Conceptos básicos de electricidad industrial

1. ELECTRICIDAD
INDUSTRIAL

2. PROGRESO
Introducción
Instrumentos
Electricidad Industrial
Actuadores
Sistemas de control
Logica booleana y conceptos básicos de programación
PLC, HMI yVariadores

3. VARIABLES BÁSICAS DE ELECTRICIDAD
• Corriente
• Tensión
• Resistencia
• Potencia
• Energía

4. CORRIENTEY
TENSIÓN
La corriente es la velocidad a la que un flujo de electrones pasa por un punto de un circuito eléctrico completo. Del
modo más básico,corriente =caudal.
Un amperio o “A” es la unidad internacional para la medición de la corriente. Expresa la cantidad de electrones que
pasan por punto en un circuito durante un tiempo determinado. Una corriente de 1 amperio significa que 1
culombio de electrones, que equivale a 6.24 trillones (6.24 x 1018) de electrones, pasa por un punto de un circuito en 1
segundo. El cálculo es similar a la medición del caudal de agua: cuántos litros pasan por un mismo punto de un tubo en
1 minuto (litros por minuto o LPM).
La tensión es la presión de una fuente de energía de un circuito eléctrico que empuja los electrones cargados
(corriente) a través de un lazo conductor, lo que les permite trabajar como, por ejemplo, generar una luz. En
resumen, tensión =presión y se mide en voltios (V).

5. CORRIENTEY
TENSIÓN
ALTERNA:
• Fluye en ondas senoidales onduladas uniformemente
• Tensión de CA invierte su sentido a intervalos regulares.
• Es comúnmente producido por compañías de servicios
públicos mediante generadores, donde la energía mecánica
se convierte en energía eléctrica.
• Las compañías de servicios públicos suministran tensión a
industrias donde la mayoría de los dispositivos utilizan
tensión de CA.
• Las fuentes de tensión primaria varían según el país.
• Algunos dispositivos domésticos, como televisores y
ordenadores, utilizan alimentación de tensión de CC.
Utilizan rectificadores (como ese bloque grueso de un
ordenador portátil) para convertir la tensión y corriente de
CA a CC.
CONTINUA:
• Viaja en línea recta y en un solo sentido.
• Comúnmente es producida por las fuentes de energía
almacenada, como las pilas.
• Las fuentes de tensión de CC tienen terminales positivo y
negativo. Los terminales establecen la polaridad en un
circuito, y la polaridad se puede usar para determinar si un
circuito es de CC o CA.

6. LEY DE OHM
La fuerza que mueve un automóvil es similar a la
tensión que se usa para mover a los electrones por
un circuito eléctrico. Es la presión que desencadena
el flujo del electrones.
Por otro lado, la velocidad con que se mueve un
automóvil se puede comparar con la cantidad de
electrones que fluyen en un circuito eléctrico en la
unidad de tiempo, es decir de la intensidad de la
corriente eléctrica. Caudal de electrones.
Finalmente, la resistencia es el inhibidor de flujo.
Es una medida de la oposición al flujo de corriente
en un circuito eléctrico.
La intensidad que recorre un circuito es
directamente proporcional a la tensión de la fuente
de alimentación e inversamente proporcional a la
resistencia en dicho circuito.
La ley de Ohm se usa para determinar
la relación entre tensión, corriente y
resistencia en un circuito eléctrico.

7. LEY DE OHM
CIRCUITOS ELÉCTRICOS
Circuito abierto: Esta condición no están
destructiva ya que la resistencia tiene a infinito y
como explica la ley de ohm que entre mayor
resistencia, menor corriente. El circuito no es
capaz de conducir corriente eléctrica.
Corto circuito: Esta es probablemente la
condición más destructiva para todos los
componentes eléctricos.
Ocurre cuando la corriente no encuentra
resistencia. Según la Ley de Ohm, 𝐼 =
𝑉
𝑅
, Si R=0,
la corriente teóricamente es ∞. De manera
práctica, cuando ocurre un corto circuito la
corriente solo se limita por la capacidad de la
fuente y usualmente termina por quemar los
componentes.
Un corto circuito genera calor por exceso de
corriente también puede producir un arco que
es muy peligroso para las instalaciones y para las
personas.
Existen dispositivos para evitar esta condición y
evitar daños. Los más comunes son los
interruptores automáticos y los fusibles.

