1. QUE ES LA CORRIENTE ALTERNA (IMÁGENES Y EJEMPLOS).
Se denomina corriente alterna a la corriente
eléctrica en la que la magnitud y
el sentido varían cíclicamente. La forma de oscilación de la corriente alterna
más comúnmente utilizada es la de una oscilación sinusoidal, puesto que se consigue una
transmisión más eficiente de la energía. Sin embargo, en ciertas aplicaciones
se utilizan otras formas de oscilación periódicas,
tales como la triangular o la cuadrada.
Utilizada
genéricamente, la CA se refiere a la forma en la cual la electricidad llega a
los hogares y a las empresas. Sin embargo, las señales de audio y de radio transmitidas por los cables eléctricos, son también
ejemplos de corriente alterna. En estos usos, el fin más importante suele ser
la transmisión y recuperación de la información codificada sobre la señal de la
CA.
En el año 1882 el físico, matemático,
inventor e ingeniero Nikola Tesla,
diseñó y construyó el primer motor de inducción de CA. Posteriormente el físico William Stanley, reutilizó, en 1885,
el principio de inducción para transferir la CA entre dos circuitos
eléctricamente aislados. La idea central fue la de enrollar un par de bobinas en una base de hierro común,
denominada bobina de inducción. De este modo se obtuvo lo que sería el
precursor del actual transformador.
El sistema usado hoy en día fue ideado fundamentalmente por Nikola Tesla; la
distribución de la corriente alterna fue comercializada por George Westinghouse. Otros que
contribuyeron en el desarrollo y mejora de este sistema fueron Lucien Gaulard, John Gibbs y Oliver Shallenger entre los años 1881 y 1889. La
corriente alterna superó las limitaciones que aparecían al emplear la corriente
contínua (CC), que es un sistema ineficiente para la distribución de energía a
gran escala debido a problemas en la transmisión de potencia, comercializado en
su día con gran agresividad por Thomas
Edison.
La primera
transmisión interurbana de la corriente alterna ocurrió en 1891, cerca de Telluride, Colorado, a la que siguió algunos
meses más tarde otra en Alemania.
A pesar de las notorias ventajas de la CA frente a la CC, Thomas Edison siguió
abogando fuertemente por el uso de la corriente contínua, de la que poseía
numerosas patentes. De hecho, atacó duramente a Nikola Tesla y a George
Westinghouse, promotores de la corriente alterna, a pesar de lo que ésta acabó
por imponerse. Así, utilizando corriente alterna, Charles Proteus Steinmetz, de General Electric, pudo solucionar
muchos de los problemas asociados a la producción y transmisión eléctrica, lo
que provocó al final la derrota de Edison en la batalla de las corrientes, siendo su vencedor Nikola Tesla y su
financiador George Westinghouse.
2. CLASES DE CORRIENTE
ALTERNA (IMÁGENES Y EJEMPLOS)
La corriente alterna se caracteriza por que cambia de sentido periódicamente a lo largo del tiempo, de forma que toda la carga que circula en un sentido, lo recorre en sentido contrario en el semiperiodo siguiente.
Ahora bien la forma que toma la variación (la forma de onda), puede variar. Esta forma en su recorrido es en su forma más simple, senoidal, pero puede ser triangular, rectangular, trapezoidal, almenada, etc, la más variadas formas que puedas imaginar.
No obstante, todas las formas de onda equivalen a una suma de ondas senoidales, de frecuencias múltiplos de la original.
También puede haber asociaciones de corrientes alternas de igual frecuencia, que están relacionadas entres si por diferencias de tiempo (fase)
Ahora bien la forma que toma la variación (la forma de onda), puede variar. Esta forma en su recorrido es en su forma más simple, senoidal, pero puede ser triangular, rectangular, trapezoidal, almenada, etc, la más variadas formas que puedas imaginar.
No obstante, todas las formas de onda equivalen a una suma de ondas senoidales, de frecuencias múltiplos de la original.
