Capítulo 2

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Capítulo 2

  1. 1. EL CIRCUITO ELÉCTRICOContenidos: Objetivos:2.1. Elementos de un circuito eléctrico Dar a conocer los elementos que forman parte de los circuitos eléctricos.2.2. Circuitos en serie, paralelo y mixtos Aprender los tipos de conexiones entre2.3. El concepto de potencia y energía los componentes de un circuito.Conclusiones Definir los conceptos de potencia y energíaCasos prácticos eléctrica.Un circuito eléctrico es un conjunto de elementos conectados entre sí por medio de conductores a través de loscuales circula una corriente eléctrica.Todas las instalaciones eléctricas están compuestas por uno o varios circuitos cuyo objetivo final es suministrarenergía que aprovecharán los usuarios.En este capítulo conoceremos los dispositivos más importantes que componen los circuitos eléctricos así comolas posibles formas en las que pueden ser conectados.
  2. 2. *^^ EL CIRCUITO ELÉCTRICO I 2.1. Elementos de un circuito eléctrico Un SAI o UPS, es un sistema Los componentes que podemos encontrar conectados en un circuito eléctrico de alimentación diseñado para son los siguientes: suministrar energía a un circuito eléctrico en caso de que el gene rador principal deje de funcionar. Figura 2.1. Circuito eléctrico. Generador El generador, también conocido como fuente de tensión o fuente de alimentación, se encarga de suministrar el voltaje necesario al circuito para que se muevan los electrones que forman la corriente eléctrica.Figura 2.4. Símbolo del generador de corriente alterna. Figura 2.2. El enchufe es una fuente de corriente alterna. TFigura 2.5. Símbolo del generador de corriente continua. Figura 2.3. Las pilas y las baterías son generadores de corriente continua. INSTALACIONES ELÉCTRICAS DE BAJA TENSIÓN
  3. 3. I. II EL CIRCUITO ELÉCTRICO —^SO ConductorEl conductor se encarga de transportar la corriente eléctrica. A través de los conductores todos los elementos del circuito quedan conectados entre sí.Figura 2.6. Conductores de cobre. Figura 2.7. Conductores de aluminio. En un circuito de corriente continua el conductor por el que entra la corrientees el positivo y el conductor por el que sale la corriente es el negativo.Figura 2.8. Representación de conductores en corriente continua. En un circuito de corriente alterna el conductor por el que entra la corrientees la fase y el conductor por el que sale la corriente es el neutro. ^ubiuo :¡< ü^.. j Fase La resistencia en un circuito eléctrico es la dificultad que tie Neutro nen los electrones para desplaFigura 2.9. Representación de conductores en corriente alterna. zarse. Un conductor será mejor cuant o menor sea su resistencia.Figura 2.10. En muchas ocasiones los conductores de un circuito eléctrico se encuentran instalados en el interior de tubos (cortesía de Schneider). i ¿Qué crees que ocurre si se conecta un conductor directamente a la entrada y a la salida de un generador, sin pasar por ningún otro elemento? INSTALACIONES ELÉCTRICAS DE BAJA TENSIÓN
  4. 4. ICO Receptor eceptor es el componente encargado de recibir la corriente y convertir la rgía eléctrica en otro tipo de energía. A continuación se muestran algunos plos de receptores típicos de las instalaciones eléctricas.Figura 2.16. Esquema de funcionamiento de un SAI. Figura 2.11. Un motor eléctrico es un Figura 2.12. Un altavoz es un receptor receptor que convierte la que convierte la energía energía eléctrica en energía eléctrica en energía cinética: movimiento. acústica: sonido. 1k Figura 2.13. Un tostador es un receptor que Figura 2.14. Una bombilla es un convierte la energía eléctrica en receptor que convierte energía térmica: calor. la energía eléctrica en energía luminosa: luz. O Elemento de maniobra Un elemento de maniobra permite conectar y desconectar un circuito eléctrico. Al desconectar un circuito se interrumpe la circulación de la corriente eléctrica y los receptores dejan de funcionar. Figura 2.15. Los interruptores son elementos de maniobra (cortesía de Gewiss). No es necesario el uso de un elemento de maniobra para el correcto funciona miento de un circuito eléctrico, pero su uso permite el control del mismo. INSTALACIONES ELÉCTRICAS DE BAJA TENSIÓN
  5. 5. EL CIRCUITO ELÉCTRICOO Elemento de protecciónLos elementos de protección se instalan en un circuito eléctrico con el objetivo La mayoría de los circuitos elécde interrumpir la circulación de la corriente eléctrica de manera automática en tricos están protegidos en su inicaso de que se produzca alguna situación de peligro, como un cortocircuito, una cio por interruptores automátisobrecarga, una der vación, etc. i cos e interruptores diferenciales.Figura 2.17. Los fusibles son los elementos de protección más simples y económicos.r gura 2.18. Interruptor automático Figura 2.19. Interruptor diferencial para la protección de las para la protección de instalaciones. En caso de personas y animales cortocircuito o sobrecarga, (cortesía de Gewiss). desconecta el circuito (cortesía de Siemens). No es necesar o el uso de elementos de protección para el correcto funciona- i • ento de un circuito eléctrico, pero su uso aumenta la seguridad de la instalación. ¿Qué situaciones se te ocurren en las que ser a indispensable el uso de elemen í tos de protección en un circuito eléctrico? INSTALACIONES ELÉCTRICAS DE BAJA TENSIÓN
