miércoles, 16 de mayo de 2012

UNIDAD #1

ELECTROMECANICA BASICA 
ITS "CARLOS CISNEROS"
 
AUTOR: EDISON CANDO
SEMESTRE: 2º
PARALELO: "A"
ESPECIALIDAD: ELECTROMECANICA 

INTRODUCCION 
La electromecanica de la s ciencias del electromagnetismo de la ingenieria electrica y la ciencia de la mecanica. La ingenieria electromecanica es la disciplina academica que la aborda.
los dispositivos electromecanicos son los que combinan partes electricas y partes mecanicas para comformar su mecanismo.
Algunos ejemplosde estos dispositivos son los motores electricos ademas de los dispositivos mecanicos movidos por estos asi como las ya obsoletas calculadoras mecanicas y maquinas de sumar; los reles; las valvulas a selenoide; y las diversas formas de interruptores y llaves de seleccion electrica
Esta ademas es la responsable de realizar el analisis, diseño desarrollo, manufactura y mantenimiento de los sistemas y dispositivos electromecanicos.



Elementos de una instalacion 
CONDUCTORES ELECTRICOS

Un conductor electrico es un materia que ofrece poca resistencia al movimiento de carga electrica.
Son materiales cuya resistencia al paso de la electricidad es muy baja los conductores electricos mas utilizados son el cobre y el aluminio.


Conductor solido de cobre
Se utilizan en el interior de las instalaciones fijas: casa, edificio de viviendas, edificios comerciales, instalaciones industriales, con un óptimo nivel de seguridad contra incendios.
 
CONDUCTOR DE ALUMINIO CON REFUERZO DE ACERO

El ACSR es un conductor, cableado concentricamente, compuesto por una o más capas de alambre de aleación de aluminio 1350H19 cableado con un núcleo de acero de alta resistencia. El núcleo puede estar conformado por un alambre de acero simple o por varios, cableados, dependiendo del tamaño.
Aplicaciones 
 Utilizado normalmente como cable aéreo desnudo para distribución eléctrica primaria y secundaria. El conductor ACSR ofrece una fortaleza óptima para el diseño de líneas de transmisión. El cableado con núcleo variable de acero permite alcanzar la dureza deseada sin sacrificar la corriente máxima que puede soportar el cable (ampacity).



Toma de tierra
La toma de tierra, también denominado hilo de tierra, toma de conexión a tierra, puesta a tierra, pozo a tierra, polo a tierra, conexión a tierra, conexión de puesta a tierra, o simplemente tierra, se emplea en las instalaciones eléctricas para evitar el paso de corriente al usuario por un fallo del aislamiento de los conductores activos.
La puesta a tierra es una unión de todos los elementos metálicos que, mediante cables de sección suficiente entre las partes de una instalación y un conjunto de electrodos, permite la desviación de corrientes de falta o de las descargas de tipo atmosférico, y consigue que no se pueda dar una diferencia de potencial peligrosa en los edificios, instalaciones y superficie próxima al terreno.




Sistema de protección

ICP 

Interruptor de control de potencia
Evita daños en la instalación eléctrica en caso de sobrecargas. 

 

 

 ID
interruptor diferencial
Sirve para desconectar la instalación eléctrica de forma rápida cuando existe una fuga a tierra. Así, si alguna persona toca un aparato averiado, se desconecta evitando calambres


PIA's
pequeños interruptores automáticos
Protegen de los incidentes producidos por los cortocircuitos o sobrecargas en cada uno de los circuitos interiores (iluminación, calefacción, electrodomésticos. 






TOMACORRIENTE:




 En cada sala, comedor recibo, vestíbulo, biblioteca, dormitorio o en cualquier recinto similar, las salidas de tomacorriente deben estar dispuestas para que no haya lugares o puntos en la longitud de la pared a lo largo de la línea del piso que estén a más de 1.8 m de un tomacorriente, medidos horizontalmente en dicha superficie.
Longitud de pared: es una pared que no se interrumpe a lo largo de la línea del piso, por puertas chimeneas, vidrieras u otras aberturas similares.
La norma señala que las salidas para tomacorriente deben estar situadas de tal forma que cualquier equipo de utilización colocado en la longitud de la pared a lo largo de la línea del piso, no quede a mas de 1.8 m.del tomacorriente.
Cada recinto tendrá al menos dos tomas dobles colocados en diferentes paredes y preferiblemente en sus extremos, ya que en el centro corren el riesgo de ser tapados con los muebles.

