Teoria basica de electricidad

EJE N° 1      

Electricidad    (Teórico 1)

La electricidad constituye una forma de energía que está presente en casi todas las actividades humanas de una sociedad desarrollada. Gran parte de los aparatos y máquinas que utilizamos funcionan gracias a ella.

La electricidad, es el conjunto de fenómenos físicos relacionados con la presencia y flujo de cargas eléctricas. Se manifiesta en una gran variedad de fenómenos como los rayos, la electricidad estática, la inducción electromagnética o el flujo de corriente eléctrica a través de un conductor.

TEORIA ATÓMICA DE LA ELECTRICIDAD.  

    Los fenómenos eléctricos pueden descifrarse y anticiparse considerando una partícula conocida como “ELECTRON”, que forma parte de un átomo; y este a su vez de una molécula, y esta a su vez forma parte de la materia. El electrón es imposible de ver, hasta con los microscopios más modernos de la actualidad, estos electrones llevan consigo una pequeña porción de electricidad (carga negativa). Es por ello, que siguiendo los componentes de un átomo, comprendemos la teoría atómica, y podemos decir que la electricidad o fenómeno eléctrico, se origina por el desplazamiento de electrones.

    Los electrones poseen carga negativa, el núcleo está formado, por neutrones (carga neutra) y protones con carga positiva. La teoría atómica nos dice que los electrones viajan alrededor del núcleo; donde los electrones  fijos están cerca del núcleo y son atraídos fuertemente por este, mientras que los electrones libres de las últimas órbitas son los más fáciles de liberarse y pasar de un átomo a otro. A  esto se llama corriente eléctrica.

Estos electrones en estado normal o reposo no se trasladan por si solos, necesitan de fuerzas exteriores, o alguna forma de energía, para que libere a los electrones de la última órbita. Estas fuentes básicas de energía que podemos utilizar son:

• El frotamiento: frotar 2 materiales distintos, como la lana y el vidrio.
• La presión mecánica:  golpe o presión de cristales de cuarzo (encendedor).
• El magnetismo: al moverse un conductor dentro de un campo magnético.
• La acción química de metales como el cobre y el zinc, en el agua con ácido de pilas y baterías.
• El calor y la luz:  mediante células fotovoltaicas o paneles solares

Historia de la electricidad (resumen)      (Teórico 2)

Tales de Mileto ( vivió, año 600 antes de Cristo en el antiguo imperio griego)

Descubrió que una piedra de Ámbar al frotarla con un cuero de cabra , la piedra frotada podía atraer pequeños trozos de paja seca y pelos. Y si la frotaba durante mucho tiempo saltaban chispas.

Ámbar: piedra semipreciosa de color amarillento semitransparente, se forma de la petrificación de la resina de los árboles prehistóricos, los griegos la llamaban “Electra”

William Gilbert (año 1600 después de Cristo-Inglaterra): Escribió un libro llamado “The Magnette”. Allí explicaba lo ya descubierto, por  los antiguos Griegos sobre electrostática y magnetismo.

Benjamín Franklin  (año 1752 - Estados Unidos) : inventó el pararrayos y descubrió las cargas eléctricas positivas y negativas.

Charles de Coulomb (año 1777- Francia):            Inventó un instrumento, que media la carga eléctrica. Coulomb fue ingeniero militar del Ejército de Napoleón Bonaparte. Enunció una ley sobre Fuerzas entre cargas eléctricas, que hoy lleva su nombre.

Luiggi Galvani y Alessandro Volta (año 1790-Italia): Descubrieron que la energía química se puede convertir en energía eléctrica, lo descubrieron al estudiar la anatomía de una rana y que los músculos reciben impulsos eléctricos para moverse. Gracias a este descubrimiento inventaron la pila eléctrica.

Georg Simon Ohm (año 1827 – Alemania):  

Descubrió la relación entre la corriente eléctrica, la resistencia eléctrica y la tensión eléctrica, dentro de los circuitos eléctricos. Enunció una ley que lleva su nombre.

Tomas Alva Edison (año 1878 -  EE.UU):

Inventó la lámpara eléctrica, y usó, como filamento, fibra de Bambú carbonizado.

