LABORATORIO N° 2

ELABORACION DE EMPALMES ENTRE CABLES

OBJETIVOS
1. PROLONGACIONES ENTRE CABLES
a) Cables gruesos
b) Cables delgados (cable Duplex)
c) Unión western con cable sencillo
d) Cables de calibre mediano
2. DERIVACIONES ENTRE CABLES
a) Cables gruesos
b) Cables delgados (cable Duplex)
c) Unión toma nudada con cable sencillo
d) Cables de calibre mediano
3. DERIVACIONES Y CONEXIONES FINALES
a) Derivación entre conductores gruesos (unión toma enrollada)
b) Conexión final entre un cable y un alambre (unión sujetadora)



INTRODUCCIÓN
Muchas de las instalaciones eléctricas se ejecutan con cables de diferentes tipos y calibres, así como también con combinaciones entre cables y alambres.

Usted cuando realice sus trabajos de instalaciones tendrá, lógicamente que maniobrar con ellos ya sea prolongándolos o derivándolos.

Debido a esto es necesario que usted posea un conocimiento y una buena práctica acerca de cómo realizar técnicamente una perfecta unión.

En el contenido de esta unidad usted encontrará el proceso técnico para la elaboración de empalmes entre cables de diferentes calibres y entre cables y alambres.

La tecnología aquí adquirida será de gran ayuda cuando realice montajes y reparaciones en las instalaciones eléctricas.

AUTOPRUEBA DE AVANCE

Marque con una equis (X) la respuesta correcta.

1. Cuando se ejecuta una unión entre dos cables gruesos, para prolongarlos se requiere de:
a) Tres alicates y un cuchillo
b) Un alicate y una prensa
c) Un cuchillo y un alicate
d) Una prensa y dos alicates

2. Para realizar una prolongación entre dos cables, ésta se puede efectuar de las siguientes maneras:
a) Tres c) Una
b) Paralelas d) Marcadas

3. Las puntas de un cable Duplex cuando se preparan para derivarlo de uno principal deben ir:
a) Escalonadas c) Rectas
b) Paralelas d) Marcadas

4. Un empalme entre cables de secciones pequeñas se puede efectuar:
a) Utilizando un cuchillo y una prensa
b) Con tres alicates pequeños
c) Solamente utilizando las manos
d) Con las manos y la prensa

5. Antes de comenzar un empalme con cable Duplex, los conductores se:
a) Destuercen c) Estiran
b) Tuercen d) Cuentan

6. Si se quiere elaborar una unión final entre un cable y alambre se utiliza una unión:
a) Sujetadora c) Toma sencilla
b) Western d) Cola de rata

COMPARE SUS RESPUESTAS CON LAS QUE APARECEN EN LA PÁGINA DE RESPUESTAS

OBJETIVOS
Un electricista entre más conocimientos tenga acerca de la ejecución de un trabajo, menores posibilidades tendrá de que su labor quede mal realizada. ¿Sabía usted que para cada tipo de conductor a utilizar en una instalación eléctrica existe un tipo de empalme diferente? ¿Qué las uniones entre cables son diferentes a las uniones entre alambres?

Pues bien, con esta cartilla usted:

1. Realizará correctamente prolongaciones entre cables de diferente sección.
2. Efectuará correctamente derivaciones entre cables de diferente sección.
3. Realizará correctamente uniones combinando cables y alambres.


1. PROLONGACIONES ENTRE CABLES

a) PROLONGACIÓN CON CABLES GRUESOS

Primera forma



Se utiliza cuando se quiere prolongar un cable grueso.

PROCESO DE EJECUCIÓN

1. Paso: Pele las puntas de cada cable en una longitud igual a 20 veces su diámetro.

2. Paso: Ate un alambre fino en el centro de la longitud pelada en cada cable. La distancia de la aislamiento a pelar es de 20 veces el diámetro del cable (Figura 2).
3. Paso: Destuerza y enderece los alambres hasta la atadura y límpielos con el lomo del cuchillo (Figura 3).


4. Paso: Corte el alambre central de cada uno de los cables, junto a la atadura.
5. Paso:
- Arrolle los alambres.
- Quite la atadura de uno de los cables.
- Enfrente los cables, entrecruzando los alambres abiertos y comience a arrollar haciendo espiras en sentido contrario al tranzado del cable del que quitó la atadura (Figura 4).

- Quite la otra atadura y arrolle los alambres del otro lado, igual que el anterior. (Figura 5).

6. Paso: Afirme los arrollamientos con alicates y remate los extremos de los alambres hasta que queden como en la figura 6.

Segunda forma



Este empalme al igual que el primero tienen la misma utilización.

PROCESO DE EJECUCIÓN

1. Paso: Pele las puntas de cada cable en una longitud igual a 20 veces su diámetro.

2. Paso: Tome un conductor con el alicate a una distancia de la aislamiento de 10 veces su diámetro (figura 2).

3. Paso: Abra los alambres del cable y enderécelos hasta la atadura y límpielos con el lomo del cuchillo (figura 3). Haga lo mismo con el otro cable.
4. Paso:
- Arrolle los alambres.
- Enfrente los cables entrecruzando los alambres abiertos, de manera que quede un conductor entre otros dos, como se indica en la figura 4.

- Recoja los alambres para que queden contra los cables, y cogiendo en la mano uno de los alambres, enróllelo en la dirección que señala la flecha en la figura 5.
- Una vez que haya terminado el arrollamiento de este primer alambre, continúe con el siguiente, comenzando en donde terminó el primero y así sucesivamente, hasta que haya enrollado todos los alambres de este extremo(Figura 6).

