UDP-10 Instalaciones con pulsador.

 UDP-10 Instalaciones con pulsador.

• Timbre desde dos puntos.
• Timbre y zumbador y otro timbre independiente.
• Circuito de llamada y respuesta.
• Lámpara regulada desde dos puntos con trimmer.
• Lámparas desde cuatro puntos mediante telerruptor.
• Instalación de escaleras a tres hilos.
• Instalación de escaleras a cuatro hilos y punto de luz superior.
• Instalación de escaleras con automático en cada planta.

UDP-09 Instalaciones con conmutador.

 UDP-09 Instalaciones con conmutador.

• Circuito conmutado.
• Conmutada desde dos puntos montaje corto.
• Conmutada desde dos puntos montaje puente.
• Conmutada desde dos puntos montaje largo y dos bases de enchufe.
• Conmutada desde tres puntos.
• Conmutada desde cuatro puntos y base de enchufe.
• Alumbrado de galería.
• Tubo fluorescente de 18 W.
• Dos tubos de 18 W con reactancia de 36 W.
• Dos tubos de 18 W con dos reactancias de 18 W.

UDP-08 Instalaciones con interruptor.

 UDP-08 Instalaciones con interruptor.

1. Punto de luz simple.
2. Lámparas en serie.
3. Lámparas en paralelo.
4. Lámparas mixto 1.
5. Lámparas mixto 2.
6. Interruptores en serie.
7. Interruptores en paralelo.
8. Dos puntos de luz simple con interruptores centralizados.
9. Dos puntos de luz simple con bases de enchufe.
10. Luz de galeria 1.
11. Tres puntos de luz simple y base de enchufe.
12. Conexión de tres bases de enchufe de alumbrado y tres de fuerza.

UDT-05 Pulsadores, diferenciales y dispositivos basados en electromagnetismo.

UDT-05 Pulsadores, diferenciales, dispositivos basados en electromagnetismo y otros.

El funcionamiento del pulsador es similar al del interruptor en cuanto a su modo de conexión. Se conecta en serie con la lámpara, timbre o receptor a controlar. La diferencia está en que mientras el interruptor permanece estable en cualquiera de los dos estados, abierto o cerrado, el pulsador solo permanece estable en estado abierto, cerrando solo mientras se acciona.

El uso principal en la vivienda del pulsador es el circuito del timbre de la entrada. Además fuera de la vivienda, pero dentro de las zonas comunes de los edificios se usa para el accionamiento temporizado de las luces de escalera. Otros posibles usos en viviendas pueden ser el control de un regulador de luminosidad, o el control de alumbrado por telerruptor.


Electroimanes.


Un electroimán es solo una bobina arrollada sobre un núcleo de hierro. Con el electroimán se consigue convertir el núcleo de hierro en un potente imán durante el tiempo que circule corriente por la bobina. Cuando por la bobina no circula corriente el núcleo conserva un débil magnetismo residual. Normalmente las bobinas de electroimán se excitan con tensión continua. Hay multitud de dispositivos eléctricos basados en el electroimán.

Timbres y zumbadores.

El timbre está compuesto por un electroimán, una campana, una armadura con martillo y un ruptor.

En reposo el ruptor esta cerrado llegando la tensión de entrada a la bobina del electroimán. La corriente activa el electroimán y este atrae la armadura y el martillo golpea la campana. Al atraer a la armadura se abre el ruptor cesa la corriente y la armadura se separa del electroimán y se vuelve al punto de reposo inicial. Este ciclo se repite una y otra vez mientras se mantenga la tensión.

El timbre es universal es decir funciona tanto con continua como con alterna.

El zumbador está formado por un electroimán y una lámina metálica plegada en U. Al someter al electroimán a una alterna, se crea un campo magnético variable que atrae y repele la lamina metálica hacia el eje del electroimán que al chocar provoca el sonido.

Contactores.

Un contactor no es más que un interruptor trifásico (de 4 polos) controlado por un electroimán. El electroimán del contactor se excita con alterna y recurre a espiras de cortocircuito o espiras de sombra para que la alterna no lo haga vibrar como a un zumbador.

