Electricidad general-conceptos-fisicos-tecnicos-20801

Electricidad general: conceptos
físicos y técnicos
Autor: Marcos Tosatado
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Presentación del curso
La electricidad es un fenómeno físico cuyo origen se encuentra en las cargas
eléctricas y cuya energía se manifiesta en fenómenos mecánicos, térmicos,
luminosos, químicos, entre otros.
Este es uno El curso más completo que encontrarás sobre el mundo de la
electricidad, engloba desde conceptos físicos, hasta otros más técnicos que te
permitirán incluso dimesionar algunas instalaciones electrotécnicas. El alumno
empezará desde cero y al final del curso obtendrá unos conocimientos avanzados en
la materia.
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1. Conceptos básicos
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1. Efectos prácticos de la electricidad.
Efecto térmico: consiste en transformar la energía eléctrica en calor mediante las
resistencias.
Efecto luminoso: transformación de la energía eléctrica en luz, para ello se usan
lámparas y tubos fluorescentes.
Efecto químico: transformar la energía eléctrica en química (pilas, baterías).
Efecto magnético: si alimentamos una bobina eléctrica con corriente, ésta se
comportará como un electroimán.
Efecto de movimiento: transformar la energía eléctrica en energía mecánica en forma
de rotación (motores).
2. Teoría atómica de la corriente eléctrica.
La materia está formada por átomos, los átomos a su vez no son compactos ya que
tienen dos partes fundamentales:
Núcleo: es la parte central del átomo en la cual se concentran dos tipos de
partículas:
- Protones: son partículas de carga eléctrica positiva.
- Neutrones: partículas sin carga eléctrica.
Orbitales: alrededor del núcleo se encuentran los electrones, girando a gran
velocidad y describiendo órbitas. Los electrones son partículas con carga eléctrica
negativa.
2.1. Corriente eléctrica.
Los electrones de las capas más exteriores, pueden desprenderse del átomo y
empezar a moverse, al ser sometidos a una fuerza externa. Para provocar este
movimiento tenemos que poner en contacto un cuerpo al que le sobren electrones

(negativo), con otro cuerpo al que le falten electrones (positivo). En estas
condiciones, si unimos los dos cuerpos mediante un elemento conductor, se
establecerá una circulación de electrones desde el cuerpo al que le sobran hacia el
cuerpo al que le faltan, a este movimiento de electrones se le llama corriente
eléctrica. En este caso habrá corriente hasta que los dos cuerpos queden
eléctricamente neutros.
A la diferencia de carga eléctrica que hay entre los dos cuerpos se le llama diferencia
de potencial (ddp), o tensión, y se puede considerar como la fuerza que provoca el
movimiento de electrones.
El sentido real de la corriente, es del cuerpo negativo al postitivo, sin embargo,
curiosamente, en los circuitos eléctricos ocurre al revés, el movimiento se produce
del cuerpo positivo al negativo.

2. Circuito eléctrico
[http://www.mailxmail.com/curso-electricidad-fisicos-tecnicos/circuito-electrico]
3. Circuito eléctrico.
Básicamente lo componen los siguientes elementos:
Pila o generador: es el elemento que produce la circulación de electrones o corriente
eléctrica, para ello entre sus extremos mantiene siempre una diferencia de
potencial. Cables o conductores: están hechos de cobre o aluminio y a través de
ellos se mueven los electrones. Interruptor: es un elemento de control, abre y cierra
el circuito. Receptores: son todos aquellos aparatos que transforman la energía
eléctrica en otro tipo de energía.
4. Magnitudes eléctricas fundamentales.
Son los parámetros que se utilizan para medir el fenómeno de la corriente eléctrica.
Los fundamentales son los siguientes:
Intensidad de corriente: es la cantidad de carga eléctrica que circula por un
conductor en unidad de tiempo, su símbolo es I y su unidad el amperio A, el
múltiplo del amperio es el kiloamperio kA, y el submúltiplo el miliamperio mA. El
aparato utilizado para medir la intensidad es el amperímetro, este aparato se
conecta en serie, es decir, intercalado en el cable cuya intensidad queremos medir.
Tensión: es la diferencia de potencial entre dos puntos del circuito, su símbolo es V,
y su unidad el voltio; su múltiplo el kilovoltio kV, y su submúltiplo el milivoltio mV.
El aparato que mide la tensión es el voltímetro, este aparato se conecta en paralelo
a los dospuntos cuya tensión queremos medir.

