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1 1www.cie.unam.mx 1 Instituto tecnológico yacuiba Electricidad industrial Curso de Especialización instalaciones domiciliarias Morelos,20 a 8 de sep de 2018 electricidad Conceptos básicos Y de Dimensionamientodeconductores Ing. Gabriel calzadilla

2 UsodelaEnergíaEléctrica 2

3 ¿Qué es la energía eléctrica? ¿Qué es la potencia eléctrica? ¿Qué es el voltaje eléctrico? ¿Qué es la corriente directa? ¿Qué es la corriente alterna? ¿Cuántos tipos de corriente eléctrica existen? ¿Que es la corriente eléctrica? ¿Quién es el responsable de los fenómenos eléctricos?

4 Núcleo: protones y neutrones Electrones Los electrones son las partículas responsables de la electricidad y se les conoce como los portadores de la carga eléctrica. Por convención se le ha asignado carga negativa. Ellos pueden ser removidos de sus átomos y acumularse en regiones específicas o desplazarse a través de un medio sólido, líquido o gaseoso, siempre que exista una fuerza que los impulse 4 El átomo

5 5 Electricidad química Electricidad fotovoltaica Electricidad estática Electricidad mecánica (Alternadores ó dínamos) Formas comúnes de electricidad

6 6 www.cie.unam.mx NUCLEAR LÍNEAS DE DISTRIBUCIÓN TÉRMICA HIDRÁULICA USUARIO FINAL Energías convencionales y tecnologías paragenerar electricidad

7 Términoscomúnesenelectricidad Por su capacidad de conducir la electricidad los materiales de la naturaleza se clasifican en: conductores, aislantes y semiconductores. Los metales son los conductores que presentan el medio de menor resistencia al flujo de las cargas eléctricas. La corrienteeléctrica es el flujo de electrones movidos por una fuerza externa. Se define como el número de electrones que en un segundo fluyen por sección transversal de un conductor. Unidad de medición: Amper, lala Símbolo: I simbolizado por:A

8 El voltaje eléctrico es el trabajo que debe realizarunaunafuenteexterna sobrelos electrones para que estos puedan fluir por el una corriente eléctrica. En un conductor, la ente eléctrica circula de las zonas de MAYOR voltaje a La diferencia de nivel (V), hace que se produzca la corriente liquida las zonasdeMENOR voltaje. Símbolo: V medición: El volt Simbolizado por: v realizar una electrones para que conductor y producir Unidad de Simboliz En Forma Análoga: corri volt V

9 LeydeOhm R I V - + I Amperímetro V El comportamiento lineal indica que: De donde: V= Voltaje  IVI = m Vm = 1 / R ( Volts ) I = Corriente (Amper) R = Resistencia (ohm) Leyde Ohm 9 V = R I Mayor valor de R Menor valor de R V Voltímetro

10 MagnitudesEléctricas de medición - Voltaje - Fuerza Electromotríz Milivolt Megaohm 10 Magnitud Unidad Aparato Voltímetro V Volt - Diferencia de potencial Microvolt I - Corriente - Intensidad Amper Miliamper Microamper Amperímetro R - Resistencia Ohm Microhm Ohmetro

11 potencia Lapotenciaeléctricaquese genera o se consume en un instante dado se especifica por el voltaje V queobliga aloselectronesa producir una corriente I. P = V x I 1 W= 1V x 1A Símbolo: P Unidad de medición: El Watt Se simboliza por: W La potencia eléctrica es el producto del voltaje con la corriente

12 EnergíaEnergía La Energía Eléctrica es la potencia generada o consumida en la unidadde tiempo; y se define comoelproductodelapotenciaeléctrica consumida(generada)poreltiempode consumo(generación) E =P x t Donde: PtoPto es la es el potencia Watts, tiempo que esta funcionando el aparato equipo Horas es la energía que se consume en Watts - Hrs. E ENERGÍA GENERADA O CONSUMIDA Símbolo: E Unidad de medición: El watt-hora