8. LEYES DE KIRCHHOFF
CIRCUITOS ELÉCTRICOS
Son fundamentales en el análisis de circuitos
eléctricos. Hay dos leyes principales:
Ley de Corrientes de Kirchhoff (Primera ley de
Kirchhoff):
Esta ley se basa en el principio de conservación
de la carga y establece que en cualquier nodo (un
punto de conexión en un circuito donde se unen
tres o más conductores), la suma algebraica de las
corrientes que entran en el nodo es igual a la
suma algebraica de las corrientes que salen del
nodo. En otras palabras, la suma de las corrientes
que entran es igual a la suma de las corrientes
que salen de un nodo.
෍
𝑖
𝐸𝑛𝑡𝑟𝑎𝑛𝑡𝑒 = ෍
𝑖
𝑆𝑎𝑙𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒
Esta ley se utiliza para resolver circuitos en
términos de corrientes y se aplica a cada nodo en
el circuito.
Ley de Voltajes de Kirchhoff (Segunda ley de
Kirchhoff):
La Ley de Voltajes de Kirchhoff se basa en el
principio de conservación de la energía y
establece que la suma algebraica de las caídas de
voltaje alrededor de cualquier lazo cerrado en un
circuito es igual a la suma algebraica de las
fuerzas electromotrices (fuentes de voltaje) en
ese lazo.
෍
𝑣
𝐶𝑎𝑖𝑑𝑎𝑠 = ෍
𝑣
𝐹𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠
Esta ley se utiliza para resolver circuitos en
términos de voltajes y se aplica a cada lazo
cerrado en el circuito.

9. POTENCIA ELÉCTRICA
La potencia eléctrica es la proporción por
unidad de tiempo mediante la que la energía
eléctrica es transferida a través de un circuito.
La unidad de este proceso es el vatios (W), es
parecida a la rapidez con la que se ejecuta un
trabajo, es decir la relación que existe entre el
trabajo realizado y el tiempo invertido en
realizarlo.
La fórmula básica para calcular la potencia
eléctrica en un circuito es:
P=VxI
P es la potencia en vatios. V es la diferencia de
tensión en voltios a través del circuito. I es la
corriente eléctrica en amperios que fluye a
través del dispositivo.
La potencia eléctrica puede ser tanto positiva
como negativa, dependiendo de la dirección de
la corriente y la polaridad del voltaje.
Cuando la corriente fluye de manera que el
voltaje y la corriente están en la misma
dirección (como en una bombilla cuando está
encendida), la potencia es positiva, lo que
significa que se consume energía eléctrica.
Si la corriente fluye en dirección opuesta al
voltaje (como en una batería que se está
cargando), la potencia es negativa, lo que indica
que se está suministrando energía eléctrica.
El consumo o energía consumida en los aparatos eléctricos se calcula así:
✓ Consumo (energía consumida)= Potencia x Tiempo

10. POTENCIA
CORRIENTE ALTERNA
La potencia eléctrica en CA difiere en
varios aspectos del cálculo de potencia
en CC.
La potencia en un circuito de CA es
oscilante debido a los cambios cíclicos
en la tensión y la corriente. La potencia
oscilará entre valores positivos y
negativos a medida que la forma de
onda de tensión y corriente se
superponga. (dependen de θ).
Para calcular la potencia promedio en
un circuito de CA, se utiliza el valor
eficaz (RMS).
PPromedio=VRMSxIRMSxCos(θ)
Cos θ el factor de potencia es el
porcentaje de energía que es
aprovechada por un sistema eléctrico.
Este dato es importantísimo para saber
el aprovechamiento energético del
equipo y determinar su calidad.
El ángulo de fase (θ) refleja la diferencia
en la forma de onda entre la tensión y la
corriente, y determina si la potencia es
inductiva (retrasada) o capacitiva
(adelantada) en relación con la tensión.
𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟𝑅𝑀𝑆 =
𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟𝑃𝑖𝑐𝑜
√2

11. POTENCIA
CORRIENTE ALTERNA
La potencia real, también conocida como potencia activa (P) es consumida por cargas
resistivas. Es la potencia real que se convierte en trabajo mecánico, térmico o
cualquier otra forma de energía útil.
➢ P=V x I x Cos θ (W)
La potencia reactiva (Q) es consumida por cargas inductivas o generada por cargas
capacitivas. Representa la parte de la potencia que no realiza trabajo útil, sino que fluye
entre el generador y las cargas debido a la capacitancia o inductancia en el circuito. La
potencia reactiva es necesaria para mantener el campo electromagnético en
componentes como motores y transformadores, pero no realiza trabajo útil.
➢ Q=V x I x Sen θ (VAr)
La potencia aparente (S) es la combinación de la potencia activa y la potencia reactiva.
Representa la magnitud total de la potencia eléctrica en un sistema de CA y es la
potencia que se utiliza para dimensionar los componentes del sistema
➢ S=V x I (VA)
La relación entre la potencia activa, reactiva y aparente se puede expresar mediante el
triángulo de potencia, donde la potencia aparente es la hipotenusa.
𝑃(trifasica) = 3 ⋅ V ⋅ 𝐼 cos 𝜃
La potencia eléctrica se descompone en
tres componentes distintos:
• Activa
• Reactiva
• Aparente

