Uso de los contactores (página 2)

Cuando las cargas llegan al punto a en la figura 4, se dividen en dos; parte pasa a través de R1 y el resto a través de R2. Una unión es cualquier punto en un circuito donde una corriente puede dividirse. Esta división resulta en menos corriente en cada resistor de la que sale de la batería. Debido a que la carga eléctrica se conserva, la corriente I que entra al punto a debe ser igual a al corriente total que sale del mismo:

Donde la resistencia equivalente tiene el mismo efecto en el circuito que las dos resistencias en paralelo; es decir; la resistencia equivalente consumirá la misma corriente i de la batería. Por este resultado, vemos la resistencia equivalente de dos resistores en paralelo se conoce por:

De esta expresión se ve que el inverso de la resistencia equivalente de dos o más resistores conectados en una combinación en paralelo es igual a la suma de inversos de las resistencias individuales. Además, la resistencia es menor que la resistencia más pequeña del grupo.

• Leyes de Kirchoff: Muy a menudo, no es posible simplificar un circuito en una sola espira. El procedimiento para simplificar circuitos más complejos se hace posible si se utilizan dos principios conocidos como leyes de Kirchoff:

• a) Ley de la unión: La primera ley de Kirchoff es un enunciado de la conservación de la carga eléctrica En cualquier unión, la suma de las corrientes debe ser igual a cero.

• b) Ley de la espira: es una consecuencia de la ley de conservación de energía. La suma de las diferencias de potencial a través de todos los elementos alrededor de cualquier espira de un circuito cerrado debe ser igual a cero.

• Elementos de un circuito: Los elementos de un circuito eléctrico son 4:

Figura 6

• a) Elemento 1: El Generador que mantiene la

• b) Elemento 2: Elemento de maniobra permite abrir o cerrar un circuito.

• c) Elemento 3: El conductor que es el que ofrece poca resistencia al paso de la corriente.

• d) Elemento 4: El receptor quien es el que aprovecha el paso de "I" para transformarlo en luz, calor…

CAPÍTULO DOS

Datos de los instrumentos y equipos

Tabla Nº 1: Datos de los instrumentos y equipos

• CONCEPTOS DE LOS EQUIPOS E INSTRUMENTOS USADOS

• Pinza amperimétrica: Es un tipo especial de amperímetro que permite obviar el inconveniente de tener que abrir el circuito en el que se quiere medir la corriente para colocar un amperímetro clásico.

El funcionamiento de la pinza se basa en la medida indirecta de la corriente circulante por un conductor a partir del campo magnético o de los campos que dicha circulación de corriente que genera. Recibe el nombre de pinza porque consta de un sensor, en forma de pinza, que se abre y abraza el cable cuya corriente queremos medir.

Este método evita abrir el circuito para efectuar la medida, así como las caídas de tensión que podría producir un instrumento clásico. Por otra parte, es sumamente seguro para el operario que realiza la medición, por cuanto no es necesario un contacto eléctrico con el circuito bajo medida ya que, en el caso de cables aislados, ni siquiera es necesario levantar el aislante.

En nuestro laboratorio encontramos una pinza amperimétrica de la marca EXTECH INSTRUMENTS, modelo 38389 (Foto Nº 1)

Foto Nº 1: Pinza amperimétrica

Nuestra pinza amperimétrica de la marca EXTECH INSTRUMENTS, MODELO 38389 cumple con la certificación ISO 9001:2000.