Al usar contactores la corriente de control no circula por la carga. Hay un circuito de mando y otro de fuerza separados. Los circuitos más típicos con contactores para control de motores trifásicos son el de marcha y paro, el arranque en estrella-triángulo, o la inversión de giro.

Sobre el contactor se puede montar un módulo de contactos auxiliares para completar el circuito de mando, Los contactos auxiliares pueden ser cerrados o abiertos y también existen contactos temporizados.

En la actualidad ya existen contactores estáticos o sea que en lugar de contactos móviles, tienen semiconductores que hacen la conmutación sin mover nada ni hacer ruido.

Temporizador de escalera

El temporizador de escaleras se usa en todas las zonas comunes de las viviendas para ahorrar energía eléctrica.

Se activa con unos pulsadores situados en las plantas y se desactiva automáticamente al cabo de un tiempo ajustable. Suelen llevar un interruptor que anula la temporización y hace que las luces permanezcan encendidas y a veces otra posición para permanentemente apagadas.

Han existido muchos tipos de temporizador, neumáticos, térmicos, pero hoy los que se instalan son los llamados "electrónicos" que se montan sobre carril DIN.

También encontramos funcionando muchos de tipo "de péndulo". Los de péndulo, por razón de su constitución, son muy críticos en cuanto a la posición de funcionamiento.

El temporizador de escalera tiene un "tiempo de vida" que depende del número de conmutaciones y dependiendo del número de ciclos es normal que dure entre uno y tres años.

Los de péndulo tienen tres conexiones, para pulsadores, lámparas y fase. Los electrónicos tienen cuatro conexiones, pulsadores, lámparas, fase y además neutro.

Al margen de si el temporizador es de un tipo o de otro, hay dos esquemas de aplicación, el llamado a tres hilos y el llamado a cuatro hilos. En el esquema a tres hilos un hilo de la cadena de lámparas y otro de la cadena de pulsadores son el mismo hilo. En la conexión a cuatro hilos las cadenas son independientes. La conexión a tres hilos gasta menos cable y la de cuatro hilos tiene la ventaja de que lleva fase y neutro hacia arriba con lo que sirve para poner un punto de luz simple en el cuarto de ascensores. Algunos temporizadores electrónicos llevan un selector para optar por la conexión a tres o a cuatro hilos.

Hoy sería lo normal reponer todos los temporizadores de péndulo con electrónicos, pero debido a la conexión adicional a neutro muchas veces lo más fácil es sustituir por uno igual.

Por último se han creado temporizadores electrónicos para poner en cada planta. Son a dos hilos y se instalan simplemente en paralelo con el pulsador. También hay pulsadores que llevan integrado el temporizador.


Telerruptor.

Un telerruptor se parece a un contactor en cuanto que internamente posee un electroimán que controla a un interruptor. La diferencia está en que los contactos de salida del telerruptor cambian de estado cada vez que llega un impulso a la bobina. Hay telerruptores para montar sobre perfil DIN y otros más pequeños para caja de conexiones o de mecanismos.


Interruptor diferencial.



Es un interruptor de apertura automática que se instala en los CGMP junto a los interruptores magnetotérmicos. Protege a las personas de descargas eléctricas por defectos de aislamiento, tanto por contactos directos como por contactos indirectos.

Un contacto directo es el tocar un punto normalmente sometido a tensión  por ejemplo al tocar un conductor de fase en el interior de un electrodoméstico por manipular el interior sin desenchufarlo previamente.


Un contacto indirecto es el que se produce cuando entra en contacto fase y chasis (por ejemplo por una fuga de agua en una lavadora), de manera que al tocar el chasis se toca indirectamente la fase.


Partes de un interruptor diferencial.


Carcasa o caja aislante.
Conexiones o bornes de entrada y salida.
Transformador de núcleo toroidal.
Mecanismo de desconexión.
Pulsador y resistencia de prueba.
Palanca de rearme.


Funcionamiento.

En esencia, el interruptor diferencial consta de dos bobinas, colocadas en serie con los conductores de alimentación de corriente y que producen campos magnéticos opuestos y un núcleo o armadura que mediante un dispositivo mecánico adecuado puede accionar unos contactos.