12. ELEMENTOS
ELÉCTRICOS
Un capacitor es un dispositivo que se utiliza para
almacenar energía. La carga y descarga de un
capacitor es muy útil para, por ejemplo, alimentar
un motor eléctrico y son muy eficientes en
mecanismos que necesitan un incremento rápido
de energía. En circuitos en los que el voltaje de la
corriente eléctrica fluctúa mucho, la función del
capacitor es nivelarlo, ya que su carga almacena la
energía sobrante cuando el voltaje aumenta. Otra
función de un capacitor es generar retrasos en
circuitos eléctricos en aquellas actividades que lo
requieren, al establecer demoras en el flujo de la
corriente eléctrica. Esto resulta de gran utilidad
cuando se llevan a cabo tareas en periodos
constantes y con frecuencias determinadas
Un inductor, también llamado bobina, choque o
reactor, es un componente eléctrico pasivo de
dos terminales que se opone a los cambios
bruscos de corriente (bloquear cambios =
choke) y almacena energía en un campo
magnético cuando la corriente eléctrica fluye a
través de él. Estos son de construcción simple, y
consisten en bobinas de alambre de cobre
enrolladas en un núcleo.
Muchos inductores tienen un núcleo magnético
hecho de hierro o ferrita dentro de la bobina,
que sirve para aumentar el campo magnético y,
por tanto, la inductancia. Los inductores son muy
utilizados en los equipos electrónicos de CA
La resistencia es una medida de la oposición al
flujo de corriente en un circuito eléctrico. Cuanto
mayor sea la resistencia, menor será el flujo de
corriente. Dependiendo del tipo, material y
sección (grosor) de cable o conductor por el que
tengan que pasar los electrones, les costará más o
menos trabajo. Un buen conductor casi no les
ofrecerá resistencia a su paso por él, un aislante
les ofrecerá tanta resistencia que los electrones
no podrán pasar a través de él. Ese esfuerzo que
tienen que vencer los electrones para circular, es
precisamente la Resistencia Eléctrica.
VR=IxR
VC=
1
𝐶
න𝐼
ⅆⅈ
ⅆ𝑡
𝑉L = 𝐿
ⅆ𝑖
ⅆ𝑡

13. CIRCUITOS
ELÉCTRICOS
Los componentes de un circuito eléctrico
o electrónico se pueden conectar de
muchas maneras diferentes. Los dos más
simples de estos se llaman circuito en
serie y circuito en paralelo.
Los componentes conectados en serie
están conectados a lo largo de una sola
ruta, por lo que la misma corriente fluye a
través de todos los componentes.
El voltaje a través del circuito es la suma
de los voltajes a través de cada
componente (2da Kirchhoff).
Los circuitos en serie a veces se
denominan acoplados por corriente o
acoplados en cadena.
Los componentes conectados en paralelo
se conectan a lo largo de múltiples rutas,
por lo que se aplica el mismo voltaje a
cada componente y la corriente total es la
suma de las corrientes a través de cada
componente.
SERIE:
✓ Vtotal=V1+V2+…..+Vn
✓ I=Constante
PARALELO
✓ Itotal=I1+I2+…..+In
✓ V=Constante

14. CIRCUITOS
ELÉCTRICOS
Tensión Corriente Resistencia Inductor Capacitor Interruptor
Celdas y
baterías
Serie
𝑉𝑇𝑜𝑡 =
𝑉1+𝑉2 + ⋯ 𝑉
𝑛
𝐼𝑇𝑜𝑡 = 𝐼1=𝐼2 =
⋯ = 𝐼𝑛
𝑅𝑇𝑜𝑡 =
𝑅1+𝑅2 +
⋯ 𝑅𝑛
𝐿𝑇𝑜𝑡 =
𝐿1+𝐿2 +
⋯ 𝐿𝑛
1
𝐶𝑇𝑜𝑡
=
1
𝐶1
+
1
𝐶2
+…
1
𝐶𝑛
𝐼𝑛𝑡𝑇𝑜𝑡 =
𝐴𝑁𝐷(𝐼𝑛𝑡1, 𝐼𝑛𝑡2
,…𝐼𝑛𝑡𝑛)
𝑉𝐶𝑒𝑙𝑙𝑇𝑜𝑡 =
𝑉𝐶𝑒𝑙𝑙1+
𝑉𝐶𝑒𝑙𝑙2 +
⋯ 𝑉𝐶𝑒𝑙𝑙𝑛
*Corriente limitada
Paralelo
𝑉𝑇𝑜𝑡 =
𝑉1=𝑉2 =
⋯ 𝑉
𝑛
𝐼𝑇𝑜𝑡 +
𝐼1+𝐼2 +
⋯ +𝐼𝑛
1
𝑅𝑇𝑜𝑡
=
1
𝑅1
+
1
𝑅2
+…
1
𝑅𝑛
1
𝐿𝑇𝑜𝑡
=
1
𝐿1
+
1
𝐿2
+…
1
𝐿𝑛
𝐶𝑇𝑜𝑡 =
𝐶1+𝐶2 +
⋯ 𝐶𝑛
𝐼𝑛𝑡𝑇𝑜𝑡 =
𝑂𝑅(𝐼𝑛𝑡1, 𝐼𝑛𝑡2,
…𝐼𝑛𝑡𝑛)
𝐼𝐶𝑒𝑙𝑙𝑇𝑜𝑡 =
𝐼𝐶𝑒𝑙𝑙1+
𝐼𝐶𝑒𝑙𝑙2 +
⋯ 𝐼𝐶𝑒𝑙𝑙𝑛
*Tension Equivalente