A continuación presentamos el "DATASHEET" de la pinza amperimétrica usado en nuestro instrumento utilizado en el laboratorio:

• Maximum AC current of 600A

• Measure AC Current, AC/DC Voltage and Resistance

• Data Hold "freezes" data in display

• 1.25" (33mm) circular jaw opening for large cables (350MCM)

• Peak Hold captures in-rush currents

• Audible Continuity beeper

• Auto power off

• Complete with test leads, 9V battery, and belt holster

• True RMS voltage and current measurements

• AC/DC current to 600A

• Large 4000 count LCD display

• Capacitance measurements

• Temperature measurements

• Includes temperature probe

• Multímetro: Un multímetro, también denominado polímetro, tester o multitester, es un instrumento de medición que ofrece la posibilidad de medir distintos parámetros eléctricos y magnitudes en el mismo dispositivo. Las funciones más comunes son las de voltímetro, amperímetro y óhmetro. Es utilizado frecuentemente por personal en toda la gama de electrónica y electricidad.

Tipos de multímetros:

• Multimetro Analógico

• Multimetro Digital

El Multimetro Digital que encontramos en el Laboratorio es de la marca Tech, Modelo TM – 104 (Foto Nº 2)

Foto Nº 2: Multímetro

A continuación presentamos el "DATASHEET" del multímetro usado en nuestro instrumento utilizado en el laboratorio:

• 3 – ½ Digits, Max 1999 counts.

• 30x60mm large LCD Display.

• 10 funcions, 33 Ranges.

• Data hold.

• Auto Power off.

• Overload protection.

• Low batery indication.

• Display count: 1999.

• SC Voltage: 200m/2/20/200/1000V

• AC Voltage: 2/20/200/700A

• DC Current:2m/20m/200m/20A

• AC Current: 20m/200m/20A

• Resistance: 200/2K/20K/200K/2M/20M/200M(

• Frecuency: 2KHz/20KHz

• Transitor Test

• Diode Test

• Continuity Test

• Contactor: Un contactor es un componente electromecánico que tiene por objetivo establecer o interrumpir el paso de corriente, ya sea en el circuito de potencia o en el circuito de mando, tan pronto se energice la bobina (en el caso de ser contactores instantáneos). Un contactor es un dispositivo con capacidad de cortar la corriente eléctrica de un receptor o instalación, con la posibilidad de ser accionado a distancia, que tiene dos posiciones de funcionamiento: una estable o de reposo, cuando no recibe acción alguna por parte del circuito de mando, y otra inestable, cuando actúa dicha acción. Este tipo de funcionamiento se llama de "todo o nada". En los esquemas eléctricos, su simbología se establece con las letras KM seguidas de un número de orden.

El contactor usado en el laboratorio es el de la Foto Nº 3:

Foto Nº 3: Contactor Electromagnético

Los contactores presentan ventajas en cuanto a los siguientes aspectos, por los que se recomienda su utilización: automatización en el arranque y paro de motores, posibilidad de controlar completamente una máquina, desde varios puntos de maniobra o estaciones, se pueden maniobrar circuitos sometidos a corrientes muy altas, mediante corrientes muy pequeñas, seguridad para personal técnico, dado que las maniobras se realizan desde lugares alejados del motor u otro tipo de carga, y las corrientes y tensiones que se manipulan con los aparatos de mando son o pueden ser pequeños, control y automatización de equipos y máquinas con procesos complejos, mediante la ayuda de aparatos auxiliares(como interruptores de posición, detectores inductivos, presostatos, temporizadores, etc.), y un ahorro de tiempo a la hora de realizar algunas maniobras.

A estas características hay que añadir que el contactor:

• es muy robusto y fiable, ya que no incluye mecanismos delicados.

• se adapta con rapidez y facilidad a la tensión de alimentación del circuito de control (cambio de bobina).

• facilita la distribución de los puestos de paro de emergencia y de los puestos esclavos, impidiendo que la máquina se ponga en marcha sin que se hayan tomado todas las precauciones necesarias.

• protege el receptor contra las caídas de tensión importantes (apertura instantánea por debajo de una tensión mínima).

• funciona tanto en servicio intermitente como en continuo.

