Electricidad ddg

7/26/2019 Electricidad ddg

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Montaje de Sistemas de Iluminacin Tec. Pablo Montao

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Captulo 1: Electricidad bsica

La electricidad

Los tomos estn compuestos por tres tipos de partculas fundamentales: los

protones, con carga positiva; los neutrones, con carga neutra y los electrones, con

carga negativa. En el ncleo se encuentran los protones y los neutrones. Orbitando

alrededor del ncleo se encuentran los electrones. En un tomo siempre hay misma

cantidad de electrones y de protones, por lo que las cargas elctricas se igualan

quedando el tomo elctricamente neutro.

Cuando por algn motivo un electrn se libera de la ltima rbita, el tomo

queda con una carga positiva. Si hay algn electrn libre cercano a este tomo

tender a ser atrado para equiparar las cargas. El movimiento de los electrones a

travs de un material se denomina corriente elctrica.

La resistencia de un material es la capacidad del material a oponerse al paso de

la corriente elctrica. Esta resistencia depende de las caractersticas propias del

material, su largo y seccin.

Donde:es el coeficiente de resistividad del material,L es el largo del material

ys la seccin del mismo. El coeficiente de resistividad es una caracterstica nica de

cada material. As al aumentar el largo de un cable, su resistencia interna tambin

aumentar. Al aumentar la seccin del cable, la resistencia interna disminuir.

MaterialCoeficiente de Resistividad

m

Coeficiente de Resistividad

mm2/ m

Plata 1,59 x 10-8

1,59 x 10-2

Cobre 1,7 x 10-8

1,7 x 10-2

Oro 2,35 x 10-8

2,35 x 10-2

Aluminio 2,6 x 10-8

2,6 x 10-2

Hierro 10 x 10-8

10 x 10-2

Madera 1 x 1010

1 x 1016

Goma dura 1 x 1013

1 x 1019

Vidrio 1 x 1014

1 x 1020

PET 1 x 1020

1 x 1026

Tefln 1 x 1024 1 x 1030


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Segn sus caractersticas, los materiales pueden clasificarse en:

Aislantes:no permiten el paso de corriente elctrica.

Conductores:permiten fcilmente el paso de corriente elctrica.

Semiconductores: su capacidad de conduccin vara segn lascondiciones a las que se encuentra expuesto.

En un circuito elctrico intervienen tres magnitudes: la tensin, la corriente y la

resistencia. La tensines la diferencia de potencial que existe entre dos extremos deun generador de tensin. Se mide en Volts (V). La corriente es la cantidad deelectrones que circula por un circuito en un intervalo de tiempo. La unidad de medida

es el Amper (A).

La resistenciaes la capacidad que tiene los materiales de impedir el paso de lacorriente. Los materiales aislantes tienen valores de resistencia altos, los conductores

valores de resistencia muy bajos. La unidad de la resistencia es el Ohm ().

En un circuito cerrado estas tres magnitudes se relacionan a travs de la Ley de

Ohm. Esta ley es una de las leyes fundamentales de los circuitos elctricos.

Ley de Ohm: La corriente en un circuito cerrado es directamente proporcional a ladiferencia de potencial e inversamente proporcional a la resistencia del circuito.

Asociacin de resistencias en serieEn este tipo de circuitos la corriente

elctrica tiene un solo recorrido posible por lo

que ser la misma para todos los resistores. La

tensin total del circuito se compartir

proporcionalmente entre cada uno de los

resistores.

El valor de resistencia total es la suma de los valores de las resistencias delcircuito y siempre resulta mayor a la de mayor valor.

RT= R1+ R2+ R3

Asociacin de resistencias en paraleloEn este tipo de circuitos la corriente se

divide proporcionalmente en cada una de las

ramas. La tensin aplicada al circuito es

comn a todas las resistencias.


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El valor de resistencia total es igual a la inversa de la suma de las inversas de las

resistencias y siempre es menor al menor valor de resistencia que se encuentre en el

circuito.

Leyes de Kirchhoff

Las dos leyes de Kirchhoff son utilizadas para poder calcular corrientes y

tensiones en cualquier parte de un circuito cerrado. Se basan en el principio de

conservacin de la energa y fueron enunciadas por Gustav Kirchhoff en 1845.

1er Ley de KirchhoffTambin conocida como la ley de corrientes o ley de nodos de Kirchhoff. La ley

dice que en un circuito cerrado, la suma de las corrientes entrantes a un nodo esigual a la suma de las corrientes salientes del mismo. Tambin suele enunciarsecomo: la suma de todas las corrientes que pasan por un nodo es igual a cero.

2da Ley de KirchhoffTambin conocida como ley de tensiones o ley de mallas de Kirchhoff. Esta ley

dice que la suma de todas las cadas de tensin en un circuito cerrado es igual a latensin aplicada la mismo. Tambin suele enunciarse como: la suma de todas lastensiones en un circuito cerrada es igual a cero.