También puede haber asociaciones de corrientes alternas de igual frecuencia, que están relacionadas entres si por diferencias de tiempo (fase)
a)
Régimen estático.-
Esta referido a cargas eléctricas en
reposo cuyo estudio corresponde a laelectrostática.
b)
Régimen permanente o estacionario.
-Flujo de cargas constantes a lo largo
del tiempo o campo electrocinético enel cual la corriente eléctrica que recorre
el conductor que consideramos es constanteen magnitud y dirección.
c)
Régimen periódico.
-Flujo de cargas variables
periódicamente en el cual la corriente eléctrica querecorre el conductor que
consideramos toda una serie de valores que se repiten periódicamente.
d)
Régimen transitorio.
-Flujo de cargas variables sin seguir
una ley periódica en el que la corrientetiende a extinguirse por cesar la causa
que lo produce
3. QUE ES LA CORRIENTE
CONTINUA (IMÁGENES Y EJEMPLOS)
La corriente continua o corriente
directa se refiere al flujo
continuo de carga electrica a través de un conductor entre dos puntos de distinto potencial, que no cambia de sentido
con el tiempo. A diferencia de la corriente
alterna (CA en español, AC en inglés), en la corriente continua las cargas eléctricas circulan siempre en la misma
dirección. Aunque comúnmente se identifica la corriente continua con una
corriente constante, es continua toda corriente que mantenga siempre la misma polaridad, así disminuya su intensidad
conforme se va consumiendo la carga (por ejemplo cuando se descarga una batería
eléctrica).
También
se dice corriente continua cuando los electrones se mueven siempre en el mismo
sentido, el flujo se denomina corriente continua y va (por convenio) del polo
positivo al negativo.
4. DIFERENCIA ENTRE LA CORRIENTE CONTINUA Y ALTERNA (IMÁGENES Y EJEMPLOS)
La corriente continua, como su nombre lo indica es constante. Un ejemplo típico es la pila o batería. Tiene un polo positivo y uno negativo, y la corriente va del negativo al positivo siempre. La corriente alterna en cambio, también su nombre lo dice, va alternando, a razón de 50 veces por segundo, entre positivo uno y negativo el otro, luego a la inversa, y así. La cantidad de veces que cambia por segundo se llama ciclaje, así se habla de 50 ciclos, 60 ciclos, etc. Pero el cambio no es instantáneo, entre un camibo y el otro hay un pequeño momento en el que no hay corriente, o sea, el voltaje es cero. Luego crece de cero hasta 220, o lo que sea el voltaje de la línea, luego decrece de 200 a 0 para luego volver a crecer pero con la polaridad cambiada o alternada, etc.(como el cuento de nunca acabar). Ambas corrientes tienen sus cualidades y sirven para distintas cosas. Antes sólo se usaba la continua, pero en alto voltaje era muy peligrosa, te daba la corriente y quedabas pegado. Ahora todas las líneas domésticas e industriales son alternas, como cae a cero para volver al voltaje, te puedes "soltar" en caso de accidente.
La corriente continua la producen las baterias, las pilas y las dinamos. Entre los extremos de cualquiera de estos generadores se genera una tensión constante que no varia con el tiempo, por ejemplo si la pila es de 12 voltios, todo los receptores que se conecten a la pila estarán siempre a 12 voltios (a no ser que la pila este gastada). Además al conectar el receptor (una lámpara por ejemplo) la corriente que circula por el circuito es siempre constante (mismo número de electrones) , y no varia de dirección de circulación, siempre va en la misma dirección, es por eso que siempre el polo + y el negativo son siempre los mismos. Luego en CC (corriente continua o DC) la tensión siempre es la misma y la Intensidad de corriente también.
La corriente alterna es producida por los alternadores y es la que se genera en las centrales eléctricas. La corriente que usamos en las viviendas es corriente alterna (enchufes).
En este tipo de corriente la intensidad varia con el tiempo (numero de electrones), además cambia de sentido de circulación a razón de 50 veces por segundo (frecuencia 50Hz). Según esto también la tensión generada entre los dos bornes (polos) varia con el tiempo en forma de onda senoidal (ver gráfica), no es constante. Veamos como es la gráfica de la tensión en corriente alterna.