Para la zona de cocina, la norma señala que se debe ubicar un toma doble cada 1.2 m a lo largo de la longitud del mesón (poyo), de tal forma que cualquier equipo de utilización de cocina no quede a más de 0.6 m de un toma medido horizontalmente. Estos tomas deben colocarse a 0.2 m por encima del mesón.
En los baños se instalará al menos un tomacorriente doble (se acostumbra un tomasuiche) adyascente al lavamanos. No se deben instalar a 0.2 m del piso debido a la humedad.
Todos los tomas se colocaran a 0.2 m por encima del piso, a excepción de los tomas de baños, cocina y algunos de la zona de ropas. Esto para evitar que el cordón del artefacto se desenchufe debido a su propio peso.

ALUMBRADO: 



El nivel de iluminación residencial se puede seleccionar sin obedecer a un estudio especializado. Esto aunque no es técnicamente adecuado, se debe a la facilidad de disponer en el mercado lámparas de diferentes lúmenes con el fin de encontrar el nivel de iluminación deseado.
En viviendas la salida de iluminación central es la más aconsejable. Las salidas laterales sobre muro casi siempre requieren una fuente adicionalde alumbrado (lámpara de mesa).



Los INTERRUPTORES (suiches) 





No deben conectarse al conductor neutro: éste siempre pasa derecho. El que debe interrumpirse es el conductor activo. Se deben colocar dentro del área donde ejercen su control, a unadistancia de 10 a 20 cms. de las puertas (picaporte o cerradura de las puertas) o esquina de las paredes, excepto para el alumbrado exterior. Además no debencontrolar más de una salida de iluminación.

TABLERO DE DISTRIBUCIÓN: 


Es aquel en donde se ubican las protecciones para cada uno de los circuitos ramales, normalmenteson de tipo enchufable, es decir la protección (breaker) se conecta al barraje sin necesidad de tornillos (se montan a presión).


CONTADOR:


 existen de uno, dos y tres elementos. Un elemento es un conjunto de una bobina de corriente y una bobina de tensión.
Contadores de un elemento: para sistemas monofásicos, tres hilos(dos conductores activos y un neutro). La bobina de tensión se conecta entre los dos conductores activos. Especificaciones de contador: contador monofásico, treshilos, ciclométrico 240/120V., ............ 15(60) A -------400%
15(100) A -----666%
30(120) A -----400%
30(200) A -----666%
2.5(10) A ------400%
Se consiguen con o sin registro de demanda. Estos últimos para viviendas que requieran un transformador igual o superior a 45 KVA o con una carga instalada superior a los 40 KW.



Circuito electrico


Se denomina circuito eléctrico a una serie de elementos o componentes eléctricos o electrónicos, tales como resistencias, inductancias, condensadores, fuentes, y/o dispositivos electrónicos semiconductores, conectados eléctricamente entre sí con el propósito de generar, transportar o modificar señales electrónicas o eléctricas.

Clasificación

Los circuitos eléctricos se clasifican de la siguiente forma:
Por el tipo de señal:
  • De corriente continua
  • De corriente alterna
  • Mixtos
Por el tipo de régimen:
  • Periódico
  • Transitorio
  • Permanente
Por el tipo de componentes:
  • Eléctricos: Resistivos, inductivos, capacitivos y mixtos
  • Electrónicos: digitales, analógicos y mixtos
Por su configuración:
  • Serie
  • Paralelo
  • Mixto

Partes del circuito eléctrico

Monografias.com
  • GENERADOR: Transforma cualquier tipo de energía en energía eléctrica.
  • RECEPTOR: Transforma energía eléctrica en cualquier tipo de energía.
  • LÍNEA: Transporta la corriente eléctrica.

Tipos de circuitos eléctricos

Circuito en serie
Monografias.com
Circuito en paralelo
Monografias.com


Unidades eléctricas


Culombio (C, unidad de carga eléctrica)