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Potencia elctrica

La potencia en un circuito elctrico es directamente proporcional a la tensin

aplicada y a la corriente que circula por el circuito. La unidad que se utiliza es el Watt

(W).

P = I V

Despejando la corriente y la tensin de la Ley de Ohm se pueden obtener dos

frmulas equivalentes para el clculo de la potencia:

P = I2 R P = V

2/ R

Modificadores de unidad

Existen ocasiones en las que la unidad en la que se expresa un resultado o valor

no es la adecuada. El valor numrico es demasiado grande o demasiado pequeo para

esa unidad. En estos casos se recurre a los modificadores de unidad. Son mltiplos o

submltiplos de la unidad y se anteponen a la misma.

Prefijo Smbolo Multiplicador Ejemplo

pico p 10-12

picofaradio

nano n 10-9

nanometro

micro 10 -6 microsegundo

mili m 10-3

milimetro

centi c 0,01 centilitro

deci d 0,1 decibel

- - - -

kilo k 103 kilogramo

Mega M 106 Megahertz

Giga G 109 Gigabyte

Corriente y tensin alterna

En los circuitos de corriente continua el flujo de electrones por el conductor es

siempre en igual sentido. Si bien se confunde usualmente el concepto de corriente

continua con constante (flujo de electrones constante), la corriente continua es

aquella que no cambia de polaridad. Si bien fue descubierta por el cientfico italiano

Alessandro Volta con la pila, se empieza a aplicar recin luego de la investigacin de

Edison.

Las clulas electroqumicas son un grupo de elementos con la capacidad de

convertir energa qumica en elctrica. Las clulas primarias son aquellas de un solo


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uso . Las clulas secundarias son aquellas en que el proceso de conversin puede ser

revertido permitiendo su reutilizacin (bateras recargables).

Se utiliz para la transmisin de energa elctrica hasta el siglo XX, cuando se

cambi por la transmisin elctrica con corriente alterna debido a la menor prdida enlos tendidos elctricos de larga distancia.

La corriente continua es esencial para la operacin de casi todos los

componentes electrnicos. Dado que en la actualidad la transmisin elctrica se

realiza con corriente alterna, es indispensable contar en todos los dispositivos con un

circuito capaz de convertir esta energa en continua y constante. Esta etapa se

denomina fuente de alimentacin.

La razn mas importante

por la cual se utiliza la corriente

alterna es su capacidad de

transformacin, fenmeno que

no es posible en CC. Este proceso

facilita el transporte en tendidos

largos minimizando la prdida

energtica en el mismo.

Perodo y frecuenciaUna seal peridica es aquella que repite su forma continuamente. El tiempo

que tarda en volver a repetirse (ciclo)se llama perodo (T)y se mide en segundos. La

cantidad de ciclos que se cumplen en un segundo se llama frecuencia (f). Su unidad esel Hertz [Hz]. Existe una relacin entre la frecuencia y el perodo.

FaseLa onda senoidal no siempre empieza exactamente en el valor cero. El

desplazamiento en el tiempo de la onda se denomina fase. Si bien es un

desplazamiento de tiempo, se mide en trmino de ngulos.

Valor PicoEl valor mximo que adquiere en un perodo la seal, se denomina valor pico

(Vp). La diferencia entre el valor pico mximo y el valor pico mnimo se llama valor

pico a pico (Vpp).

Valor Eficaz (RMS)Dado que la corriente alterna es variable en el tiempo, los efectos que produce

sobre los componentes elctricos y electrnicos son distintos al de la corrientecontinua. Se debi encontrar una forma de comparacin entre ambas corrientes. Se


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define al valor eficaz como el valor de corriente continua que al circular por una

determinada resistencia produce la misma disipacin de potencia que una cierta

corriente variable. El clculo del valor eficaz depende de la forma de onda de la seal.

Para una onda senoidal, se calcula como:

Potencia en CA

Las cargas elctricas en transformadores e inductores se comportan distinto en

CA que en CC. Si se analiza lo que ocurre al conectar una inductancia pura (inductor

ideal, sin resistencia ni capacitancia) o una capacitancia pura (capacitor ideal, sin

resistencia e inductancia) a un circuito de CA, descubrimos que el voltaje y la corriente

quedan fuera de fase. Este desfasaje es de exactamente 90.

En un circuito real, no existe el inductor o capacitor puro. Cualquier

componente tendr una resistencia interna. Adems, dependiendo la frecuencia un

inductor puede tener una componente capacitiva y viceversa. La combinacin de

reactancia y resistencia se llama impedancia y depende de la frecuencia.

Las reglas para calcular corrientes y tensiones en este tipo de circuitos con

corriente alterna son mucho mas complejas que en los circuitos de corriente continua.