Resistencia: es la oposición que presenta cualquier elemento al paso de la corriente
eléctrica, su símbolo es R o Z, se mide en ohmios, su múltiplo es el kiloohmio
k ohmios Potencia: se puede definir como el producto de tensión e intensidad, es el
valor característico de todo receptor eléctrico, su símbolo es P, se mide en vatios w y
sus múltiplos son el kilovatio kW y el megavatio MW. Existen vatímetros, que
conectados en serie y paralelo te dan el valor de la potencia (un vatímetro no es más
que la combinación de un amperímetro y un voltímetro en un mismo aparato).

3. Maneras de producir electricidad
[http://www.mailxmail.com/curso-electricidad-fisicos-tecnicos/maneras-producir-electricidad]
Por reacción química: este procedimiento sucede en pilas y baterías, el sistema
transformado en su forma más básica, formado por un baño de ácido en el que se
introducen dos electrodos, el ánodo de zinc (-) y el cátodo de cobre (+), entre los
dos aparece una tensión, y careando el circuito con algún receptor, una intensidad.
Por presión: algunos materiales tienen la propiedad de que, al aplicar sobre ellos
una fuerza, producen una pequeña corriente eléctrica. Un ejemplo es el cuarzo,
usado en encendedores, reflectantes de zapatillas... Por acción de la luz: algunos
materiales como el silicio, tienen la propiedad de producir una corriente eléctrica
cuando incide sobre ellos energía luminosa. Éste es el funcionamiento de las placas
solares, y a esto se le llama efecto fotovoltaico. Por acción del calor: uniendo dos
materiales diferentes, como cobre y níquel, y aplicándoles calor, se crea una tensión.
Así funcionan los termómetros digitales, a esto se lo llama efecto fotoeléctrico. Por
acción magnética: haciendo girar una bobina dentro de un campo magnético
formado por dos imanes, así funcionan dinamos y alternadores, a esto de lo llama
efecto electromagnético.

4. Resistencia de un conductor
[http://www.mailxmail.com/curso-electricidad-fisicos-tecnicos/resistencia-conductor]
La resistencia de un cable conductor depende de tres factores fundamentales:
material, longitud y sección.
La expresión matemática es la siguiente:
Donde:
R= resistencia
= resistividad del conductor
S= sección del conductor.
Explicación de la constante:
Viene dada por el material, se mide en "ohmios por milímetro cuadrdado partido de
metros", y cuanto menor es su valor mejor conductor es el material. Otro parámetro
importante es la coductividad, que no es más que la inversa de la resistividad.
Valores de estas constantes para los dos materiales más usados:
Cobre:
Conductividad: 56
Resistividad: 0,0178
Aluminio:
Conductividad: 35
Resistividad: 0,028 Influencia de la temperatura en la resistencia:
La resistencia eléctrica de los materiales metálicos utilizados como conductores
(cobre, aluminio, acero¡-), varía con la temperatura, de forma que al aumentar esta,
aumenta la resistencia.
La expresión matemática de este fenómeno es la siguiente:
Donde:
R= resistencia
R0= resistencia a la temperatura inicial
constante que depende de cada material.
At= incremento de la temperatura.
Resistencia de los materiales aislantes:
Los materiales aislantes también reciben el nombre de dieléctricos, en las

instalaciones eléctricas tienen tanta importancia como los materiales conductores,
ya que protegen de posibles accidentes a las personas.
Los aislantes tienen resistencias en torno a los millones de ohmios. Para indicar la
mayor o menor calidad de un material aislante, se emplea un concepto distinto al de
la resistencia llamado rigidez dieléctrica, que se puede definir como la tensión a la
que un material pierde sus características aislantes y se convierte en conductor,
también se lo llama tensión de perforación y se suele expresar en Kv/mm.
La rigidez dieléctrica de los materiales aislantes más usados es la siguiente:
Agua pura 12
Papel 16
Aceite mineral 4
PVC 50
Aire seco 3,1

