material de estudio

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TABLA DE CONTENIDO
1. ESQUEMAS UILIZADOS EN INSTALACIONES ELÉCTRICAS
RESIDENCIALES
 Esquema multifilar
 Esquema unifilar
 Plano de situación o emplazamiento
 Plano arquitectónico
 Plano eléctrico
 Símbolos y convenciones
 Cuadro de cargas.
2. CONCEPTOS Y CALCULOS PARA UNA INSTALACIÓN ELÉCTRICA
RESIDENCIAL
 Circuitos ramales
 Circuito alimentador
 Circuito de alumbrado
 Circuito de calefacción
 Cuadro de cargas
 Factor de demanda
 Acometidas monofásicas
 Caída de tensión
 Medidores de energía eléctrica
 Sistemas de puesta a tierra

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1. ESQUEMAS USADOS EN INSTALACIONES ELÉCTRICAS
Para representar una instalación eléctrica sencilla, se pueden usar 2 tipos de esquemas el
multifilar y el unifilar pero cuando se necesita construir un plano eléctrico utilizamos el
unifilar que se complementa con el plano arquitectónico de la instalación.
Esquema multifilar: representan mediante líneas todos los elementos y conductores que
intervienen en el circuito a mostrar, en instalaciones eléctricas residenciales tienen uso
limitado, se usan cuando se está iniciando en el aprendizaje de la conexión de los elementos
como son: tomacorrientes, interruptores y salidas de iluminación.
Esquema unifilar: es un tipo de esquema más simple, ya que en él se emplea solamente un
trazo.
Los conductores que van por el interior del ducto se representan mediante pequeñas líneas
oblicuas (tantas líneas cuantos conductores vayan), que cortan el trazo único.
Ilustración 1. Esquema multifilar

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Ilustración 2. Esquema unifilar
Para interpretar un cuadro de cargas se debe conocer la simbología que contiene el plano o
Esquema que se está representando, para ello son de mucha utilidad las convenciones que
Son las que muestran que significa cada uno de los símbolos que contiene el plano.
De todos los anteriores, el sistema de representación más empleado es el esquema unifilar,
por ser el más sencillo y simplificar el dibujo de instalaciones eléctricas sobre planos de
viviendas.
Ilustración 3 ejemplo de la distribución de un plano

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La ilustración 3 sirve para identificar la posición donde se deben ubicar cada uno de los
elementos que componen un plano, aplica para cualquier tipo de plano eléctrico,
arquitectónico, hidráulico o gas.
En el siguiente ejemplo se tiene el plano de una vivienda con su correspondiente instalación
eléctrica:
Ilustración 4. Ejemplo del plano de una vivienda con su correspondiente instalación eléctrica
En el plano eléctrico se debe identificar el circuito al cual pertenece cada uno de los
elementos
Que están conectados, además de señalar con las líneas punteadas las salidas de
iluminación que
Son controladas por un interruptor.

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Ilustración 5. Simbología empleada para instalaciones eléctricas de acuerdo al RETIE.
En la ilustración5se muestranlasímbolosmásutilizadoseninstalacioneseléctricasresidenciales.
Para construir el cuadro de cargas lo primero que hacemos es identificar el circuito, después
identificamos lo que se va a conectar en el circuito, la cantidad de tomacorrientes, cantidad
de salidas de iluminación y en el caso de circuitos de mayor capacidad se utilizan
tomacorrientes especiales, en cada uno de ellos se identifica la potencia y la tensión a la
cual están conectados, después se calcula la potencia del circuito teniendo en cuenta que