En estos circuitos se crea un desfasaje entre la corriente y la tensione que no es de

exactamente 90, producto de los campos elctricos y magnticos que se forman enlos inductores y los capacitores. La energa que se almacena en estos componentes es

temporal, y se devuelve al circuito. Esto hace que la potencia entregada al circuito no

sea la que es consumida en forma efectiva ya que se utiliza para crear los campos. Sin

embargo, la fuente debe tener la capacidad de entregarla para que el circuito

funcione.

Distinguimos tres tipos de potencia en el circuito: la potencia activa, la potencia

reactiva y la potencia aparente.

La potencia activa es aquella que es consumida efectivamente por el circuito yse transforma en calor o trabajo. Se designa con la letraPy su unidad es el Watt [W].Se debe a las cargas resistivas del circuito.

La potencia reactiva es aquellanecesaria para crear los campos

electromagnticos en los inductores y

capacitores. Es una potencia que es

devuelta al sistema. Se designa con la letra

Q y su unidad es el VAR. Se debe a lascargas inductivas y capacitivas del circuito.


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La potencia aparentees producto de la suma vectorial de la potencia activa y lareactiva. Se designa con la letra Sy su unidad es el VA.

El Factor de Potencia

La empresa de energa elctrica debe tener la capacidad de entregar la

potencia aparente que consume el sistema, pero slo puede facturar aquella que

efectivamente se consume. El factor de potencia es la relacin que existe entre la

potencia activa y la aparente. Se calcula como el coseno del ngulo de desviacin:

El valor de esta cuenta da como resultado un nmero ubicado entre 1 y 0,

siendo 1 cuando el ngulo vale 0 (carga completamente resistiva). Las empresas

proveedoras de energa estn interesadas que el factor de potencia se acerque lo masposible al valor 1, para poder facturar la totalidad de energa que se ven obligados a

entregar y transportar. Para lograr esto, se cobran tarifas diferenciales a los usuarios y

empresas que tenga un factor de potencia ubicado entre ciertos mrgenes y multando

con una tarifa por kW/h mucho mayor a aquellos en que el factor de potencia sea

demasiado bajo.

Los componentes principales que desvan el factor de potencia en una

instalacin elctrica son las cargas inductivas (balastos, motores, inductores,

transformadores, etc.), que tienen un factor de potencia cercano al 0,5. Para corregir

este inconveniente en instalaciones fijas se cuenta con distintos mecanismos. Uno delos mas utilizados es conectar capacitores a la lnea para contrarrestar las cargas

inductivas.

En un espectculo o instalacin eventual generalmente no es posible hacer

estas correcciones, pero hay que tener especial atencin en el momento de

dimensionar los cables y generadores ya que la corriente que deben soportar es la

aparente y no la activa.

Para el clculo de potencia y dimensionamiento en una instalacin los

fabricantes proveen el factor de potencia que utilizan sus equipos. En caso que no se

encuentre este parmetro en las especificaciones, se puede tomar como valor de

clculo un factor de potencia de 0,8.

Transformadores

Un transformador permite aumentar o disminuir la tensin en un circuito de

corriente alterna, manteniendo la potencia constante (en un transformador ideal). En

un transformador real hay un pequeo porcentaje de prdidas dependiendo de su

diseo, que se disipa principalmente en forma de calor. Se basa en el principio deinduccin electromagnticaenunciado por M. Faraday.


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Cuando se aplica una tensin alterna en el primario del transformador circula

una corriente por el mismo que crea a su vez un campo magntico variable. Este

campo magntico genera por induccin magntica una tensin en el secundario del

transformador.

La relacin del transformador indica el aumento o decremento de la tensin del

secundario con respecto al primario. Esta relacin entre tensiones es directamente

proporcional a la cantidad de vueltas o espiras del bobinado primario y secundario e

inversamente proporcional a las corrientes que circulan.

Los transformadores se utilizan en fuentes de alimentacin para reducir la

tensin de lnea a los niveles requeridos sin tener la prdida considerables de

potencia. Adems, se utiliza para transportar la energa por largas distancias en las

redes nacionales de energa. Al aumentar la tensin en la transmisin, la corriente que

circula se reduce proporcionalmente reduciendo el efecto Joule en los cables. Gracias

a esto se puede disminuir la seccin de los conductores, lo que repercute en su peso y

costo.

Alimentacin trifsica

La alimentacin trifsica consiste en un sistema de tres corrientes alternas de

igual frecuencia y amplitud que presentan un desfasaje entre si de 120. Estas lneas se

designan con las letras R, S y T.


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La conexin entre las fases se puede realizar en modo estrella o en modo

tringulo. En la industria del espectculo se utiliza principalmente la conexin en

forma de estrella. En esta configuracin se utiliza una lnea neutra, comn a las 3

fases. La tensin entre cada una de las fases y el neutro es siempre de 220Vef. La

tensin entre fases es de 380Vef.