5. Ley de ohm
[http://www.mailxmail.com/curso-electricidad-fisicos-tecnicos/ley-ohm]
Es la Ley más básica, y sobre la cual se desarrollan todas las expresiones más
complejas. Hay un truco para aprenderse sus expresiones:
V
R I
De este triángulo salen las tres fórmulas básicas de la Ley de ohm:

6. Potencia y energía eléctrica
[http://www.mailxmail.com/curso-electricidad-fisicos-tecnicos/potencia-energia-electrica]
En física se define la potencia como la rapidez con la que se realiza un trabajo y se
calcula dividiendo el trabajo entre el tiempo, en electricidad la potencia se obtiene
multiplicando la fuerza que mueve a los electrones (tensión), por la cantidad de
electrones que circulan en un segundo (intensidad), resumiendo, potencia=tensión
por intensidad.
Potencia perdida en un conductor.
En un conductor eléctrico, al circular intensidad por él, se presentan unas pérdidas
debidas a la resistencia que presenta el material al paso de ésta corriente. El valor de
ésta potencia perdida se expresa de la siguiente manera:
Donde:
Pp= potencia perdida
Rl= resistencia de la línea (se calcula con la expresión vista en el cap:4)
I= intensidad
Medida de la potencia eléctrica.
El aparato utilizado para medir la potencia eléctrica es el vatímetro, como se dijo
anteriormente no es más que la combinación de un voltímetro, y un amperímetro. Al
estar formado por los dos debe conectarse en serie y paralelo. A continuación se
representan su esquema interno, y la forma en la que he de conectarse:
Energía eléctrica.
Se puede definir como cantidad de potencia en unidad de tiempo, su unidad es el
julio, pero esta unidad se queda pequeña y se suele medir en kilovatios hora: kW/h.
Medida de la energía eléctrica.

El aparato utilizado para medir la energía eléctrica es el contador. En su interior
incorpora un motor eléctrico, que gira en función de la intensidad absorbida, al final
lo que hace es multiplicar las vueltas que ha dado por el tiempo que ha estado
dándolas, en definitiva que al ser la tensión constante, se cumple lo siguiente: E=
V*I*t. El contador eléctrico sigue el mismo esquema de conexiones de un vatímetro.

7. Formulario
[http://www.mailxmail.com/curso-electricidad-fisicos-tecnicos/formulario]
Ley de ohm:
Potencia:
Energía:

8. Efecto Joule
[http://www.mailxmail.com/curso-electricidad-fisicos-tecnicos/efecto-joule]
Cuando la corriente eléctrica circula por un conductor, encuentra una dificultad que depende de cada
material y que es lo que llamamos resistencia eléctrica, esto produce unas pérdidas de tensión y
potencia, que a su vez den lugar a un calentamiento del conductor, a este fenómeno se lo conoce
como efecto Joule. En definitiva, el efecto Joule provoca una pérdida de energía eléctrica, la cual se
transforma en calor, estas pérdidas se valoran mediante la siguiente expresión:
Donde:
Pp= potencia perdida
t = tiempo en segundos.
Este efecto es aprovechado en aparatos caloríficos, donde estas pérdidas se transforma en energía
calorífica, que se expresa por la letra Q, y se mide en calorías.
Calor específico.
Cantidad de calor que se le comunica a un cuerpo para elevar un grado la temperatura, de un gramo
del total de la masa. A continuación se indican los valores de calor específico para algunos materiales:
La energía calorífica en función del calor específico y de la variación de la temperatura, se expresa de
la siguiente manera:
Donde:
Q= Energía calorífica en calorías
Ce= calor específico Cal/g*ºC
m= masa del cuerpo en gramos
At= incremento de la temperatura en grados centígrados.

