SIMBOLOGÍA Y COMPONENTES DE LOS CIRCUITOS ELÉCTRICOS

SIMBOLOGÍA Y COMPONENTES DE LOS CIRCUITOS ELÉCTRICOS. OBJETIVO Conocer los diferentes dispositivos eléctricos, identificándolos por sus símbolos e interpretar su función en un circuito eléctrico. Conocer ellas normas de su seguridad, indispensables en cualquier trabajo con electricidad. Clasificar los diferentes componentes eléctricos así interpretar diagramas eléctricos. INTRODUCCIÓN Los circuitos eléctricos pueden ser muy complejos, pero están hechos de componentes relativamente sencillos. En la figura No 1 se enlistan los símbolos más comunes de elementos eléctricos y aparatos de medición. FUENTES DE ENERGÍA Y TIPOS DE CORRIENTE Las fuentes de energía o fuentes de poder, pueden tener muchas formas y generalmente se representan con los símbolos de batería y pila. Las fuentes de poder se dividen en dos grupos: FUENTES DE CORRIENTE DIRECTA (C.D.) y FUENTES DE CORRIENTE ALTERNA (C.A.). Las más usuales en el laboratorio son las de pila seca de 1.5 VCD o bien de una fuente de poder C.D. de estado sólido; para obtener corriente alterna se toma generalmente de los contactos de 110 v y si se quiere mayor o menor voltaje se utilizan transformadores de relación variable que permiten ajuste de potencial. La corriente eléctrica se define como el flujo de electrones en conductores eléctricos. Los conductores pueden ser de plata, aluminio, cobre u otros materiales. Los conductores se clasifican en alambres y cables, ambos pueden transportar corrientes de diferentes voltajes según sean conductores de control o de potencia. RESISTORES, CAPACITORES, INDUCTORES. Los resistores existen de diferentes formas y tamaños, están clasificados en fijos y variables. Existen resistores de precisión (tolerancia de 0.5%) ora mejor precisión (Tolerancia de 5%, 10% y 30%), que se utilizan en aparatos más comunes como la radio. La unidad de resistencia es el Ohm y dependiendo de su valor, de fabrican de alambres, arcilla y carbón y puentes ser depositados en fibra de vidrio. Los resistores variables como el Reóstato y Potenciómetro se usan para el control de corriente o potencial. El primero de ellos consta de una resistencia de alambre cuya longitud efectiva puede variar y así cambia el valor de la resistencia, se usa como divisor de potencial. El potenciómetro se usa como divisor de voltaje, este dispositivo selecciona o regula el voltaje que toma el potencial que si aplica a sus terminales estacionarias. Los capacitadores o condensadores, son dispositivos formados por dos placas, conductoras separadas por un dieléctrico que puede ser aire, papel, mica térmica, aceite, etc. Se usan en un circuito eléctrico para acumular carga y evitar cambios bruscos de voltaje. Los hay de corriente directa (C.D.). y de corriente alterna (C.A); fijos y variables en diferentes formas y medidas según la capacidad que se requiera y la cantidad de potencial que se aplicará en las placas. Otra clase de condensadores más especiales son los electrolíticos. Los inductores reciben el nombre de bobinas, estas pueden ser con un núcleo de aire o de fierro. El valor de la inductancia depende de la geometría de la bobina, número de espiras y tipo de núcleo. TRANSFORMADORES Y RECTIFICADORES. Los transformadores, se utilizan para elevar y/o reducir las tensiones de una corriente eléctrica mediante inducción magnética. Se clasifican en elevadores o reductores según sea su efecto sobre el voltaje. Rectificadores: el diodo es un dispositivo semiconductor que transporta corriente en una dirección y la bloquea en el sentido opuesto, se utiliza en los circuitos de corriente alterna y rectifica media onda. El rectificador de onda completa es el que rectifica las dos mitades de la alteración gracias a un juego de cuatro diodos. APARATOS DE MEDICIÓN. Los tipos de aparatos más comunes en nuestro laboratorio, son aquellos que se utilizan para medir intensidad de corriente, diferencia de potencial y resistencia. El amperímetro mide la intensidad de la corriente y se expresa en amperes. El voltímetro mide la diferencia de potencial y se expresa en voltios. El óhmetro mide resistencias y se expresa en ohm. Los aparatos anteriores se integran en un solo y se le conoce con el nombre de multímetro. Estos aparatos tienen el principio básico del funcionamiento del Galvanómetro de D´ Arsnoval de bobina móvil. Cuando se vaya