Prctica No. 3 Estndar Estadounidense para alambres usados en la conduccin de corriente elctrica.

Objetivos: Conocer la nomenclatura de alambres usados comercialmente segn estndares norteamericanos. Aprender a usar la hoja de datos acerca de alambres para la conduccin de corriente alterna. Realizar una investigacin que permita tener un acercamiento del aspecto comercial del rea electromagntica estudiada.

Equipo y material empleado:No se ocupa un equipo en especial, depende de la investigacin realizada; las fuentes de informacin recomendadas son: Folletos. Hojas de datos de fabricantes. Entrevistas con distribuidores, usuarios, fabricantes, etc. Pginas comerciales y pginas especializadas en internet.

Consideraciones tericasLanormalizacinoestandarizacines la redaccin y solo aprobacin denormasque se establecen para garantizar el acoplamiento de elementos construidos independientemente, as como garantizar el repuesto en caso de ser necesario, garantizar la calidad de los elementos fabricados, la seguridad de funcionamiento y trabajar con responsabilidad social.Lanormalizacines el proceso de elaborar, aplicar y mejorar las normas que se aplican a distintas actividades cientficas, industriales o econmicas con el fin de ordenarlas y mejorarlas. La asociacin estadounidense para pruebas de materiales (ASTM) define la normalizacin como el proceso de formular y aplicar reglas para una aproximacin ordenada a una actividad especfica para el beneficio y con la cooperacin de todos los involucrados.Segn la ISO (International Organization for Standarization) la normalizacin es la actividad que tiene por objeto establecer, ante problemas reales o potenciales, disposiciones destinadas a usos comunes y repetidos, con el fin de obtener un nivel de ordenamiento ptimo en un contexto dado, que puede ser tecnolgico, poltico o econmico.La normalizacin persigue fundamentalmente tres objetivos: Simplificacin: se trata de reducir los modelos para quedarse nicamente con los ms necesarios. Unificacin: para permitir el intercambio a nivel internacional. Especificacin: se persigue evitar errores de identificacin creando un lenguaje claro y preciso.Las elevadas sumas de dinero que los pases desarrollados invierten en los organismos normalizadores, tanto nacionales como internacionales, es una prueba de la importancia que se da a la normalizacin.Organismos Internacionales de Normalizacin ISO- Organizacin Internacional para la Estandarizacin. IEC- International Electrotechnical Commission. IEEE- Institute of Electrical and Electronics Engineers. ITU- Unin Internacional de Telecomunicaciones (englobaCCITTyCCIR). IATA- International Air Transport Association Codex Alimentarius- Normas internacionales de los alimentos

Organizaciones Privadas de Normalizacin ACI- American Concrete Institute. API- American Petroleum Institute. ASCE- American Society of Civil Engineering. ASME- American Society of Mechanical Engineers. ASTM- ASTM International. HL7- Health Level Seven Inc. IAPMO- International Association of Plumbing and Mechanical Officials. NEMA- National Electrical Manufacturers Association. NFPA- National Fire Protection Association. NSF- NSF International. UL- Underwriters Laboratories Inc.

NormaLasnormasson documentos tcnico-legales con las siguientes caractersticas: Contienen especificaciones tcnicas de aplicacin voluntaria. Son elaborados por consenso de las partes interesadas: Fabricantes. Administraciones. Usuarios y consumidores. Centros de investigacin y laboratorios. Asociaciones y Colegios Profesionales. Agentes Sociales, etc. Estn basados en los resultados de la experiencia y eldesarrollo tecnolgico. Son aprobados por un organismo nacional, regional o internacional de normalizacin reconocido. Estn disponibles al pblico.Las normas ofrecen un lenguaje de punto comn de comunicacin entre lasempresas, laAdministracin pblica, los usuarios y consumidores. Las normas establecen un equilibrio socioeconmico entre los distintos agentes que participan en lastransacciones comerciales, base de cualquiereconoma de mercado, y son un patrn necesario de confianza entre cliente y proveedor.