9. Cálculo de sección de conductores por intensidad
[http://www.mailxmail.com/curso-electricidad-fisicos-tecnicos/calculo-seccion-conductores-intensidad]
Como hemos visto anteriormente, al circular una corriente por un conductor se produce un
calentamiento debido al efecto Joule. Si este calentamiento es excesivo pueden ocurrir varias
cosas:
Que debido a las grandes pérdidas producidas, no funciones correctamente la instalación.
Que se queme el conductor.
Para evitarlo existe un proceso cálculo, y una serie de tablas y valores normativos de
referencia. El proceso de cálculo se divide en dos grandes pasos bien diferenciados:
Primero: cálculo del conductor por intensidad. Segundo: cálculo del conductor por caída de
tensión.
Es importante realizar los cálculos por este orden. Antes de empezar es necesario conocer
una serie de datos:
Potencia total absorbida, o en su defecto intensidad. ¿La instalación es trifásica o
monofásica? Tensión de la instalación (normalmente 230V si es monofásica, o 400V si es
trifásica). Material del conductor. Longitud del condutor. Como está instalado el conductor
(empotrado bajo tubo, superficial...) ¿De que tipo de conductor se trata: unipolar (varios
cables), o multipolar (varios cables envueltos por un material aislante común, comúnmente
conocido por manguera). Material aislante de la línea (para estos casos PVC, XLPE o EPR). En
algunos momentos de este cálculo necesitaremos consultar algunos aspectos normativos, en
este link podrás consultar en todo momento las guías del Reglamento Electrotécnico de Baja
Tensión (REBT), que será las que necesitemos para este proceso. Para este cálculo usaremos
la ITC-BT 19, la encontrarás entre otras en este link:
http://www.ffii.nova.es/puntoinfomcyt/rebt_guia.asp
Una vez conocidos estos datos podremos comenzar:
Nota: este procedimiento solo es válido para instalaciones recogidas en la ITC-BT 019,
interiores de viviendas y locales, no sirven para líneas generales de alimentación, cables
enterrados o líneas aéreas o posadas sobre fachada, este proceso se describirá más adelante,
al ser más complejo y requerir unos conocimientos más avanzados.
Ahora bien, será necesario llegados a este punto conocer dos aspectos:
¿Es trifásica la línea?. ¿Alimenta la línea un motor de gran potencia?. Si es así sería bueno
considerar una cosa llamada factor de potencia, este factor será descrito en su momento,
pero decirte que es un valor comprendido entre 0,8 y 1, que aumentará la intensidad
absorbida.
Para que te sirva de ejemplo calcularemos la sección de la siguiente línea:
Línea trifásica de PVC (3 fases más neutro), a 400V, que alimentará un motor de 5CV. La
longitud de la línea es de 30 metros, se trata de una manguera tetrapolar y va instalada bajo
un tubo de PVC, empotrado en la pared.
1er paso: calcular la intensidad total. Como bien hemos visto anteriormente, la fórmula de
la intensidad es la siguiente:
La resistencia es un valor que no solemos tener, es más fácil que dispongamos de la
potencia consumida por el aparato, por ello es más usada esta fórmula:

PERO al ser trifásica la línea, y alimentar un motor de gran potencia, hemos aplicado una
serie de factores quedando así la ecuación:
Lo de la raíz de tres va cuando la instalación es trifásica y siempre en el mismo sitio, lo del
0,9 es más relativo, normalmente cuando hay un motor se suele aplicar, si este motor es
muy grande o hay muchos motores se le aplica el 0,8, pero normalmente solo se aplica el
0,9 en algunos casos.
Para pasar los CV a kilovatios basta con multiplicar los caballos por 3,75. En este caso:
5CV*3,75= 18,75kW
Y sabiendo que un kilovatio son mil vatios tendremos: 18.750 w.
Por lo tanto tendremos:
La Normativa indica que para receptores con gran consumo de electricidad en el arranque,
se apliquen además otros factores, nosotros de momento no haremos eso, ya los veremos
más adelante.
Ahora tocará consultar la ITC-BT 19, más concretamente la tabla 1.
Tendremos que buscar el tipo de instalación que coincide con la nuestra en la columna de la
izquierda.