La sensibilidad de un diferencial es la corriente mínima que provoca su apertura. El más usado es el de 30 mA. El tiempo de respuesta típico es de 50 ms.

Regulador para luces de incandescencia.

Un regulador para lámparas de incandescencia se basa en un semiconductor llamado triac (similar a un transistor de tres terminales). Un triac no es más que un interruptor controlado como un relé, pero al carecer de elementos móviles puede conmutar a mucha mayor velocidad, en nuestro caso 100 veces cada segundo. Cada semiciclo se divide en dos partes, una primera en que el triac permanece bloqueado, y una segunda en que conduce. El punto de disparo se puede desplazar a derecha e izquierda y asi se regula la potencia. En nuestro caso además el regulador posee un circuito integrado que permite el control con pulsadores en lugar del clásico potenciómetro.

CUESTIONARIO.

1. Elementos que forman un electroimán.
2. Partes del timbre.
3. Semejanzas y diferencias entre luces controladas por telerruptor y luces controladas por automático de escalera.
4. Sentido de las líneas de fuerza de un campo magnético por el exterior de un imán.
5. Comportamiento en corriente continua y corriente alterna de un zumbador y un timbre.
6. ¿Qué es la espira de sombra? Cita un dispositivo que la utilice.
7. ¿Como se llama el elemento principal del regulador?

UDT-04.2 El CGMP de electrificación elevada.

EL CUADRO DE MANIOBRA Y PROTECCIÓN. ELECTRIFICACIÓN ELEVADA.

Hay una serie de condicionantes que obligan a que la instalación de una vivienda sea de electrificación elevada y no de electrificación básica. Entre estos condicionantes encontramos:

- superficie útil de más de 160 m2.

- previsión de aire acondicionado.

- previsión de calefacción eléctrica.

- previsión de sistemas de automatización.

- previsión de secadora.

- más de 30 puntos de alumbrado.

- más de 20 tomas de corriente de uso general.

- más de 6 tomas de corriente de cuarto de baño y auxiliares de cocina.

El IGA en una electrificación elevada será de 40, 50 o 63 A.

En una electrificación elevada hay una serie de circuitos adicionales además de los mismos C1 a C5 que ya existían en la electrificación básica.

1.- C6. Circuito adicional de alumbrado similar a C1, si se superan los 30 puntos de luz.

2.- C7. Circuito adicional de fuerza similar a C2, si se superan las 20 tomas de corriente o los 160 m2.

3.- C8. Circuito independiente para calefacción eléctrica.

4.- C9. Circuito independiente para aire acondicionado.

5.- C10. Circuito independiente para la secadora.

6.- C11. Circuito independiente para sistema de automatización, gestión de energía y seguridad.

7.- C12. Circuitos adicionales similares a C3, C4 o C5.

Los primeros cinco circuitos C1 a C5 son obligatorios. Los siete restantes C6 a C12 son opcionales, con que se incluya un solo circuito adicional en el proyecto, ya la electrificación es elevada.

Hay que prever un diferencial por cada cinco circuitos (salvo el caso del desdoble del circuito de lavadora, lavavajillas y termo eléctrico. Hay que instalar un segundo diferencial si el número de circuitos es de 6 a 10 e incluso un tercer diferencial si se alcanzan los 11 o 12 circuitos.

EL IGA puede ser de 40, 50 o 63 A.

UDT-04.1 El CGMP de electrificación básica.

CUADRO DE MANIOBRA Y PROTECCIÓN.
ELECTRIFICACIÓN BÁSICA.

En un cuadro de mando y protección para electrificación básica actual (2010) podemos distinguir:

1.- Un interruptor de control de potencia o limitador de potencia, en una parte de la caja separada para poder ser precintado por la empresa suministradora de electricidad con el limite de corriente solicitado por el usuario. Los valores de limitación son 10A, 15A, 20A, 30A que traducido a potencia son 2300W, 3450W, 4600W, 6900W.

El ICP se instala por interes de la empresa suministradora por que la parte fija de la factura de electricidad se paga en función de la potencia contratada. Si el ICP salta hay que apagar algún electrodomestico que pueda esperar y conectarlo cuando otro haya acabado (la opción más ecologica-economica), pero si nos salta mucho, nos obliga a contratar una potencia más elevada y pagar más.