15. COMPONENTES
SEMICONDUCTORES
Un semiconductor es un elemento que se comporta o bien como un conductor o bien como un aislante dependiendo de diversos
factores, por ejemplo: el campo eléctrico. Esto quiere decir que podemos cambiar su comportamiento aplicando Tensión o Corriente al
material. El elemento semiconductor más usado es el Silicio.
Los dispositivos semiconductores pueden presentar una serie de propiedades útiles, como pasar la corriente más fácilmente en una
dirección que en otra, mostrar una resistencia variable y ser sensibles a la luz o al calor. Dado que las propiedades eléctricas de un material
semiconductor pueden modificarse mediante la aplicación de campos eléctricos o luz, los dispositivos fabricados con semiconductores
pueden utilizarse para la amplificación, la conmutación y la conversión de energía.
La conductividad del silicio se aumenta añadiendo impurezas en su red cristalina. El proceso se conoce como dopaje. La cantidad de
impureza, o dopante, añadida a un intrínseco (puro) varía su nivel de conductividad. Los semiconductores dopados se denominan
extrínsecos. Añadiendo impurezas a los semiconductores puros, la conductividad eléctrica puede variar en factores de miles o millones.
Un semiconductor tipo N se obtiene llevando a cabo un proceso de dopado añadiendo un cierto tipo de átomos al semiconductor para
poder aumentar el número de portadores de carga libres negativos o electrones. Un semiconductor tipo P se obtiene añadiendo un cierto
tipo de átomos al semiconductor para poder aumentar el número de portadores de carga positivo o huecos.
El comportamiento de la unión PN es asimétrica respecto a la conducción eléctrica; dependiendo del sentido de la conexión se comporta
como un buen conductor (polarización directa) o un aislante (polarización inversa)

16. ELEMENTOS
ELÉCTRICOS
SEMICONDUCTORES
Tipos de Diodos:
✓ Diodo rectificador (funcionalidad estándar)
✓ Diodo Zenner (Limita tensión)
✓ Diodo JFET (Limita corriente)
✓ Diodo LED (Emite Luz)
✓ Fotodiodo (Sensible a la luz)
✓ Diodo térmico (Sensible a la temperatura)
✓ DiodoVaricap (Varía su capacidad)
✓ Otros
Un DIODO es un componente electrónico de
dos terminales que permite la circulación de la
corriente eléctrica a través de él en un solo
sentido, bloqueando el paso si la corriente circula
en sentido contrario, no solo sirve para la
circulación de corriente eléctrica sino que este la
controla y resiste. Esto hace que el diodo tenga
dos posibles posiciones: una a favor de la
corriente (polarización directa) y otra en contra
de la corriente (polarización inversa).

17. ELEMENTOS
ELÉCTRICOS
SEMICONDUCTORES
Tipos de transistores:
❑ Bipolar Juntion Transistor BJT (1): Alta
tensión, Baja corriente, Alta frecuencia, se
comanda con corriente.
❑ Field Effect Transistor MOSFET (2): Baja
tensión, Alta corriente, Alta frecuencia, se
comanda con tensión.
❑ Isolated Gate Bipolar Transistor IGBT
(3): Alta tensión, Alta corriente, Baja
frecuencia, se comanda con tensión.
❑ Thyristor SCR: Se controlan con un pulso y
conducen hasta que la corriente se hace 0.
Para volver a disparar hay que dar señal
sobre el terminal “gate”. Tiene 4 capas
PNPN. Baja frecuencia, Alta tensión, Alta
corriente, se comanda con corriente.
Se llama TRANSISTOR (del inglés: transfer
resistor, “resistor de transferencia”) a un tipo de
dispositivo semiconductor, capaz de modificar una
señal eléctrica de salida como respuesta a una de
entrada. En términos generales, estos trabajan
sobre un flujo de corriente, funcionando como
amplificadores al recibir una señal débil y
generando una señal más fuerte, o como
interruptores al recibir una señal y cortar su paso.
Estados del transistor:
• En corte: en esta posición no se deja pasar la
corriente eléctrica.
• Posición activa: aquí se permite el paso de un
nivel de corriente variable.
• En saturación: aquí se deja pasar toda la
corriente eléctrica (corriente máxima)
En cuanto a las partes de un transistor, este
se compone de 3 elementos clave: hablamos
de la Base,Colectory Emisor.
El transistor de unión bipolar (o BJT, por sus
siglas del inglés bipolar junction transistor) se
fabrica sobre un material semiconductor como
el silicio. Sobre el sustrato se dopan en forma
muy controlada tres zonas sucesivas, N-P-N o
P-N-P, dando lugar a dos uniones PN (ver
DIODO).