Veremos que coincide con la A2 (no os fiéis del dibujo, leed el texto).
Si seguimos hacia la derecha veremos que aparecen unas celdas en las que pone 3 PVC, 2
XLPE o EPR..., nosotros buscaremos el 3 PVC (ya que la línea es trifásica y está aislada con
PVC, si fuera monofásica de XLPE, habría que buscar 2 XLPE), muy importante sin salirte de
la fila A2.
Una vez ahí iremos para abajo hasta llegar a unas celdas con numeros (hay muchas).

Buscaremos en nuestra columna nuestro valor de intensidad, si no estuviera, que es lo más
normal, habrá que irse al inmediatamente superior. Veremos que en este caso deberemos
coger 34A.
Una vez encontrado, sin salir de esa fila en la que está el valor de la intensidad,
volveremos a la izquierda, allí hay una columna con unos valores que van tal que así: 1,5;
2,5; 4... estos son los valores normalizados de sección, te vas a encontrar con el tuyo en
cuanto vayas para la izquierda. Si lo has hecho bien este valor será 10 mm2.

De momento esta sería la sección de nuestro cable, pero aún no ha acabado el proceso.

10. Cálculo de sección de condcutores por caída de tensión
[http://www.mailxmail.com/curso-electricidad-fisicos-tecnicos/calculo-seccion-condcutores-caida-tension]
Esta parte del cálculo es tan importante como la anterior, como ya se ha explicado
anteriormente, en los conductores se producen una serie de pérdidas, que de ser excesivas,
pueden generar un mal funcionamiento de la instalación.
El REBT, establece lo siguiente: para instalaciones interiores o receptoras (nuestro caso), no
deberán superarse en ningún caso los siguientes valores de caída de tensión: 3% de la
tensión nominal para receptores de alumbrado. 5% para receptores de fuerza motriz (todo
aquello que no es alumbrado).
Siguiendo esto sabemos que el valor máximo de caída de tensión que podremos tener en
nuestra instalación será:
Una vez hecho esto, será necesario aplicar la siguiente fórmula:
Para instalaciones monofásicas:
Donde:
u= caída de tensión producida en voltios.
P= potencia consumida en vatios.
L= longitud de la línea en metros.
e= conductividad del material (56 cobre, 35 aluminio).
V= tensión nominal de la línea en voltios.
S= sección de la línea en milímetros cuadrados.
Para instalaciones trifásicas:
Para nuestra línea, la expresión quedaría así:
Como vemos, la caída de tensión que se produce, es menor de 20V, por lo que la línea
estaría bien dimensionada con 10mm2, en caso de que la caída hubiera superado los 20V,
habría que coger la siguiente sección, en este caso 16mm2, y repetir el cálculo, así hasta que
el valor baje de el máximo permitido.

11. Aplicaciones de los efectos térmico y luminoso
[http://www.mailxmail.com/curso-electricidad-fisicos-tecnicos/aplicaciones-efectos-termico-luminoso]
Resistencias de calentamiento:
En algunos aparatos, el efecto Joule que produce el calentamiento de los conductores, no
supone una pérdida, si no precisamente todo lo contrario, es el efecto útil que se trata de
conseguir. Este es el caso de los aparatos eléctricos de calefacción, en su interior están
formados por resistencias de alta resistividad, con esto lo que se consigue es transformar una
gran parte de energía eléctrica en calorífica. Casi todos estos aparatos están controlados
mediante termostatos, que son interruptores que se conectan y desconectan en función de la
temperatura.
Lámparas incandescentes:
Estas lámparas están formadas por filamentos de un material llamado wolframio, este material
tiene un punto de fusión muy elevado de unos 3.300ºC. Cuando es atravesado por la corriente
eléctrica, un 90% de ésta se transforma en energía calorífica, y un 10% en energía luminosa,
que es la que se aprovecha.