13 Tiposde electricidad Conrespectoalaformaconquesegenerala electricidad se pueden encontrar dostipos de ella: lacorrientedirectao continua,C.D.,yla corriente alterna, C. A. Este tipo de electricidad se produce cuando la intensidad de la corriente eléctrica es constante. Se puede generar por medio de reacciones electroquímicas (pilasobaterías),porfricción,por medio deceldas solares. alterna. Sepuedeobteneratravés dela corriente I, V LaelectricidadenCDpuede C.DC.D almacenarse automotríz. enacumuladorestipo t 0 Corriente directa o continua CD:

14 Corriente electricidad alternaCA:Estetipode seproduce cuando lacorriente cambia de polaridad, de positivo a negativo, y viceversa,condeterminadafrecuencia. En 60 México,lafrecuenciadeoscilaciónesde ciclosporsegundos(60Hertz) I,V 0 amperes0 amperes 0 t CA 14 La C.A. se genera por medios mecánicos en aparatos llamados alternadores ó dínamos La intensidad de la corriente no es constante ya que en cada ciclo, hay dos instantes en que su valor es cero, por lo que teoricamente un foco u otro aparato eléctrico que es conectado a la C.A. se apaga 120 veces por cada segundo.

15 MedicionesEléctricas Medición Voltaje del Voltímetro en Paralelo V Ohmetro en paralelo H Medicióndelala Circuito Abierto Resistencia

16 MedicionesEléctricas CircuitoCerrado Mediciónde la corriente de consumo Amperímetro en serie 16 A

17 DimensionamientoyCapacidadde conduccióndeCorrientedeloslos conductores 17

18 Cálculode Conductores :SistemasFV’s EL cálculodeconductoresserealizapor la le capacidad denomina deconduccióndeCorriente,aéstase AMPACIDAD,la cualseencuentralimitada por los Factores: - Conductividad del Metal. - Capacidad Térmica del aislamiento. Para cualquier las normas “UL de diseño sea: I = cálculo de ampacidad, de y NEC” se requiere que acuerdo con la Corriente I SC x1.25 x 1.25 donde: I SC eslaCorrienteacortocircuitodel arreglo FV.

19 CalibredeConductores  No se debe exceder laampacidad del cable a latemperaturadeoperación TipoTipo Cables monoconductores Cables de 2 o más conductores 19 Calibre Temp. Ampacidad máxima (AWG)Aislante(amperios) a 30 o Ca 60-70oCa 60-70oC 90 o C 30 17.4 14 75 oC75 oC 258.3 12 90 o C 4023.2 75 oC75 oC 3511.5 10 90 o C 5531.9 75 oC75 oC 5016.5 8 90 o C 8046.8 75 oC75 oC 7023.1 90 o C 25 14.5 14 75 oC75 oC 206.6 12 90 o C 3017.4 75 oC75 oC 258.3 10 90 o C 4023.2 75 oC75 oC 3511.5 8 90 o C 5531.9 75 oC75 oC 5016.5

20 NomenclaturaenCables * Ausencia de "H" significa aislante de 60 o C ** Puede ser cable monoconductor o de varios conductores 20 TipoDescripcón TAislante de termoplástico H Aislante de 75 o C. * HH Aislante de 90 o C NCubierta de Nylon WResistente a la humedad RAislante de caucho UUso subterráneo USECable de acometida subterránea ** UFCable de alimentación subterránea ** SECable de acometida ** -2 Aislante de 90 o C en lugares mojados

21 Diseñodecableado Recomendacionesparacalcularelcalibredelcable 21  Limitar Caídas de Voltaje al 3% para sistemas con voltaje nominal menor de 48 V; y hasta el 5% para voltajes mayores o iguales de 48V.  Se recomienda usar las Tablas de la RESISTENCIA POR KILÓMETRO, R L, del fabricante del cable  Si se dispone de una tabla para R L, seleccionar el calibre inmediato mayor a la R L calculada.  Si se tiene varias cargas alimentadas por un mismo circuito, considerar la carga típica y calcular el calibre por secciones.