  6. 6. IRCUITO ELÉCTRICO i 2.2. Circuitos en serie, paralelo y mixtos Los diferentes elementos que forman par e de un circuito eléctr co se pueden t iLo que se conoce como insta conectar de dos maneras distintas: en serie y en paralelo.lación eléctrica es en realidadun conjunto de varios circuitos Las propiedades y características del circuito dependerán del tipo de conexióneléctricos que alimentan a distintos receptores. O Conexiones en serie En una conexión en serie todos los componentes se encuentran colocados uno a continuación del otro, de forma secuencial. Tabla 2.1. Características de un circuito en serie Tensión (V) Intensidad (A) La intensidadEl voltaje que sale Figura 2.20. Conexión en serie. El terminal de salida de un componente se conecta alde la fuente de de la fuente de terminal de entrada del siguiente.alimentación alimentaciónse reparte es la mismaentre todos los para todos los En las conexiones en serie, si alguno de los elementos deja de funcionar secomponentes. componentes. interrumpe el circuito y el resto de componentes quedan desconectados. Si en un circuito eléctrico con dos lámparas conectadas en serie, se funde una de ellas, ¿qué crees que le ocurrirá a la otra lámpara? Solución En las conexiones en ser e, si alguno de los receptores deja de funcionar interrumpe i el circuito, por lo que el resto de los receptores también dejan de funcionar. Es este caso la otra lámpara también dejaría de lucir, tal y como se muestra en la siguiente f gura: i INSTALACIONES ELÉCTRICAS DE BAJA TENSIÓN
  7. 7. EL CIRCUITO ELÉCTRICOO Conexiones en paraleloEn una conexión en paralelo los terminales de entrada y de salida de todos loscomponentes se encuentran conectados entre sí respectivamente. Tabla 2.2. Características de un circuito en paralelo Tensión (V) Intensidad (A) La intensidad El voltaje que sale de la fuente de de la fuente de alimentación alimentación es el mismo se reparte para todos los entre todos los componentes. componentes.Figura 2.21. Conexión en paralelo. En las conexiones en paralelo, si alguno de los elementos deja de funcionar elcircuito no se ve afectado y el resto de componentes funcionan con normalidad. AsíJ7Jd-jd ÍÍ33U^ÍÍÍJ 2,2, Si en un circuito eléctrico con dos lámparas conectadas en paralelo, se funde una de ellas, ¿qué crees que le ocurrirá a la otra lámpara? En las conexiones en paralelo, si alguno de los receptores deja de funcionar no afecta al resto del circuito porque los electrones pueden desplazarse por otro camino. En este caso la otra lámpara continuaría funcionando con normalidad, tal y como se muestra en la siguiente figura: á=J^ Circuitos mixtos Figura 2.22. Conexión mixta,Un circuito mixto combina conexiones en serie y conexiones en paralelo. Las ca también conocida comoractersticas del circuito se corresponderán con el tipo de conexión de cada zona. í conexión serie-paralelo. INSTALACIONES ELÉCTRICAS DE BAJA TENSIÓN
  8. 8. EL CIRCUITO ELÉCTRICO V 2.3. El concepto de potencia y energía Las caracter sticas de los circuitos eléctricos vienen definidas por una serie c~ í parámetros como son la tensión, la intensidad, la frecuencia, la resistencia, etc pero además existen otros dos conceptos muy importantes asociados a los re 1 kW equivale a 1000 W. ceptores eléctricos: la potencia y la energía. Por tanto, 1 kWh equivale a 1000 Wh. Potencia eléctrica La potencia eléctrica es la cantidad de trabajo que puede ofrecer un receptor : una instalación eléctrica. Por ejemplo, una lámpara de mayor potencia puede: - minar más, o un homo de mayor potencia puede calentar la comida más rápic: El símbolo de la potencia es P y se mide en vatios (W) O Energía eléctrica La energía eléctrica es una forma de expresar la potencia que consume una eléctrica durante el tiempo que se encuentre en funcionamiento. El símbolo de la energía es E y se mide en kilovatios hora (kWh) La potencia y la energía dependen del voltaje y de la intensidad del c¡rci_~: A mayor tensión o mayor intensidad, más energía consumirá una instalación. A continuación vamos a realizar un pequeño cálculo para comprender mejor la importancia de la potencia y la energía eléctr ca. i Si la iluminación de tu aula de trabajo tiene una potencia total de 500 W y se encuentra conectada 8 horas al día. ¿Qué cantidad de energía eléctrica consu me diar amente? iFigura 2.23. Contador midiendo la Si cada kilowatio de energía cuesta 12 céntimos de euro, ¿cuánto dinero cuest; energía que se consume mantener la iluminación del aula encendida cada día? ¿Y al cabo de un año? en una instalación eléctrica. ü Las instalaciones eléctricas son un conjunto de circuitos formados por ge neradores, conductores, receptores, elementos de maniobra y elemente: de protección. Los componentes que forman las instalaciones pueden conectarse en ser.r y en paralelo. Los principales parámetros que definen a las instalaciones eléctricas son .