12. Esquemas unifilares y multifilares
[http://www.mailxmail.com/curso-electricidad-fisicos-tecnicos/esquemas-unifilares-multifilares]
Estos esquemas son los más utilizados para representar instalaciones eléctricas, ya
que son más simples y rápidos de realizar, además pueden sintetizar mayor
cantidad de datos que los multifilares, a diferencia entre ambos es, que mientras
que en el multifilar se representan todas las líneas, en el unifilar solo se hace un
trazo, y tantos trazos transversales como líneas lleve el circuito, en estos circuitos
se pueden indicar todos los datos que se quiera: sección, caída, longitud, potencia o
intensidad, medidas de la canalización, calibre de las protecciones....
De todos modos como mejor se ve esto, es con un ejemplo de cada uno:
Ejemplo de esquema multifilar:
Ejemplo de esquema unifilar:

13. El cortocircuito y la sobrecarga
[http://www.mailxmail.com/curso-electricidad-fisicos-tecnicos/cortocircuito-sobrecarga]
El cortocircuito: se produce cuando entran en contacto eléctricos dos partes de la
instalación, que están a distinto potencial. El caso más habitual es cuando contactan
dos fases diferentes del circuito, o una fase y el neutro. El cortocircuito produce
unas intensidades muy elevadas, del orden de cientos de amperios, lo cual produce
un gran calentamiento de los condutores que pueden llegar a quemarse. Es una de
las principales causas de accidentes eléctricos,
La sobrecarga: se produce cuando a través de la línea eléctrica, circula una
intensidad mayor que la intensidad nominal (intensidad para la cual está diseñada
una línea, y la que absorben los aparatos cuando su funcionamiento es correcto). Se
pueden producir por varios factores, como un fallo de aislamiento. Las sobrecargas
también pueden producir daños importantes, dependiendo de dos factores:
- Valor en amperios de la sobrecarga.
- Tiempo que dura la sobrecarga.

14. Protecciones eléctricas: interruptores magnetotérmicos
[http://www.mailxmail.com/curso-electricidad-fisicos-tecnicos/protecciones-electricas-interruptores-magnetotermicos]
Son aparatos de protección contra sobrecargas y cortocircuitos, se abren y cortan el circuito
cuando por ellos pasa un intensidad superior a la nominal. Esta intensidad es la que se llama calibre
del aparato, y es la característica principal del dispositivo, los valores más normales de calibre son:
5A, 10A, 16A, 20A, 25A, 30A, 40A, 50A...con respecto a los fusibles tienen la ventaja de que no es
necesario reponerlos cada vez que actúan.
Funcionamiento: los interruptores magnetotérmicos, están compuestos por dos partes
fundamentales:
Relé magnético: es la parte encargada de la protección contra cortocircuitos, su función es
desconectar el interruptor en el menor tiempo posible. En su interior hay una bobina enrollada sobre
una pieza de acero que hace de electroimán, y por otro lado una pieza móvil unida a los contactos. La
bobina está preparada de tal forma que, cuando circula por ella una corriente superior a la nominal,
atrae a la parte móvil, aprovechando este movimiento para abrir los contactos.
Relé térmico: es la parte del interruptor automático encargada de la protección contra sobrecargas,
por lo cual actúa de una manera tan rápida como el relé magnético. Este relé está formado por una
lámina bimetálica, es decir formada por dos metales con diferente coeficiente de dilatación. Cuando
se produce una sobrecarga, el calor producido por el efecto Joule hace que los metales se curven uno
más que otro (debido al distinto coeficiente). Este movimiento se utiliza para mover el contacto y abrir
el circuito.