En una factura domestica se pagan 5,6529 centimos de euro por Kw/h y dia lo que en un mes de 30 dias hacen 1,69 € por Kw/h, con un contrato de 4,4 Kw/h serán 7,46 € y con el IVA aproximadamente 8,80 € al mes.

2.- Un interruptor automático magnetotérmico general o IGA. Puede ser de 25 o de 32 A, pero siempre de menor calibre que el diferencial para protegerlo.

3.- Un interruptor diferencial de 40 A y sensibilidad de 30 mA .

4.- Cinco interruptores magnetotérmicos bipolares.

Los cinco magnetotérmicos ordenados de menor a mayor intensidad corresponden a:

1.- Un circuito de alumbrado con magnetotérmico de 10 A, cables de 1,5 mm2  y corrugado de 16 mm (C1).

2.- Un circuito para las bases de enchufe con magnetotérmico de 16 A,  cables de 2,5 mm2 y corrugado de 20 mm(C2).

3.- Un circuito para tomas de cuarto de baño y auxiliares de cocina con magnetotérmico de 16 A, cables de 2,5 mm2 y corrugado de 20 mm(C5).

4.- Un circuito para lavavajillas, lavadora y termo eléctrico con magnetotérmico de 20 A, cables de 4 mm2 y corrugado de 20 mm (C4).

Este circuito se puede separar en tres independientes manteniendo un solo diferencial (solo en este caso).  En su caso los circuitos se llamarán C4.1, C4.2 y C4.3 y serán de 16 A, cables de 2,5 mm2 y corrugado de 20 mm.

5.- Un circuito para cocina y horno con magnetotérmico de 25 A, cables de 6 mm2 y corrugado de 25 mm (C3).

 ESPACIO FISICO.

Cada elemento unipolar tiene un ancho de 17,5 mm y como hoy dia, todos los elementos se instalan bipolares cada elemento precisa 35 mm. Como tenemos siete elementos, serán necesario como mínimo 245 mm. Habria que dejar un poco más por si se amplia la instalación que esto no obligue a cambiar la caja del cuadro.

INSTALACIONES ANTIGUAS.

En instalaciones un poco más antiguas, anteriores a las últimas modificaciones del reglamento, podemos encontrar diferencias, como:

1.- Cuatro circuitos en lugar de cinco, no existe C5.

2.- Magnetotérmicos de salida de un solo polo en lugar de los de dos polos actuales.

3.- Se usaba hilo en lugar de cable.

El reglamento antiguo permitía tres niveles de electrificación, uno mínimo hasta 3 kW, otro medio hasta 5 kW y otro elevado de hasta 8 kW.

CUESTIONARIO.

1. Número de circuitos de salida en una electrificación básica.
2. Secciones que se usan en una electrificación básica.
3. Explica los usos de C1, C2, C3, C4 y C5.
4. ¿Que diferencias con respecto a una instalación actual podemos encontrar en una instalación de vivienda anticuada?
5. ¿Qué secciones y que magnetotérmicos emplearemos para lavadora, lavavajillas y termo eléctrico si se crea un circuito independiente para cada aparato?

UDT-03 Conmutadores, magnetotérmicos y fluorescentes.

Unidad 3. Conmutadores, magnetotérmicos y fluorescentes.

El conmutador.

Lo primero que llamará la atención del conmutador respecto al interruptor es que en lugar de dos conexiones tiene tres. Un conmutador se comporta como dos interruptores con un terminal en común y estados opuestos, es decir cuando uno de los interruptores está abierto el otro está cerrado.

Al terminal común se le llama puente o común y a los otros dos se les llama salidas.

La aplicación más inmediata del conmutador es el punto de luz conmutado, en el que se puede apagar y encender desde dos mecanismos distintos, por ejemplo desde los extremos de un pasillo, o en lugares alejados de una estancia grande.

Hay tres esquemas que cumplen este cometido, a saber:

- montaje corto, el más usado.

- montaje puente, que en principio gasta más cable que el montaje corto por llevar tres cables desde un conmutador hacia el otro y solo dos el corto.