Tipos de normasUnanormade factopuede definirse como una especificacin tcnica que ha sido desarrollada por una o varias compaas y que ha adquirido importancia debido a las condiciones del mercado. Suele utilizarse para referirse a normas consuetudinarias.Una normade jurepuede definirse, en general, como una especificacin tcnica aprobada por un rgano de normalizacin reconocido para la aplicacin de la misma de forma repetida o continuada, sin que dicha norma sea de obligado cumplimiento (GATT y definiciones de directivas CEE 83/189). Las normas son unas institucionesUnestndar de factoes aquel patrn onormaque se caracteriza por no haber sido consensuada ni legitimada por unorganismo de estandarizacinal efecto. Por el contrario, se trata de una norma generalmente aceptada y ampliamente utilizada por iniciativa propia de un gran nmero de interesados.Los estndaresde factoson la anttesis de losestndares de iure. No obstante, algunos estndares de facto acaban derivando en estndares de iure. Tambin existen estndares de iure que, por su amplia aceptacin, pueden considerarse estndares de facto. En muchas ocasiones los estndares de facto se imponen a estndares de iure para la misma finalidad. Esto es debido a varios motivos: Los estndares de iure se basan en una estructura burocrtica lenta y que reacciona con dificultad a los cambios del mercado. Para acceder a un estndar de iure publicado es necesario desembolsar una cantidad considerable de dinero. Esto es un problema para pequeas y medianas empresas que desean desarrollar productos. Los estndares de iure suelen derivar en un mero acuerdo de compromiso para frenar la beligerancia de fabricantes en fuerte competencia. De manera que no resuelven la necesidad real que demanda el mercado.Los estndares de facto tienen una especial importancia en el mbito de las innovaciones tecnolgicas y de lainformtica.Los estndares de facto suelen tener su origen en la amplia aceptacin en el mercado de un determinado producto comercial. Ocurre cuando un fabricante introduce una innovacin que hace impensable (para sus consumidores) la existencia del producto sin dicha innovacin. De manera que sta es imitada por absolutamente todos los fabricantes del mercado. Por tanto, un estndar de facto requiere una amplia aceptacin por todos los consumidores y un rechazo hacia productos que no incorporan dicho estndar.Otro posible origen de los estndares de facto son losacuerdos de industria, donde un consorcio o agrupacin de fabricantes deciden ponerse de acuerdo para incorporar caractersticas comunes y consensuadas a sus productos. Estos acuerdos suelen ser beneficiosos para el consumidor ya que facilitan la interoperabilidad y la sustitucin de un producto por otro. Esto deriva en la misma situacin de amplia aceptacin del caso anterior.

Ejemplos El formato de cinta devdeoVHS. Aunque existan formatos tcnicamente superiores, ste result ser el generalmente aceptado. LosprotocolosTCP/IPque han dado origen aInternet. LasinterfacesMIDIde los instrumentos musicales electrnicos. Las teclas y la disposicin de los nmeros en los teclados deltelfono. El significado de losiconosque se encuentran en hoteles y aeropuertos. Lasredes de rea localIEEE 802.3. Ejemplo de estndar de facto convertido en estndar de iure. El formato deteclado QWERTY, que no responde a ninguna configuracin lgica o natural sino a requisitos tcnicos de las antiguas mquinas de escribir. El formato de sindicacinRSS, que se utiliza en blogs y portales de noticias.

DesarrolloEn un principio, no exista unestndarpara su manufactura. Esto creaba mucha confusin entre todos los involucrados en el ramo, tanto fabricantes como comerciantes e instaladores. Cada quien clasificaba a los mismos conductores condiferentes nmeros, smbolos y nomenclaturas. Nadie saba a ciencia cierta si trabajaban con los mismos dimetros de conductor ya que los smbolos y nmeros eran diferentes de un fabricante a otro.

En 1857,Lucien Sharpe, de la compaa J.R. Brown& Sharpe cre la escala que nombrAmerican Wire Gauge(AWG), basado en la proporcin matemtica que existe entre los pasos sucesivos del proceso de estirado del alambre.Despus de un estudio exhaustivo de todos y cada uno de los mtodos para diferenciarlos calibres de los conductores elctricos y observando la fcil interpretacin de la nomenclatura presentada por Sharpe, sta fue adoptada en febrero de ese mismo ao por los ocho principales fabricantes deconductores elctricos de Estados Unidos.