- Repita la misma operación con los alambres del otro extremo, pero esta vez en sentido contrario hasta que quede el empalme como el de la figura 7.

b) PROLONGACIÓN DE CABLES DELGADOS

Cable Duplex


Este empalme se utiliza cuando en una instalación con cable Duplex se requiere prolongar alguna línea.

PROCESO DE EJECUCIÓN

1. Paso: Pele las puntas de cada cable en forma escalonada en una longitud igual a 20 veces su diámetro (figura 2).
Estos cortes en ambos conductores deben quedar exactamente iguales.

2. Paso: Enfrente ambos conductores de tal manera que queden como la figura 3.

3. Paso:
- Inicie el arrollamiento de los dos conductores de la parte superior.
- Refuerza primero los hilos de cada conductor.
- Cruce los conductores de la parte superior de la unión de tal manera que queden como lo muestra la figura 4.

- Inicie el arrollamiento con los dedos de la misma forma como lo hizo con el empalme en alambre.
- Tome los otros dos conductores de abajo y realice con ellos la misma operación anterior, hasta que quede el empalme como lo muestra la figura 5.

C) UNION WESTER CON CABLE SENCILLO
Se utiliza este empalme para prolongar cables sencillos (Figura 1).

PROCESO DE EJECUCIÓN

El proceso de ejecución para este empalme es el mismo que usted siguió para la elaboración de la unión western en alambre. Tenga en cuenta retorcer los hilos de los conductores. Corte el alambre central de cada cable.

d) CABLES DE CALIBRE MEDIANO
Este tipo de empalme se efectúa con cables de calibre mediano, y es el mismo que se utilizó en la prolongación de cables gruesos (Figura1).

PROCESO DE EJECUCIÓN

El proceso de ejecución para este tipo de empalme lo encuentra en las páginas anteriores, que es el mismo que se realizó para conductores gruesos.

AUTOCONTROL Nº 1

1. Seleccione los pasos que deben seguirse en la operación de prolongación de cables gruesos, primera forma, colocando dentro del paréntesis el orden de los pasos, como 1º., 2º., 3º., etc.

( ) A. Ate un alambre fino en el centro de la longitud pelada en cada cable.
( ) B. Corte el alambre central de cada cable.
( ) C. Pele las puntas de los cables.
( ) D. Afirme los arrollamientos con alicates.
( ) E. Arrolle los alambres.
( ) F. Abra los cables, luego enderece y límpielos.

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2. DERIVACIONES ENTRE CABLES


D) CABLES GRUESOS

Primera forma
Se utiliza cuando se quiere derivar un cable grueso de otro principal (Figura 1).

Proceso de ejecución:

Primer Paso: Pele las puntas del cable a derivar, en una longitud de 20 veces su diámetro.

Segundo Paso: Pele la zona del cable principal en donde se efectuará la conexión, en una longitud de 15 veces el diámetro del cable derivado.

Tercer paso: Deshaga la trenza y enderece los alambres del cable derivado (Figura 2).
Cuarto paso: Abra el cable principal.

· Sujete con dos alicates el cable principal y destuerza haciendo girar en sentido contrario a su trenzado.
· Introduzca una cuña en el centro de la zona pelada, y luego retírela dejando una abertura por donde introducirá el cable derivado.

OBSERVACIÓN:
POR TENER NÚMERO IMPAR DE ALAMBRES EL CABLE, QUEDARÁ A UN LADO DE LA CUÑA UN ALAMBRE MÁS QUE AL OTRO LADO.

Quinto paso: Introduzca el cable derivado en la abertura. Figura 3.


Sexto paso: Arrolle la mitad de los alambres del cable derivado sobre el cable principal, en sentido contrario al trenzado de este último. (Figura 4).

OBSERVACIÓN:
LOS ALAMBRES NO DEBEN
SUPERPONERSE.

Séptimo paso: Arrolle la otra mitad de los alambres en sentido contrario al arrollamiento del paso anterior hasta que quede como la Figura 5.


Octavo paso: Afirma con los alicates los arrollamientos teniendo en cuenta que las vueltas deben quedar unidas y las puntas rematadas.

Segunda forma

Este empalme al igual que el primero tiene la misma utilización.

Proceso de ejecución:

Primer paso: Pele las puntas del cable a derivar, en una longitud de 20 veces su diámetro.

Segundo paso: Pele la zona del cable principal en donde se efectuará la conexión en una longitud de 15 veces el diámetro del cable derivado.

Tercer paso: Deshaga la trenza y enderece los alambres del cable derivado. (Figura 2).

Cuarto paso: Introduzca el cable principal en el centro del cable derivado (Figura 3).

OBSERVACIÓN
POR TENER EL CABLE DERIVADO NUMERO IMPAR DE HILOS, QUEDARÁ EN UN LADO UN ALAMBRE MÁS QUE EN EL OTRO.
Quinto paso: Arrolle la mitad de los alambres del cable derivado (Figura 4).
Sexto paso: Arrolle la otra mitad de los alambres en sentido contrario al anterior, teniendo en cuenta que las vueltas deben quedar juntas y las puntas bien rematadas, como los muestra la figura 5.


b) CABLES DELGADOS

Este empalme se utiliza cuando en una instalación con cable Duplex se desea derivar una línea.
PROCESO DE EJECUCIÓN

Primer paso: Pele las puntas del cable a derivar en forma escalonada en una longitud igual a 30 veces su diámetro (Figura 2).