- montaje largo, este último no se realiza en instalaciones nuevas, por no ser idóneo el llevar fase y neutro a las dos salidas de cada conmutador, pero si lo encontraremos en multitud de instalaciones antiguas. Se supone que el montaje corto gasta más cable que el largo.

El conmutador puede sustituir al interruptor usando solo el puente y una salida.

El conmutador de cruzamiento.

El conmutador de cruzamiento o conmutador de cruce tiene cuatro conexiones, en lugar de las dos del interruptor o las tres del conmutador simple.

Podemos nombrar dos de las conexiones como entradas y otras dos como salidas.

La aplicación es para puntos de luz con control de tres, cuatro, o mas sitios. Serán siempre necesarios dos conmutadores simples y el resto de cruzamiento.

El conmutador de cruzamiento puede sustituir al conmutador simple y también por lo tanto al interruptor.

El interruptor magnetotérmico.

Es un elemento de protección de las instalaciones eléctricas, que en principio es un simple interruptor, pero que además se abre en caso de sobrecarga o cortocircuito.

Una sobrecarga es un exceso de corriente (y a la vez de potencia). Cada sección de conductor, está planteada para una determinada intensidad máxima. Si sobrepasamos la intensidad máxima, la parte térmica del interruptor abre el circuito. El tiempo que tarda en abrirse será menor cuanto mayor sea el exceso de corriente.

Internamente la parte térmica del interruptor está constituida por un bimetal, lamina formada por dos metales distintos. Al someterse a una sobrecarga se curvan por la diferencia de coeficientes de dilatación de los dos metales, accionando la apertura del contacto.

Un cortocircuito es un cruce franco entre fase y neutro, o entre fase y fase. Mientras que en la sobrecarga hay una carga cuya resistencia limita la corriente, en el cortocircuito la única resistencia que limita la corriente es la de los cables del suministro, que es muy baja.

Un cortocircuito provoca un pico de intensidad mucho más alto que el de una sobrecarga. En este caso hay una bobina, que atrae a un núcleo y que provoca la apertura del contacto.

El interruptor magnetotérmico es bastante complejo e incorpora:

- una caja de plástico aislante.
- unos contactos o bornes externos con tornillos para fijar los cables.
- El bimetal.
- la bobina.
- la cámara apagachispas.
- la maneta de accionamiento.
- los contactos uno fijo y otro móvil.

Los magnetotérmicos pueden ser unipolares, bipolares, tripolares y tetrapolares.

Por la intensidad a la que se abren por sobrecarga, los hay de 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50 y 63 A.

El tubo fluorescente.

Partes del tubo fluorescente:

- el tubo de vidrio cilíndrico.
- los polvos fluorescentes que recubren la cara interna del tubo.
- los terminales de conexión.
- los filamentos tungsteno recubierto de bario o cesio.
- el gas de relleno (argón o neón con algo de mercurio).

El cebador y la reactancia o balasto.

El tubo fluorescente precisa de dos dispositivos externos para poder funcionar:

- La reactancia o balasto, que no es más que una bobina sobre un núcleo de hierro dulce. Se conecta en serie con el tubo.
- el cebador que internamente incorpora un bimetal. Se conecta en "paralelo" al tubo.

Las funciones de la reactancia son dos:

- durante el arranque proporciona un pico de tensión mayor incluso que la tensión de la red, para encender el tubo.
- una vez encendido el tubo, limita la corriente a la intensidad nominal prevista.

Hay reactancias de 18 W, 36 W y 58 W para tubos de 26 mm de diámetro (nuevos) y de 20 W, 40 W y 60 W para tubos de 38 mm (antiguos).

El cebador se usa para el arranque del tubo fluorescente. El tubo, con la reactancia y sin conectar el cebador no arranca espontáneamente.

El cebador internamente son dos laminas metálicas, una de ellas bimetal, en el interior de una ampolla rellena de gas neón a baja presión
Además de tubo, reactancia y cebador, son necesarios elementos de conexión específicos, como son el portacebador y los portatubos.

¿Como funciona un fluorescente?

Antes de cerrar el interruptor la intensidad es cero.

Cuando se cierra como la corriente parte de cero toda la tensión de la red cae en los extremos del cebador.