5. QUE ES UN INTERRUPTOR
(IMÁGENES)
Un interruptor eléctrico es en su acepción más básica un
dispositivo que permite desviar o interrumpir el curso de una corriente eléctrica. En el mundo
moderno sus tipos y aplicaciones son innumerables, van desde un simple
interruptor que apaga o enciende un bombillo,
hasta un complicado selector de transferencia automático de múltiples capas
controlado por computadora.
Su
expresión más sencilla consiste en dos contactos de metal inoxidable y el actuante. Los
contactos, normalmente separados, se unen mediante un actuante para permitir
que la corriente circule. El actuante es la parte móvil que en una de sus
posiciones hace presión sobre los contactos para mantenerlos unidos.
6. EJEMPLOS O TIPOS DE
INTERRUPTORES (IMÁGENES)
Actuantes
Los actuantes de los interruptores
pueden ser normalmente abiertos, en cuyo caso al accionarlos se
cierra el circuito (el caso del timbre) o normalmente cerrados en
cuyo caso al accionarlos se abre el circuito.
Pulsadores
También llamados interruptores
momentáneos. Este tipo de interruptor requiere que el operador mantenga la
presión sobre el actuante para que los contactos estén unidos. Un ejemplo de su
uso lo podemos encontrar en los timbres de las casas o apartamentos.
Cantidad de polos
Son la cantidad de circuitos individuales que controla el
interruptor. Un interruptor de un solo polo como el que usamos para encender
una lampara.
Los hay de 2 o más polos. Por ejemplo si queremos encender un mtor de
220 voltios y
a la vez un indicador luminoso de 12 voltios necesitaremos un interruptor de 2
polos, un polo para el circuito de 220 voltios y otro para el de 12 voltios.
Cantidad de vías (tiros)
Es la cantidad de posiciones que tiene
un interruptor. Nuevamente el ejemplo del interruptor de una sola vía es el
utilizado para encender una lámpara, en una posición enciende la lámpara
mientras que en la otra se apaga.
Los hay de 2 o más vías. Un ejemplo de
un interruptor de 3 vías es el que podríamos usar para controlar un semáforo
donde se enciende una bombilla de cada color por cada una de las posiciones o
vías.
Combinaciones
Se pueden combinar las tres clases
anteriores para crear diferentes tipos de interruptores. En el gráfico inferior
podemos ver un ejemplo de un interruptor DPDT.
7. COMO SE CONECTA UN
INTERRUPTOR (IMÁGENES) O (VIDEOS)
Los interruptores son los que nos permiten controlar el encendido o apagado de luces en una vivienda,estos son llamados interruptores unipolares(un polo)es decir que interrumpen solamente uno de los dos conductores, en este caso la fase o vivo.Vamos a explicar esto de manera gráfica, sabemos que para que una lampara encienda necesitamos alimentarla con corriente eléctrica esto lo hacemos a través de dos cables, uno es el neutro y el otro la fase, acuerdense que en instalaciones domiciliarias monofasicas (mono =1 >una fase) necesitaremos nada mas que de estos dos conductores para hacer funcionar cualquier artefacto de luz o electrodomestico del hogar.
Vamos a suponer que tenemos una lámpara conectada directamente a la línea que viene del tablero.
El conductor de fase esta representado con el color rojo y el conductor neutro con el color azul.
Sabemos que si cortamos cualquiera de los dos conductores dejaría de pasar corriente eléctrica y la lampara se apagaría. vamos a hacer eso con nuestro ejemplo.Tomando una alicate cortamos el cable rojo o sea la fase....al hacer esto interrumpimos el paso de la corriente y la lámpara se apaga.
Si quisiéremos tendríamos que unir nuevamente el cable, y la lampara volvería a encender.
Para no tener que estar cortando y uniendo el cable existen los interruptores.
Vamos a conectar un interruptor en nuestro ejemplo para poder encender y apagar la luz de una manera mas práctica.
Como vemos el interruptor tiene dos bornes a los cuales fijaremos las dos puntas del conductor cortado,
luego el tramo de cable que va desde el interruptor a la lampara toma el nombre de retorno
Vamos a ver esto de la manera que se vería en una vivienda.