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para efectos de cálculos se asigna la carga a los tomacorrientes 200 vatios y para las salidas
de iluminación 100 vatios, cuando conocemos las cargas que se van a instalar en la
vivienda podemos hacer la distribución de cargas de una manera más equilibrada, para ello
nos podemos apoyar en la tabla 2 donde encontramos los valores de referencia de muchos
de los electrodomésticos que tenemos instalados en la vivienda para hacer un cálculo más
exacto y garantizar así que los circuitos cumplan con los valores considerados por la
normatividad y puedan estar entre 1500 y 1800 vatios dependiendo del tipo de circuito que
se va a conectar, más adelante ampliaremos los conceptos de los tipos de circuitos que
podemos encontrar en una instalación, después de haber calculado la potencia se calcula la
corriente eléctrica aplicando la ley de watt, dividiendo el valor de la potencia del circuito
con la tensión, para el caso de una vivienda residencial se debe considerar 120 voltios,
después de calcular la corriente eléctrica que está consumiendo el circuito se selecciona y
asigna el calibre del conductor y la protección, para circuitos monofásicos podemos
encontrar protecciones de 15,20,30,40,50 y 60 amperios.
Tabla de capacidad de corriente de los conductores.

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VALORES DE REFERENCIA PARA CALCULAR LA POTENCIA INSTALADA EN UNA VIVIENDA
Tabla 2.
EXPLICACIÓN DEL CÁLCULO DE CORRIENTE Y SELECCIÓN DE PROTECCIÓN
Para calcular la corriente eléctrica aplicamos la ley de watt
P = V x I I = P / V
Ejemplo
Si el circuito 1 consume 1500W y la tensión es de 120V, calculamos la corriente
I = P / V I = 1500W / 120V I = 12,5 A seleccionamos una protección de 15A

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CIRCUITOS RAMALES
Número de circuitos ramales.
En unidades de vivienda, de área construida menor a 50m2 y capacidad instalable no mayor
a 7 kVA, debe tener un mínimo de circuitos ramales con una capacidad de corriente no
menor a la carga máxima que van a alimentar, como se establece a continuación:
a. Debe existir uno o más circuitos ramales de capacidad no menor a 20 A para pequeños
artefactos de cocina, despensa, comedor y para tomacorrientes como se establece en
numeral 8.2.2.1. A este circuito se le podrá incorporar la carga del cuarto de baño.
b. Debe existir al menos un circuito ramal de capacidad no menor a 20 Amperios para
conectar las salidas de tomacorriente para lavandería y planchado, este circuito no debe
tener otras salidas.
c. Debe existir un circuito para iluminación y tomacorrientes de uso general en el resto de
la unidad de vivienda, de capacidad no menor a 20 A
d. El número y capacidad de los circuitos ramales para unidades de vivienda de tamaño y
potencia instalable mayor, deben cumplir los requisitos expuestos en la NTC 2050
e. Cargas permisibles. En ningún caso la carga debe exceder a la corriente nominal del
circuito ramal. Está permitido que un circuito ramal individual alimente cualquier tipo de
carga dentro de su valor nominal. Un circuito ramal que suministre corriente a dos o más
salidas o tomacorrientes.
a. Circuitos ramales de 15 y 20 A. Se debe permitir que un circuito ramal de 15 o 20 A
suministre corriente a unidades de alumbrado, a otros equipos de utilización o a una
combinación de ambos. La corriente nominal de cualquier equipo de utilización conectado
mediante cordón y clavija no debe superar el 80% de la corriente nominal del circuito
ramal. La capacidad total del equipo no debe superar el 50% de la capacidad de corriente
del circuito ramal no fijo en el sitio, o a ambos a la vez.
b. Circuitos ramales de 30 A. Se debe permitir que un circuito ramal de 30 A alimente a
unidades fijas de alumbrado con porta bombillas de servicio pesado, en edificaciones
distintas a las viviendas, o a equipos de utilización en cualquier ocupación. La corriente