Algo curiosoen el sistema AWG, es quea medida que el nmero del calibre es ms grandeel dimetromenor. Esto es as por la forma en que Sharpe diseo su escala, tomando como base los pasos sucesivos del proceso de estirado del alambre que exista en 1857: tom el dimetro ms grueso (0.46 pulgadas, llamado ahora 4/0 AWG) y el dimetro ms delgado (0.005 pulgadas 36 AWG), e identific 38 diferentes dimetros entre dichos calibres, de manera que a cada paso del proceso de estirado del alambre, su dimetro se reduce de forma constante a razn de 1.1229 veces. Esto significa que cada dimetro en la escala AWG es1.1229 veces ms pequeo que el del calibre anterior.Como consecuencia,a mayor seccin transversal de los conductores elctricos (y por lo tanto, a menor nmero de calibre) es mayor su capacidad de conduccin de corriente.

En Mxico, los calibres de conductores elctricos ms utilizados para las instalaciones elctricas residenciales se observan en la siguiente ilustracin, junto con sus respectivas capacidades de conduccin de corriente elctrica.

La escala obedece prcticamente a los pasos sucesivos del proceso de estirado del alambre que exista en 1857. Se seleccionaron el dimetro ms grueso de 0,4600 pulgadas (calibre 4/0) y el dimetro ms delgado de 0,0050 pulgadas (calibre 36); se determinaron 38 dimensiones entre dichos calibres. De tal suerte, que la razn entre un dimetro y el siguiente est dada por la progresin geomtrica:

Es decir, la razn entre dos dimetros consecutivos en la escala AWG es constante e igual a 1.1229.Por esta razn los pasos de los calibres con respecto al dimetro son regresivos, pues corresponden en realidad a los pasos del proceso de estirado del alambre. No obstante, para los calibres de mayor grosor, se opt la solucin de identificarlos directamente por el rea en el sistema ingls de medida: Mil, para los dimetros, es decir una milsima de pulgada. Circular mil, para las reas, unidad que representa el rea del crculo de un mil de dimetro, es decir, 0,7854 mils cuadrados. kcimil, para secciones de mayor rea. Estas siglas tambin eran conocidas hasta finales del siglo XX comoMCMoKCM.

Esta tabla de conversin permite saber eldimetroy superficie o rea de seccin del conductor, conociendo el nmeroAWG

El cable debe ser de unmaterial conductor(que tenga tomos con electrones externos fcilmente desligables del tomo y que se muevan fcilmente por l). Estos materiales son los metales(Cu, Al) o aleaciones metlicas.Las caracterstica o magnitudes de los cables son:Resistencia, con la que dificulta el paso de la corriente, ygrosorque debe ser adecuado a cada instalacin para que no se caliente y se funda (o incendie el entorno). Estas dos magnitudes estn relacionadas.

Adems de los cables para c. a. que llegan al hogar, llega tambin la c. c. del telfono que transmite la seal por variacin de la intensidad que determina el micrfono Tiene bajo voltaje e intensidad.Desde mediados del siglo XX llegan las seales transmitidas por ondas electromagnticas (T. V.) que captadas por antenas, son ampliadas y se transmiten porcables coaxiales protegidos por una malla.Hoy llega tambin la seal de Internet y los datos se transmiten entre ordenadores con bajos voltajes e intensidades de miliamperios.

Loscables que portan sealesy no slo corriente, deben ser protegidos con mallas elctricas para que sus datos no sean perturbados por seales externas.Elcolordel recubrimiento de los cables no influye para nada en la conduccin, slo es una ayuda para que el electricista pueda saber cuando mira en el extremo de una conduccin cul est conectado a tensin, a tierra, etc. Elcable de tierraes amarillo y verde que va desde los enchufes a una pica enterrada en los cimientos del edifico. Si pasa corriente a la carcasa de los aparatos por un mal contacto, la corriente deriva por ese cable antes que por nuestro cuerpo.Paraconstruir un alargadoren tu casa debes conocer esta regla: por cada kW de potencia que quieras conectar el grosor del cable debe ser de 1mm2. Para calcular la intensidad que pasar por l sabes que:Potencia = voltaje del enchufe * Intensidad

Tipos de CablesCon la electrificacin de los hogares y la entrada de las nuevas tecnologas en el hogar aparecen un gran nmero de cables. Este tema est orientado a la corriente elctrica destinada al alumbrado, a la calefaccin y al funcionamiento de los motores de los electrodomsticos.