En este gráfico podemos decir que los cables troncales serian los que llevan corriente por toda la vivienda de esos cables sacaremos corriente para los tomas, interruptores ,artefactos ,motores etc.
Se puede observar que tomamos fase en 1 y llegamos hasta uno de los bornes del interruptor 2, luego desde le otro borne 3 llevamos el retorno (gris ) hasta la lampara 4.
El neutro(celeste) lo tomamos directamente desde el cable troncal a la lámpara.
Tenga en cuenta que en un interruptor unipolar como el que vimos siempre se interrumpirá un solo conductor de los dos que alimentan un artefacto o lampara y ese conductor siempre debe ser la fase de esa manera evitaremos accidentes.
Esto se debe a que en toda línea eléctrica el Neutro tiene potencial 0 volt, y la fase tiene potencial 220 volt (en algunos países puede ser 230 volt o 110 volt)
Nunca intente conectar a los bornes de un interruptor unipolar los dos conductores (fase y neutro) ya que en el momento de cerrar el circuito (encender) se producirá un corto circuito muy peligroso para usted y para la instalación pudiendo en algunos casos provocar un incendio, aunque parezca obvio es bueno repetirlo ya que muchas personas que estan aprendiendo cometen ese error.
Si quisieramos comandar dos o mas luces con el mismo interruptor no tenemos mas que conectar el conductor de retorno a todos los artefactos que tengamos.
8. QUE ES UN INTERRUPTOR
MULTIPLE (IMÁGENES)
Un interruptor múltiple, es el que con sólo un mando mueve varios contactos simultáneamente, este tipo de interruptor, no tan sencillo, se emplea para conmutar varios circuitos al mismo tiempo, electivamente separados.
Este tipo de interruptor puede tener contactos directos e inversos, en la figura los dos primeros son directos y el tercero inverso, que a su vez pueden ser de distinta sección, según la intensidad de corriente que circule por cada uno de ellos.
9. COMO SE CONECTA UN
INTERRUPTOR MULTIPLE. (IMÁGENES) O (VIDEOS).
Los circuitos de 3 vías de corriente, facilitan prender o apagar las
luces en pasillos o habitaciones con dos puertas. El cableado no es
particularmente difícil, pero hay un número de instrucciones para configurarlo,
dependiendo del lugar donde la alimentación de la energía principal entra al
circuito, de si los interruptores están conectados directamente entre sí, o de
si tienen una o más instalaciones de luz entre ellos. Aprende a elaborar uno de
los circuitos más comunes y cómo aplicar el modelo básico para hacer otras
configuraciones.
1. 1
Localiza un interruptor automático de
15 amperios que no estés utilizando. Quita la electricidad principal antes de
trabajar con el cableado y marca la caja de fusibles para informar a otros de
la labor que realizas y evitar que alguien conecte la luz. Comprueba la
corriente con un voltímetro omultímetro con el ajuste de voltaje AC para asegurar
que no haya energía.
2. 2
Mide el largo del cable bipolar con extensión de polo a tierra (Romex
14/2) desde la caja de fusibles hasta la caja del primer interruptor. Corta el
cable utilizando un alicate de corte y dejando aproximadamente tres pies (92
cm) de cable sobrante en la caja de fusibles, y seis pulgadas (15 cm) de exceso
de cable en la caja del primer interruptor.
3. 3
Mide el largo del cable tripolar con extensión de polo a tierra (Romex
14/3) entre la caja del primer interruptor y la caja del segundo interruptor.
Corta el cable con el alicate y deja cerca de seis pulgadas (15 cm) de exceso
de cable en cada caja.
4. 4
Mide el largo del cable bipolar eléctrico con extensión de polo a tierra
(Romex 14/2) desde la caja del segundo interruptor a la primera lámpara. Mide
el largo del cable bipolar eléctrico con extensión de polo a tierra (Romex
14/2) desde la primera lámpara a la segunda. Mide el largo del cable bipolar eléctrico
con extensión de polo a tierra (Romex 14/2) desde la segunda lámpara a la más
próxima en serie, si más de dos van a ser utilizadas. Corta el cable con el
alicate y deja cerca de seis pulgadas (15 cm) de exceso de cable en cada una.
