Electricidad 2
3. COMPONENTES GENERALES DE LOS CIRCUITOS ELÉCTRICOS.Para la realización de circuitos eléctricos se disponen de una gran variedad de elementos o
componentes que se diferencian por sus características (tensión de funcionamiento, potencia consumo, tipo de
corriente, etc) y su FUNCIÓN en un circuito (GENERADOR, CONDUCTOR, CONTROL Y RECEPTOR).
3.1. GENERADOR ELÉCTRICO: Aparato que genera corriente eléctrica cuando se unen suspolos.
¿Cuántos tipos hay? Hay varios dispositivos según el tipo de corriente:
Generadores de CC:pilas, baterías, dinamos,f uente de alimentación.
Generadores de CA: alternadores, tomas de corriente de la red eléctrica (bases de enchuf e).
3.2. CONDUCTOR ELÉCTRICO Y ELEMENTOS DE CONEXIÓN: Elementos que transportan la corriente.
¿Cuántos tipos de conductores hay? Según la tensión que transporten:
Conductores de alta tensión: Son cables de aluminio (porque se reduce peso, al haber grandes distancias)
Conductores de baja tensión: Son cables de cobre con un aislante exterior de plástico (viviendas).
Los cables de las viviendas modernas llevan tres cables de cobre, diferenciados en su color:
- Marrón, negro o gris: Fase (Con tensión. Es de donde viene la electricidad)
- Azul: Neutro (Sin tensión. Es por donde vuelve parte de la electricidad una vez hecho el
consumo)
- Amarillo y verde (a rayas): Tierra (Sin tensión. Es un cable de protección, que actuaría de neutro)
“La electricidad no es tonta”, eso significa que cuando la corriente circula encontrando dos caminos
por donde ir y en uno de ellos hay mas resistencia que en el otro, la corriente circulará por donde haya menos
resistencia. Por tanto como nuestro cuerpo tiene más resistencia que la Tierra… ¡ya sabes!
¿Qué grosor deben tener los cables? Las secciones de los cables a utilizar deberán ser adecuadas,
desde el punto de vista de seguridad, para evitar calentamientos o caídas de tensión excesivas. Las secciones
mínimas de los cables a utilizar será: (de todas formas a más sección mejor circulación)
o Alumbrado: 1’5 mm2
o Fuerza o Tomas de corriente en viviendas: 2’5 mm2
o Electrodomésticos de cocina: 4 mm2
o Vitro, Calefacción eléctrica y aire acondicionado: 6 mm2
Hay una fórmula que relaciona las magnitudes necesarias y calcula la sección de los cables
3.3. CONTROL ELÉCTRICO: Son elementos de protección y maniobra, que se ocupan del cierre y apertura
de circuitos. Una maniobra: “enciende la luz ”, una protección de circuitos o personas: “saltó el automático”.
3.3.1. CONTROL DE MANIOBRA O DE MANDO:
Interruptor: Operador eléctrico que sirve para abrir (apagar) o cerrar (encender) un circuito eléctrico. Es
decir, como su nombre indica (interruptor), sirve para interrumpir en paso de corriente eléctrica por un
circuito.
Pulsador: Operador eléctrico que sirve para conectar el circuito (encender) mientras se pulsa.
Conmutador: Operador eléctrico similar al interruptor pero que al abrir conecta con un contacto y al cerrar
conecta con otro contacto. Puede poseer varios contactos utilizándose para ello el Relé* (ver Anexo II). En
comparación con un circuito hidráulico un conmutador sería como el mando de la bañera: grifo ducha.
Hay diferentes tipos de conmutadores, pero en viviendas los más comunes son los conmutadores
bipolares y conmutadores de cruce. (Ver apartado 6.2 circuitos de conmutación).
Transf ormador: Elemento de control del voltaje. Consiste en dos bobinas enrolladas sobre un núcleo de hierro
de forma cuadrada. Para elevar el voltaje la bobina de entrada o primaria lleva menos espiras que la bobina de
salida o secundaria, y viceversa para reducir el voltaje. (Ej .: de 220 v a 3 v, en el caso de los móviles)
n1 V1 I2
Fórmula : = = ( n = nº de espiras o vueltas; V = voltaje; I = intensidad) (Relación ley Ohm)
n2 V2 I1
3.3.2. CONTROL DE PROTECCIÓN: La energía eléctrica tiene dos riesgos fundamentales:
a) Incendio por calentamiento de conductores o receptores, debido a consumo excesivo o cortocircuito.
b) Electrocución o descarga eléctrica en personas por un contacto indirecto o derivación.
Para evitar estos riesgos se han dispuesto esta serie de dispositivos:
Para evitar cortocircuitos se emplea: Fusibles y Magnetotérmicos (PIA).
Para evitar consumos excesivos: Limitador de potencia (ICP)
Para evitar las descargas eléctricas o electrocución se emplea: Diferencial y puesta a tierra.
Los vemos a continuación con detalle, pero sus aplicaciones se verán el Apdo. 6. Circuitos habituales de
viviendas.
Fusible: Operador eléctrico que cuando sube en exceso la intensidad de un circuito, se calienta y se funde
antes de que lo haga el circuito, cortando así el flujo de corriente que circula por él y protegiendo la instalación
de un posible incendio, como ocurre en una subida de tensión en el circuito o de un cortocircuito provocado en
él.