La mayor parte de los equipos utilizados en la industria del espectculo se

alimenta con 220V. Se utiliza entonces cada una de las fases referidas al Neutro.

Si el consumo elctrico de cada una de las fases es el mismo, las cargas se

contrarrestan y no circula corriente a travs del neutro. En este caso, el cable se utiliza

slo como referencia por lo que la seccin del mismo no necesita ser muy grande. Al

desequilibrar la carga entre las fases, la corriente que circula a travs del neutro escada vez mayor. En el caso de la iluminacin para espectculos es prcticamente


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imposible equilibrar las cargas y mantenerlas equilibradas durante el transcurso del

espectculo, dado que se encienden y apagan luminarias continuamente segn el

diseo lumnico. Es por esto que la seccin del Neutro en la conexin del tablero debe

ser igual a la seccin de las fases.

Cables y conectores

El cable es un elemento indispensable para la conexin elctrica. En la

industria del espectculo las corrientes que se consumen suelen ser muy elevadas. Es

importante que est bien dimensionado y que cumpla la normativa correspondiente

en cada pas para garantizar la seguridad en la instalacin. El cable est compuesto

por:

Conductor: es el material que conduce la corriente elctrica. Suele ser decobre dada su baja resistividad.

Aislante:Es el material que recubre el conductor. Su funcin es impedir que elconductor est expuesto para que sea segura su manipulacin e impedir que la

corriente circule fuera del conductor. Suele ser de PVC.

Proteccin adicional: Dependiendo el tipo de cable puede estar o no. Estaproteccin puede ser una simple goma para dar forma circular al cable, o un

material mucho mas resistente que protege al mismo de la accin de

fenmenos externos (temperatura, rayos UV e IR, lluvia, etc.).

Cables mas usuales:

Unipolar:Es un cable de un solo conductor que se encuentra aislado con PVC.Se utiliza para instalacin en tableros y equipos. NO es apto para intemperie.

Cable tipo taller:Es un cable de dos o mas conductores de cobre, con aislantede PVC y proteccin de goma. El cable es apto para instalacin a la vista, pero

no para intemperie. Su nivel de aislacin es de 500V.

Cable subterrneo (Sintenax): Es un cable que posee una triple aislacin. Elconductor se encuentra recubierto por una capa de PVC resistente a las llamas,

una capa de goma y nuevamente una capa de PVC antillama. Este cable tiene

un nivel de aislacin de 1,1kV y es apta para intemperie. La cubierta es de color

violeta para identificarlo como tal.


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Dado que la resistencia de un cable depende en forma proporcional a la seccin

del mismo, hay que prestar especial atencin a la seccin de los conductores

seleccionados para la distribucin elctrica. Una seccin menor a la adecuada

producir cadas de tensin en el cable y disipacin de potencia que recalentar el

cable. Como gua de seleccin para el conductor, se puede utilizar la siguiente tabla.

Seccin (mm2) Corriente mxima (A)

1,0 6

1,5 9

2,5 15

4,0 22

6,0 30

10,0 40

16,0 55

25,0 75

35,0 95

50,0 120

70,0 155

Es indispensable, para la seguridad de toda la gente involucrada, respetar la

norma de colores para identificar el cable.

Azul:Neutro

Verde-Amarillo:Conexin a tierra

Marrn, Negro, Rojo:Fases

ConectoresLos conectores son importantes para hacer conexiones rpidas y seguras. Como

principales conectores y tipos de conexin podemos encontrar:

Bornera:Se utiliza para la conexin en tableros elctricos. Consiste en una

serie de bulones montados sobre un material aislante (generalmentebaquelita). Soportan corrientes elevadas y son econmicas. Los cables se

conectan a la bornera con terminales y tuercas.

Barras:Se utilizan en tableros, principalmente para instalaciones fijas. Sonbarras de cobre montadas sobre soportes de baquelita. Los cables se fijan

con terminales mediante tornillos.

Cam-Lok: son conectores unipolares aptos para corrientes muy altas.Tienen una muy buena aislacin y la conexin es muy simple.

Socapex:Son conectores multipin. Se utilizan en mangueras de distribucindada su rpida conexin.

Schuko:Es el nombre de pila de el conector normalizado por la CEE 7/4tipo F. Es un conector europeo compuesto por dos pines redondos para la


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conexin de Neutro y Fase. Dada que los pines son simtricos, admite girar

la ficha 180, invirtiendo la fase con el neutro. La puesta a tierra se

encuentra en los laterales de la ficha. Admite una corriente mxima de 16A.