Nikola Tesla (1857-1943) (Croacia - EEUU)

Inventor e investigador, desarrolló la teoría de campos rotantes, base de los generadores y motores polifásicos de corriente alterna (~)

Nikola Tesla se lo puede considerar, sin ninguna duda, como el  padre del sistema eléctrico que hoy en día disfrutamos.

Teorico3

Centrales Eléctricas de Salta                       (MW= megawatts = 1.000.000 watts)

• Central Termoeléctrica TERMOANDES      (Localidad: Cobos)                                  643 MW
• Central Termoeléctrica GUEMES                (Localidad: General Güemes)                 361 MW
• Central Hidroeléctrica CABRA CORRAL    (Localidad: Coronel Moldes)                   102 MW
• Central Termoeléctrica PIQUIRENDA         (Localidad: Aguaray)                                 30 MW
• Central hidroeléctrica CORRALITO             (Localidad: Rosario de Lerma)                 13 MW
• Existen Pequeños y Medianos Generadores hidroeléctricos y Termoeléctricos en distintas localidades del interior Salteño.

Central hidroeléctrica CABRA CORRAL

AES Cabra Corral El embalse se forma con el aporte de los ríos Guachipas, Rosario y Arias en la provincia de Salta.  Posee una capacidad instalada de 102 MW y fue adquirida por AES en noviembre de 1995. Ficha Técnica  Tipo: Presa de materiales sueltos, con núcleo vertical impermeable.   Tipo de vertedero: Embocadura radial, rápida y salto de ski.   Capacidad de vertedero: 1500 m3/seg.   Altura máxima: 113 m.   Longitud de coronamiento: 510 m.   Volumen de presa: 8.263.000 m3.   Volumen de embalse: 3.130 hm3.

Central Térmica Güemes S.A. (“Güemes” o “CTG”)

Central Térmica Güemes está ubicada en el noroeste de la Argentina, en la ciudad de Gral. Güemes, provincia de Salta. Privatizada en el año 1992, dispone de una planta de generación termoeléctrica de ciclo abierto de 261 MW y la incorporación en septiembre de 2008 de un grupo turbogenerador a gas natural marca: General Electric de        100 MW, totalizando una potencia 361 MW.

Central Termoandes

Central Térmica “Piquirenda”

Central Térmica Piquirenda se encuentra ubicada en el noroeste de la Argentina, en el paraje denominado Piquirenda, Municipio de Aguaray, Departamento General San Martín, provincia de Salta. Iniciada su construcción a principios de 2008 y finalizada en 2010, dispone de una planta de generación termoeléctrica de 30 MW de potencia, compuesta por diez motogeneradores General Electric, model: Jenbacher JGS 620 alimentados a gas natural.

1. GENERACION ELECTRICA SALTEÑA, producida por:

• CENTRAL TÉRMICA TERMOANDES    (CTA)        (643 MW)
• CENTRAL TERMICA GUEMES             (CTG)        (361 MW)
• CENTRAL TÉRMICA PIQUIRENDA      (CTP)          (30 MW)
• CENTRAL HIDROELECTRICA CABRA CORRAL  (102 MW)
• CENTRAL HIDROELECTRICA CORRALITO           (13 MW)

2. TRANSPORTE   DE    ELECTRICIDAD: realizado por la empresa  TRANSNOA  S.A. (transporta la energía eléctrica, desde las plantas generadoras hasta las empresas Distribuidoras de energía eléctrica).
3. DISTRIBUCION    ELECTRICA    EN   PROVINCIA  DE  SALTA: realizado por: EDESA  S.A.
4. CONSUMO de energía eléctrica: fabricas, comercios, oficinas públicas, oficinas privadas,  educación, talleres, hospitales, LUSAL S.A (alumbrado público), viviendas, etc.

Generadores, pilas y acumuladores ( Teorico 4)

Un generador eléctrico,es todo dispositivo capaz de mantener una diferencia de potencial eléctrico entre  sus polos, terminales o bornes. Los generadores eléctricos son máquinas destinadas a transformar la energía mecánica en energía eléctrica. Esta transformación se consigue por la acción de un campo magnético sobre los conductores eléctricos dispuestos sobre una armadura (denominada también estator). Si mecánicamente se produce un movimiento relativo entre los conductores y el campo magnético, se generara una fuerza electromotriz (f.e.m.)