Segundo paso: Realice dos cortes escalonados sobre el conductor principal. Estos cortes deben ser de 15 veces el diámetro del cable (Figura 3).
Tercer paso: Inicie el arrollamiento de los conductores.

· Refuerza primero los hilos de cada conductor.
· Coloque un conductor sobre un corte y enróllelo con los dedos, de tal manera como si se tratara de una derivación sencilla en alambre (Figura 4).


Tome el otro extremo del conductor y enróllelo sobre el otro corte, en sentido contrario al anterior, de tal manera que quede como el de la figura 1.
c) UNIÓN TOMA ANUDADA CON CABLE SENCILLO

Se utiliza para derivar un cable sencillo de otro principal, esta forma de conexión entre estos dos conductores, permite un mejor agarre a la línea principal (Figura 1).

Proceso de ejecución:

Para la ejecución de este empalme, tenga en cuenta los mismos pasos que se utilizaron para la elaboración del empalme en alambre.

Estos pasos se pueden simplificar, ya que en vez de alicates usted puede emplear las manos, debido a la flexibilidad del cable.

d) CABLES DE CALIBRE MEDIANO


Este tipo de derivación se utiliza en cables de secciones medianas, pudiéndose realizar de otra forma, como se muestra en la prolongación de cables gruesos.

PROCESO DE EJECUCIÓN

El proceso para ejecutar este empalme es el mismo que para cables gruesos vistos anteriormente.


AUTOCONTROL Nº 2

1. Seleccione los pasos que deben seguirse en la operación de derivar cables gruesos, primera forma, colocando dentro del paréntesis el orden de los pasos.

( ) A. Deshaga la trenza del cable derivado
( ) B. Introduzca el cable derivado en la abertura
( ) C. Pele las puntas del cable a derivar.
( ) D. Abra el cable principal.
( ) E. Arrolle la mitad de los alambres del cable derivado sobre el cable principal.
( ) F. Pele la zona del cable principal.
( ) G. Arrolle la otra mitad.
( ) H. Afirme con los alicates los arrollamientos.


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3. DERIVACIONES Y CONECCIONES FINALES

Estas derivaciones se realizan con cable y alambre.

a) UNION TOMA ENROLLADA

Este empalme se utiliza para la unión de dos conductores gruesos, cuando se necesita derivar un alambre de un cable. Se le conoce como unión toma enrollada.

Proceso de ejecución:

Primer paso: Tome el conductor principal y marque en la zona a conectar una distancia de 10 cm.


Segundo paso: Doble el alambre a derivar en forma de L a una distancia de 3,5 a 4 cm como lo indica la figura 3.


Tercer piso: Asliste un trozo de alambre de cobre del Nº 18 para efectuar el enrollado.

Cuarto paso: Coloque el conductor derivado junto al principal e inicie el arrollamiento con el conductor Nº 18, comenzando desde un extremo, pasando luego por el centro de los conductores, hasta finalizar en el otro extremo, como lo muestra la figura 1.


b) Unión sujetadora

Se utiliza para la unión final entre dos conductores por ejemplo un cordón y un alambre sólido o también cuando los conductores son dos alambres y sus secciones son diferentes.

Proceso de ejecución:
El proceso para este empalme es muy sencillo.

Primer paso: Pele los extremos de los conductores a empalmar una distancia de 3 a 4 cm. (Figura 2).

Segundo paso: Enrolle el cable un poco antes de la mitad de la punta del alambre (Figura 3).


Tercer paso: Doble la punta del alambre sobre las vueltas de cable, apretándola con los alicates, como lo muestra la figura 1.


AUTOCONTROL Nº 3
Seleccione los pasos que deben seguirse en la operación de derivar un alambre de un cable, colocando dentro del paréntesis el orden de los pasos.

( ) A. Coloque el conductor derivado junto al principal e inicie el arrollamiento.
( ) B. Doble el alambre a derivar en forma de L.
( ) C. Aliste un trozo de alambre de cobre del Nº 18.
( ) D. Tome el conductor principal y márquelo en la zona a conectar.

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VOCABULARIO

PRENSA: Herramienta mecánica que se utiliza para sujetar piezas.

BIBLIOGRAFÍA

SENA. Colección Básica. Electricista Instalador.

NEWNHAM. Reparación de aparatos electrodomésticos. Mc Graw Hill, México 1979.

ROLDAN, José. Manual del Instalador Electricista. Ediciones CEAC, Barcelona 1980.
TRABAJO PRÁCTICO
El contenido de esta unidad lo ha capacitado para elaborar empalmes entre cables, y también entre cables y alambres.

Como trabajo práctico usted deberá realizar varios empalmes de cada uno de los tipos y formas vistos en esta unidad.

Una vez que usted haya realizado este trabajo, tome los mejores de cada tipo y colóquelos sobre una tabla de madera de 30 x 30 cm, fijándolos con grapas.