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nominal de cualquier equipo de utilización conectado con cable y clavija no debe superar el
80% de la corriente nominal del circuito ramal.
c) Circuitos ramales de 40 y 50 A. Se debe permitir que un circuito ramal de 40 o 50 A
alimente equipos de cocina fijos en cualquier ocupación. En edificaciones que no sean para
vivienda, se debe permitir que tales circuitos alimenten unidades de alumbrado fijas con
porta bombillas de servicio pesado, unidades de calefacción por infrarrojos u otros equipos
de utilización.
d) Circuitos ramales de más de 50 A. Los circuitos de más de 50 A sólo deben alimentar
a salidas de cargas que no sean para alumbrado.
Circuito alimentador
Se denomina alimentador a todos los conductores de un circuito entre el equipo de
acometida, la fuente de un sistema derivado independiente u otra forma de suministro de
energía eléctrica y el dispositivo de protección contra sobre corriente del circuito ramal
final.
Para el cálculo del circuito alimentador es necesario establecer un factor de demanda: como
todos los aparatos en la instalación no estarán conectados a la vez, se debe establecer un
factor que ajuste la carga a un valor real de consumo.
En las unidades de vivienda las cargas son consideradas generalmente no continuas.
Carga continua
Cuando la corriente máxima de una carga se prevé que circule durante tres horas o más se
denomina carga continua.
Carga no continua
Es la carga que se prevé está conectada menos tiempo que lo especificado para una carga
continua.
Caída de tensión
Es la disminución de la diferencia de potencial a lo largo de un conductor, por la resistencia
que tiene como conductor. Como norma la caída de tensión no puede sobrepasar el 3%
entre conductores alimentadores y la salida más lejana para calefacción, alumbrado, o
cualquier combinación de ellas. Y el 5% entre circuitos alimentadores y ramales.
La caída de tensión de obtiene de la siguiente manera:

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ΔE = r I L/1000m
Dónde: r = coeficiente de la resistencia de un conductor de cobre en función de ρ y S, para
1 km.
L = longitud del conductor.
I = Corriente del conductor
FACTOR DE DEMANDA
El Factor de Demanda (f.d.) o también llamado Factor de Utilización (f.u.) se define
oficialmente como: la “Relación entre la demanda máxima de un sistema o parte del
mismo, y la carga total conectada al sistema o a una parte del mismo”. Esto es lo oficial,
pero también puede interpretarse como la cantidad promedio de electricidad demandada por
una vivienda en 24 horas. Aplicarlo te permitirá saber con suficiente aproximación el
calibre del conductor apropiado para alimentar una carga.
EJEMPLO DEL CÁLCULO DEL FACTOR DE DEMANDA PARA UNA
VIVIENDA
Calcular el factor de demanda de una vivienda con alimentación monofásica en la cual tiene
instalados 4500w
3000W 100% de consumo y para los restantes 1500W, sacamos el 35% de acuerdo a la
tabla anterior.

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Respuesta al ejercicio
3000W + 525W = 3525 W es el porcentaje de la carga que estará funcionando en la
vivienda con respecto a la carga instalada.
ACOMETIDAS
Se define a los conductores que se extienden desde las redes de las empresas de servicios
hasta el medio general de desconexión de la instalación interior.
El conductor de la acometida deberá tener suficiente capacidad portadora de corriente para
manejar la carga y deberán ser aislados para la tensión de servicio.
ACOMETIDA AEREA
Se componen de los conductores que van desde el último poste u otro poste aéreo,
incluyendo los empalmes si los hay, hasta el punto donde estos conductores entren a la
canalización de la edificación.
ACOMETIDAS SUBTERRÁNEA
La componen los conductores subterráneos entre la calle o transformador y el primer punto
de conexión con los conductores de entrada de acometida en una caja equipo de medida u
otro gabinete dentro o fuera del inmueble.
Ilustraciónde unaacometidaresidencial señalandocadauna de suspartes.

