T.P. N°3

Instalaciones eléctricas

1) Conceptos de tensión, corriente, resistencia y potencia eléctrica. Unidades.

Tensión: Es la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos de un circuito o sea es la causa que provoca la circulación de las cargas eléctricas. La unidad en el Sistema Internacional de Unidades es el volt y se representa con la V mayúscula.

Corriente eléctrica: es el flujo de carga por unidad de tiempo que recorre un material.  Se debe al movimiento de los electrones en el interior del material. En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en C/s (culombios sobre segundo), unidad que se denomina amperio.

Resistencia: se llama resistencia a la mayor o menor oposición que tienen los electrones para desplazarse a través de un conductor. La unidad en el Sistema Internacional de Unidades es el Ohm, que se representa con la letra griega omega (Ω)

Potencia: La potencia eléctrica es la relación de paso de energía de un flujo por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado. La unidad en el Sistema Internacional de Unidades es el watt, se representa con la W mayúscula.

2) Ley de Ohm.

La ley de Ohm establece que: " En todo circuito eléctrico la intensidad es directamente proporcional a la tensión e inversamente proporcional a la resistencia".

3) Leyes de Kirchhoff.

Las leyes de Kirchhoff son dos igualdades que se basan en la conservación de energía y la carga en los circuitos eléctricos.

La Primera Ley de Kirchhoff, también llamada ley de nodos establece que "la suma de las corrientes que entran a un nodo es igual a la suma de las que salen" (Todas las corrientes entrantes y salientes en un nodo suman 0).

La primera ley se expresa matemáticamente así:  

La Segunda Ley de Kirchhoff, también llamada ley de las mallas establece que "la suma de caídas de tensión en un tramo que está entre dos nodos es igual a la suma de caídas de tensión de cualquier otro tramo que se establezca entre dichos nodos".

La segunda ley se expresa matemáticamente así:



4) Calcular la resistencia total de los siguientes circuitos.

 = 12 Ohm

= 10 Ohm

= 1,333333 Ohm

= 5,454545 Ohm

= 5 Ohm

5) Resolver los siguientes circuitos analíticamente aplicando las leyes de Ohm y de Kirchhoff. Verificar utilizando un programa de simulación. 

A) I= 0.46 A                 

      Vr1 = 4.6 V

      Vr2 = 5.52 V

          PT = 4.65 W

     B) I1 = 2A

          I2 = 1.3A

          PT = 41.62W

C) I1 = 1.7A

          I2 = 1.5A

          I3 = 0.75A

          Vr1 = 15.3V

          PT = 14.47W

6) A partir de los datos de los fabricantes determinar cuál debe ser la potencia de una fuente de alimentación para una CPU con un motherboard con procesador Intel I5 con 4GB de memoria ram, disco rigido 1 TB 7200RPM, placa de video 1GB y grabadora/lectora DVD

ASUS Sabertooth Z87 motherboard + processor Intel Core i5 3570K  = 246 Watts

Memoria RAM Kingston de  1x4 GB = 3,2 watts
disco rigido 1 TB 7200RPM = 14,30 watts
Placa de video ATI Radeon HD 5450 1Gb DDR3  = 63 watts
Lectora/grabadora DVD = 6 watts

La fuente de alimentación deberá tener una potencia mínima de 272,5 watts


7) Determinar cual es la potencia consumida por un equipo con: la CPU anterior, un monitor led de 19 pulgadas  y una impresora láser blanco y negro.

 ASUS Sabertooth Z87 motherboard + processor Intel Core i5 3570K  = 246 Watts

Memoria RAM Kingston de  1x4 GB = 3,2 watts
disco rigido 1 TB 7200RPM = 14,30 watts
Placa de video ATI Radeon HD 5450 1Gb DDR3  = 63 watts
Lectora/grabadora DVD = 6 watts
Monitor LED Samsung 19A300B de 19 = 19 watts

Impresora multifunción láser color = 290 watts

La fuente de alimentación deberá tener una potencia mínima de 581,5 watts.


8) Que es una UPS  (uninterruptible power supply) para que sirve y cual es su costo para una PC y para 10 PCs. Autonomía mínima 10 minutos

Un UPS es una fuente de suministro eléctrico que posee una batería con el fin de seguir dando energía a un dispositivo en el caso de interrupción eléctrica.
Los UPS suelen conectarse a la alimentación de las computadoras, permitiendo usarlas varios minutos en el caso de que se produzca un corte eléctrico. Algunos UPS también ofrecen aplicaciones que se encargan de realizar ciertos procedimientos automáticamente para los casos en que el usuario no esté y se corte el suministro eléctrico.

La instalación de un UPS con una autonomía minima de 10 minutos cuesta entre $650 a 

$1400 para una PC con un bajo consumo.

Para instalar UPS a diez PC se necesesita más de $8000


9) Que es una pinza amperometrica, para que se usa, cual su principio de funcionamiento. Marcas, modelos y precios.

 La pinza amperometrica es un tipo especial de amperímetro que permite obviar el inconveniente de tener que abrir el circuito en el que se quiere medir la corriente para colocar un amperímetro clásico.

El funcionamiento de la pinza se basa en la medida indirecta de la corriente circulante por un conductor a partir del campo magnético o de los campos que dicha circulación de corriente que genera. Recibe el nombre de pinza porque consta de un sensor, en forma de pinza, que se abre y abraza el cable cuya corriente queremos medir. Este método evita abrir el circuito para efectuar la medida, así como las caídas de tensión que podría producir un instrumento clásico. Por otra parte, es sumamente seguro para el operario que realiza la medición, por cuanto no es necesario un contacto eléctrico con el circuito bajo medida ya que, en el caso de cables aislados, ni siquiera es necesario levantar el aislante.