5. 5
Pela el aislamiento externo de cada uno de los cables que entran en las
cajas de los interruptores o lámparas con el pelacables. Retira una pulgada
(2,5 cm) de aislante externo luego de que los cables entren en las cajas. Quita
el aislante externo del cable que entra de nuevo a la caja de fusibles, pela
una pulgada (2,5 cm) desde donde entra en la caja.
6. 6
Corta un segmento adicional de seis pulgadas (15 cm) de longitud de
cable bipolar eléctrico con extensión de polo a tierra (Romex 14/2) para todos,
excepto para uno de los interruptores y una de las lámparas; para ser
utilizados como conexión en espiral desde el circuito principal hasta las cajas
e instalaciones. Remueve completamente el aislamiento externo de estos
segmentos.
7. 7
Empalma el cobre desnudo o cable verde a la terminal de
"tierra" (verde), de cada uno de los interruptores y lámparas con
excepción de la última. Conecta ambos, tanto la barra de cobre o los
conductores verdes de polo a tierra a la terminal, en cada caja de
interruptores o lámparas utilizando una tuerca para cables; para hacer una
conexión de tres vías en todas las lámparas excepto en la última. Une el
conductor de cobre desnudo o cable verde de polo a tierra de la última lámpara,
directamente a la terminal de "tierra" (verde) de la instalación. Conecta
el cobre desnudo o conductor verde de la caja de fusibles, a la barra de puesta
a tierra tal como está indicado por los otros cobres desnudos o conductores
verdes conectados en el mismo lugar. Esto permitirá que cada interruptor que se
ha conectado al cobre desnudo o cable verde de polo a tierra, pase a través de
cada instalación.
8. 8
Une los conductores blancos entre sí
en cada una de las cajas de interruptores mediante una tuerca de cable, para
que el conductor blanco pase a través de ellos sin necesidad de conectarse a
nada. Conecta una punta blanca a la terminal "Neutra" (la más clara)
en todas, excepto la última lámpara. Adhiere la terminal a los dos
conductores blancos en todas, excepto la última instalación usando tuercas de
cable. Une el conductor blanco en la última lámpara directamente a la terminal
"Neutra" (la más clara) de la instalación.
9. 9
Empalma el conductor negro en la última lámpara a la terminal
"común" (la más oscura) de la instalación. Conecta una punta del
conductor negro a la terminal "común" (la más oscura) en cada una de
las otras lámparas, y une la punta junto con los dos conductores negros que
conducen a cada una de las lámparas excepto a la última. (No utilices este
método para los interruptores, sólo para las lámparas.)
10. 10
Une el conductor negro del cable bipolar con extensión de polo a tierra
(Romex14/2) que llega a la caja del primer interruptor, a la terminal
"común" (la más oscura) del primer interruptor de 3 vías. Une los
conductores negro y rojo del cable tripolar con extensión de polo a tierra
(Romex14/3) a las terminales del "viajero" (de latón natural) en cada
caja, situándolo entre las dos cajas de interruptores. No importa qué color
vaya con cuál en las terminales del "viajero", siempre y cuando el
conductor rojo se adhiera a uno y el conductor negro se adhiera al otro.
11. 11
Empalma el conductor negro del cable bipolar con extensión de polo a
tierra (Romex 14/2) a la terminal "común" (la más oscura) de la
segunda caja del interruptor.
12. 12
Une directamente a la barra neutra, el conductor blanco que conduce a la
caja de fusibles como lo indican los otros cables blancos neutros que se
conectan en el mismo lugar. Empalma directamente a la terminal del interruptor
de 15 amperios, el conductor negro que llega a la caja de fusibles.
13. 13
Coloca cada instalación e interruptor en sus respectivas cajas y ponle
la corriente circuito. Prueba cada interruptor y permite que las luces
permanezcan encendidas durante varios minutos para asegurar que el cableado
esté correcto.
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