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MEDIOS DE DESCONEXION Y PROTECCION PARA ACOMETIDAS
El equipo de protección de la acometida es usualmente un interruptor automático o un
switch de seguridad con fusible:
•Localizado en un punto accesible en el interior o exterior del inmueble
•Constituye el medio de control, protección y corte del suministro de energía.
•Se debe colocar después del medidor de energía
•Su capacidad será igual a la capacidad calculada para los conductores de entrada de la
acometida.
•Cada conductor de fase de la acometida deberá tener una protección de sobrecarga, cuya
capacidad de corriente no será superior a la de los conductores.
•Ningún aparato de sobre corriente se podrá insertar en el conductor de puesta a tierra del
circuito.
Medidor de energía eléctrica
El medidor de energía, conocido también como contador, es un equipo que se emplea para
medir la energía suministrada a los clientes. Aplicada una tarifa establecida por el Ente
Regulador (EMCALI o EPSA), posibilita a la Empresa realizar una facturación adecuada
de la potencia y energía consumida.
Elementos constitutivos: Un medidor de energía tipo inducción está constituido por un
núcleo de chapa magnética en el que van montados dos bobinas, una en serie con el

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conductor por el que circula la corriente principal, y que se denomina bobina de intensidad
( ó corriente), y otra en bobina en derivación sobre los dos conductores, denominada bobina
de tensión. Los flujos magnéticos producidos por ambas bobinas están desfasadas 90º y
actúan sobre un disco rotórico de aluminio. Estos flujos producen pares de giros, que a su
vez provocan un movimiento de rotación del disco de aluminio a una velocidad angular
proporcional a la potencia. El disco de aluminio es, además, frenado por un imán (freno de
corrientes parásitas) de tal forma que la velocidad angular del disco sea proporcional a la
carga. El aparato está completado por un registrador, que mediante un sistema de
transmisión indica los kilovatios-hora consumidos.
Representación esquemática de un medidor de inducción de disco

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Características Principales de un medidor
En la placa de características de un medidor de energía se indica: a) Corriente Nominal
(In): corriente para la cual el medidor es diseñado y que sirve de referencia para la
realización de ensayos y verificaciones. También se la conoce como corriente básica.
b) Corriente máxima (Imáx): es la intensidad límite, es decir, el máximo amperaje que
puede ser conducido en régimen permanente por la corriente del medidor, sin que su error
porcentual y temperatura admisible sean superados. Este valor de la corriente límite se
indica entre paréntesis detrás de la corriente nominal In(Imax); por ejemplo: 10 (20) A,
10(40) A, 15(60) A,15 (100)A., etc.
c) Tensión nominal: Tensión para la cual el medidor es diseñado y sirve de referencia para
la realización de pruebas. Se debe indicar que los medidores electrónicos se diseñan con un
rango de tensión sin que se vea afectado su precisión.
d) Constante del disco (Kh): expresada en Wh/revolución, es el número de vatios hora
correspondiente a una revolución o vuelta completa del disco. Expresada en
revolución/Kwh, es el número de revoluciones correspondiente a un KWh que debe dar el
disco. En medidores electrónicos, esta constante viene expresada en Wh/pulso.
e) Clase de precisión: Es el valor máximo del error de medición expresado en porcentaje
para el cual fue diseñado el medidor dentro del rango 10% de corriente nominal y su
corriente máxima
Para nuestro sistema de distribución en Colombia los Tipos de Servicio en Baja
Tensión que podemos encontrar son:
Servicio monofásico dos hilos: Es aquel que se suministra desde un transformador
monofásico, mediante dos conductores, un activo (fase) y un neutro. Tensión nominal 120 ó
127 Voltios.

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Servicio monofásico tres hilos. Es el suministrado desde un transformador monofásico,
empleando 3 conductores, dos activos (fases) y un neutro (derivado desde el centro del
bobinado secundario). Tensión nominal 120/240 Voltios.
Servicio bifásico tres hilos: Es el suministro desde un transformador trifásico o un banco de
tres transformadores monofásicos conectados en estrella (aterrizado) en el lado secundario,
empleando 3 conductores, dos activos (fases) y un neutro. Tensión nominal 120/208 ó
127/220 Voltios.
Tipos de medidores de energía activa
Los medidores de energía los clasificaremos de acuerdo a: 1) El tipo de construcción, 2)
conexiones internas y 3) el tipo de servicio.
De acuerdo al tipo de construcción: De acuerdo a la tecnología de construcción, los
medidores serán: Electromecánicos y Electrónicos.
De acuerdo a las conexiones internas: De acuerdo a las conexiones internas, los
medidores serán: Concéntricos y Excéntricos