Este trabajo le servirá de consulta, esfuércese por efectuarlo lo mejor posible. Al finalizar la actividad se le revisará y lo corregirá

UN EJEMPLO(En vez de cinta scoch itulizar grapas y madera)

MATERIALES HA UTILIZAR:
1 m de cable grueso
1 m de cable melliz
1 doc de grapas

HERRAMIENTAS:
ALICATES DE PINZA
ALICATE DE CORTE
PELABLES
NAVAJA O CUCHILLO CUTEX

LABORATORIO N° 1

ELABORACIÓN DE UNA EXTENSIÓN ELÉCTRICA:









Materiales



* 3 metros de cable AWG calibre 12 o 14
* 1 tomacorriente
* 1 enchufe








Herramientas

* Multímetro
* Desatornillador de cruz
* Destornillador plano
* Cinta aislante
* Pinzas de corte
* Pinzas de electricista
* Pinzas para pelar cables
* Navaja


Procedimiento
1. Con la navaja se retira la cubierta del cable, a 2 centimetro en los dos extremos del cable. Los hilos conductores deben permanecer sin cortes en el aislante, en caso contrario se deben cortar los hilos con las pinzas de corte y repetir el procedimiento hasta que no haya daños en el aislante de los conductores.

2.Con las pinzas para pelar cables, a cada hilo conductor se le retiró 1 cm a partir del extremo del cable y a los alambres se les dio varias vueltas.

3.Se colocan los hilos conductores de un extremo del cable en sus respectivas terminales del contacto dúplex y se aseguraron con el destornillador. Los hilos se colocaron el la parte superior de la terminal, así cuando al apretar el tornillo de la terminal, no se salen los alambres del hilo.

4.Se retira la funda aislante del enchufe, para mostrar sus terminales. Se colocaron los hilos conductores del otro extremo del cable en sus respectivas terminales de la clavija y se aseguraron con el destornillador. Los hilos se colocaron el la parte superior de la terminal, así cuando al apretar el tornillo de la terminal, no se salen los alambres del hilo.

SEGURIDAD CON LA CORRIENTE ELECTRICA

PELIGROS DE LA ELECTRICIDAD
La corriente eléctrica, al circular a través de cualquier objeto produce un aumento de temperatura que crece cuadráticamente con su magnitud , es decir, que cada vez que se duplica la corriente, se cuadruplica la energía producida; y esta corriente, dependiendo del material por el cual circule, puede causar desde un insignificante aumento en la temperatura de un alambre conductor hasta graves quemaduras en el cuerpo humano o un incendio en una edificación.

Una misma corriente, dependiendo del sitio por el cual circule, puede causar mayor o menor daño. Por ejemplo, si una corriente continua de 20 mA nos circula entre los dedos de una mano, probablemente no nos cause más que una ligera molestia, sin embargo, nos puede causar la muerte si nos circula por el pecho y atraviesa el corazón. Igualmente, una corriente de 1 A apenas alcanza a encender una ampolleta de 100 W, pero puede causar un incendio si atraviesa una viga de madera o un material inflamable.

Consejos para la seguridad eléctrica en el hogar

* Cuidado con el agua. Siempre que utilice algún aparato eléctrico tenga siempre las manos bien secas. Evite estar descalzo o con los pies húmedos. Jamás toque ningún aparato eléctrico cuando esté en la ducha o tina. En la cocina, procure utilizar los aparatos eléctricos lejos de las zonas húmedas.

* Mantenga su instalación en buen estado. No utilice nunca aparatos con cables “pelados” o clavijas y enchufes deteriorados. Nunca tire del cable para desenchufar un aparato (siempre tómelo de la clavija). Evite hacer conexiones en enchufes múltiples, es mejor usar un enchufe para cada aparato.

* Electrodomésticos: Lea las instrucciones del fabricante antes de poner en marcha un aparato nuevo. Utilice la toma de tierra. Compruebe si ta tensión es la adecuada. Asegúrese de que el aparato esté bien seco. Si va a manipular el electrodoméstico, desconéctelo antes. Si un aparato da la corriente, desenchúfelo inmediatamente y llame a un técnico. Desconecte los aparatos cuando haya terminado de usarlos. Si va a cambiar una ampolleta, desconecte antes el interruptor correspondiente. Si va a manipular alguna instalación, desconecte el automático y compruebe la ausencia de tensión. No coloque cables cerca de focos de calor (chimeneas, estufas, etc.).

Extensiones eléctricas y capacidades: Las computadoras ocupan rápidamente todas las tomas de corriente. Pocos lugares se encuentran equipados con las suficientes en la pared. Dado que es necesario conectar, además, algún equipo que no es informático, es fácil ver que son muy necesarias las extensiones eléctricas múltiples. El uso de estas extensiones debe ser controlado con cuidado, no sólo para que no queden a la vista, sino porque también suponen un peligro considerable para aquellos que tengan que pasar por encima. A parte del daño físico que puede provocar engancharse repentinamente con el cable, se trata de una forma rápida y poco agradable de desconectar un sistema.


* Por razones de seguridad física y de trabajo se recomienda tener en cuenta las siguientes reglas:

* Las extensiones eléctricas deben estar fuera de las zonas de paso , siempre que sea posible. Se debe utilizar canaletas de goma adecuadas para cubrir los cables, si van a cruzar una zona de paso.

* No se debe encadenar sucesivos múltiples , ya que esto puede hacer que pase más corriente de la que los cables están diseñados para soportar. Utilice los enchufes de pared siempre que sea posible.

* Si es posible, utilizar extensiones eléctricas que incluyan fusibles o diferenciales . Esto puede ayudar a limitar el daño ante fallas eléctricas.

* Se debe comprobar siempre la carga frente a las extensiones eléctricas. La mayor parte de ellas llevan los amperes que admite cada extensión, no debiendo superar esta cifra de amperaje total de todos los aparatos conectados a ellas.