Conversión de  energía cinética  en   energía eléctrica, aplicando electromagnetismo

   

En la actualidad, la generación de Corriente Continua se realiza mediante pilas y acumuladores o se obtiene de la conversión de Corriente Alterna a Corriente Continua  mediante los puentes rectificadores. El uso de la dinamo para la producción de energía en forma de Corriente Continua. se estuvo utilizando hasta la llegada de los alternadores, que con el tiempo la han dejado, totalmente desplazada.

Dínamo de automóvil antiguo ( genera CC)                            Alternador de automóvil actual( genera CA y la convierte a CC )                              

D          

Conversión de energía química a energía eléctrica

Una pila eléctrica o batería eléctrica es el formato industrializado y comercial de las celdas galvánicas  o voltaicas. Es un dispositivo que convierte la energía química en energía eléctrica por un proceso químico transitorio. Se trata de un generador primario. Esta energía resulta accesible mediante dos terminales que tiene la pila, llamados polos, electrodos o bornes. Uno de ellos es el polo negativo y el otro es el polo positivo . La estructura fundamental de una pila consiste en dos electrodos, metálicos en muchos casos, introducidos en una disolución conductora de la electricidad.

Conversión de energía Química en E. eléctrica                            Conversión de E. Solar en E. Eléctrica

GENERADORES ELÉCTRICOS PORTÁTILES DE EMERGENCIA   (Teórico 5)(Grupos Electrógenos)         

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1 y 2 ) GENERADORES ELECTRIC0S portátiles. Poseen motores pequeños que funcionan con nafta, y se acoplan al eje del generador  haciéndolo girar, generando así electricidad. Poseen poca potencia. Apenas para abastecer una casa pequeña. Comúnmente lo usan para camping, peloteros, ferias, emergencias….

3) Posee un motor mediano a combustible  y genera  electricidad y puede abastecer electricidad a varias viviendas o un negocio o un taller.etc.

Estos dos grupos electrógenos poseen motores a combustible,  como de camiones o tractores. Son generadores de más potencia, que pueden abastecer a un  hospital, taller grande, un supermercado, cámaras frigoríficas , etc.

La energía que ingresa a un grupo electrógeno proviene del combustible y entrega en sus tomacorrientes, energía eléctrica

U.P.S. (Uninterrupted Power System) Sistema Ininterrumpido de Energía

Transformaciones de la  energía  electrica(Teórico 6)

TIPOS DE ELECTRICIDAD (Teórico 7)

1. ELECTROSTÁTICA: se produce debido a la frotación de los cuerpos.

• Cuando se frotan las nubes con el viento, se producen descargas eléctricas (rayos, relámpagos, truenos, tormentas eléctricas…)  
• Cuando se frotan los pies con el suelo al caminar, nuestro cuerpo se carga electrostáticamente y al tocar un metal o una persona, salta una chispa.
• Y cuando nos sacamos las prendas de lana, percibimos pequeñas chispas con ruidos.
• Cuando frotamos un globo en un pullover, este se carga y puede atraer pequeños papelitos.
• Al frotar una regla plástica, esta se carga y puede atraer papelitos.  Y hay más ejemplos.

Para que, las pequeñas cargas eléctricas produzcan pequeños fenómenos eléctricos, debe existir una atmósfera muy seca (sin humedad ambiente).

 

2. Corriente Continua: Luigi Galvani y Alessandro Volta; inventaron la pila eléctrica, que sirvió de base para la invención de la batería eléctrica. En ambos casos la energía química se convierte en energía eléctrica. Luego se inventó el generador eléctrico de corriente continua llamado, Dínamo. La corriente continua se caracteriza por tener un polo positivo y otro negativo. Los electrones circulan desde el polo negativo hacia el polo positivo, es decir en un solo sentido.

3. Corriente Alterna: Nicolai Tesla, fue el inventor del generador de corriente alternada. En la corriente alternada  los polos alternan su polaridad (50 veces por segundos,en la Argentina y se denomina 50 Hertz , porqué, los electrones cambian su sentido de circulación 50  veces por segundo). La  corriente alterna posee un neutro y una Línea o Fase (también llamado “vivo”). La corriente alternada está disponible en cada tomacorriente. Y en nuestro país utilizamos 220 voltios de 50 Hertz (Hz).  