15. Protecciones eléctricas: fusibles e interruptores diferenciales
[http://www.mailxmail.com/curso-electricidad-fisicos-tecnicos/protecciones-electricas-fusibles-interruptores-diferenciales]
Fusible: un fusible es un elemento conductor cuya misión es fundirse cuando pasa a través de él una intensidad
superior a la nominal. Al fundirse, el fusible abre el circuito, quedando de esta manera el resto de la instalación
protegida. Para fundirse, el fusible es de menor sección que el resto de conductores y también de menor
resistividad. Se suelen hacer con plomo, estaño o plata. El hilo conductor está introducido dentro de un cartucho
rodeado de arena, la función de la arena es extinguir posibles llamas, que se pudieran producir por la fundición
del elemento conductor. El fusible es un elemento muy eficaz en la protección contra cortocircuitos ya que funde
rápidamente, sin embargo contra sobrecargas, este tiempo se incrementa, perdiendo efectividad.
Interruptor/relé diferencial: se trata del único dispositivo ideado para la protección de las personas, protege
contra contactos indirectos, y debe estar asociado a una correcta toma de tierra para su funcionamiento. Su
funcionamiento se basa en la detección de una intensidad de defecto (Idef), que es una intensidad que surge
cuando ocurre un defecto en la instalación, ya que NUNCA debe circular corriente por la red de tierra, este
dispositivo es capaz de detectar diferencias entre la intensidad que entra y la que vuelve, abriendo sus contactos
cuando los valores de estas intensidades no coinciden. El valor mínimo de intensidad de defecto que es capaz de
detectar es la sensibilidad, característica principal de estos dispositivos.
Contactos directos e indirectos: la diferencia es muy sencilla, hay elementos que no deben estar en tensión y
otros que sí: la carcasa del frigorífico y un cable. Pues bien, un contacto indirecto es cuando tocamos una parte
de la instalación que no debería estar en tensión, pero que accidentalmente lo está, evidentemente nos da lo que
conocemos por calambre. Un contacto directo se produce cuando tocamos un elemento que debe estar en
tensión, por ejemplo, tocar un cable sin aislar. Ambos contactos son igual de peligrosos, y nos protegemos
frente a ellos de maneras distintas:
- Contactos directos: mediante elementos aislantes.
- Contactos indirectos: interruptores diferenciales y toma de tierra.

16. Protecciones eléctricas: toma de tierra y descargadores de sobretensión
[http://www.mailxmail.com/curso-electricidad-fisicos-tecnicos/protecciones-electricas-toma-tierra-descargadores-sobretension]
Toma de tierra: no es un dispositivo de protección propiamente, si no un circuito más de la instalación, cuya
misión es derivar a tierra todas las corrientes de defecto que puedan producirse. Consiste en unir con cables (esos
cables amarillos y verdes que vemos por ahí), todos los elementos de la instalación susceptibles de ponerse
accidentalmente en tensión (masas metálicas), de esta manera, siempre que se produzca una intensidad de defecto,
esta circulará por estos cables, los cuales, a su vez, están unidos a tierra mediante un electrodo (normalmente una
pica de cobre clavada en la tierra que rodea al edificio o la casa), derivándose a tierra todas las intensidades de
defecto que se produzcan, impidiendo que pueda ocasionar daños en personas.
El esquema de la toma de tierra de un edificio es el siguiente:
Conductor de protección (une las masas metálicas). Conductor de unión equipotencial (se usa en los aseos para
grifos y demás) Conductor de tierra, o línea de enlace principal con el electrodo de tierra (une los conductores de
protección con el electrodo de tierra) Conductor de equipotencialidad suplementaria (misma función que el
principal, para otros elementos).
B- Borne principal de puesta a tierra, o punto de puesta a tierra (parte que une la masa metálica con el conductor de
protección.
M- Masa metálica.
C- Elemento conductor.
P- Canalización principal de agua.
T- Electrodo de puesta a tierra.
Descargadores de sobretensión: el más conocido es el pararrayos, no es más que un elemento metálico,
conectado directamente a la red de tierra, situado en la parte más alta de la edificación, para que sea capaz de
atraer los rayos antes de que puedan conectar con cualquier otra parte de la edificación. También existen una
especie de interruptores automáticos, que se instalan en el mismo cuadro de protección de las instalaciones, y que
si detectan una subida de tensión abren el circuito protegiendo la instalación.

17. Circuitos serie
[http://www.mailxmail.com/curso-electricidad-fisicos-tecnicos/circuitos-serie]
Un circuito serie está formado por dos o más receptores conectados uno a
continuación de otro, las dos características fundamentales de los circuitos serie son:
La intensidad es la misma en todo el circuito. La tensión se reparte entre los
receptores.
Aplicaciones prácticas de los circuitos serie: este tipo de circuitos apenas se usa,
ya que presenta dos grandes inconvenientes:
Si se estropea un receptor, interrumpe todo el circuito, la solución sería compleja y
cara:
La tensión de cada receptor se va sumando, por lo que al principio del circuito se
pueden presentar tensiones muy elevadas.
En la práctica los circuitos serie se usan por ejemplo para regular la intensidad de
una lámpara, o el sonido de un altavoz, intercalando una resistencia variable llamada
reostato o potenciómetro, antes del receptor.