Denominaciones de los conductores

Los usos ms comunes por dimetro del cable son:

Los coloresLos cables y alambres por lo general tienen un aislamiento plstico de alguno de los siguientes colores: blanco, negro, verde y rojo. El aislamiento caf es menos comn pero tambin tiene presencia en el mercado.

Los colores son utilizados para facilitar la identificacin de los alambres o cables por el electricista o la persona que hace las instalaciones elctricas. Generalmente los colores se utilizan de la siguiente manera:

AislamientosLa mayora de los alambres o cables tienen un aislamiento o un recubrimiento plstico para evitar que stos hagan corto circuito al entrar en contacto con algn otro alambre o algn objeto metlico, que den un choque elctrico o electrocuten a alguna persona.

Los nombres de los cables indican el tipo de aislamiento que tienen y son abreviaciones que vienen del ingls, los cables ms comunes para instalaciones residenciales y de oficinas son THHN, THW, THHW y THWN. El significado de estas letras es:1T (Thermoplastic):Aislamiento termoplstico (este lo tienen todos los cables aislados).

2H (Heat resistant):Resistente al calor hasta 75 centgrados (167 F).

3HH (Heat resistant):Resistente al calor hasta 90 centgrados (194 F).

4W (Water resistant):Resistente al agua y a la humedad.

5LS (Low smoke):Significa que el cable tiene baja emisin de humos y bajo contenido de gas cido (cumple con la NOM-063-SCFI).

6SPT (Service Paralell Thermoplastic):Estas iniciales se utilizan para denominar a un cordn que consta de dos cables flexibles y

paralelos con aislamiento plstico y unidos entre s. Otros nombres comunes para estos cordones son: Cordn dplex, cable para lmparas, cable para extensiones o cable para conexin de aparatos.

El cordn dplex SPT calibre 12 AWG es para conectar aparatos con medio a alto consumo de corriente (hornos de microondas, licuadoras, etctera), no se recomienda hacer extensiones caseras con este calibre, para ello se sugiere usar el cable calibre 16 AWG.

Otras abreviaciones que tienen los cables en Mxico y que se relacionan con el aislamiento son:

Algunas caractersticas comerciales de cables y alambres (de las empresas CONDUMEX, Control FR y VOLTECH) son mostradas en los archivos anexos.Aditamentos para cablesPaneles de parcheoPatch-Panels: Son estructuras metlicas con placas de circuitos quepermiten interconexin entre equipos. Un Patch-Panel posee una determinadacantidad de puertos (RJ-45 End-Plug), donde cada puerto se asocia a unaplaca de circuito, la cual a su vez se propaga en pequeos conectoresde cerdas (o dientes - mencionados con anterioridad). En estosconectores es donde se ponchan las cerdas de los cables provenientes de loscajetines u otros Patch-Panels. La idea del Patch-Panel adems de seguirestndares de redes, es la de estructurar o manejar los cables queinterconectan equipos en una red, de una mejor manera. Para ponchar lascerdas de un cable Twisted Pair en el Patch-Panel se usa una ponchadora al igual que en los cajetines.

El estndar para el uso de Patch-Panels, Cajetines y Cables es elsiguiente:Se conecta un cable o RJ-45 (Plug-End) de una maquina al puerto(Jack-End) del cajetn. Se debe tener cuidado con esto ya que el cable puedeser cruzado o no.De la parte dentada interna del cajetn se conectan las cerdas de otrocable hasta la parte dentada del Patch-Panel. El cable se pasa a travsde las canaletas previamente colocadas.Del puerto externo del patch-panel (Jack-End) se coloca un cable cortohacia el hub o el switch.

Para el caso de alambres y cable para audio y video existen diferentes tipos de conectores (PLUG) en el mercado:

Por qu se utiliza cable de pares trenzados en el cableado estructurado?