Conexión de un amperímetro en un circuito.
La introducción de las magnitudes eléctricas requiere añadir una nueva unidad fundamental a la física: la de carga eléctrica. Esta unidad, que no puede derivarse de las unidades de la mecánica, fue originalmente denominada Coulomb (término castellanizado a culombio, cuyo símbolo es C) en honor a Charles-Augustin de Coulomb, primero que midió directamente la fuerza entre cargas eléctricas. Debido a la gran dificultad de medir directamente las cargas eléctricas con precisión, se ha tomado como unidad básica la unidad de corriente eléctrica, que en el Sistema Internacional de Unidades es el amperio. La unidad de carga resulta entonces una unidad derivada, que se define como la cantidad de carga eléctrica que fluye durante 1 segundo a través de la sección de un conductor que transporta una intensidad constante de corriente eléctrica de 1 amperio:
C = A \cdot s
Voltio (V, unidad de potencial eléctrico y fuerza electromotriz)
El voltio se define como la diferencia de potencial a lo largo de un conductor cuando una corriente con una intensidad de un amperio utiliza un vatio de potencia:
V=\frac{J}{C}=\dfrac{\mbox{m}^2 \cdot \mbox{kg}}{\mbox{s}^3 \cdot \mbox{A}}
Ohmio (Ω, unidad de resistencia eléctrica)
Un ohmio es la resistencia eléctrica que existe entre dos puntos de un conductor cuando una diferencia de potencial constante de 1 voltio aplicada entre estos dos puntos produce, en dicho conductor, una corriente de intensidad 1 amperio, cuando no haya fuerza electromotriz en el conductor:
\Omega = \dfrac{\mbox{V}}{\mbox{A}} = \dfrac{\mbox{m}^2 \cdot \mbox{kg}}{\mbox{s}^{3} \cdot \mbox{A}^2}

Condensador ideal cuya capacidad se expresa en faradios.
Siemens (S, unidad de conductancia eléctrica)
Un siemens es la conductancia eléctrica que existe entre dos puntos de un conductor que tiene un ohmio de resistencia:
S=\frac{1}{\Omega}
Faradio (F, unidad de capacidad eléctrica)
Un faradio es la capacidad de un condensador entre cuyas armaduras aparece una diferencia de potencial eléctrico de 1 voltio cuando está cargado de una cantidad de electricidad igual a un culombio:40
\mbox{F} = \,\mathrm \frac{A \cdot s}{V} = \dfrac{\mbox{C}}{\mbox{V}} = \dfrac{\mbox{C}^2}{\mbox{J}} = \dfrac{\mbox{C}^2}{\mbox{N} \cdot \mbox{m}} = \dfrac{\mbox{s}^2 \cdot \mbox{C}^2}{\mbox{m}^{2} \cdot \mbox{kg}} = \dfrac{\mbox{s}^4 \cdot \mbox{A}^2}{\mbox{m}^{2} \cdot \mbox{kg}}
Tesla (T, unidad de densidad de flujo magnético e inductividad magnética)
Un tesla es una inducción magnética uniforme que, repartida normalmente sobre una superficie de un metro cuadrado, produce a través de esta superficie un flujo magnético total de un weber:
T=\frac{Wb}{m^2}=\frac{V \cdot s}{m^2}=\frac{kg}{s^2 \cdot A}
Weber (Wb, unidad de flujo magnético)
Un weber es el flujo magnético que, al atravesar un circuito de una sola espira, produce en la misma una fuerza electromotriz de 1 voltio si se anula dicho flujo en 1 segundo por decrecimiento uniforme:
Wb=V \cdot s=T \cdot m^2=\frac{m^2 \cdot kg}{s^2 \cdot A}
Henrio (H, unidad de inductancia)
Un henrio es la inductancia de un circuito en el que una corriente que varía a razón de un amperio por segundo da como resultado una fuerza electromotriz autoinducida de un voltio:
H=\frac{V \cdot s}{A}=\frac{ m^2 \cdot kg }{s^2 \cdot A^2}

 

Instrumentos de medida

Se denominan instrumentos de medidas de electricidad a todos los dispositivos que se utilizan para medir las magnitudes eléctricas y asegurar así el buen funcionamiento de las instalaciones y máquinas eléctricas. La mayoría son aparatos portátiles de mano y se utilizan para el montaje; hay otros instrumentos que son conversores de medida y otros métodos de ayuda a la medición, el análisis y la revisión. La obtención de datos cobra cada vez más importancia en el ámbito industrial, profesional y privado. Se demandan, sobre todo, instrumentos de medida prácticos, que operen de un modo rápido y preciso y que ofrezcan resultados durante la medición.