Tipo Steck:Steck es una marca que fabrica este tipo de conectores, pero el

conector se conoce principalmente con este nombre. Son de 3, 4 o 5 pinesy la ficha puede ser a cable o a gabinete. Se fabrican con grados de

aislacin IP44 e IP67. Los mas utilizados son los de 3 pines de 16A y los de 5

pines de 32A y 63A.

Enchufe tipo I: Es el enchufe de 3 patas utilizado en Argentina. Lasnormas que reglamentan este tipo de enchufes son la IRAM 2063 (sin

puesta a tierra) y IRAM 2073 (con puesta a tierra). Estos conectores

imposibilitan la rotacin entre fase y neutro.

Bornera T4-100 Terminal Cam-Lok

Socapex Schuko macho a cable Steck

Sistemas de proteccin

Todos los circuitos deben estar protegidos contra averas que pueden daar el

equipo o causar lesiones.

Proteccin contra cortocircuitos: Los cortocircuitos producen corrientesmuy altas por lo que deben ser controlados inmediatamente para minimizar

los daos.

Proteccin contra sobrecargas:Protege en condiciones en que la carga delcircuito es mayor a la carga para la cual fue diseado.

Proteccin contra descargas: Las protecciones anteriores protegen

principalmente al equipo. La proteccin contra descargas elctricas evitadescargas que pueden ocasionar lesiones o muerte.


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Sistemas de proteccin pasivosSe caracterizan por no requerir puesta a tierra. Todo aparato elctrico tiene

alguna aislacin entre las partes en tensin, y entre stas y la carcaza. Esto se

denomina aislamiento funcional. Asimismo, es necesario un aislamiento para la

proteccin de las personas. Se define como aislamiento principal, al aislamiento delas partes activas necesario para la proteccin contra la electrocucin. Para garantizar

la seguridad de las personas, en caso de defecto del aislamiento principal, se puede

aadir otro aislamiento que se denomina aislamiento suplementario. La suma deambos aislamientos se denomina doble aislacin. Los aparatos de doble aislacin no

deben conectarse a tierra, pues esta podra dar tensiones peligrosas a la carcaza.

FusiblesUn fusible comnes un cable muy delgado

de cobre envuelto en un protector, generalmente

vidrio (para poder ver hacia el interior). Por este

fusible circula toda la corriente del circuito. Cuando

se supera una corriente especifica, por efecto del

calor generado por la potencia disipada, el alambre

de cobre se funde y el circuito se desconecta. Es un

sistema de proteccin destructivo. El fusible debe

ser reemplazado por uno nuevo luego de haber

actuado. Normalmente este tipo de fusibles se funden a un 50% de sobrecarga de su

valor nominal. Es por esto que sirve como proteccin contra cortocircuitos, pero no

para sobrecarga. Tampoco protegen contra descargas elctricas. Son utilizados comoproteccin en la entrada de equipos de iluminacin dado su bajo costo.

Su velocidad de accin es lenta y cuando se rompe el hilo se produce un arco

elctrico entre los dos extremos del hilo. El circuito no se encuentra totalmente

abierto hasta que el arco se extingue por la destruccin de mas conductor.

Tiempo de corte de un fusible. La corriente aumenta de

valor durante un tiempo t1 (tiempo de prearco) hasta

que se alcanza el valor de corriente Ic necesario para

fundir el fusible. Una vez llegada esta corriente el fusible

entra en fusin y se generar un arco elctrico que

demora un tiempo t2 (tiempo de arco) en extinguirse. El

tiempo de accin del fusible tes la suma del tiempo de

prearco y de arco. Ntese que nunca se llega a la

corriente mxima Ip, dado que el fusible acta antes.

El fusible rpido (fusible HRC) se rellena con cuarzo granulado. El conductorinterno es de plata y suelen tener el armazn de cermica. Cuando el conductor se

corta el arco se extingue rpidamente dado que la plata y el cobre se combinan

formando un material de resistencia muy alta. Normalmente se cortan a un 20% de


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sobrecarga de su valor nominal y su tiempo de

respuesta es mucho menor al del fusible comn.

Son fusibles mucho mas caros y deben ser

siempre reemplazados por un fusible del mismo

tipo.

Si un fusible se quema es porque el

circuito interno del aparato electrnico est

funcionando defectuosamente y debe ser

reparado antes de volver a ponerlo en

funcionamiento. Nunca se debe reemplazar unfusible por uno de mayor valor, ya que ste no actuar debidamente, dandose elcircuito interno.

El fusible NH es un fusible de alta capacidad de ruptura y baja tensin. Sefabrican en 6 tamaos distintos para corrientes nominales de 6A a 400A y una tensinnominal de 500V. Los fusibles nunca deben ser removidos con pinzas y alicates

convencionales sino que debe ser utilizada una herramienta especial diseada para tal

fin.