Actualmente los fusibles no se utilizan en las viviendas, solamente alguno en la acometida general. En los
coches se siguen utilizando, para proteger los circuitos de los cortos para que no se quemen. (Imagina que se
quema el aparato de música de 500 Euros, por poner un fusible equivocado de más intensidad o puentearlo)
Magnetotérmicos: Interruptores Automáticos MagnetoTérmicos (PIA): (Pequeño Interruptor Automático)
Externamente son interruptores con los que el usuario
puede cortar el suministro de corriente a zonas por separado
del edificio (cocina, salón, habitación,…), pero cuentan con
la propiedad de desconectarse automáticamente si la
corriente que los atraviesa es mayor al límite para el que
están fabricado, no siendo necesario sustituirlos cada vez que
se disparan automáticamente.
Térmico: Utiliza una lámina bimetálica, que a
determinada I se calientan, y se doblan abriendo el circuito,
funcionando a voltaje algo alto pero de larga duración.
Magnético: utiliza un electroimán detectando voltajes muy elevados o un cortocircuito.
- Limitador de potencia: Interruptor limitador (ICP): Es un Interruptor Automático instalado por la compañía
suministradora, que limita el paso de corriente al máximo contratado, cortando automáticamente si se
supera este máximo. Tipos de contratación de potencia según necesidades:
* Mínima: 3000 vatios
* Media: 5000 vatios
*Máx ima: 8000 vatios
*Especial: a determinar cada caso.
Dif erenciales: Interruptores Diferenciales (ID) Para evitar descargas eléctricas sobre personas.
Externamente son muy parecidos a los Interruptores
Automáticos, permitiendo cortar manualmente el suministro.
Se distinguen por un pulsador de prueba que se utiliza para
comprobar su correcto funcionamiento. Estos interruptores se
desconectan automáticamente cuando detectan una salida
indeseada de energía eléctrica fuera del circuito que protegen.
Por ejemplo, si se produce un fallo en la funda aislante del
cable, por contacto con una persona puede producirse una
derivación a tierra (potencial cero). El diferencial se activa al
detectar la salida indeseada de energía eléctrica, cortando
inmediatamente el suministro de energía y evitando desagradables consecuencias. Las características que lo
definen son:
* Corriente máxima admisible: Límite de corriente
que puede atravesar el
Interruptor Diferencial.
* Sensibilidad: Límite de la diferencia entre la
corriente que entra en el circuito y la que sale. Su
elección dependerá de la instalación a proteger,
distinguiendo tres valores:
Alta sensibilidad: 30 mA.
Media sensibilidad: 300 mA.
Baja sensibilidad: 500 mA.
Ejemplo: Esquema eléctrico de un diferencial. Cuando se detecta un contacto indirecto, el electroimán
desconecta el circuito. (Observa su símbolo en ambas imágenes).
Is – Ie < 30 mA, cuando funciona
perfectamente sin haber falsos
contactos o derivaciones a tierra.
Si Id es la corriente que deriva a tierra
por un contacto indirecto,
se consumirá más corriente que el
microondas en perfecto estado,
por lo que: Is – (Ie + Id)> 30mA,
y entonces salta el diferencial, desconectando el circuito.
RECEPTORES ELÉCTRICOS: Son los elementos o dispositivos que reciben y consumen la electricidad:
Lámpara o bombilla: Operador eléctrico que se conecta a un circuito por el que circula corriente eléctrica y
transf orma la energía eléctrica que recibe en energía luminosa (y en energía caloríf ica).
Tipos de lámparas:
a) Bombilla de filamento: Las de siempre, gas más filamento que se vuelve incandescente e ilumina.(100 w)
b) Tubo fluorescente: Vapor mercurio baja presión se ioniza, por medio de sustancia emite luz de color.(40 w)
c) Halógenas: Tubo de cuarzo con vapor de gas con yodo más filamento. Da mayor luminosidad (100 w)
d) De bajo consumo: parecidas a los tubos fluorescentes.(15 w)
e) Otros: Farolas (Vapor de sodio; dan luz anaranjada), Xenón (gas Xenón alta presión + Kriptón, con
filamento muy apretado alcanza tª elevadas y más luz + tinte, dan luz muy blanca; Luz coches modernos)
Motor: Operador eléctrico que se conecta a un circuito por el que circula corriente eléctrica y transf orma la
energía eléctrica que recibe en energía cinética al girar. Hay motores de CC (suelen ser de pequeño voltaje) y
motores de CA (de 220 v monof ásico (lavadora), y de 380 v (motores industriales)).
Otros: Timbre, zumbadores, circuitos electrónicos (Ej.: alarma), resistencias (Ej .: cocina eléctrica, altavoz),
etc.
las bombillas de filamento en forma de hélice (de Tungsteno o Wolframio) llevan un gas
inerte en su interior como (N) Nitrógeno y/o (Ar) Argón, ya que si llevara oxigeno se quemaría.
Y los tubos fluorescentes llevan también un gas inerte a baja presión con una gota de mercurio que se ioniza
y emite luz ultravioleta, que a través de una capa fluorescente (Aluminatos de Mg o Cs) en forma de polvo
que envuelve el tubo, le dan color. Tened cuidado con los tubos fluorescentes si se rompen, porque son
tóxicos.