10) A partir de la medición efectuada por una pinza amperometrica del consumo de un secador de pelo para distintas condiciones de funcionamiento determinar la potencia en watt para cada una de ellas y las resistencias de la linea de alimentación para el máximo consumo.

Mediciones

1º Velocidad

Frío: 0,25A > 52 W

Calor: 1,87A > 388,98W

Calor 2: 3,53 A > 734,24 W

2º Velocidad

 Frío: 0,40A > 83,2 W

Calor: 3,4A > 730,08W

Calor 2: 6,60 A > 1372,8 W

11) El cuerpo humano y la corriente eléctrica. Efectos sobre el cuerpo para distintos valores de corriente eléctrica. Medidas para la seguridad eléctrica.

Se debe de usar ropa adecuada para este trabajo.

No usar en el cuerpo piezas de metal, ejemplo, cadenas, relojes, anillos, etc. ya que podrian ocasionar un corto circuito.

Cuando se trabaja cerca de partes con corriente o maquinaria, usar ropa ajustada y zapatos antideslizantes.

De preferencia, trabajar sin energía.

Al trabajar en lineas de alta tensión, aunque se haya desconectado el circuito, se debe de conectar (el electricista) a tierra con un buen conductor.

Es conveniente trabajar con guantes adecuados cuando se trabaja cerca de líneas de alto voltaje y proteger los cables con un material aislante.

Si no se tiene la seguridad del voltaje, o si esta desactivado, no correr riesgos.

Deberán abrirse los interruptores completamente, no a la mitad y no cerrarlos hasta estar seguro de las condiciones del circuito.

Si se desconoce el circuito o si es una conexiòn complicada, familiarizarse primero y que todo este correcto. hacer un diagrama del circuito y estudiarlo detenidamente, si hay otra persona, pedirle que verifique las conexiones o bien el diagrama.

Hacer uso de herramientas adecuadas (barras aisladoras) para el manejo de interruptores de alta potencia.

12) ¿Para que sirve el terminal de conexión a tierra. a que dispositivo se conecta, como se conecta?

La principal razón de la conexión a una Tierra Física, es la de protegernos de una descarga eléctrica. La función de la terminal de Tierra Física es la de aterrizar o mantener a un voltaje de cero volts, toda la estructura metálica de la máquina. De esta manera, si por alguna razón, un conductor eléctrico que tenga un voltaje superior a cero volts, tocara a la estructura de la máquina, esta estructura sigue estando a cero volts, impidiendo que el voltaje del conductor que la tocó, ocasione daños o lesiones a los usuarios de la máquina (clientes, vendedores, técnicos).

La Tierra Física es una conexión real a la tierra. Para instalaciones domésticas normalmente se hace esta conexión, enterrando una varilla de cobre de 3 metros, en un lugar que regularmente esté húmedo para que se haga un buen contacto eléctrico con la tierra.

Del lado del equipo la terminal "extra" de la clavija, va conectada a una superficie metálica del aparato, no va a ningún otro lado. Es por esto que los aparatos funcionan aún sin esta conexión, ya que no forma parte del circuito eléctrico que hace funcionar al aparato.


13) Protección mediante disyuntor diferencial, explicar el principio de funcionamiento.


Los disyuntores diferenciales protegen las vidas de las personas contra los contactos eléctricos accidentales. Interrumpen en forma automática e instantánea el pasaje de corriente eléctrica cuando se produce una corriente diferencial de fuga entre fase y tierra superior al valor máximo aceptado, que para el caso de los disyuntores más difundidos, es de 30 mA. Así mismo protege contra los riesgos de incendio detectando pequeñas fugas de corriente por defecto.



14) Protección mediante interruptor termomagnetico, explicar el principio de funcionamiento.


Un interruptor termomagnetico, es un dispositivo capaz de interrumpir la corriente eléctrica de un circuito cuando ésta sobrepasa ciertos valores máximos. Su funcionamiento se basa en dos de los efectos producidos por la circulación de corriente eléctrica en un circuito: el magnético y el térmico (efecto Joule). El dispositivo consta, por tanto, de dos partes, un electroimán y una lámina bimetálica, conectadas en serie y por las que circula la corriente que va hacia la carga.

15) Buscar y pegar un tabla que relacione las secciones normalizadas de los cables y la carga máxima admisible para cada una de ellas.

16) Realizar un listado de materiales para la instalación eléctrica de 10 computadora, 2 impresora láser blanco y negro y 2 impresoras multifunción con protección termomagnetica y disyuntor diferencial con UPS en 2 circuitos. Tomar como ejemplo el laboratorio donde se dicta esta materia. Dibujar un plano.

Listado de materiales:

1. Un tablero con un disyuntor diferencial de 30A - 30mA y dos llaves térmicas de 15A cada una.
2. 8 toma corrientes (6 para UPS y 2 por si se necesita conectar algo mas).
3. 6 UPS de 4 tomas cada una.
4. X cantidad de cable canal.
5. X cantidad de cable de 2,5 mm^2 (fase, neutro y cable a tierra).

Elementos a instalar: 

1. 10 computadoras
2. 2 impresoras laser blanco y negro
3. 2 impresoras multifunción

17) Sabiendo que la sección mínima del cableado para tomas eléctricos es de 2,5 milímetros cuadrados, indicar si es suficiente para realizar la instalación de ejercicio anterior. Justificar