18. PROTECCIONES
ELÉCTRICAS
Entendemos por protección eléctrica al
conjunto de dispositivos que evitan o
reducen los fallos y peligros, cuando el
funcionamiento de la instalación eléctrica
presenta algún error. Estos aparatos están
diseñados para, en circunstancias anormales,
interrumpir la energía e impedir la expansión
del error.
De este modo, la protección eléctrica
garantiza el resguardo de las personas y de
los equipos ante posibles errores, reduce el
impacto de los fallos y monitorea, detecta,
analiza y elimina los fallos.
Las fallas más comunes son:
✓ Sobrecarga: conducción de corriente
por arriba de su capacidad nominal.
✓ Corto circuito: contacto entre líneas
(L y N) o de Linea a Tierra. Muy alto
nivel de corriente en corto tiempo.
✓ Falla de Arco. Descarga eléctrica no
intencional caracterizada por un nivel
bajo y errático de corriente
Lesiones a las personas
• Pérdida del oído
• Quemaduras
• Ceguera
• Lesión pulmonar
• Fallecimiento
Daños en instalaciones
• Paros inesperados
• Pérdidas de producción
• Reparación o sustitución de equipos
• Incendios en general
Las protecciones son:
❑ Puesta aTierra
❑ Aislamiento
❑ Correcto dimensionamiento y
selección de materiales
❑ Disyuntor diferencial
❑ Detector de arco AFDD
❑ Protección termomagnética
❑ Fusibles y Seccionadores

19. PROTECCIONES
ELÉCTRICAS
Interruptor diferencial: es un dispositivo
electromagnético cuya función es proteger a las
personas que entran en contacto directo con
alguna parte activa de la instalación. Este tipo
de interruptor actúa junto a la toma de tierra,
de forma que si se detecta una anomalía, se
interrumpe el circuito eléctrico.
Interruptor de Falla de Arco: Los AFDD
protegen a las personas y los bienes de los
riesgos de incendio mediante la detección de
fallas por arco.
Qué es una Falla de Arco? Una descarga
eléctrica no intencional caracterizada por un
nivel bajo (<5 A) y errático de corriente que
puede iniciar un incendio en materiales
combustibles.
Las condiciones para que se produzca un arco
pueden estar ocultas. Estas son por ejemplo el
sobreesfuerzo en los cables y conexiones,
desgaste del aislamiento, cables flojos y otros
puntos débiles en la instalación.
Ahí es donde se producen los arcos eléctricos,
comúnmente llamado "arco en serie” o “arco
en paralelo”.
Ante una corriente de fuga, si existiese una
buena puesta a tierra, no hay peligro para las
personas. Pero, si la tierra se deteriora, la fuga a
tierra se puede dar a través del cuerpo de la
persona, poniendo en riesgo su vida.

20. PROTECCIONES
ELÉCTRICAS
Entre los interruptores más usados en las
instalaciones eléctricas podemos encontrar los
interruptores termomagnéticos. Sus
funciones principales son evitar una
sobrecarga de la red y responder ante un
cortocircuito.
Principales características:
❑ El calibre principal (cuántos Amperes): Fijo o regulable
❑ Las curvas de disparo: B (generadores y cables), C (artefacto
estándar), D (motores y transformadores), Z (circuitos
electrónicos)
❑ La intensidad de ruptura en kA (capacidad de abrir un
cortocircuito)
❑ Tamaño: DIN (2-160A/4-15kA/disparo rápido), Caja
Moldeada(16-1600A/25-50kA/disparo normal), Abierto(400-
6300A-50kA-150kA/disparo lento)
❑ Cantidad de fases a controlar
El interruptor térmico consta básicamente de un bimetal
por cada fase que se quiere proteger. Si se hace circular
la corriente a través del bimetal, cuando la intensidad de
corriente aumenta la temperatura del mismo se eleva
por efecto Joule y esto provoca su deformación. Cuando
se supera cierto valor de deformación se provoca el
disparo de un resorte que mueve una llave de corte,
provocando el “relevo térmico”. Para proteger una
instalación ante un cortocircuito se recurre al uso de un
relevo magnético, que tiene el mismo principio de
funcionamiento que un relé.
*Existen interruptores que solo cuentan con la
protección térmica o magnética

21. PROTECCIONES
ELÉCTRICAS
Un Guardamotor es un dispositivo que se
utiliza específicamente para proteger motores
eléctricos y no tanto circuitos generales.
Su función principal es proteger el motor contra
sobrecargas y también proporcionar una
desconexión rápida en caso de condiciones
anormales, como un cortocircuito o un bloqueo
en el motor y/o desequilibrio de fases.
Por lo general, se puede ajustar para establecer la
corriente nominal y las características de
protección específicas del motor que se va a
proteger.
Características de los guardamotores:
Tamaño:
• 00: 0,11-16A Icu=65kA
• 0: 10-32A Icu=100kA
• 2: 9,5-85A Icu=100kA
• 3: 28-100A Icu=100kA
• 6-10-12:40-630A Icu=120kA
Clase:
La clase de este tipo de interruptor está
relacionada al tiempo de la
apertura/desconexión por sobrecarga térmica.
Concretamente, están configurado para abrir el
circuito cuando la corriente eléctrica excede su
capacidad nominal en un período de hasta “x”
segundos.
Clase 10 abre en 10 segundos, clase 20 abre en
20 segundos y clase 30 abre en 30 segundos,
Accesorios:
Este tipo de interruptor permite la instalación
de diferente tipo de accesorios, desde
contactos auxiliares para señalización como
apertura o reposición remota, accesorios de
montaje en puerta y otros

