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República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Defensa
Universidad Nacional Experimental Politécnica de la Fuerza Armada
UNEFA
Núcleo Cojedes
Profesor(a): Bachilleres:
Judith Sánchez Gil Estefani
Ing. Mecánica Gutierrez Wuills
Sección “B” Mendoza William
Leonor Lucena
Tinaquillo; Enero, 2013
Tabla de Contenido
Introducción
Tablero Eléctrico
Efecto Skin
Efecto De Proximidad
Efecto Electromagnético
Instrumentos Y Elementos
Las Protecciones De Sobrecarga
Protección Contra Cortocircuitos
Fusibles o cortacircuitos
Interruptores Automáticos, Magnetotérmicos
Conclusión
Introducción
En los procesos industriales donde son aplicados los principios de
transferencia de calor es necesario contar con sistemas de control que
permitan una mayor eficiencia, dando así máxima seguridad a los
operadores y usuarios incrementando además la calidad de los productos.
Por esta razón es preciso el uso de mecanismos y sistemas como lo
son los tableros eléctricos, interruptores, voltímetros, vatímetros, pues estos
serán de gran ayuda en la automatización de los procesos. Es importante
resaltar que al tratarse de procedimientos eléctricos se deben tomar en
cuenta ciertas precauciones, ejemplo de estas son; protección por
sobrecarga y cortocircuitos.
Se puede decir que al momento de la construcción de los tableros
eléctricos se debe tener ciertos conocimientos sobre los efectos de Skin, de
proximidad y electromagnético para así obtener resultados adecuados.
Tablero Eléctrico
Un tablero eléctrico es una caja o
gabinete que contiene los dispositivos de
conexión, maniobra, comando, medición,
protección, alarma y señalización, con sus
cubiertas y soportes correspondientes, para
cumplir una función específica dentro de un
sistema eléctrico. La fabricación o ensamblaje
de un tablero eléctrico debe cumplir criterios de diseño y normativas que
permitan su funcionamiento correcto una vez energizado, garantizando la
seguridad de los operarios y de las instalaciones en las cuales se encuentran
ubicados. Los equipos de protección y de control, así como los instrumentos
de medición, se instalan por lo general en tableros eléctricos.
Efecto Skin
El efecto pelicular es un efecto eléctrico
muy curioso. Se da únicamente en corriente
alterna, y consiste en que la densidad de
corriente se da principalmente por el exterior
del conductor.
En corriente continua, la densidad de
corriente es similar en todo el conductor (figura
a), pero en corriente alterna se observa que hay una mayor densidad de
corriente en la superficie que en el centro (figura b). Este fenómeno se
conoce como efecto pelicular, efecto skin o efecto Kelvin. Hace que la
resistencia efectiva o de corriente alterna sea mayor que la resistencia
óhmica o de corriente continua.
Este efecto es apreciable en conductores de
grandes secciones, especialmente si son macizos.
Aumenta con la frecuencia, en aquellos conductores
con cubierta metálica o si están arrollados en un
núcleo ferromagnético.
Una forma de mitigar este efecto es el empleo en las líneas y en los
inductores del denominado hilo de Litz, consistente en un cable formado por
muchos conductores de pequeña sección aislados unos de otros y unidos
solo en los extremos. De esta forma se consigue un aumento de la zona de
conducción efectiva.
Efecto De Proximidad
El efecto de Proximidad es la tendencia de la corriente de viajar en
otros patrones no deseables (vueltas o distribuciones concentradas) debido a
la presencia de campos magnéticos generados por conductores cercanos.
En transformadores e inductores, las perdidas por el efecto de proximidad
típicamente son predominantes sobre las pérdidas por el efecto de piel
(tendencia de las corrientes de alta frecuencia de viajar en la superficie del
conductor).
Efecto Electromagnético
El efecto electromagnético consiste en que toda corriente eléctrica
genera un campo magnético, que es fijo o variable según la corriente que lo
produce, es decir le "sigue" fielmente.
Para que se dé el efecto inverso, es decir que un campo magnético
genere una corriente eléctrica (Inducción electromagnética), es necesario
que el campo magnético varíe, o que el conductor se mueva dentro del
campo. Cuanto más varíe el campo, o más rápido se mueva el conductor,
más intenso es el efecto.
Instrumentos Y Elementos
Interruptores
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.
Voltímetro
Un voltímetro es un instrumento que sirve para medir
la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito
eléctrico.
Frecuencímetro
Un frecuencímetro es un
instrumento que sirve para medir
la frecuencia, contando el número
de repeticiones de una onda en la
misma posición en un intervalo de
tiempo mediante el uso de un
contador que acumula el número
de periodos. Dado que la frecuencia se define como el número de eventos de
una clase particular ocurridos en un período, su medida es generalmente
sencilla.
Según el sistema internacional el resultado se mide en Hertzios (Hz). El valor
contado se indica en un display y el contador se pone a cero, para comenzar
a acumular el siguiente periodo de muestra.