* Adquiera tomacorrientes de pared y/o extensiones eléctricas mixtas , capaces de trabajar tanto con enchufes de patas planas, como cilíndricas.

* Tanto los tomacorrientes de pared como las extensiones eléctricas deben tener toma a tierra.

FORMAS DE OPERAR FRENTE A LA DETECCIÓN DE UNA CONDICIÓN DE RIESGO
Siempre debes tener la claridad y capacidad para denunciar una condición de riesgo , la cual te puede causar un accidente en el futuro a ti o a otra persona de tu equipo de trabajo. Primero debes saber dónde están los riesgos para poder identificarlos y tomar decisiones correctas para eliminarlos, para esto se presenta el siguiente listado de riesgos típicos, aunque no únicos, por lo que se debe estar siempre alerta a tu seguridad.

* Riesgo de contacto eléctrico con un equipo energizado con partes deterioradas.
* Herramientas portátiles con carcasa metálica y con fallas de aislación interna que energizan dicha carcasa.
* Uso de equipos donde las partes rotatorias puedan quedar expuestas a la humedad (lavadoras), por culpa de una falla de aislación.
* Equipos sin conección a tierra.
* Tener algún conductor desnudo o con aislación de mala calidad.
* Extensiones sobrecargadas o recorridos poco seguros.


ELEMENTOS DE PROTECCIÓN PERSONAL UTILIZADOS EN LA MANIPULACIÓN DE EQUIPOS ELÉCTRICOS
Cuando se utilizan herramientas accionadas por energía eléctrica, se deben utilizar guantes de cuero que son de un material aislante, pero se debe tener cuidado si los guantes están en mal estado o húmedos, ya que pueden llegar a ser un agente amplificador del accidente. Los elementos de protección deben ser usados de manera correcta. Cuando se utilizan herramientas accionadas por energía eléctrica, se deben utilizar guantes de cuero que son de un material aislante, pero se debe tener cuidado si los guantes están en mal estado o húmedos, ya que pueden llegar a ser un agente amplificador del accidente. Los elementos de protección deben ser usados de manera correcta.

Los lentes de seguridad protegen los ojos no sólo frente a un accidente eléctrico, sino también de materiales que puedan saltar a ellos. Nunca se debe intentar reparar un equipo sin conocerlo o saber si tiene partes energizadas. Se debe recurrir a personal especializado. Ningún elemento de protección personal deja exento de sufrir un accidente , sólo proporcionan una ayuda a disminuir sus efectos.

PROCEDIMIENTOS SEGUROS

* Existen reglas generales como procedimientos básicos, por ejemplo, las cuatro reglas de oro al intervenir un equipo:
* Abrir circuitos a través de interruptores o seccionadores aislando las fuentes de tensión.
* Bloquear los aparatos de corte como los interruptores y seccionadores, ya sea con candados o tarjetas de seguridad.
* Verificar la ausencia de tensión en el equipo o circuito a intervenir.
* Poner a tierra todas las posibles partes energizadas.

Existe una quinta e importante regla personal: la responsabilidad en los procedimientos y en la seguridad no se pueden derivar a un colega o tercero (es tú seguridad y tú vida, no la puedes confiar a otras personas).

FORMAS DE OPERAR FRENTE A UN ACCIDENTE ELÉCTRICO
Saber qué hacer en una emergencia te permitirá no correr riesgos y hacer lo correcto frente a un accidente donde se vean involucrados equipos energizados. Los primeros auxilios para accidentes y lesiones por energía eléctrica, se deben tener siempre presentes al trabajar con equipos eléctricos.

ELEMENTOS DE LA CORRIENTE ELECTRICA

CORRIENTE ELECTRICA

CONCEPTO:
ES EL DESPLAZAMIENTO O CIRCULACIÓN DE ELECTRONES A TRAVÉS DE UN CONDUCTOR ELÉCTRICO, DEBIDO A LA DIFERENCIA DE POTENCIAL O VOLTAJE APLICADO EN SUS EXTREMOS

La corriente eléctrica es una corriente de electrones que atraviesa un material.

Algunos materiales como los "conductores" tienen electrones libres que pasan con facilidad de un átomo a otro.
Estos electrones libres, si se mueven en una misma dirección conforme saltan de un átomo a átomo, se vuelven en su conjunto, una corriente eléctrica.
Para lograr que este movimiento de electrones se de en un sentido o dirección, es necesario una fuente de energía externa.
Cuando se coloca un material eléctricamente neutro entre dos cuerpos cargados con diferente potencial (tienen diferente carga), los electrones se moverán desde el cuerpo con potencial más negativo hacia el cuerpo con potencia más positivo.

Los electrones viajan del potencial negativo al potencial positivo. Sin embargo se toma por convención que el sentido de la corriente eléctrica va desde el potencial positivo al potencial negativo.

Esto se puede visualizar como el espacio (hueco) que deja el electrón al moverse de un potencial negativo a un positivo. Este hueco es positivo (ausencia de un electrón) y circula en sentido opuesto al electrón.

La corriente eléctrica se mide en Amperios (A) y se simboliza como I.
Hasta aquí se ha supuesto un flujo de corriente da va de un terminal a otro en, forma continua. A este flujo de corriente se le llama corriente continua.
Hay otro caso en que el flujo de corriente circula, en forma alternada, primero en un sentido y después en el opuesto. A este tipo de corriente se le llama corriente alterna.