Características principales de ambas corrientes (Teórico 8)

Caracteristicas	Corriente Alterna	Corriente Continua
Siglas en Español:	C.A.(Corriente Alterna)	C.C. ( Corriente Continua)
Siglas en Ingles:	A.C.(Alternate Current)	D.C.   (Direct  Current)
Símbolo:
Transformación en otros Voltajes	Puede aumentar o disminuir su voltaje o tensión, por medio de transformadores.	Para transformar C.C. en otros voltajes o niveles de tensión, no es sencillo.
Almacenamiento	La C.A. NO se puede almacenar para su consumo.	La Corriente Continua Si, se puede almacenar en baterías.
Transporte	Es más eficiente y económico su transporte. Usa cables delgados para su transporte y distribución.	El transporte de la C.C. es costoso, porque se producen altísimas pérdidas de energía eléctrica. Y usa cables muy gruesos y caros.
Conversión en el otro tipo de corriente	La Corriente Alterna se puede convertir en corriente continua de manera simple.	Para convertir la CC en CA, es necesario un proceso complejo y  costoso. Se utiliza el UPS.
Transmisión inalámbrica	C.A. Se puede transmitir de forma inalámbrica o “wireless”	La C.C., Todavía no se puede transmitir inalámbricamente.
Costo	Los generadores y los motores de corriente alterna son más simples de fabricar y de mantener.	Los generadores y los motores de corriente continua son complejos de fabricar y de mantenimiento mas caro.
Usos en transmisión de ondas o señales	Las señales analógicas son de C.A. Y Se pueden transmitir por ondas de radiofrecuencia ó por cables	Las señales digitales ó lógicas de las computadoras y procesadores, son niveles de tensión de corriente continua. Y se llaman señales Digitales
Otras Características	Un ciclo es representado por el símbolo de corriente alterna.	Los artefactos electrónicos, trabajan en su interior con corriente continua. (TV,DVD, computadores, etc.)

CORRIENTE CONTINUA Y SUS APLICACIONES. (Teórico 9)

                                            

Cortocircuito

 Es importante destacar que si se cierra el circuito conectando los   dos polos de la fuente de poder, se producirá un cortocircuito como se observa en el gráfico.

                              

MATERIALES ELÉCTRICOS DOMICILIARIOS SIMPLES      (teórico 10)

                                            

 

  

 

Algunos Sellos de Certificación     (Teórico 11)

 

                    IRAM : es el sello para la Argentina

MÁQUINAS HERRAMIENTAS ELÉCTRICAS

Algunos Fabricantes de maquinas herramientas y Algunos Puntos de ventas de maquinas herramientas

www.metabo.com.ar                                 www.herramientasskil.com.ar                    www.makita.com.ar                                   www.boschherramientas.com.ar              www.gammaherramientas.com.ar             www.dewalt.com.ar  http:/blackanddecker-la.com                    www.easy.com.ar                                       www.sodimac.com.ar                              www.megamaq.com.ar                            www.indura.com.ar                                    www.bollini.com.ar

    CONDUCTORES ELÉCTRICOS Y AISLANTES ELECTRICOS    (Teórico 12)

    Los materiales serán capaces, bajo la acción de fuerzas eléctricas exteriores ( Voltios), de "conducir" la electricidad.

Son conductores, porque poseen electrones libres, es que pueden moverse en su interior.

• CONDUCTORES: Son aquellos materiales con gran número de electrones libres, es decir, con gran facilidad para conducir la electricidad. Conductores son todos los metales (unos mejores que otros), además de otras sustancias como el grafito. Buenos conductores son: el cobre, el aluminio, el oro, la plata, el estaño, el hierro, el plomo…
• AISLANTES: Son aquellos materiales cuyos electrones están fuertemente ligados al núcleo y por tanto, no poseen electrones libres. Buenos aislantes son por ejemplo: la porcelana, el vidrio, los plásticos, gomas, madera seca, la mica, el aire.
• Semiconductores: se estudian en 2do año Ciclo Básico.