• Interruptor termo magnético: Un interruptor termo magnético, o disyuntor termo magnético, es un dispositivo capaz de interrumpir la corriente eléctrica de un circuito cuando ésta sobrepasa ciertos valores máximos. Su funcionamiento se basa en dos de los efectos producidos por la circulación de corriente eléctrica en un circuito: el magnético y el térmico (efecto Joule). El dispositivo consta, por tanto, de dos partes, un electroimán y una lámina bimetálica, conectadas en serie y por las que circula la corriente que va hacia la carga.

Al circular la corriente por el electroimán, crea una fuerza que, mediante un dispositivo mecánico adecuado (M), tiende a abrir el contacto C, pero sólo podrá abrirlo si la intensidad I que circula por la carga sobrepasa el límite de intervención fijado. Este nivel de intervención suele estar comprendido entre 3 y 20 veces la intensidad nominal (la intensidad de diseño del interruptor magnetotérmico) y su actuación es de aproximadamente unas 25 milésimas de segundo, lo cual lo hace muy seguro por su velocidad de reacción. Esta es la parte destinada a la protección frente a los cortocircuitos, donde se produce un aumento muy rápido y elevado de corriente.

La otra parte está constituida por una lámina bimetálica (representada en rojo) que, al calentarse por encima de un determinado límite, sufre una deformación y pasa a la posición señalada en línea de trazos lo que, mediante el correspondiente dispositivo mecánico (M), provoca la apertura del contacto C. Esta parte es la encargada de proteger de corrientes que, aunque son superiores a las permitidas por la instalación, no llegan al nivel de intervención del dispositivo magnético. Esta situación es típica de una sobrecarga, donde el consumo va aumentando conforme se van conectando aparatos.

Ambos dispositivos se complementan en su acción de protección, el magnético para los cortocircuitos y el térmico para las sobrecargas. Además de esta desconexión automática, el aparato está provisto de una palanca que permite la desconexión manual de la corriente y el rearme del dispositivo automático cuando se ha producido una desconexión. No obstante, este rearme no es posible si persisten las condiciones de sobrecarga o cortocircuito. Incluso volvería a saltar, aunque la palanca estuviese sujeta con el dedo, ya que utiliza un mecanismo independiente para desconectar la corriente y bajar la palanca.

El dispositivo descrito es un interruptor magnetotérmico unipolar, por cuanto sólo corta uno de los hilos del suministro eléctrico. También existen versiones bipolares y para corrientes trifásicas, pero en esencia todos están fundados en los mismos principios que el descrito.

Se dice que un interruptor es de corte omnipolar cuando interrumpe la corriente en todos los conductores activos, es decir las fases y el neutro si está distribuido. Las características que definen un interruptor termomagnético son el amperaje, el número de polos, el poder de corte y el tipo de curva de disparo (B,C,D,MA). (por ejemplo, Interruptor termomagnético C-16A-IV 4,5kA). Ver Foto Nº 4:

Foto Nº 4: Interruptor Termo magnético

• Motor AC monofásico: Los motores monofásicos tienen un gran desarrollo debido a su gran aplicación en electrodomésticos, campo muy amplio en su gama de utilización, al que se suma la motorización, la industria en general y pequeñas máquinas herramienta. Este tipo de motores tiene la particularidad de que pueden funcionar con redes monofásicas, lo que los hace imprescindibles en utilizaciones domésticas. Los motores monofásicos más utilizados son los siguientes:

• Motores provistos de bobinado auxiliar de arranque

• Motores con espira en cortocircuito

• Motores universales

Foto Nº 5: Motor monofásico

CAPÍTULO TRES

Representación del circuito de potencia

Tabla Nº 2: Descripción de los elementos del Esquema Nº 1

• REPRESENTACIÓN DEL CIRCUITO DE CONTROL

Tabla Nº 3: Descripción de los elementos del Esquema Nº 2

• DESARROLLO DE LA EXPERIENCIA DEL LABORATORIO

Empezamos creando nuestros esquemas del Circuitos de Potencia y del Circuito de Control; luego reconocemos las salidas de tensión, anotamos las características más resaltantes de: interruptor termo magnético, contactor electromagnético, pulsadores y de los motores a usar.