Interruptor TermomagnticoEl interruptor termomagntico es un capaz de interrumpir el paso de corriente

elctrica cuando sobrepasa un cierto valor. Se basa en dos fenmenos fsicos

producidos por la circulacin de corriente elctrica por un conductor: el fenmenomagntico y el fenmeno trmico. Cuenta con un electroimn y un par bimetlico

conectados en serie.


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Al circular corriente por el electroimn se crea una diferencia de potencial que

tiende a abrir un interruptor. Slo lograr abrir el interruptor si la corriente es

demasiado elevada. Este sistema es el encargado de abrir el circuito en el caso de un

cortocircuito. Est diseado para actuar a corrientes mayores a 2 veces la corriente

nominal y su tiempo de accin es muy bajo por lo que lo hace seguro para lainstalacin. Es la parte destinada a la proteccin por cortocircuitos.

El par bimetlico basa su funcionamiento en el fenmeno de Joule y en el de

dilatacin trmica de los cuerpos slidos. Consiste en dos placas metlicas de distinto

material vinculadas entre si. Al circular corriente por el par, se libera calor debido al

efecto Joule y las placas del par bimetlico se dilatan distinto dado que son de distinto

material. Al llegar a una cierta temperatura, la lmina se deforma lo suficiente para

desconectar el circuito. Esta parte del sistema es la encargada de proteger al circuito

de sobrecargas que no son lo suficientemente altas como para hacer actuar al sistema

magntico.

Ambos sistemas funcionan en conjunto, uno protegiendo al circuito para

sobrecargas y el otro contra cortocircuitos.

Disyuntor diferencialEl disyuntor diferencial es un dispositivo que tiene como objetivo proteger a las

personas de descargas elctricas. Consta de dos bobinas conectadas en serie con los

conductores principales. El ncleo de las bobinas es capaz de accionar un interruptor

que corta la circulacin de corriente del circuito principal. Al circular corriente lasbobinas, se generan dos campos magnticos que se encuentran opuestos. Si la

corriente de entrada y la corriente de salida son la misma, los campos se contrarrestan

completamente y el sistema no acta.


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Si hay una fuga o descarga dentro del circuito, la corriente de entrada ser

distinta a la de salida, por lo que los campos magnticos no se cancelarn. Esto

provocar que se active el rel interno abriendo el circuito elctrico. Los disyuntores

diferenciales se fabrican con distintas sensibilidades, siendo la mas usual para

instalaciones domsticas los disyuntores de 30mA de corriente de fuga. Esta corrientegarantiza la seguridad elctrica para las personas en la instalacin.

Si bien el interruptor diferencial provee un grado de proteccin alto, en algunos

casos no alcanza al grado de proteccin adecuado:

Contacto directo entre fases: No acta la proteccin si una personaentre en contacto con dos fases del circuito.

Corrientes anteriores al disyuntor diferencial: El disyuntor diferencialno actuar si la descarga se produce por una conexin anterior al

mismo. En este caso, no se desequilibrarn los campos magnticos. Conexin del Neutro a tierradespus del disyuntor diferencial.

Defecto en la puesta a tierraprevia al disyuntor diferencial.

Puesta a tierra

La puesta a tierra se basa en que las cargas elctricas siempre tendern a

alcanzar niveles mnimos para estar en equilibrio. La tierra es el punto de potencial

elctrico cero por lo que se utiliza como potencial de referencia del neutro. Se

conectan a tierra las partes metlicas de los equipos que normalmente no tienen

tensin. Se realiza la conexin a tierra para:

Limitar las tensiones de las partes metlicas de los equipos que pueden

estar en contacto con una persona, para llevarlas a potenciales

elctricos no peligrosos.

Asegurarse que en caso de avera acten correctamente las

protecciones del sistema.

Evitar la acumulacin de energa electroesttica.

La puesta a tierra se realiza mediante una pieza metlica (generalmentejabalina, placa metlica o mallado) enterrada directamente en la tierra y sin

mecanismos de interrupcin elctrica (fusibles, interruptores, etc) entre la conexin y

los elementos del circuito. En el caso de necesitar enterrar mas de un componente

para lograr la resistencia de paso a tierra necesaria, los mismos debern estar

separados por al menos 4m de distancia.

La resistencia de paso a tierra es la cualidad del terreno de facilitar el paso de la

corriente elctrica en el momento de un descarga. Cuanto menor sea esta resistencia,

mejor ser la proteccin. No todos los terrenos son iguales y la resistencia de puesta a

tierra vara dependiendo de las caractersticas y condiciones del mismo. Se debe

tener encuentra que:


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Al aumentar la humedad, disminuye la resistividad.

Los suelos con altos ndices de salinidad tienen valores de resistividad

menores.

Normalmente la resistividad disminuye a medida que aumenta la

profundidad.

Para temperaturas menores a 0C la resistividad del terreno aumenta

considerablemente debido a la formacin de hielo.