Cables electricos  (Téorico13)

Identificación de los conductores : los conductores de la instalación deben ser fácilmente identificables, especialmente el cable  NEUTRO y el cable de PROTECCIÓN  ELÉCTRICA (PE) ó  de toma a tierra. Esta identificación se realiza por el color de la funda aisladora del cable, en dicha funda se indica también la sección de cable de cobre en mm2 y la aislación eléctrica expresada en voltios.

Los cables de retorno deben ser de color distinto a los usados para “Fase”, “Neutro” o  “Protección”.

Secciones mínimas de los conductores:

Se respetarán las siguientes secciones mínimas:

• Líneas principales, debe utilizar: 4 mm2
• Líneas seccionales, debe utilizar: 2,5 mm2
• Líneas de circuitos para usos generales, debe utilizar: 1,5 mm2
• Líneas de circuitos para usos especiales y/o conexión fija, debe utilizar:2,5 mm2
• Derivaciones y retorno a los interruptores de un efecto, debe utilizar: 1,5 mm2
• Conductor de protección, debe utilizar: 2,5 mm2

 

LÁMPARAS ELÉCTRICAS       (Teórico 14)

Características principales de las Lámparas:

• Voltaje (V): las lámparas de uso domiciliario, son en su mayoría de 220 voltios. En algunos casos se usan de 12 voltios (dicroicas, bipines…)
• Potencia (W): se miden en watt, a mayor potencia mayor iluminación y mayor temperatura de trabajo.
• Anclaje: anclaje es la forma en que está fijada al portalámparas. Si es con rosca, se llama anclaje Edison. Se especifica con la letra E y un número que indica su sección en milímetros. La rosca de las lámparas domiciliarias es de 27 milímetros y se especifica “E27”. Existen otros tipos de anclajes de lámparas. Uno muy usado en los automotores es el anclaje bayoneta y se especifica con letra B y un número que especifica su sección.
• Otras características: forma de ampolla, color, tipo de gas interno de la lámpara, incandescente, arco voltaico, descarga gaseosa, eficiencia energética…

SEÑALIZACION EN OBRAS   (T15)

Prohibiciones         Información general  

Obligatorios              Advertencia   

SIMBOLOGIA ELECTRICA DOMICILIARIA BASICA         (Teórico 16)

Aspecto físico	Símbolo para esquemas	Símbolo Unifilar	Nombre
			Llave de un punto
			Toma corriente con toma a tierra
			Llave combinación
			Pulsador
			Timbre Campanilla
			Luminaria ó portalámparas con Lámpara

     

Plano electrico de una pequeña vivienda       (T17)

   En el siguiente plano eléctrico, puedes observar los símbolos de los componentes eléctricos domiciliarios. En el interior de los caños hay cables y se indica colocando la cantidad, la sección de los cables y la (PE) protección eléctrica.

Elementos de un circuito eléctrico       (Teórico 18)

Un circuito eléctrico cerrado, contiene: una fuente de energía, conductores eléctricos, elementos de control y  receptores de esta energía eléctrica  o carga eléctrica.

La carga debe consumir toda la energía y transformarla en otro tipo de energía

Un circuito eléctrico cerrado donde no hay CARGA es UN CORTO CIRCUITO, esto lo debemos evitar, es decir nunca unir los extremos de una pila o batería con un conductor. Tampoco unir los polos de ninguna fuente de energía eléctrica.

Los elementos de control o de maniobra en un circuito domiciliario son:

 

• Las llaves de un punto
• Las llaves combinación.
• Los pulsadores.
• Los interruptores de distintos tipos
• Llaves termo magnéticas
• Llaves interruptoras diferenciales.

 

Los elementos de carga ó receptores de energía, en un circuito eléctrico domiciliario, son:

 

• Las lámparas eléctricas
• Los timbres
• Los aires acondicionados
• Las estufas eléctricas
• Los ventiladores eléctricos.
• Todos los artefactos eléctricos que se conectan en un tomacorriente.
• Todo elemento eléctrico que consume energía eléctrica.

                                           Empalmes de cables eléctricos

Forma Correcta de empalmar, es utilizando Borneras y terminales en las puntas de los cables.

Terminales para conectar en punta de los cables y empalmadores de cables con funda plastica