En las instalaciones de cableado estructurado se da por hecho que la nica solucin posible cuando se utiliza cable de cobre es el uso de cables de pares trenzados, en sus diferentesversiones de apantallamiento: UTP, FTP, ScTP.Pero se debe tener en cuenta que existen, como no poda ser de otra forma, unos fuertes motivos tcnicos que justifican el uso de dichos cables. Y de nuevo esta justificacin tcnica est basada en el Teorema de Shannon o teorema fundamental de las comunicaciones, el cual se resume enla siguiente frmula:

En la frmula de Shannon el trminoCes la capacidad de transmisin en bits por segundo de cualquier medio de transmisin, yasea cables de cobre, fibra ptica, ondas de radiou otro. B es el ancho de banda en Hz y por ltimos/nes la relacin seal a ruido del medio de transmisin analizado. Se observa con claridad que para conseguir mayor capacidad de transmisin en bps. es necesario o bien aumentar el ancho de banda del medio empleado o bien mejorar la relacin seal a ruido, esto es, hacer que para un nivel determinado de seal en el medio el ruido sea menor.No obstante se observa tambin que puesto que la relacin seal a ruidos/nest afectadapor el logaritmo,doblar elancho de bandaBs que consigue doblar la capacidad en bps.C, peroen cambio s doblamos la relacinseal a ruidos/nno conseguiremos doblar la capacidad de transmisin del medio. Esto ltimo lo podemos resumir en las dos siguientes condiciones: Para conseguir una velocidad de transmisin elevada es necesario que el medio de transmisin tenga un ancho de banda elevado y tambin que para una seal determinada el ruido captado sea lo ms bajo posible. Para conseguir una velocidad de transmisin elevada es ms efectivo mejorar el ancho debanda que mejorar la relacin seal a ruido.Cuando hablamos de medios de transmisin de cobre, el ancho de banda viene determinado fundamentalmente por los valores decapacidad e inductanciadistribuida a lo largo delcable. Cuanto mayor sea la capacidad distribuida, ms fcilmente sern cortocircuitadas las seales de alta frecuencia aplicadas en la entrada y por tanto ms atenuadas aparecern en la salida; de la misma manera, cuanto mayor sea la inductancia distribuida por el cable, ms resistencia encontrarn las seales de alta frecuencia al atravesar el cable y por tanto tambin msatenuadas aparecern en la salidadichas seales de alta frecuencia.

Es un dato conocido que la capacidad de un condensador plano-paralelo viene dada por la siguiente frmula:

dondeSes la superficie de las placas del condensador,des la distancia de separacin de las placas yoes la permitividad del vaco8,85 x 10-12C2/Nm2. La capacidad que aparece entrelos dos hilos paralelos de cualquier par de hilos conductores tambin ser proporcional a la superficie de stose inversamente proporcional a la distancia de separacinentre ellos.Si queremos reducir al mximo esta capacidad, debemos deaumentar la distancia de separacin entre los conductores, ya que si optamos porreducir la superficie de los propios conductores, entoncesaumentar su resistencia hmica, ocasionando una atenuacin en la transmisin de las seales.Un ejemplo prctico delo expuesto anteriormenteson los cables planos que se utilizaban antiguamente en las bajadas de la seal de TV, en lugar de los actuales cables coaxiales.

Estos cables de tipo plano se caracterizaban por una gran separacin entre los dos hilos conductores. Con qu motivo? Para tener una capacidad pequea y por tanto un ancho de banda elevado,permitiendo la transmisin de lasseales de TVentre las antenas de TV situadas en el tejado y las tomas del usuario situadas en el interior de la vivienda.Una evolucin del cable plano es el cable coaxial, el cualtambin tiene una gran separacin entre los dos hilos conductoresy adems, al rodear el conductor externo al conductor central, se consigue un fenmeno de apantallamiento, evitando la aparicin de ruido en la seal transportada. Estos cables coaxiales de TVtienen un ancho de banda muy superior al de los cables de pares utilizados en instalaciones de cableado estructurado.Cuando unpar va sin trenzar no es posible cancelar las posibles interferencias externas, ya que siempre uno de los hilos del par recibir mayor cantidad de ruido que el otro. En cambio, cuando los hilos del par van trenzados a intervalos regulares, ambos hilos reciben la misma cantidad de ruido y puesto que en recepcin se mide la diferencia de tensin entre hilos del par, este ruido captado se cancela, no afectando a la seal recibida.