22 www.cie.unam.m L  V es la caida de voltaje en el conductor cuya longitud total es L y en él circula una corriente I. Referencia: Manual de Ingeniería Eléctrica 13a. Edición Donal G. Fink & H. Wayne Beaty Editorial: Mc Graw-Hill 22 * Calculada para cables en conduit no metálico en configuración trébol R = (  V x 1000) / (I x L) TABLA DE VALORES DE RESISTENCIA ELÉCTRICA POR KILÓMETRO DE LONGITUD PARA CABLES COMERCIALES Resistencia para cordones flexibles SMI MR Calibre AWG Resistencia C.D. Ohms/km Resistencia C.A. Ohms/km 25ºC60ºC25ºC60ºC 2034.739.434.739.4 1821.824.721.824.7 1613.715.613.715.6 148.619.89.8 9.89.8 125.426.26.2 6.26.2 Resistencia para cables de cobre sin estañar cableado concéntrico, Comprimido y compacto Calibre AWG kCM Resistencia C.D Ohms/km Resistencia C.A Ohms/km 25 0 C75 0 C90 0 C25 0 C75 0 C90 0 C 2034.641.343.334.641.343.3 1821.826.027.321.826.027.3 1613.716.317.113.716.317.1 148.6010.310.768.6010.310.76 125.426.476.775.426.476.77 103.404.064.263.404.064.26 82.142.552.682.142.552.68 61.341.601.681.341.601.68 40.841.011.060.841.011.06 20.5330.6360.6660.5340.6370.667 1/00.3350.4000.4190.3350.4010.420 2/00.2650.3160.3320.2650.3170.333 3/00.2110.2520.2640.2120.2530.265 4/00.1670.1990.2090.1700.2020.212 2500.1410.1680.1770.1440.1710.179 3000.1180.1410.1470.1220.1440.150 3500.1010.1210.1260.1050.1240.130 4000.08840.1050.1100.09330.1100.115 5000.07070.08440.0880.07690.0900.094 6000.05890.07030.0730.06600.0760.080 7500.04710.05620.0580.05580.0640.066 10000.03530.04210.0440.04610.0520.054 * Calculada para cables en conduit no metálico en configuración trébol

23 TipodeConductores Para Interconexión de los Módulos  Monoconductores resistentes a la luz de 90 o C en lugares mojados (LM) solar con aislante NEC-99 acepta los tipos USE-2 y UF resistente a la luz solar NOM-99 permite los tipos TWD-UV (cable plano para sistemas fotovoltaicos), con aislante de 60 o C en LM Cables monoconductores o poli-conductores en tubos con aislante de 90 o C en LM  La Norma acepta tipos RHW-2, THW-2, THWN-2 No se permite usar ductos, excepto en cables mono-conductores sin el arreglo FV 23

24 CódigodeColores  SISTEMAS EN CORRIENTE ALTERNA Blanco para el neutro rojo fase 1 R azul fase 2 S negro fase 3 T verde o amarillo para el conductor no puesto tierra a  SISTEMAS DE CORRIENTE CONTINUA  Blanco o Gris para el negativo (puesto tierra) a Se puede usar otro color con marcas blancas en los extremos si el conductor es 6 AWG o menor. Se permite usar cable negro para las interconexiones del arreglo  Negro o Rojo para el positivo 24

25 Ampacidad de Conductores  Para el conductor del arreglo, y de la trayectoria del arreglo al acondicionadore de energía, la como 1.56 del arreglo ampacidad del cable debe calcularse veces la corriente de corto circuito (Norma)  Para cualquier otro conductor, se toma como referencia la corriente máxima de operación multiplicada por 1.25 25

26 Gracias 26