RAMAS DE LA ELECTRICIDAD

La electricidad como ciencia tiene 2 ramas:

1) LA ELECTROSTÁTICA: Que estudia a las cargas electricas en reposo o leve movimiento.

La electricidad estática es un fenómeno que se debe a una acumulación de cargas eléctricas en un objeto. Esta acumulación puede dar lugar a una descarga eléctrica cuando dicho objeto se pone en contacto con otro.

Antes del año 1832, que fue cuando Michael Faraday publicó los resultados de sus experimentos sobre la identidad de la electricidad, los físicos pensaban que la "electricidad estática" era algo diferente de las otras cargas eléctricas. Michael Faraday demostró que la electricidad inducida desde un imán, la electricidad producida por una batería, y la electricidad estática son todas iguales.

La electricidad estática se produce cuando ciertos materiales se frotan uno contra el otro, como lana contra plástico o las suelas de zapatos contra la alfombra, donde el proceso de frotamiento causa que se retiren los electrones de la superficie de un material y se reubiquen en la superficie del otro material que ofrece niveles energéticos más favorables, o cuando partículas ionizadas se depositan en un material, como por ejemplo, ocurre en los satélites al recibir el flujo del viento solar y de los cinturones de radiación de Van Allen. La capacidad de electrificación de los cuerpos por rozamiento se denomina efecto triboeléctrico, existiendo una clasificación de los distintos materiales denominada secuencia triboeléctrica.

La electricidad estática se utiliza comúnmente en la xerografía, en filtros de aire, y algunas pinturas de automoción. Los pequeños componentes de los circuitos eléctricos pueden dañarse fácilmente con la electricidad estática. Los fabricantes usan una serie de dispositivos antiestáticos para evitar los daños.

Al frotar dos objetos no conductores se genera una gran cantidad de electricidad estática. Este efecto no se debe a la fricción pues dos superficies no conductoras pueden cargarse por efecto de posarse una sobre la otra. Se debe a que al frotar dos objetos aumenta el contacto entre las dos superficies. Habitualmente los aislantes son buenos para generar y para conservar cargas superficiales. Algunos ejemplos de estas sustancias son el caucho, el plástico o el vidrio. Los objetos conductores raramente generan desequilibrios de cargas, excepto, por ejemplo, cuando una superficie metálica recibe el impacto de un sólido o un líquido no conductor. La carga que se transfiere durante la electrificación por contacto se almacena a la superficie de cada objeto, a fin de estar lo más separada posible y así reducir la repulsión entre las cargas.
Carga inducida

La carga inducida se produce cuando un objeto cargado repele o atrae los electrones de la superficie de un segundo objeto. Esto crea una región en el segundo objeto que está más cargada positivamente, creándose una fuerza atractiva entre los objetos. Por ejemplo, cuando se frota un globo, el globo se mantendrá pegado a la pared debido a la fuerza atractiva ejercida por dos superficies con cargas opuestas (la superficie de la pared gana una carga eléctrica inducida pues los electrones libres de la superficie del muro son repelidos por los electrones que ha ganado el globo al frotarse, creando una superficie de carga positiva en la pared, que luego atrae a la superficie del globo).

En los efectos eléctricos cotidianos, no los de los aceleradores de partículas, solamente se mueven los electrones. La carga positiva del átomo, dada por los protones, permanece inmóvil.
Aplicaciones

La electricidad estática se usa habitualmente en xerografía donde un pigmento de polvo (tinta seca o toner) se fija en las áreas cargadas previamente haciendo visible la imagen impresa.

En electrónica, la electricidad estática causa numerosos daños a los componentes por lo que los operarios han de tomar medidas para descargar la electricidad estática que pudieran haber adquirido. Esto puede ocurrir a una persona por frotamiento de las suelas de los zapatos (de materiales como la goma) contra suelos de tela o alfombras.

En aviación, al aterrizar un avión por seguridad se debe proceder a su descarga. En los automóviles también puede ocurrir la electrificación al circular a gran velocidad en aire seco (el aire húmedo conduce mejor las cargas), por lo que también necesitan medidas de seguridad para evitar las chispas eléctricas.

Se piensa que la explosión de un cohete en el 2003 en Brasil se debió a chispas originadas por electricidad estática

2) LA ELECTRODINÁMICA: Que estudia a las cargas eléctricas en movimiento.

ELECTRICIDAD DINÁMICA.
La electricidad dinámica se produce cuando existe una fuente permanente de electricidad que provoca la circulación permanente de electrones por un conductor.

Las fuentes permanentes de electricidad se dividen en químicas y electromecánicas.









Una pila eléctrica es una fuente química de electricidad. Dentro de la pila se generan reacciones químicas cuyo resultado es la producción de electrones. Estos electrones están disponibles para que circulen por ejemplo por un conductor, pero a diferencia de un cuerpo cargado esa fuente de electrones no se agota. Cuando se los utiliza la pila vuelve a generar mas electrones que reemplazan a los tomados. Podría considerarse que la pila tiene en su interior tanto un cuerpo con exceso de electrones (el terminal negativo) como un cuerpo con falta de electrones (el terminal positivo) y que la pila transforma energía química en eléctrica como para tomar un electrón del terminal negativo y subirlo hasta el positivo.