22. PROTECCIONES
ELÉCTRICAS
Otros de los elementos del sistema de
protección eléctrica son los fusibles, unos
dispositivos diseñados para permitir el paso de
corriente, siempre y cuando no supere el valor
establecido. Los fusibles están compuestos por
una lámina o un filamento hecho de una
aleación o de un metal que se caracteriza por
presentar un punto de fusión bajo. De hecho,
si el valor de la corriente fuera superior, el
fusible se derrite, abriendo el circuito.
La desventaja es que una vez actuado hay que
reemplazarlo!
Principales características:
❑ El calibre principal (cuántos Amperes)
❑ Nivel de tensión (baja, media, alta)
❑ Tipo de tensión (AC/DC)
❑ Fusibles para semiconductores
❑ Formato constructivo (HH, NH, D, Cilíndrico, Cartucho, etc.)
Clase de fusible:
✓ aM: acción rápida – electrónica
✓ aR: acción retardada – corrientes momentáneamente alta – motores, transformadores
✓ gL: uso general - retardado
✓ gG: uso general - rápido
✓ gS: uso general - corrientes momentáneamente alta
✓ gPV: uso general – extremadamente lento
✓ gTr: uso general – ultralento)

23. ELEMENTOS DE
MANIOBRA – RELAY
Básicamente podríamos definir el relé como
un interruptor eléctrico que permite el paso
de la corriente eléctrica cuando está cerrado
e interrumpirla cuando está abierto, pero que
es accionado eléctricamente, no manualmente.
El relé está compuesto de una bobina
conectada a una corriente. Cuando la bobina
se activa produce un campo electromagnético
que hace que el contacto del relé que está
normalmente abierto se cierre y permita el
paso de la corriente. Cuando dejamos de
suministrar corriente a la bobina, el campo
electromagnético desaparece y el contacto del
relé se vuelve a abrir.
Los relés de estado sólido utilizan
semiconductores de potencia como
tiristores y transistores para conmutar
corrientes hasta más de 100 amperios. Los
relés SSR pueden conmutar a muy altas
velocidades (del orden de milisegundos) en
comparación a los electromecánicos, y no
tienen contactos mecánicos que se
desgasten.

24. ELEMENTOS DE
MANIOBRA –
CONTACTOR
Los contactores son indispensables en muchas
aplicaciones y sobre todo en los
automatismos. El contactor es un aparato
eléctrico de mando a distancia, que puede
cerrar o abrir circuitos, ya sea en vacío o en
carga.
Su principal aplicación es la de efectuar
maniobras de apertura y cierra de circuitos
eléctricos relacionados con instalaciones de
motores. Excepto los pequeños motores, que
son accionados manualmente o por relés, el
resto de motores se accionan por contactores.
Un contactor está formado por una bobina y
unos contactos, que pueden estar abiertos o
cerrados, y que hacen de interruptores de
apertura y cierre de la corriente en el circuito.
Tamaño Corriente
(380VAC)
Potencia
S00 7 – 12 Amp 3 – 5,5KW
S0 9 - 25 Amp 4 – 11 KW
S2 32 – 50 Amp 15 – 22 KW
S3 65 – 95 Amp 30 – 45 KW

25. ELEMENTOS DE
MANIOBRA –
ARRANQUE SUAVE
Un arrancador suave, es un dispositivo que
tiene como objetivo administrar el voltaje,
acelerando o desacelerando, según sea el caso.
También protege a los motores de la
maquinaria para que éste optimice el tiempo y
los recursos.
Las principales ventajas del arrancador suave
son:
• Optimizar el arranque
• Aumentar la productividad
• Ahorrar energía
• Proteger el motor
• Aumentar la vida de la maquinaria
• Facilidad de operación y mantenimiento
• Instalación sencilla
• Garantiza una operación segura y
confiable
Los arrancadores suaves son utilizados
generalmente en procesos donde se requiere
de limitar la corriente en el arranque, dentro
de sus aplicaciones más comunes se pueden
encontrar molinos, bombas, bandas
transportadoras, escaleras mecánicas,
ventiladores, compresores, agitadores,
enfriadores y centrifugadoras.
Rango de aplicación: 0,37-630KW

26. ELEMENTOS DE
MANIOBRA –
VARIADOR
El variador de frecuencia regula la velocidad de
motores eléctricos para que la electricidad que
llega al motor se ajuste a la demanda real de la
aplicación, reduciendo el consumo energético del
motor entre un 20 y un 70%.
Los variadores reducen la potencia de salida de
una aplicación, como una bomba o un ventilador,
mediante el control de la velocidad del motor,
garantizando que funcione a la velocidad
necesaria.
El uso de variadores de frecuencia para el control
inteligente de los motores tiene muchas ventajas
financieras, operativas y medioambientales ya que
supone una mejora de la productividad,
incrementa la eficiencia energética y a la vez
alarga la vida útil de los equipos, previniendo el
deterioro y evitando paradas inesperadas,