Cálculo: simplemente saber que en los circuitos serie se cumple que, la resistencia
total del circuito, es igual a la suma de la resistencia de todos los receptores, el
resto es simplemente aplicar la Ley de ohm.

18. Circuitos paralelo
[http://www.mailxmail.com/curso-electricidad-fisicos-tecnicos/circuitos-paralelo]
En un circuitos paralelo, los puntos por donde entra la corriente a los receptores
están unidos, al igual que por donde sale. En un circuito paralelo, todos los
receptores tienen la misma tensión, sin embargo la intensidad cambia en función de
la resistencia. Es el circuito más común en instalaciones reales, ya que en éstas, lo
que se persigue es que todos los receptores tengan el mismo valor de tensión.
Cálculo: la intensidad parcial es la suma de las intensidades parciales, para hallar
cada intensidad bastará con aplicar la Ley de ohm. Sin embargo para obtener la
intensidad total del circuito se cumple lo siguiente:
La inversa de la resistencia total es igual, a la suma de las inversas de las
resistencias parciales.

19. Circuitos mixtos
[http://www.mailxmail.com/curso-electricidad-fisicos-tecnicos/circuitos-mixtos]
Son una combinación de los serie y paralelo, para calcularlos, hay que identificar las
partes del circuito que se vean están claramente en paralelo o serie, y buscaremos
simplificarlas por separado sacando la resistencia total de cada una, al final
quedaría un circuito serie con todas las resistencias totales de los circuitos en los
que se ha descompuesto, basta con sumarlas y se acabó.
Conexión en instalaciones reales: en las instalaciones eléctricas reales, cada
receptor se conecta directamente a los hilos de línea, por lo que la conexión se
hace, normalmente en paralelo.

20. El alternador y la dinamo
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Ambos se diferencian en muy poco, quizás en el uso que se le de habitualmente a
cada uno. La misión de ambos es la de producir energía eléctrica, a partir de un
movimiento de rotación (procedimiento inverso al del moto eléctrico), ambos se
basan en el principio de principio de que en un conductor sometido a un campo
magnético variable se crea una tensión eléctrica. En la dinamo sin embargo, aunque
produce corriente alterna al igual que el alternador, ésta es convertida en continua,
ya que habitualmente la dinamo está destinada a usos donde es más aprovechable
este tipo de corriente.
Alternador:
Dinamo:

21. El motor eléctrico
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Su función es justo la contraria a los alternadores y dinamos, transforma la energía
eléctrica en un movimiento de rotación. Está formado por dos piezas fundamentales:
Rotor: es la pieza central, es la que gira. Estator: rodea al rotor, en el se sitúan las
bobinas de cobre y es donde se produce el flujo magnético que genera al
movimiento.
Su funcionamiento se basa, en que cuando circula corriente a través de un elemento
conductor, se genera a su alrededor un campo magnético. En el estator se colocan,
dos bobinas de cobre por fase, cada una genera un campo que se contrapone al de
las demás, degenerando en un campo giratorio a través del estator, que provoca el
movimiento giratorio del rotor.

22. El transformador eléctrico
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Se trata de una máquina eléctrica estática (sin movimiento), de corriente alterna que
transforma una señal alterna senoidal, en otra de diferente tensión e intensidad.
Vienen definidos por su relación de transformación, que es la relación que existe
entre la tensión de entrada y la de salida.
Se compone de dos bobinados de material conductor sin contacto directo entre
ellos, ambos bobinados se arrollan sobre un núcleo formado por láminas metálicas.
Su funcionamiento se basa en el fenómeno de que, al suministrar una tensión al
bobinado primario, sin estar este en contacto con el bobinado secundario, se
formará en el núcleo un flujo magnético que, al pasar por el bobinado secundario
hará aparecer entre los extremos de éste, una tensión de características distintas a
la suministrada a la entrada del aparato.
La tensión obtenida en el bobinado secundario dependerá de la suministrada en el
primario, y del número de espiras (vueltas), que ambos bobinados den alrededor del
núcleo.
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