a usar un aparato deberá observarse atentamente las indicaciones para su correcto maneo, tales como tipo de corriente, posición de empleo, limitaciones, escalas, etc. A continuación, se mencionan algunas reglas de seguridad que deben seguirse en cualquier laboratorio que maneje energía eléctrica: REGLA PARA EVITAR LESIONES ELECTRICAS. Asegúrese de conoces bien el sistema eléctrico, sus componentes y equipo de trabajo. No confíe en elementos de protección como fusibles, interruptores, relevadores, etc., que pueden no estar funcionando. No trabajar cerca de donde haya amontonamiento de puntas conectadas. No distraerse al estar trabajando, midiendo o conectando equipo peligroso. Moverse cuidadosamente cuando este manejando equipo eléctrico nuevo o desconocido para usted. No trabajar solo, es conveniente que alguien este cerca para auxiliar en caso de accidente, desconectando la energía, aplicando respiración de boca a boca, o llamando a un médico. No trabajar sobre superficies húmedas, pues su resistencia de contacto a tierra se reduce considerablemente; hágalo sobre plataformas aisladas. Trabaje con una sola mano pues una corriente eléctrica entre dos manos cruza el corazón y puede ser fatal más que una corriente de mano a pie. REGLAS PARA EVITAR LESIONES TERMICAS. Los resistores disipan energía en forma de calor, tenga cuidado con los que soportan altas corrientes ya que pueden producir quemaduras. Los capacitadores almacenan carga, deben descargarse convenientemente; además es peligroso conectarlos en una parte que exceda su voltaje nominal, pues explotan. Los bulbos o tubos electrónicos al vacío generan mucho calor después de cierto tiempo de uso y ocasionan quemaduras. La pistola de soldar debe colocarse en un lugar adecuado después de su uso. GUIA DE ESTUDIO: ¿Qué diferencia existe entre una pila y una batería? Mencione como se produce la corriente eléctrica en ambos casos. Tanto las pilas como las baterías son dispositivos capaces de transformar la energía química, que está contenida en los materiales que las componen, en energía eléctrica. Por medio de reacciones espontáneas de oxirreducción, en donde hay transferencia de electrones del material que sufre oxidación para el que sufre reducción (gana electrones), se obtiene una corriente eléctrica que queda almacenada en el dispositivo y que, posteriormente, es transmitida para el equipo o aparato que se pretende conectar. Sin embargo, la diferencia principal entre estos dispositivos radica en el hecho de que las pilas, también llamadas células electroquímicas, tienen sólo dos electrodos (polos positivos y negativos) y un electrolito o puente salino; mientras, las baterías están formadas por varias pilas conectadas en paralelo o en serie. Por ejemplo, el ácido de la batería está formado por un electrodo negativo o ánodo — que es básicamente una envoltura de zinc (metal que tiene una tendencia a donar electrones) — y un electrodo positivo o cátodo, que es el polo que recibe los electrones, consistente en una barra de carbón o grafito insertada en un tubo poroso que contiene carbón machacado y dióxido de manganeso, rodeado por una pasta húmeda, que es el electrolito, que, a su vez, consta de varias especies químicas, entre las cuales el NH4Cl (cloruro de amonio) es la principal. El electrolito es el medio físico, una solución que permite la conducción de carga eléctrica en el interior de la pila. Esquema de pila ácida por dentro. Esquema de formación de baterías unidas en serie y en paralelo. © 2018. Copyright. Escuelapedia es un proyecto educativo gratuito actualizado por sus colaboradores Consultado en: Escuelapedia.com Defina: corriente eléctrica, corriente continua y corriente alterna. Corriente eléctrica: se define como el flujo de electrones en conductores eléctricos. Los conductores pueden ser de plata, aluminio, cobre u otros materiales. Los conductores se clasifican en alambres y cables, ambos pueden transportar corrientes de diferentes voltajes según sean conductores de control o de potencia. Manual EYM, FCQ, UASLP, página 3 Corriente continua: El flujo de electrones se produce siempre en el mismo sentido. Corriente alterna: El sentido de circulación de los electrones cambia de forma periódica. Autor desconocido (2018), Corriente Eléctrica Consultado en: https://www.fisicalab.com/apartado/movimiento-de-cargas#contenidos ¿Para qué