27. MOTORES
ELÉCTRICOS
C. CONTINUA
Un motor eléctrico es una máquina rotatoria que
transforma la energía eléctrica en energía
mecánica de rotación.
Rotor
Estator
Móvil
Fijo
Recibe la acción del
campo magnético
Genera el campo
magnético
Inducido(*)
Inductor(*)
Los motores de corriente continua necesitan unas escobillas para poder meter la corriente
eléctrica en el rotor del motor y unas delgas para que siempre entre y salga en la misma dirección
por las espiras. Los motores de cc usados en la industria tienen los imanes del estator bobinados
para crear un electroimán y crear campos magnéticos mayores.
Hay un tipo de motor de cc que no lleva bobinas en el estator, son los llamados "motores de
imanes permanentes", motores usados en juguetes y pequeños aparatos.
Todos los motores de corriente continua son reversibles, es decir son también dinamos.
Su principal ventaja frente a los de corriente alterna era el control de la velocidad, que solía ser
mucho más sencilla en los de cc que en los de ca.
Los motores de corriente continua fueron el primer tipo de motor ampliamente utilizado y los
costos iniciales de los sistemas (motores y accionamiento) tienden a ser típicamente menores que
los sistemas de corriente alterna para unidades de pequeña potencia. Con potencia grandes, los
costos generales de mantenimiento aumentan.

28. MOTORES ELÉCTRICOS
C.ALTERNA
MONOFÁSICO
28
Los motores monofásicos se suelen utilizar cuando no se dispone de alimentación trifásica, y es
por este motivo por el que es ampliamente utilizado en comparación con el sistema trifásico para
fines domésticos, comerciales y, hasta cierto punto, con fines industriales.
Los motores monofásicos son simples en construcción, de bajo costo, confiables y fáciles de reparar
y mantener.
Generalmente se utilizan para potencias menores de 3 KW.
Algo muy importante, los motores monofásicos no son capaces de arrancar por si solo, necesitan
una ayuda en el arranque. Estos motores llevan un devanado principal y otro auxiliar con un
condensador en serie para producir un campo bifásico en el bobinado inductor o estator, con lo
que conseguimos un campo magnético giratorio y el motor puede arrancar. El devanado principal
sería una fase y el auxiliar otra fase desfasada 90º gracias al condensador. Algunos presentan un
condensador permanente y otro de uso exclusivo en el arranque, ya que una vez que está girando a
su velocidad nominal no son necesarios ni el condensador ni el bobinado auxiliar. Se desconecta el
condensador y el devanado auxilar mediante un interruptor centrífugo.

29. Sistema formado por tres fases de corrientes alterna, de igual frecuencia y valor eficaz, desfasadas
entre si 120 grados. Esto permite tensiones de 220 V (entre fase y neutro) y de 380 V (entre fases) y
50 Hz de frecuencia. La utilización de electricidad en forma trifásica es común en industrias donde
muchas de las máquinas funcionan con motores para esta tensión.
Los motores de inducción trifásicos presentan la particularidad de que "producen un campo
giratorio". Este campo giratorio, cortará las bobinas del rotor produciendo en ellas una corriente
inducida y esta corriente a su vez generarán otro campo magnético en el rotor. El campo magnético
creado en el rotor seguirá al campo giratorio del estator y girará el motor.
Por su velocidad de giro, los motores de corriente alterna se clasifican en síncronos y asíncronos.
Los motores síncronos se caracterizan porque la velocidad del campo magnético giratorio del
estator es igual a la velocidad de giro del campo inducido en el rotor (velocidad del rotor).El motor
sincrónico no se utiliza, salvo en aquellos casos excepcionales, como en sistemas de regulación y
control. A pesar de su uso reducido como motor, la maquina sincrónica es la mas utilizada en la
generación de energía eléctrica por ejemplo, en las centrales hidroeléctricas y termoeléctricas
mediante generadores sincrónicos trifásicos.
MOTORES
ELÉCTRICOS C.
ALTERNATRIFASICO

30. En motores asíncronos, la velocidad del campo magnético giratoria producida por el estator es
mayor que la velocidad de giro del rotor. No están sincronizadas. Un motor asincrónico gira a una
velocidad un poco menor que la sincrónica debido a una característica de estos motores llamada
resbalamiento o "deslizamiento", entre el rotor y el campo magnético giratorio del estator.
Motores AsíncronosTrifásicos son los más utilizados en la industria y tenemos 2 tipos:
- De Rotor Bobinado: Las bobinas del rotor son similares a las del estator, bobinas normales y
corrientes de cobre o aluminio y con el mismo número de fases, 3 para el trifásico.
- De Rotor en Cortocircuito o Jaula de Ardilla: Casi el 95% de los motores de inducción utilizados
son de tipo jaula de ardilla.
Este tipo de rotor consiste en un núcleo laminado cilíndrico con ranuras paralelas con los
conductores del rotor, que no son cables, sino barras de cobre o aluminio.
MOTORES
ELÉCTRICOS C.
ALTERNATRIFASICO