La seccin del conductor para la puesta a tierra depender de los conductores

de la instalacin dado que deber tener la capacidad de drenar toda la corriente del

circuito.

Seccin den conductor defase

Seccin del conductor depuesta a tierra

Sf35mm2 ST= Sf/2

Clasificacin de los sistemas elctricos segn su tensin nominalEsta clasificacin se refiere a la tensin nominal del circuito. La tensin

nominal es aquella que el sistema requiere para funcionar. En la Argentina el Decreto

351/79 clasifica los niveles de tensin de la siguiente manera:

Muy baja tensin (MBT): hasta 50 V c.c. o iguales valores eficaces entrefases en c.a.

Baja tensin (BT): tensiones por encima de 50 V y hasta 1000 V en c.c. oiguales valores eficaces entre fases en c.a.

Media tensin (MT):tensiones por sobre 1 kV y hasta 33 kV inclusive.

Alta tensin (AT):corresponde a tensiones por sobre 33 kV.

Clasificacin de los sistemas elctricos segn la puesta a tierraLos sistemas elctricos pueden identificarse con dos letras que indican el

estado del neutro y la situacin de las masas.

La primera letra indica el estado del neutro:

T = neutro a tierra.

I = neutro aislado de tierra o unido a tierra por impedancia.

La segunda letra indica la situacin de las masas:

T = masa a tierra.

N = masa conectada al neutro.

La tercera y cuarta letra indica las funciones del neutro y los conductores de

proteccinS = separado


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C = conectado

Sistema TT

En este sistema, el neutro est colocado directamente a tierra y la masaconectada a tierra, independiente del neutro (Fig. A).

Sistema TNEn este sistema, el neutro est a tierra y la masa de la instalacin conectada al

conductor neutro directamente (TN-C) o mediante un conductor de proteccin (TN-S).

El conductor que tiene la funcin de neutro N, o de proteccin PE, se denomina PEN

(Fig. B y C).

Sistema ITEl neutro est aislado de tierra o conectado por impedancia. La masa est

conectada a tierra.


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Accidentes elctricos

Un accidente elctrico puede producirse por un contacto directo o indirectocon un punto con tensin elctrica.

Se denomina contacto directo, al caso en que la persona entra en contacto conuna parte normalmente en tensin. Pueden ser mediante contacto entre dos fases

(Fig. A) o mediante contacto entre un conductor y tierra (Fig. B).

Se denomina contacto indirecto, al caso en que la persona entra en contactocon una parte que normalmente no debera tener tensin. Por ejemplo la carcaza de

un motor (Fig. A) o cuando entra en contacto entre dos puntos a distinto potencial de

un medio atravesado por la corriente elctrica (tensin de paso) (Fig. B).

Efectos de la corriente sobre el cuerpo humano

La corriente elctrica, al atravesar el cuerpo humano, puede producir

alteraciones o lesiones, tanto de carcter temporario como permanente. Son varios los

factores que determinan el tipo y grado de lesin, pero el mayor determinante es la

circulacin de corriente a travs del cuerpo humano. Se debe considerar en estepunto:


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Magnitud de la corriente circulante:Depende principalmente de la tensina la que est expuesto el individuo y la resistencia del cuerpo.

Tiempo de pasode la corriente o tiempo de contacto.

Resistencia elctrica del cuerpo humano:El cuerpo tiene una impedancia

de entrada capacitiva y una resistencia interna. La resistencia de piel varasegn la humedad, la superficie de contacto, la presin de contacto y la

duracin de contacto.

Trayecto de la corrienteen el interior del organismo. Segn los rganos quese atraviesen en el recorrido la lesin ser de mayor o menor gravedad.

Tipo de corriente:La C.C. es menos peligrosa que mismos niveles de C.A.

Frecuencia de la corriente: La peligrosidad de la lesin disminuye alaumentar la frecuencia.

Forma de onda:La corriente es ms peligrosa cuanto mas rpido vara. Esdecir que una corriente con forma de onda cuadrada es mas peligrosa que

una corriente con forma de onda senoidal.

Los efectos mas frecuentes son los siguientes:

Tetanizacin

Paro respiratorio

Fibrilacin ventricular

Quemaduras

Efectos qumicos

Tetanizacin

Un estimulo elctrico puede hacer contraer un msculo que luego retorna alestado de reposo. Si la frecuencia del estimulo sobrepasa un limite, se produce una

contraccin completa del msculo y permanece en ese estado hasta que cesan los

estmulos. Esto es lo que ocurre, en una escala ms compleja, cuando una corriente

elctrica atraviesa el cuerpo humano.

Se llama corriente de despegue, a aquella en la cual una persona se puede

soltar de una parte en tensin.