se conecta un circuito a tierra? La finalidad principal de una puesta a tierra es limitar la tensión que, con respecto a tierra, puedan presentar, en un momento dado, las masas metálicas, asegurar la actuación de las protecciones y eliminar o disminuir el riesgo que supone una avería en los materiales eléctricos utilizados. También proporcionar seguridad a las personas. Esto previniendo el paso de corriente al momento de un desperfecto y toques el equipo, sin tierra, el equipo descargará su energía sobre ti. Un sistema de tierra no permite que se almacene electricidad estática que al momento de una descarga dañe componentes electrónicos (tablillas, sensores, etc.). Javier González (2016), ¿Qué es y para qué sirve la Puesta a Tierra? Consultado en: https://intensity.mx/es/blog/%C2%BFqu%C3%A9-es-y-para-qu%C3%A9-sirve-la-puesta-tierra ¿Qué se entiende por capacidad de un fusible? El fusible es un componente de seguridad utilizado para prevenir daños por exceso de corriente eléctrica en un circuito eléctrico, o para la protección general de equipos eléctricos o electrónicos y redes eléctricas. Está compuesto esencialmente por un conductor fino que se deshace a una determinada temperatura y diseñado para que pueda colocarse fácilmente en el circuito eléctrico. Si la corriente del circuito excede un valor predeterminado, el conductor fusible se derrite y se rompe o abre el circuito eléctrico. Se utiliza instalándolo entre la fuente de energía y el circuito eléctrico que esta alimenta. En los equipos eléctricos y electrónicos, viene dentro del aparato, funcionan derritiéndose cuando la corriente eléctrica circulante supera los valores predeterminados. Sus parámetros básicos son: Corriente Nominal In: Es la corriente eléctrica que debe soportar el fusible durante un tiempo indefinido sin fundirse o modificar sus características físicas Corriente de fusión If: Valor de corriente eléctrica que provoca la fusión del fusible en tiempo determinado. Máxima tensión de funcionamiento: Tensión máxima que soporta un fusible sin sufrir daños en su aislamiento. Autor desconocido (2018), Fusibles Consultado en: https://www.ecured.cu/Fusibles ¿Qué diferencia existe el utilizar un interruptor magnético y un fusible en un circuito? Interruptores magnéticos: se suelen emplear para sustituir a los interruptores de fin de carrera accionados mecánicamente con émbolos, rodillos y palancas giratorias. Se usan preferentemente cuando los interruptores de fin de carrera ya no funcionan de forma satisfactoria debido a condiciones desfavorables, como velocidades de arranque altas o bajas, frecuencias de conmutación elevadas, gran incidencia de polvo o suciedad, humedad elevada, atmósferas químicas o grandes fluctuaciones en los intervalos de funcionamiento. Constan de dos unidades, el interruptor y el imán accionador. Los contactos del interruptor se protegen del polvo, la humedad y la corrosión mediante el tubo de cristal que incorporan. Por consiguiente, presentan una fiabilidad de contacto extraordinariamente elevada. Copyright © 2007-2016 K.A. Schmersal GmbH & Co. Consultado en: http://www.schmersal.net/cat?lang=es&produkt=nk9732961vvzcu2mdkx53987w2qfcx Fusibles en un circuito: son un componente de protección importante para todos los circuitos eléctricos. Estos dispositivos son empleados por todas las industrias y para todos los productos electrónicos desde televisiones hasta generadores de energía y redes de cableado en las casas. Sin los fusibles, los dispositivos electrónicos podrían ser dañados severamente en caso de una subida de tensión o en otro evento que cause un exceso de voltaje. Un fusible funciona como un protector de un circuito al crear una condición de un circuito abierto cuando se presenta un exceso de corriente eléctrica. El fusible realiza esta función al interrumpir la corriente eléctrica mediante la fundición de uno de sus componentes específicos. Estos componentes se funden por el calor generado como resultado de un exceso de corriente. Esto hace que el exceso de voltaje no haga contacto con el circuito y que no cause un daño mayor al sistema. techlandia.com © 2001-2018 Leaf Group Ltd. ¿Qué otro nombre recibe una bobina y que uso tiene en un circuito? Los inductores reciben el nombre de bobinas, estas pueden ser con un núcleo de aire o de fierro. El valor de la inductancia depende de la geometría de la