, puedes hacerlo entre las fases, o entre fase y neutro, o entre fase y tierra, y en última instancia entre neutro y tierra...
El punto de duda, es que respecto a tierra (o tu cuerpo) el cable de fase tiene "corriente" y el neutro no (se debe considerar eso como Tensión), lo que sucede, que mides al neutro en referencia a algo, y el neutro está a tierra en el transformador, por lo que cualquier medición que hagas respecto a este (el neutro) contra tierra, dará valores cercano a cero por ese motivo (voltios de diferencia es normal).
Si el neutro está a tierra, entre este y la tierra no habrá diferencia de voltaje; no habrá circulación de corriente; tampoco el buscapolo indicará potencial de tensión.
El cable al que llamamos "vivo" (fase) cambia su tension de Positivo a Negativo con una frecuencia de 50Hz.
Entonces cuando el cable "vivo" tiene tensión positiva respecto al Neutro entonces circula una corriente del "vivo" al "Neutro", y cuando el cable "vivo" tiene tensión Negativa respecto al Neutro la corriente circula en sentido inverso.


Como funcionan 2 llaves de luz combinadas

Si queremos instalarla en una escalera, en un garage, etc.

Cuando las llaves están en posición “x”, la luz esta encendida 
Para apagarla, posicionar la llave del interruptor izquierdo o derecho a la “y” 


Si la llave izquierda esta en “x” y la llave derecha en “y”, la luz esta apagada 

Para encender, posicionar la llave del interruptor izquierdo a la “y” o del interruptor derecho a la “X” 
Si la llaves de los dos interruptores están en posición “y”, la luz esta encendida 

Para apagar, posicionar la llave del interruptor izquierdo o derecho a a la “x” 


Si la llave del interruptor izquierdo esta en “y” y la llave del interruptor derecho en “x”, la luz esta apagada 

Para encender, posicionar la llave del interruptor izquierdo a la “x” o del interruptor derecho a la “y” 





Cómo conectar un interruptor y un tomacorrientes en una misma caja rectangular


Una manera sencilla de conectar un toma corrientes junto a una llave de encendido o punto en el mismo sitio y sin necesidad de usar cables de más.

En una conexión sencilla de un punto en una caja rectangular hay que llevar fase desde la caja mas próxima hasta el punto y luego volver al porta lámparas con un retorno, pero instalar un toma en la misma caja nos da una ventaja, que ya tenemos la fase en el mismo toma y podemos hacer un puente desde ahí hasta el punto.

Quedaría así:

Esto puede parecer obvio para algunos que ya conocen un poco, pero he visto conexiones donde traen fase de otro punto sin necesidad, así que me pareció bueno aclararlo. Lo mismo pasa para las combinadas, veamos el circuito.


Bien en este caso conviene siempre prestar atención, si en una de las cajas rectangulares donde irá uno de los puntos combinados hay un toma, conviene sacar fase desde ahí, y el retorno del otro punto combinado.