Existen muchos tipos de instrumentos diferentes siendo los más destacados los amperímetros, voltímetros, óhmetros, multímetros y osciloscopios.41

Galvanómetro

Artículo principal: Galvanómetro.
Los galvanómetros son aparatos que se emplean para indicar el paso de corriente eléctrica por un circuito y para la medida precisa de su intensidad. Suelen estar basados en los efectos magnéticos o térmicos causados por el paso de la corriente.
En un galvanómetro de imán móvil la aguja indicadora está asociada a un imán que se encuentra situado en el interior de una bobina por la que circula la corriente que tratamos de medir y que crea un campo magnético que, dependiendo del sentido de la misma, produce una atracción o repulsión del imán proporcional a la intensidad de dicha corriente.
En el caso de los galvanómetros térmicos, lo que se pone de manifiesto es el alargamiento producido al calentarse, por el Efecto Joule, al paso de la corriente, un hilo muy fino arrollado a un cilindro solidario con la aguja indicadora.

Amperímetros

 


Un amperímetro es un instrumento que sirve para medir la intensidad de corriente que está circulando por un circuito eléctrico.42 En su diseño original los amperímetros están constituidos, en esencia, por un galvanómetro cuya escala ha sido graduada en amperios. En la actualidad, los amperímetros utilizan un conversor analógico/digital para la medida de la caída de tensión sobre un resistor por el que circula la corriente a medir. La lectura del conversor es leída por un microprocesador que realiza los cálculos para presentar en un display numérico el valor de la corriente circulante.
Para efectuar la medida de la intensidad de la corriente circulante el amperímetro ha de colocarse en serie, para que sea atravesado por dicha corriente. Esto lleva a que el amperímetro debe poseer una resistencia interna lo más pequeña posible, a fin de que no produzca una caída de tensión apreciable. Para ello, en el caso de instrumentos basados en los efectos electromagnéticos de la corriente eléctrica, están dotados de bobinas de hilo grueso y con pocas espiras.

Voltímetros



Un voltímetro es un instrumento que sirve para medir la diferencia de potencial o voltaje entre dos puntos de un circuito eléctrico cerrado pero a la vez abierto en los polos. Los voltímetros se clasifican por su funcionamiento mecánico, siendo en todos los casos el mismo instrumento:
  • Voltímetros electromecánicos: en esencia, están constituidos por un galvanómetro cuya escala ha sido graduada en voltios. Existen modelos que separan las corrientes continua y alterna de la señal, pudiendo medirlas independientemente.
  • Voltímetros electrónicos: añaden un amplificador para proporcionar mayor impedancia de entrada y mayor sensibilidad.
  • Voltímetros vectoriales: se utilizan con señales de microondas. Además del módulo de la tensión dan una indicación de su fase.
  • Voltímetros digitales: dan una indicación numérica de la tensión, normalmente en una pantalla tipo LCD. Suelen tener prestaciones adicionales como memoria, detección de valor de pico, verdadero valor eficaz (RMS), selección automática de rango y otras funcionalidades.
Para efectuar la medida de la diferencia de potencial el voltímetro ha de colocarse en paralelo, esto es, en derivación sobre los puntos entre los que se trata de efectuar la medida. Para ello, en el caso de instrumentos basados en los efectos electromagnéticos de la corriente eléctrica, están dotados de bobinas de hilo muy fino y con muchas espiras, con lo que con poca intensidad de corriente a través del aparato se consigue la fuerza necesaria para el desplazamiento de la aguja indicadora.43

Óhmetro

 

Un óhmetro u ohmímetro es un instrumento para medir la resistencia eléctrica. El diseño de un óhmetro se compone de una pequeña batería para aplicar un voltaje a la resistencia bajo medida, para luego mediante un galvanómetro medir la corriente que circula a través de la resistencia. La escala del galvanómetro está calibrada directamente en ohmios, ya que en aplicación de la ley de Ohm, al ser el voltaje de la batería fijo, la intensidad circulante a través del galvanómetro sólo va a depender del valor de la resistencia bajo medida, esto es, a menor resistencia mayor intensidad de corriente y viceversa.
Existen también otros tipos de óhmetros más exactos y sofisticados, en los que la batería ha sido sustituida por un circuito que genera una corriente de intensidad constante I, la cual se hace circular a través de la resistencia R bajo prueba. Un óhmetro de precisión tiene cuatro terminales, denominados contactos Kelvin. Dos terminales llevan la corriente constante desde el medidor a la resistencia, mientras que los otros dos permiten la medida del voltaje directamente entre terminales de la misma, con lo que la caída de tensión en los conductores que aplican dicha corriente constante a la resistencia bajo prueba no afecta a la exactitud de la medida.44