31. MOTORES
ELÉCTRICOS C.
ALTERNATRIFASICO
Potencia (KW) Potencia (HP) Corriente Cos ϕ
Velocidad Nrode
polos
1.5 2 3,25 0,85 2860 r.p.m./2
1,5 2 3,4 0,81 1420 r.p.m/4
3 4 6,4 0,82 1420 r.p.m/4
5.5 7.4 11,4 0,82 1420 r.p.m/4
22 30 41,5 0,84 1460 r.p.m/4

32. MOTORES
ELÉCTRICOS
ARRANQUES
32
Directo
Arranque
con
Inversión
Otros tipo de arranque: Estrella Triangulo, y
Dahlander (dos velocidades)

33. Los cables eléctricos están compuestos por el conductor, el aislamiento, una capa de relleno y una cubierta. Cada uno de estos elementos que
componen un cable eléctrico cumplen con un propósito que vamos a conocer a continuación:
Conductoreléctrico:Es la parte del cable que transporta la electricidad y puede estar constituido por uno o mas hilos de cobre o aluminio.
Conductor de alambre aislado: Es un solo alambre en estado solido, no es flexible. Un ejemplo de uso este tipo de conductores es la
utilización para la conexión a tierra en conjunto con las picas de tierra.
El cable eléctrico flexible es el mas comercializado y el mas aplicado, está compuesto por multitud de finos alambres recubiertos por materia
plástica. Son tan flexibles porque al ser muchos alambres finos en vez de un alambre conductor gordo se consigue que se puedan doblar con
facilidad, son muy maleables
Capa de relleno: La capa de relleno se encuentra entre el aislamiento y el conductor, se encarga de que el cable conserve un aspecto circular ya que
en muchas ocasiones los conductores no son redondos o tienen mas de un hilo. Con la capa de relleno se logra un aspecto redondo y homogéneo.
Aislamiento: Este componente es la parte que recubre el conductor, se encarga de que la corriente eléctrica no se escape del cable y sea
transportada de principio a fin por el conductor.
En los aislamientos de los cables eléctricos encontramos dos tipos de aislantes, los aislamientos termoplásticos y los aislamientos termoestables.
Aislamiento termoplástico Aislamiento termoestable
PVC: Policloruro de vinilo XLPE: Polietileno reticulado
PE: Polietileno EPR: Etileno-propileno
PCP: Policloropreno,neopreno o plástico MICC: Cobre revestido, mineral aislado
CONDUCTORES
33

34. CONDUCTORES
Cubierta:La cubierta es el material que protege al cable de la intemperie y elementos externos.
Dependiendo de la tensión para la que están preparados para funcionar los cables se categorizan en grupos de tensiones que van por rangos de
voltios.
• Cables de muy baja tensión (Hasta 50V)
• Cables de baja tensión (Hasta 1000V)
• Cables de media tensión (Hasta 30kV)
• Cables de alta tensión (Hasta 66kV)
• Cables de muy alta tensión (Por encima de los 770kV)
Colores y significado de los cables eléctricos
Los cables eléctricos tienen un aislamiento de alguno de los siguientes colores normalmente:Azul, bicolor (verde y amarillo), marrón, gris o negro.
Cable verde y amarillo
Es el cable de toma a tierra.
Cable azul
Es el cable neutro.
Cable marrón
Es el cable de fase, aunque también puede ser negro o rojo.

35. CONDUCTORES
Medidas de los cables eléctricos
Las medidas de los cables y alambres eléctricos se suelen
categorizar en calibres si se habla del sistema AWG
(American Wire Gauge), sin embargo es mas común
conocerlos dependiendo del diámetro del cable en el
sistema métrico decimal y categorizarlos en milímetros
cuadrados dependiendo del diámetro de la sección.
Modo A – Conductores aislados en tubos empotrados en
paredes térmicamente aislantes.
Modo B - Cables multiconductores en tubos embutidos
en una pared térmicamente aislante o caños colocados a la
vista.
Modo C – Un cable multiconductor o cables unipolares en
contacto, sobre una bandeja no perforada o de fondo
sólido.
Modo E – Cables multiconductores instalados al aire libre,
sobre una bandeja perforada o bandeja tipo escalera.
Modo F – Cables unipolares instalados al aire libre en
contacto mutuo, sobre una bandeja perforada o bandeja
tipo escalera, separados de la pared una distancia superior
al diámetro del cable.
Modo G – Cables unipolares instalados al aire libre, sin
contacto mutuo, sobre una bandeja perforada o bandeja
tipo escalera.

36. GENERACIÓNY
DISTRIBUCIÓN
Nivel de
tension
Min Max
BT 220V 1KV
MT 1KV 33KV
AT 33KV 220KV
EAT 220KV 500KV

37. GRACIAS!