Un dínamo es una maquina electromecánica que transforma energía mecánica de rotación en energía eléctrica. Hace lo mismo que la pila, es decir que la podemos asimilar a dos cuerpos cargados con diferente polaridad en donde las cargas que circulan son reemplazadas a medida que se van tomando. En este caso la energía necesaria para restaurar las cargas se saca de una interacción magnética entre los electrones y el campo magnético rotatorio del dínamo.


Con la electricidad dinámica se arriba a otro concepto que es la capacidad de un generador de producir una circulación de corriente permanente.
¿De que depende la corriente eléctrica que circula entre dos cuerpos cargados? Depende de la diferencia de carga existente entre esos cuerpos y del tipo de barra con la cual interconectamos a los mismos. No hace falta en realidad que uno de los cuerpos sea negativo y el otro positivo. Si uno está muy lleno de electrones y el otro solo tiene un pequeño exceso de electrones y se conectan con una barra conductora, la misma equilibrará las cargas de modo que ambos cuerpos tendrán luego de un tiempo una cantidad de electrones promedio.
Se puede decir por lo tanto que la circulación de corriente depende de la diferencia de potencial eléctrico entre los dos cuerpos (cuanto mas cargado esta un cuerpo que el otro) y del tipo de barra utilizada para establecer la unión entre los cuerpos. Hablamos de potencial porque un cuerpo cargado tiene una energía potencial, en el sentido de que si no colocamos la barra no hay circulación y por lo tanto la electricidad no puede generar trabajo de ningún tipo.

FUNDAMENTOS DE ELECTRICIDAD

CONCEPTO DE ELECTRICIDAD



Esta palabra deriva de la voz griega elektron, que significa ámbar. Toda sustancia se compone de pequeñísimas partículas denominadas átomos. La electricidad entonces es una propiedad de la materia. Todo átomo es electricamente neutro por que tiene igual numero de protones y electrones.





Cuando un átomo pierde electrones se carga positivo y se llama catión (ión positivo)
Cuando un átomo gana electrones se carga negativo y se llama anión (ion negativo)



HISTORIA DE LA ELECTRICIDAD

Thales de Miletus (630-550 AC) fue el primero, que cerca del 600 AC, conociera el hecho de que el ámbar, al ser frotado adquiere el poder de atracción sobre algunos objetos.

Sin embargo fue el filósofo Griego Theophrastus (374-287 AC) el primero, que en un tratado escrito tres siglos después, estableció que otras sustancias tienen este mismo poder, dejando así constancia del primer estudio científico sobre la electricidad.

En 1600, la Reina Elizabeth I ordena al Físico Real Willian Gilbert (1544-1603) estudiar los imanes para mejorar la exactitud de las Brújulas usadas en la navegación, siendo éste trabajo la base principal para la definición de los fundamentos de la Electrostática y Magnetismo.

Gilbert fue el primero en aplicar el término Electricidad del Griego "elektron" = ámbar.

Gilbert es la unidad de medida de la fuerza magnetomotriz.

En 1752, Benjamín Franklin (1706-1790) demostró la naturaleza eléctrica de los rayos.

Desarrolló la teoría de que la electricidad es un fluido que existe en la materia y su flujo se debe al exceso o defecto del mismo en ella. Invento el pararrayos.

En 1780 inventa los lentes Bifocales.

En 1776, Charles Agustín de Coulomb (1736-1806) inventó la balanza de torsión con la cual, midió con exactitud la fuerza entre las cargas eléctricas y corroboró que dicha fuerza era proporcional al producto de las cargas individuales e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. Coulomb es la unidad de medida de Carga eléctrica.

En 1800, Alejandro Volta (1745-1827) construye la primera celda Electrostática y la batería capaz de producir corriente eléctrica. Su inspiración le vino del estudio realizado por el Físico Italiano Luigi Galvani (1737-1798) sobre las corrientes nerviosas-eléctricas en las ancas de ranas.

Galvani propuso la teoría de la Electricidad Animal, lo cual contrarió a Volta, quien creía que las contracciones musculares eran el resultado del contacto de los dos metales con el músculo.

Sus investigaciones posteriores le permitieron elaborar una celda química capaz de producir corriente continua, fue así como desarrollo la Pila.

Volt es la unidad de medida del potencial eléctrico (Tensión).

Desde 1801 a 1815, Sir Humphry Davy (1778-1829) desarrolla la electroquímica (nombre asignado por él mismo), explorando el uso de la pila de Volta o batería, y tratando de entender como ésta funciona.

En 1801 observa el arco eléctrico y la incandescencia en un conductor energizado con una batería.

Entre 1806 y 1808 publica el resultado de sus investigaciones sobre la electrólisis, donde logra la separación del Magnesio, Bario, Estroncio, Calcio, Sodio, Potasio y Boro.

En 1807 fabrica una pila con más de 2000 placas doble, con la cual descubre el Cloro y demuestra que es un elemento, en vez de un ácido.

En 1815 inventa la lámpara de seguridad para los mineros.

Sin ningún lugar a duda, el descubrimiento más importante lo realiza ese mismo año, cuando descubre al joven Michael Faraday y lo toma como asistente.

En 1819, El científico Danés Hans Christian Oersted (1777-1851) descubre el electromagnetismo, cuando en un experimento para sus estudiantes, la aguja de la brújula colocada accidentalmente cerca de un cable energizado por una pila voltaica, se movió. Este descubrimiento fue crucial en el desarrollo de la Electricidad, ya que puso en evidencia la relación existente entre la electricidad y el magnetismo.