Multímetro

 

Un multímetro, llamado también polímetro o tester, es un instrumento que ofrece la posibilidad de medir distintas magnitudes en el mismo aparato. Las más comunes son las de voltímetro, amperímetro y óhmetro. Es utilizado frecuentemente por el personal técnico en toda la gama de electrónica y electricidad. Existen distintos modelos que incorporan además de las tres funciones básicas antes citadas otras mediciones importantes, tales como medida de inductancias y capacitancias; comprobador de diodos y transistores; o escalas y zócalos para la medida de temperatura mediante termopares normalizados.
También hay multímetros con funciones avanzadas que permiten: generar y detectar la frecuencia intermedia de un aparato, así como un circuito amplificador con altavoz para ayudar en la sintonía de circuitos de estos aparatos; el seguimiento de la señal a través de todas las etapas del receptor bajo prueba; realizar la función de osciloscopio por encima del millón de muestras por segundo en velocidad de barrido, y muy alta resolución; sincronizarse con otros instrumentos de medida, incluso con otros multímetros, para hacer medidas de potencia puntual (potencia = voltaje * intensidad); utilizarse como aparato telefónico, para poder conectarse a una línea telefónica bajo prueba, mientras se efectúan medidas por la misma o por otra adyacente; realizar comprobaciones de circuitos de electrónica del automóvil y grabación de ráfagas de alto o bajo voltaje.
Este instrumento de medida por su precio y su exactitud sigue siendo el preferido del aficionado o profesional en electricidad y electrónica. Hay dos tipos de multímetros: analógicos y digitales.

Osciloscopio

 

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Se denomina osciloscopio a un instrumento de medición electrónico para la representación gráfica de señales eléctricas que pueden variar en el tiempo, que permite visualizar fenómenos transitorios así como formas de ondas en circuitos eléctricos y electrónicos y mediante su análisis se puede diagnosticar con facilidad cuáles son los problemas del funcionamiento de un determinado circuito. Es uno de los instrumentos de medida y verificación eléctrica más versátiles que existen y se utiliza en una gran cantidad de aplicaciones técnicas. Un osciloscopio puede medir un gran número de fenómenos, si va provisto del transductor adecuado.
El osciloscopio presenta los valores de las señales eléctricas en forma de coordenadas en una pantalla, en la que normalmente el eje X (horizontal) representa tiempos y el eje Y (vertical) representa tensiones. La imagen así obtenida se denomina oscilograma. Suelen incluir otra entrada, llamada "eje Z" que controla la luminosidad del haz, permitiendo resaltar o apagar algunos segmentos de la traza. El funcionamiento del osciloscopio está basado en la posibilidad de desviar un haz de electrones por medio de la creación de campos eléctricos y magnéticos. Las dimensiones de la pantalla del TRC están actualmente normalizadas en la mayoría de instrumentos, a 10 cm en el eje horizontal (X) por 8 cm en el eje vertical (Y).
El osciloscopio se fabrica bajo muchas formas distintas, no sólo en cuanto al aspecto puramente físico sino en cuanto a sus características internas y por tanto a sus prestaciones y posibilidades de aplicación de las mismas. Existen dos tipos de osciloscopios: analógicos y digitales. Los analógicos trabajan con variables continuas mientras que los digitales lo hacen con variables discretas. Ambos tipos tienen sus ventajas e inconvenientes. Los analógicos son preferibles cuando es prioritario visualizar variaciones rápidas de la señal de entrada en tiempo real. Los osciloscopios digitales se utilizan cuando se desea visualizar y estudiar eventos no repetitivos, como picos de tensión que se producen aleatoriamente.

Analizador de espectro

 



Un analizador de espectro es un equipo de medición electrónica que permite visualizar en una pantalla las componentes espectrales de las señales presentes en la entrada, pudiendo ser éstas cualquier tipo de ondas eléctricas, acústicas u ópticas.
En el eje de ordenadas suele presentarse en una escala logarítmica el nivel en dB del contenido espectral de la señal. En el eje de abscisas se representa la frecuencia, en una escala que es función de la separación temporal y el número de muestras capturadas. Se denomina frecuencia central del analizador a la que corresponde con la frecuencia en el punto medio de la pantalla. A menudo se mide con ellos el espectro de la potencia eléctrica.45
En la actualidad está siendo reemplazado por el analizador vectorial de señales.























 








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