bobina, número de espiras y tipo de núcleo. Manual EYM, FCQ, UASLP, página 4 ¿Qué es un dieléctrico, cuál es su función? Cite los principales tipos que hay. Aunque el dieléctrico y el aislador generalmente se consideran sinónimo, el término dieléctrico es más de uso frecuente al considerar el efecto de alternar campos eléctricos en la sustancia mientras que el aislador es más de uso frecuente cuando el material se está utilizando para soportar un alto campo eléctrico. Tipos: Sólidos Los dieléctricos sólidos son quizás los dieléctricos más de uso general de la ingeniería eléctrica, y muchos sólidos son aislantes muy buenos. Algunos ejemplos incluyen porcelana, cristal, el papel, la goma y la mayoría de los plásticos así como las cintas sintéticas.Tienen excelentes propiedades dieléctricas y buena adherencia sobre los alambres magnéticos. Gases Por su naturaleza el aire, nitrógeno y hexafluoruro del sulfuro son los tres dieléctricos gaseosos más de uso general. Los gases aislantes más utilizados en los transformadores son el aire y el nitrógeno, este último a presiones de 1 atmósfera. Estos transformadores son generalmente de construcción sellada. El aire y otros gases tienen elevadísima resistencia y están prácticamente exentos de pérdidas dieléctricas. El hexafluoruro de azufre (SF6) es otro gas aislante que se caracteriza por ser incoloro, inodoro, no tóxico, química y fisiológicamente inerte, no corrosivo, no inflamable y no contaminante. Por sus características dieléctricas es ideal como medio aislante, tiene una rigidez dieléctrica muy elevada, tanto a la frecuencia industrial como a impulso, gracias a su peculiar característica de gas electronegativo. Líquidos Las propiedades físicas de los dieléctricos líquidos como, por ejemplo: peso específico, conductibilidad térmica, calor específico, constante dieléctrica, viscosidad, dependen de su naturaleza, es decir de la composición química, pero su rigidez dieléctrica, además está ligada a factores externos como, por ejemplo: impureza en suspensión, en solución, humedad, etc., que, generalmente, reducen su valor, degradando la característica importante. El líquido dieléctrico más empleado es el aceite mineral, aceite ricino. El problema es que es altamente inflamable. Entre los nuevos líquidos sintéticos destacan las siliconas y los poly-alfa-olefines. Tienen un alto costo, eso dificulta su masificación. Artículo Conductores y aislantes. Disponible en "mitecnologico.com" (2011) Consultado en: https://www.ecured.cu/Diel%C3%A9ctrico ¿Qué es un diodo? Explique su principio, así como el sentido que lleva la corriente a través de él. El diodo es un dispositivo semiconductor que transporta corriente en una dirección y la bloquea en el sentido opuesto, se utiliza en los circuitos de corriente alterna y rectifica media onda. El rectificador de onda completa es el que rectifica las dos mitades de la alteración gracias a un juego de cuatro diodos. Manual EYM, FCQ, UASLP, página 4 ¿Qué es un transformador y explique por qué pueden ser elevados o reductores? Los transformadores, se utilizan para elevar y/o reducir las tensiones de una corriente eléctrica mediante inducción magnética. Se clasifican en elevadores o reductores según sea su efecto sobre el voltaje. Manual EYM, FCQ, UASLP, página 4 ¿Cuál es la diferencia entre un motor y un generador? Los motores y generadores son dispositivos electromagnéticos. Tienen bobinas de corriente que giran en campos magnéticos. Este campo magnético que cambia rápidamente produce una fuerza electromotriz, llamada fem o tensión. Los motores y los generadores eléctricos son opuestos entre sí. Los motores eléctricos convierten energía eléctrica en energía mecánica, mientras que los generadores eléctricos convierten energía mecánica en energía eléctrica. Kim Lewis (2018), Diferencias entre motores y generadores Consultado en: https://www.geniolandia.com/13105383/diferencias-entre-motores-y-generadores MATERIAL Simbología eléctrica. Componentes eléctricos. Diagramas de circuitos eléctricos. DESARROLLO EN LA PRIMERA SENSIÓN: El alumno discute el uso, símbolos y características de varios componentes eléctricos, así como algunos aparatos de medición y normas de seguridad. EN LA SEGUNDA SESIÓN: El instructor entregará varios componentes eléctricos. *De los componentes eléctricos, clasifíquelos, escriba su símbolo, nombre y uso.