Esta tensión provoca un arco entre las láminas, que calienta y deforma la lamina bimetal curvándose hasta tocar la lámina fija, momento en que se cierra circuito a través de filamento, cebador, filamento y reactancia.

Los filamentos se calientan y el cesio o bario que los recubre emite electrones.

Como circula corriente la tensión en el cebador desciende y este se abre.

En el instante que se abre el cebador el corte de corriente provoca en la reactancia un pico de tensión que provoca la conducción por el gas argón del tubo.

La radiación que emite el gas es en principio invisible. Luego pasa por el polvo que recubre las paredes del tubo y este lo convierte en luz visible.

La tensión de red queda repartida entre tubo y reactancia. Por curiosidad mide la tensión en la reactancia, la tensión en el tubo y súmulas. Verás que suman más de los 230 V que hay de red. Esto se debe a que las tensiones en tubo y reactancia no están en fase, porque la reactancia no deja de ser una bobina. Las tensiones se deben sumar vectorialmente y no como simples números.

Factor de potencia.

Pese la mejor eficiencia lumínica de los fluorescentes, estos presentan un inconveniente, la reactancia, (bobina) retrasa la intensidad respecto a la tensión. A la compañía eléctrica le interesa suministrar intensidad y tensión en fase y a las instalaciones con gran cantidad de tubos fluorescentes les instala un contador de reactiva, para penalizar el desfase.

Para corregir esto al conjunto tubo + reactancia se le conecta en paralelo un condensador cuyo valor esta indicado en la reactancia. Es importante que el interruptor desconecte tanto el tubo, como el condensador.

Lámparas fluorescentes compactas.

Una lampara fluorescente compacta de casquillo tiene una ventaja sobre los tubos fluorescentes que es la facilidad para cambiarlas, en el tubo hay varios elementos sujetos a desgaste y a veces es complicado atinar a cambiar el que está deteriorado. En la lámpara compacta no hay problema porque es un "todo en uno". Las lámparas compactas se han introducido con rapidez porque tienen mejor eficiencia luminosa que las lámparas de filamento, mayor duración (*) y unos precios cada vez más asequibles. Las primeras lámparas compactas usaban una reactancia convencional integrada, pero en la actualidad todas llevan un circuito electrónico que las hace trabajar en frecuencias altas, eliminando el parpadeo que tienen los tubos clásicos.

(*) Duración de las fluorescentes.

Sobre la duración de los fluorescentes sean tubos o compactas hay que especificar que aunque duren hasta 8000 horas (las de filamento solo 1000), la duración se ve afectada por el número de arranques, mientras que a las de filamento esto no les afecta. En general usaremos fluorescentes en iluminación de escaparates, comercios, fábricas, y sitios donde se se ilumine de forma continua durante bastantes horas al día. En cambio en lugares que se enciende de forma puntual y se apaga en seguida (por ejemplo en las luces de escalera) no compensa usar fluorescentes y se emplean lamparas de filamento. En la wikipedia habla que el tiempo de vida del fluorescente depende más de el número de encendidos, que de las horas de funcionamiento.

Parpadeo.

La iluminación fluorescente tradicional genera parpadeo, o sea que se ilumina a impulsos de 50 Hz que son perceptibles y causan fatiga visual. Para evitarla existen los llamados balastos electrónicos.

CUESTIONARIO.

1. Dibuja los símbolos funcionales del conmutador simple y del de cruzamiento, indicando en el simple el nombre de sus conexiones.

2. Siete elementos del interruptor magnetotérmico.

3. Diferencia entre sobrecarga y cortocircuito.

4. Intensidades de los magnetotérmicos.

5. Nombra cinco elementos en una instalación fluorescente clásica.

6. Dibuja el esquema funcional de conmutada corta.

7. Dibuja el esquema funcional de conmutada larga.

8. Dibuja el esquema funcional de conmutada puente.

9. Dibuja el esquema funcional de conmutada desde tres puntos.

10. Horas de duración de un fluorescente. Otro factor que influye en la duración.

11. Efectos del parpadeo de la luz fluorescente.

12. ¿Para que se instala un condensador en paralelo con el conjunto tubo + reactancia?

13. Ventajas de las fluorescentes compactas sobre los tubos tradicionales.