INTENSIDAD DE LACORRIENTE

EFECTOS FISIOLGICOS

0.5 a1.1 mA Cosquilleo

3 mA Tetanizacin de dedos

3 a6 mA Tetanizacin de palma

7 mA Tetanizacin de la mano

8 mA Tetanizacin de antebrazo

10 mA Limite de liberacin

20 mA Tetanizacin de msculos

respiratorios

30 mA Fibrilacin ventricular


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Paro respiratorioCorrientes superiores a la corriente de despegue producen dificultades en la

respiracin. El pasaje de la corriente determina una contraccin de los msculos

relacionados con la respiracin o una parlisis de los centros nerviosos que actan en

la misma. Esto puede llevar a la muerte.

Fibrilacin ventricularSi a los impulsos elctricos fisiolgicos se les superpone una corriente elctrica

de origen externo, puede originarse un fenmeno llamado fibrilacin ventricular, que

consiste en la contraccin no ordenada de las fibras musculares del corazn.

Es posible detener una fibrilacin ventricular mediante una descarga elctrica,

esto se hace con un aparato denominado desfibrilador. El equipo consiste en dos

electrodos que se aplican en la regin cardiaca mediante la descarga de un

condensador.

QuemadurasEl pasaje de una corriente elctrica por una resistencia produce calor por efecto

Joule, lo mismo ocurre al pasar una corriente elctrica por el cuerpo humano. Las

quemaduras sern mucho mayores en la zona de ingreso y salida de la corriente del

cuerpo debido a la elevada resistencia de la piel en estos puntos.

Efectos qumicosEn caso de exposicin a corrientes continuas, se puede producir la coagulacin

de la sangre o la separacin de los componentes lquidos del cuerpo debido a un

fenmeno llamado electrlisis.

Distribucin elctrica en un espectculo

Tablero principalEs el primer tablero luego de la bajada de tensin del proveedor de electricidad

o generador elctrico. Contar con una entrada principal, una seccionador general con

proteccin por sobrecarga y seccionadoras secundarias para la distribucin. Desde

este tablero se distribuye la energa elctrica a los siguientes. Dependiendo de la

instalacin puede ser un tablero principal slo para iluminacin o tambin para otras

secciones (Sonido PA, Monitores, Backline, Video, etc).

Cables de distribucin principalSern cables de la seccin necesaria para distribuir la energa hasta los tableros

secundarios. Este tendido de cables ya debe contar con la puesta a tierra y el cable

correspondiente.

Tableros secundariosEstos tableros secundarios son para cada seccin individualmente. Deben

contar con el sistema de conexin de entrada adecuado, llave de corte principal,sistema de proteccin por sobrecargas y cortocircuitos y disyuntor diferencial.


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Adems, debe contar con una llave de corte por cada salida disponible. De estos

tableros se distribuye a las distintas secciones (motores, dimmers, tableros de mviles,

PA, Monitores, Backline, etc). Suele utilizarse un tablero por cada seccin (iluminacin,

PA, monitores, backline, video, etc) para que un corte en el tablero slo afecte a la

seccin correspondiente y las otras puedan operar con normalidad. Es importante quelos sistemas de proteccin del tablero secundario estn dimensionados por debajo de

la proteccin del tablero primario.

Tablero de directas y dimmerUsualmente se distribuye la alimentacin a las luminarias directas utilizando

cables tipo manguera (muchos conductores agurpados) de 18 conductores y

conectores tipo multipin (Socapex de 19 contactos). De esta manera, se llevan

agrupados 6 circuitos independientes. El tablero de distribucin tiene una

seccionadora principal y disyuntor diferencial. Adems, tiene un interruptor

termomagntico individual por circuito para dar control individual a cada uno. Todoslos interruptores deben ser calculados para interrumpir el circuito evitando que el

cable se sobrecaliente y se destruya el aislante, poniendo en riesgo la instalacin.

Los dimmer se suelen alojar en gabinetes de unidad de rack. En este gabinete

se ubica el dimmer, el tablero elctrico, el sistema de patcheo HotPatch, y el sistema

de distribucin. Con respecto al dimmer propiamente dicho, se tratar en una unidad

posterior. El tablero elctrico deber contar con una llave de corte principal y

disyuntor diferencial. En la parte posterior se ubica el sistema de distribucin. Suele

contar con un sistema de distribucin HotPatch (patcheo de salidas en carga). Algunos

racks de dimmer pueden tener la salida como multipin Socapex, para conectar

directamente las mangueras de distribucin. Otros, tienen conectores Schuko o

Norma I por cada canal, para conectar directamente prolongadores.

Para que los sistemas de proteccin acten correctamente, es indispensable

una buena conexin a tierra de todo el sistema. Las estructuras de escenario, trusses y

elementos escenogrficos metlicos DEBEN estar vinculados a la puesta a tierraparaque no queden con un potencial elctrico peligroso para las personas en ellos.


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Electricidad ddg

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