Oersted es la unidad de medida de la Reluctancia Magnética.

En 1823, Andre-Marie Ampere (1775-1836) establece los principios de la electrodinámica, cuando llega a la conclusión de que la Fuerza Electromotriz es producto de dos efectos: La tensión eléctrica y la corriente eléctrica. Experimenta con conductores, determinando que estos se atraen si las corrientes fluyen en la misma dirección, y se repelen cuando fluyen en contra.

Ampere produce un excelente resultado matemático de los fenómenos estudiados por Oersted.

Ampere es la unidad de medida de la corriente eléctrica.

En 1826, El físico Alemán Georg Simon Ohm (1789-1854) fue quien formuló con exactitud la ley de las corrientes eléctricas, definiendo la relación exacta entre la tensión y la corriente. Desde entonces, esta ley se conoce como la ley de Ohm.

Ohm es la unidad de medida de la Resistencia Eléctrica.

R= V / I Ohm = Volt / Amper

En 1831, Michael Faraday (1791-1867) a los 14 años trabajaba como encuadernador, lo cual le permitió tener el tiempo necesario para leer y desarrollar su interés por la Física y Química. A pesar de su baja preparación formal, dio un paso fundamental en el desarrollo de la electricidad al establecer que el magnetismo produce electricidad a través del movimiento.

Faradio es la unidad de medida de la Capacitancia Eléctrica.

La tensión inducida en la bobina que se mueve en campo magnético no uniforme fue demostrada por Faraday, en un aparato como el que se muestra.

En 1835, Simule F.B. Morse (1791-1867), mientras regresaba de uno de sus viajes, concibe la idea de un simple circuito electromagnético para transmitir información, El Telégrafo.

En 1835 construye el primer telégrafo.

En 1837 se asocia con Henry y Vail con el fin de obtener financiamiento del Congreso de USA para su desarrollo, fracasa el intento, prosigue solo, obteniendo el éxito en 1843, cuando el congreso le aprueba el desarrollo de una línea de 41 millas desde Baltimor hasta el Capitolio en Washington D.C.

La cual construye en 1844.

En 1840-42, James Prescott Joule (1818-1889) Físico Inglés, quien descubrió la equivalencia entre trabajo mecánico y la caloría, y el científico Alemán Hermann Ludwig Ferdinand Helmholtz (1821-1894), quien definió la primera ley de la termodinámica demostraron que los circuitos eléctricos cumplían con la ley de la conservación de la energía y que la Electricidad era una forma de Energía.

Adicionalmente, Joule inventó la soldadura eléctrica de arco y demostró que el calor generado por la corriente eléctrica era proporcional al cuadrado de la corriente.

Joule es la unidad de medida de Energía.

En 1845, Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887) Físico Alemán a los 21 años de edad, anunció las leyes que permiten calcular las corrientes, y tensiones en redes eléctricas. Conocidas como Leyes de Kirchhoff I y II.

Estableció las técnicas para el análisis espectral, con la cual determinó la composición del sol.

En 1854, El matemático Inglés William Thomson (Lord Kelvin) (1824-1907), con su trabajo sobre el análisis teórico sobre transmisión por cable, hizo posible el desarrollo del cable transatlántico.

En 1851 definió la Segunda Ley de la Termodinámica.

En 1858 Inventó el cable flexible.

Kelvin es la unidad de medida de temperatura absoluta.

En 1870, James Clerk Maxwell (1831-1879) Matemático Inglés formuló las cuatros ecuaciones que sirven de fundamento de la teoría Electromagnética. Dedujo que la Luz es una onda electromagnética, y que la energía se transmite por ondas electromagnéticas a la velocidad de la Luz

Maxwell es la unidad del flujo Magnético.

En 1879, el Físico Inglés Joseph John Thomson (1856-1940) demostró que los rayos catódicos estaban constituido de partículas atómicas de carga negativas la cual el llamó ¨Corpúsculos¨ y hoy en día los conocemos como Electrones.

En 1881, Thomas Alva Edison (1847-1931) produce la primera Lámpara Incandescente con un filamento de algodón carbonizado. Este filamento permaneció encendido por 44 horas.

En 1881 desarrolló el filamento de bambú con 1.7 lúmenes por vatios. En 1904 el filamento de tungsteno con una eficiencia de 7.9 lúmenes por vatios. En 1910 la lámpara de 100 w con rendimiento de 10 lúmenes por vatios.

Hoy en día, las lámparas incandescentes de filamento de tungsteno de 100 w tienen un rendimiento del orden de 18 lúmenes por vatios. En 1882 Edison instaló el primer sistema eléctrico para vender energía para la iluminación incandescente, en los Estados Unidos para la estación Pearl Street de la ciudad de New York.

El sistema fue en CD tres hilos, 220-110 v con una potencia total de 30 kw.

En 1884, Heinrich Rudolf Hertz (1847-1894) demostró la validez de las ecuaciones de Maxwell y las reescribió, en la forma que hoy en día es conocida.

En 1888 Hertz recibió el reconocimiento por sus trabajos sobre las Ondas Electromagnéticas: propagación, polarización y reflexión de ondas.

Con Hertz se abre la puerta para el desarrollo de la radio.

Hertz es la unidad de medida de la frecuencia.










PARA AMPLIAR SUS CONOCIMIENTOS:

ELECTRICIDAD WIKIPEDIA
CRONOLOGIA DE LA ELECTRICIDAD
FUNDAMENTOS DE ELECTRICIDAD