En la imagen anterior se muestra un par de hilos sin trenzar (izquierda) y un par de hilos trenzados (derecha), ambos sometidos a una fuente de ruido elctrico. Si suponemos que en el hilo ms cercano a la fuente de ruido se genera una seal de ruido de 16 y en el hilo ms lejano una seal de 12, vemos que cuando los hilos van sin trenzar aparece en el receptor un ruido de 16 12 = 4. Este ruido se superpone a la seal til de datos dificultando la transmisin o incluso, en determinados casos, impidindola por completo.En cambio, si los hilos del par van trenzados, la interferencia de 16 unidades se reparte a lo largo del hiloms cercano a la fuente de ruidoy la interferencia de 12 unidades se reparte a lo largo del hilo ms lejano. Se observa con claridad que, a veces est ms cercano a la fuente de ruido uno de los hilos y otras veces esel otro hilo el que est ms cercano. Ambos hilos captan la misma seal de ruido y por tanto la influencia de este ruido en el receptor es nula. En este ejemplo el ruido en el receptor sera de 14 14 = 0, es decir, la interferencia resulta cancelada.Observar queel trenzado de los pares no afecta a la separacin entre hilos. La separacin entre los hilos viene determinada por el espesor del aislante y no influye para nada el hecho de que los hilos vayan paralelos sin trenzar o trenzados, ya que en cualquier caso la separacin entre hilos es la misma.

En la imagen se observa que el cable de categora 5etiene un grosor de aislante de cada hilo de 0,25 mm.

En la imagen anterior se observa que el cable de categora6 tiene un grosor del aislante de cada hilo slidoidntico al cable de categora 5e, lo cual parece un contrasentido. Esto se debe a que en el propio catlogo de SIEMON seindica que el cable de categora 5e tiene unasprestaciones que exceden con mucho de las prestaciones mnimas exigidas a dicha categora, ofreciendo valores de prdidas de insercin a 250 MHz similares a la del cable de categora 6. Esta igualdad de grosor de aislantes no secumple cuandorealizamos la comparacin con un cable de categora 6A,ya que ni el cable de categora 5e ni el cable de categora 6 llegan a las prestaciones mnimas exigidas a un cable deesta categora (500 MHz).

ConclusionesEn esta prctica he aprendido que hay diferentes medidas de conductores que se miden en AWG que es la medida estndar en cualquier parte del mundo. Tambin se pueden medir en circular mil esta medida no se usa ya que es ms difcil memorizarla que un 20, 16 o 14. Tambin no solo existen medidas, si no que existen aislantes que pueden soportar la temperatura, la corrosin que puede provocar el ambiente, el agua, entre otras cosas. As como hay aislantes que soportan la temperatura por fuera, hay aislantes que soportan la temperatura por dentro, es decir, que aguantan un cierto amperaje antes de que el conductor y el aislante se quemen.Hay varios conductores como pueden ser los elctricos que conducen voltajes grandes pero menores a los que hacen un campo electromagntico, y hay conductores que conducen una corriente y un voltaje muy pequeos, como son los conductores de audio y video o los router.

Fuentehttp://es.wikipedia.org/wiki/Norma_(tecnolog%C3%ADa)http://es.wikipedia.org/wiki/Est%C3%A1ndar_de_factohttp://es.wikipedia.org/wiki/Normalizaci%C3%B3nhttp://instalacioneselctricasresidenciales.blogspot.mx/2012/12/nomenclatura-awg.htmlhttp://es.wikipedia.org/wiki/Calibre_de_alambre_estadounidensehttp://www.slideshare.net/oskartoro/conductores-electricos-10615364http://fibraoptica.blog.tartanga.net/2013/06/27/una-pregunta-clasica-por-que-se-utiliza-cable-de-pares-trenzados-en-el-cableado-estructurado/http://newton.cnice.mec.es/materiales_didacticos/electricidad3E/tipo.htm?2&0http://www.voltech.com.mx/cables.phphttp://varinter.mx/http://www.condumex.com.mx/ES/telecomunicaciones/Productos%20telecomunicaciones/Cables%20para%20audio.pdfCatlogo de productos de CONDUMEX, Control FR y VOLTECH