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De acuerdo al tipo de servicio
Tipos de medidores de energía activa para medición directa
Medidor monofásico dos hilos: Medidor de un elemento motor (FORMA 1A),
conformado por una bobina de corriente y una bobina de potencial para 120 ó 127 V., entre
fase y neutro. Es utilizado para servicios monofásicos dos hilos.
Medidor monofásico tres hilos: Medidor de un elemento motor (FORMA 2A),
Conformado por dos bobinas de corriente y una de potencial para 220 ó 240 V. entre fases.
Su uso es restringido para medir el consumo de servicios monofásicos tres hilos.
Medidor bifásico tres hilos: Medidor de dos elementos motores (FORMA 13A), donde
cada elemento está conformado por una bobina de corriente y una bobina de potencial para
120 ó 127 V. entre fase y neutro. Es utilizado para servicio monofásico tres hilos y bifásico
tres hilos.

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Medidor monofásico electrónico Medidor monofásico de disco
Sistemas de puesta a tierra
Un sistema de puesta a tierra es un sistema compuesto por elementos conductores, los
cuales están en contacto eléctrico con el suelo que los rodea o con una masa metálica de
referencia común, lo anterior con el fin de distribuir las corrientes de rayo, corrientes de
falla eléctrica y carga estática, entre otras en el terreno o masa que los contiene.
Para instalar una puesta a tierra generalmente se usan cables, electrodos (varillas o placas)
de cobre o en algunos casos acero galvanizado, teniendo en cuenta el estudio
electroquímico del suelo donde va a ser enterrada, uniones con soldadura exotérmica o
conexiones que garanticen la continuidad eléctrica y mecánica del sistema.
¿Cómo se estructura un sistema de puesta a tierra ideal?
Los sistemas de puesta a tierra deben ser calculados de acuerdo con las técnicas ya
establecidas en la teoría electromagnética, aplicando siempre los avances en ingeniería. Si
es necesario usar algún tipo de gel, este debe tener pruebas eléctricas, físicas y químicas
que avalen sus ventajas, su estabilidad en el tiempo e impacto ambiental con el subsuelo y
lechos de agua subterráneas.
Conductores de cobre vs aluminio
El aluminio tiene menor conductividad que el cobre y una aplicación del aluminio puede
ser su uso en sistemas de protección externo contra rayos, en los anillos ubicados en las

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azoteas de los edificios y en los bajantes antes de llegar al nivel de tierra. Siempre se debe
evitar la unión directa del cobre con el aluminio por factores de corrosión o par galvánico.
El cobre tiene la ventaja de conducir mayor cantidad de corriente que el aluminio y por lo
tanto le lleva ventajas considerables, excepto cuando hablamos de costos.
En conclusión el sistema de puesta a tierra ideal consiste en enterrar metales o cables que
resistan la corrosión, complementando con una conexión que parte del nivel del piso hacia
arriba, donde se emplean cables de dimensiones adecuadas.
Para determinar las dimensiones correctas, son importantes los tres conductores básicos:
1. El conductor de protección
2. el conductor de tierra aislada y el neutro.
Esquemáticos de la conexión de un sistema de puesta a tierra

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Para la instalación del sistema de puesta a tierra en una vivienda se entierra una varilla de
cobre de 2,40 metros lo más cerca que se pueda al contador y con un conector de cobre tipo
pala se realiza la conexión entre la varilla y el conductor que debe ser de calibre mayor o
igual al de la acometida, el cual se instala en la caja del contador y se conecta con el
conductor de neutro de entrada a la vivienda.
Referencias bibliográficas
Ing. Gilberto Enríquez Harper .El ABC de las instalaciones eléctricas Residenciales.
Milton Gussov. Fundamentos de Electricidad
Schneider electric. Manual de Instalaciones Eléctricas Residenciales.
Gilberto Enríquez Harper. Guía para el Diseño de instalaciones Eléctricas Residenciales,
Industriales y Comerciales.