¿ tensión, la intensidad, la potencia y la energía. INSTALACIONES ELÉCTRICAS DE BAJA TENSIÓN
  9. 9. m V* v m. EL CIRCUITO ELÉCTRICO OBJETIVO Reconocer los elementos que forman parte de un circuito eléctrico. MATERIAL Material de escritura. •- Identifica qué tipo de componente de un cir Posibles opciones: generador receptor, , |; cuito eléctrico se corresponde con las imá conductor, elemento de protección y ele- ¡ genes mostradas a continuación: mentó de maniobra. t a¿Elemento de protección o : o i INSTALACIONES ELÉCTRICAS DE BAJA TENSIÓN
  10. 10. Tornillos. • EL CIRCUITO ELÉCTRICO OBJETIVO Realizar el montaje y comprobar el funcionamiento de un grupo de receptores conectados en serie y en paralelo. MATERIAL HERRAMIENTAS —• Cables flexibles de cobre de 1 x 1,5 mit . f Tijeras de electricista o pelacables. Interruptor. > Destornillador. 2 lámparas incandescentes y 2 Tala hf 4 MATERIAL Y HERRAMIENTAS COMPLEMENTARIAS También te pueden resultar útiles: • Varios tacos para asegurar la fijación de los tomillos.INSTALACIONES ELÉCTRICAS DE BAJA TENSIÓNn
  11. 11. EL CIRCUITO ELÉCTRICOu Instala y sujeta mediante tornillos los porta Desconecta la alimentación y realiza un lámparas en el tablón de las prácticas. nuevo montaje de las lámparas, esta vez en serie. Instala, si es necesario, el carril DIN y el inte rruptor automático. Asegúrate de que el circuito esté protegido en su origen por un interruptor automático Realiza las conexiones entre los componen y un interruptor diferencial y activa el inte tes. Primero conecta las lámparas en para rruptor. lelo controlando todo el grupo a través del interruptor. Observa cómo funciona el grupo de lámpa ras y responde a las siguientes preguntas. Asegúrate de que el circuito esté protegido en su origen por un interruptor automático • ¿Qué diferencias encuentras en el funcio y un interruptor diferencial y activa el inte namiento de las lámparas en cada uno de rruptor. los montajes? Observa cómo funciona el grupo de lám • ¿Crees que tiene algo que ver con que en paras. los circuitos en serie la tensión se reparta entre todos los componentes?Figura 2.24. Circuito en paralelo.Figura 2.25. Circuito en serie. INSTALACIONES ELÉCTRICAS DE BAJA TENSIÓN
  12. 12. EL CIRCUITO ELÉCTRICO1. El elemento capaz de suministrar el voltaje nece 6. El elemento de un circuito eléctrico capaz de con sario para que funcione todo el circuito eléctrico vertir la energía eléctrica en cualquier otro tipo se denomina: de energía, como por ejemplo calor, se denomina: a) Convertidor. a) Elemento de maniobra. b) Generador. b) Convertidor. c) Receptor. c) Receptor. 7. Un interruptor es:2. En corriente alterna, el conductor por el que en tra la corriente eléctrica es la fase, pero ¿cómo se a) Un receptor. llama el conductor por el que sale? b) Un elemento de maniobra. a) Neutral. c) Un elemento de protección. b) Negativo. 8. El tipo de conexión en la que todos los receptores c) Neutro. reciben la misa corriente se denomina: a) Conexión en serie.3. Un circuito eléctrico en el que existen conexiones en serie y conexiones en paralelo se denomina: b) Conexión en paralelo. a) Circuito mixto. c) Conexión en cruz. b)Circuito serie-paralelo. 9. Una taladradora de 1000 W conectada durante 2 c) Ambas respuestas son correctas. horas consume una energía igual a: a) 1000 Wh.4. En una conexión en paralelo: b)2000 kWh. a) Todos los elementos del sistema tienen la mis c) 2 kWh. ma intensidad. b) La tensión que ofrece la fuente de alimenta 10. Si en una zona de un circuito eléctrico, en la que ción se reparte entre todos los componentes. todos los receptores están conectados en serie, se c) Ambas respuestas son falsas. rompe el conductor: a) Los receptores que se encuentren más cerca de la zona de rotura se apagarán, mientras que el5. La unidad de la potencia es: resto continuarán funcionando con normalidad. a) El amperio. b) Todos los receptores del circuito se apagarán. b) El vatio. c) No ocurrirá nada, dado que el elemento de pro c) El voltio. tección protege al circuito en casos como este. INSTALACIONES ELÉCTRICAS DE BAJA TENSIÓN

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