La mayoría de los contadores de frecuencia funciona simplemente
mediante el uso de un contador que acumula el número de eventos. Después
de un periodo predeterminado (por ejemplo, 1 segundo) el valor contado es
transferido a un display numérico y el contador es puesto a cero,
comenzando a acumular el siguiente periodo de muestra.
Sincronoscopio
Es un instrumento que indica cuando están los
generadores en la relación de fase correcta para
conectarlos en paralelos y, al mismo tiempo, indica si el
generador que se va a conectar va demasiado de prisa o
despacio.
Vatímetro
El vatímetro es un instrumento electrodinámico para
medir la potencia eléctrica o la tasa de suministro de
energía eléctrica de un circuito eléctrico dado. El
dispositivo consiste en un par de bobinas fijas, llamadas
«bobinas de corriente», y una bobina móvil llamada
«bobina de potencial».
Las bobinas fijas se conectan en serie con el circuito, mientras la móvil
se conecta en paralelo. Además, en los vatímetros analógicos la bobina
móvil tiene una aguja que se mueve sobre una escala para indicar la
potencia medida. Una corriente que circule por las bobinas fijas genera un
campo electromagnético cuya potencia es proporcional a la corriente y está
en fase con ella. La bobina móvil tiene, por regla general, una resistencia
grande conectada en serie para reducir la corriente que circula por ella.
Las Protecciones De Sobrecarga
Se utilizan para proteger al motor de una sobrecarga, esta sobrecarga
puede ser por forzar el motor a trabajos que no son de su potencia, una
caída de voltaje, un falso contacto en las terminales del motor, una mala
operación de la maquinaria, etc.
Se utilizan las protecciones para proteger al motor eléctrico y personal
de operación.
Funcionamiento: Cuando existe una sobrecarga en el motor eléctrico
se eleva la temperatura entre las terminales del motor (cableado), logrando
así la dilatación de las protecciones de sobrecarga abriendo o cerrando el
contacto de sobrecarga de la protección, deshabilitando al motor eléctrico.
Protección Contra Cortocircuitos
Se denomina cortocircuito a la unión de dos conductores o partes de
un circuito eléctrico, con una diferencia de potencial o tensión entre si, sin
ninguna impedancia eléctrica entre ellos.
Este efecto, según la Ley de Ohm, al ser la impedancia cero, hace que
la intensidad tienda a infinito, con lo cual peligra la integridad de conductores
y máquinas debido al calor generado por dicha intensidad, debido al efecto
Joule. En la práctica, la intensidad producida por un cortocircuito, siempre
queda amortiguada por la resistencia de los propios conductores que,
aunque muy pequeña, nunca es cero.
I = V / Z (si Z es cero, I = infinito)
Según los reglamentos electrotécnicos, "en el origen de todo circuito
deberá colocarse un dispositivo de protección, de acuerdo con la intensidad
de cortocircuito que pueda presentarse en la instalación". No obstante se
admite una protección general contra cortocircuitos para varios circuitos
derivados.
Los dispositivos más empleados para la protección contra cortocircuitos
son:
Fusibles calibrados (también llamados cortacircuitos), o
Interruptores automáticos magnetotérmicos
Fusibles o cortacircuitos
Consistes en una sección de hilo más fino
que los conductores normales, colocado en la
entrada del circuito a proteger, para que al
aumentar la corriente, debido a un cortocircuito,
sea la parte que más se caliente, y por tanto la
primera en fundirse. Una vez interrumpida la
corriente, el resto del circuito ya no sufre daño
alguno.
Interruptores Automáticos, Magnetotérmicos
Estos dispositivos, conocidos abreviadamente por PIA (Pequeño
Interruptor Automático), se emplean para la protección de los circuitos
eléctricos, contra cortocircuitos y sobrecargas, en sustitución de los fusibles,
ya que tienen la ventaja de que no hay que reponerlos; cuando desconectan
debido a una sobrecarga o un cortocircuito, se rearman de nuevo y siguen
funcionando.
Conclusión
Los tableros eléctricos son cajas que contienen dispositivos que
permiten el funcionamiento armónico de un sistema eléctrico, para su
fabricación es conveniente cumplir criterios de diseño y normativas que
permitan su trabajo correcto una vez energizado.
Hay algunos efectos que se dan en la corriente eléctrica, como son: el
efecto de Skin, que consiste en que la densidad de corriente se da
principalmente por el exterior del conductor (este se presenta solo en la
corriente alterna), el efecto de proximidad donde la tendencia de la corriente
es de viajar en otros patrones no deseables debido a la presencia de campos
magnéticos generados por conductores cercanos, y el efecto de
electromagnetismo consistente en que toda corriente eléctrica genera un
campo magnético.
Es importante señalar que algunos de los componentes que se
encuentran o se usan en procesos donde están incluidos los factores
eléctricos son los voltímetros, vatímetros, interruptores, frecuencímetros y
otros.