Foto Nº 6: Características del termo magnético

Foto Nº 7: Características del contacto electromagnético

Foto Nº 8: Características del pulsador

Foto Nº 9: Características del motor monofásico

Conexiones:

Foto Nº 10: Conexión a las salidas de tensión 220V

Foto Nº 11: Conexiones entre pulsador, contactor y salida de tensión

Foto Nº 11: Conexiones entre pulsadores, dos de parada y dos de encendido

Foto Nº 12: Conexiones del contactor electromagnético

Foto Nº 12: Conexión de bombillas en funcionamiento

Foto Nº 12: Conexión del ventilador en funcionamiento

CAPÍTULO CUATRO

Conclusiones y recomendaciones

• 1. Se demuestra que los principios básicos de circuitos eléctricos son de mucha importancia para el entendimiento, instalación y operación de esquemas eléctricos.

• 2. Se comprueba que los contactores son dispositivos muy versátiles, que permiten realizar operaciones de control y mando de equipos eléctricos.

• 3. Se observa que todo sistema eléctrico aún en su concepción más simple requiere del uso de equipos de protección.

• 4. Se observa que para realizar mediciones en una instalación eléctrica, no es necesaria la apertura de la misma, ya que estas pueden ser realizadas de manera indirecta; por ejemplo: el uso de la pinza amperimétrica nos permitió no cortar ni pelar los cables.

• 5. Se recomienda una charla de trabajo de 15 minutos sobre los objetivos del laboratorio, los instrumentos a usar, así como también sobre el análisis de seguridad en el trabajo (AST). Y si ocurriera un accidente, la forma de proceder correctamente.

• 6. Se recomienda el orden y limpieza para el desarrollo de nuestro laboratorio.

• 7. Se recomienda para futuros laboratorios tener presente el uso de los Equipos básicos de Protección Personal (EPP).

• 8. Se recomienda que antes de empezar a maniobrar los instrumentos, materiales y equipos se compruebe el estado de los mismos.

• 9. Antes de empezar a maniobrar y poner en funcionamiento los instrumentos, materiales y equipos, debemos tener en conocimiento el procedimiento de cómo trabajar en cuartos eléctricos, por ejemplo: las cinco reglas de oro.

• 10. Una vez realizado el montaje del circuito comunicar al responsable que se procederá a energizar el circuito, para lo cual debe pasar a revisar.

Referencias

• Página general: www.google.com

http:// www.extech.com/instruments/resources/manuals/38389_um.pdf

http://www.shopextech.com/crm_uploads/38387_38389.pdf

http://www.yaskawa.com/site/dmdrive.nsf/link2/…/TM.P7B.01.pdf

http://www.techex.co.uk/ssl/pdf/sa/D9054.pdf

http://usuarios.uponet.com

http://es.wikipedia.org

• Material bibliográfico:

Autor: Charles K. Alexander – Matthew N.O.Sadiku, Titulo: "Fundamentos de circuitos eléctricos", Edición: 3ra Edición, Impreso: México 2007.pág. 9-15;30-45-781; 785-787

Autor: Ministerio de Energía y Minas, Titulo: "Código Nacional de Electricidad, TOMO I, Prescripciones Generales, Capitulo 1, Capitulo 2 y Capitulo 3", Impreso: Perú 2002

Autor: Jeam Barry, Titulo: "Esquemas Eléctricos", Editorial: Marcombo

Autor: CCIESAM, Titulo: "Electricidad Básica", Impreso: Perú 2008….pág. 8 -31

Autor: R. A. Serway – J. W. Jewett, Titulo: "FÍSICA para ciencias e ingeniería TOMO II", Edición: 7ma Edición, Impreso: México 2008….pág. 756-757; 778-781; 785-787

Autor:

Joshua Omar García Sánchez