Trabajo Practico Nº3 - Instalaciones
Eléctricas (Uso Informático)
Ejercicio Nº1
Conceptos de tensión eléctrica, corriente eléctrica , resistencia eléctrica y potencia eléctrica. Unidades.
- Corriente Eléctrica: Es definida como el flujo ordenado de cargas eléctricas que transporta la energía desde la fuente al "consumidor". Su unidad es el Ampere (A).
- Tensión Eléctrica: Es la capacidad de transporte de carga eléctrica (energía) que tiene toda fuente eléctrica. El voltaje entre dos puntos "a" y "b" del circuito se define como la diferencia en el nivel de energía de una unidad de carga localizada en dichos puntos. Su unidad es el Voltio (V).
- Resistencia Eléctrica: Es la oposición que ofrece todo cuerpo al paso de la corriente, depende en mayor o menor grado de su constitución atómica y/o molecular de cada material. Su unidad es el Ohm (
).
- Potencia Eléctrica: Es la capacidad que tiene la electricidad de producir un trabajo o de transformar la energía en un tiempo dado. Su unidad es el Watt (W).
Ejercicio Nº2
Ley de Ohm.
La Ley de Ohm dice que la intensidad de corriente que circula por un circuito dado, es directamente proporcional a la tensión aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismo.
Ejercicio Nº3
Leyes de Kirchhoff.
- Ley de Nodos o Primera Ley de Kirchhoff.
En cualquier nodo, la suma de las corrientes que entran en ese nodo es igual a la suma de las corrientes que salen. De forma equivalente, la suma de todas las corrientes que pasan por el nodo es igual a cero
- Segunda ley de Kirchhoff, Ley de Lazos de Kirchhoff o Ley de Mallas de Kirchhoff.
En un campo cerrado, la suma de todas las caídas de tensión es igual a la tensión total suministrada. De forma equivalente, la suma algebraica de las diferencias de potencial eléctrico en un campo es igual a cero.
VT = V1 + V2 + V3
Ejercicio Nº4
Calcular la resistencia total de los siguientes circuitos:
Ejercicio Nº5
Resolver los siguientes circuitos analíticamente aplicando la Ley de Ohm y las Leyes de Kirchoff. Verificar aplicando un programa de simulación.
Cálculos Circuito 1:
Rt: R1 + R2 I : E/R VR: R1. I
Rt: 10 Ω + 12Ω I : 10V/ 22Ω VR1: 10Ω * 0.45 A = 4.5
V
Rt: 22 Ω I:
0.45 A VR2:
12Ω* 0.45A = 5.4 V
P1: 0.45A² * 10Ω I = 0.45
P1= 2.02W VR1 = 4.5 V
P2: 0.45A² *12Ω VR2 = 5.4V
P2: 2.43 W PT = 4.45W
PT= P1+P2 = 4.45W
Cálculos
Circuito 2:
RT: 1 % (1/R1 + 1 / R2 ) = 3.6 Ω I1 =3.3A
IT: E/RT =
3.3 A I2 = 2A
I2: E/R1 I3= 1.3A
I2: 2A RT= 3.6 Ω
I3: E/R2
I3: 1.3 A
Cálculos Circuito 3:
R23 = R2 * R3 / R2 + R3 = 6.6 Ω VR1
= R1. I
IT = E/ R = 1.6 A VR1 =
8.64 A
I2 = E / R2 = 1.5A
I3 = E/ R3 = 0.75A
P1 = I²* R1
= 8.29 W VP=
R23 * I
P2= I² * R2
= 9.2 W VP = 6.33 V
P3= I² * R3
= 18.4 W
PT= 35.89 W
Ejercicio Nº6
A partir de los datos de los fabricantes determinar cual debe ser la Potencia de una Fuente de Alimentación para una CPU con una MotherBoard con un Procesador Intel I5, 4 Gb de RAM, Placa de Video de 1 Gb, HDD de 1 T 7200 RPM y una Grabadora - Lectora DVD/CD.
Soporta una potencia de 500W.
Ejercicio Nº7
Determinar cual es la Potencia consumida por un equipo con: la CPU anterior, un Monitor Led de 19'' y una Impresora Láser Blanco y Negro.
Monitor: 20W
CPU: 500W
Impresora laser blanco y negro: 100W.
Total: 620W.
Ejercicio Nº8
¿Qué es una UPS (Uninterruptible Power Supply )? ¿Para qué sirve? ¿Cuál es su costo para una PC? ¿Cuál es su costo para 10 PC? Autonomía mínima 10 minutos.
Una UPS es un dispositivo que gracias a sus baterías u otros elementos almacenadores de energía, mejora la calidad de la energía eléctrica que llega a las cargas, filtrando subidas y bajadas de tensión y eliminando armónicos de la red en el caso de usar corriente alterna.
Sirve para proporcionar energía eléctrica por un tiempo limitado y durante un apagón a todos los dispositivos que tenga conectados.
Su costo para una UPS se 500 VA ronda entre los $800 y $5000. Y una UPS de 5000 VA ronda entre los $15.000 y los $25.000.
Ejercicio Nº9
¿Qué es una pinza amperimétrica? ¿Para qué se usa? ¿Cuál es su principio de funcionamiento? Marcas, modelos y precios.
La 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.
La pinza amperímetro se usa para medir ampéres ,es decir corriente consumida.
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.
Pinza Amperimétrica Uni-t UT203 ACA/DCA 400amp: $330.
Mini Pinza Amperometrica Em-306b E-sun: $225.
Ejercicio Nº10
A partir de la medición efectuada con una pinza amperométrica del consumo de un secador de pelo para distintas condiciones de funcionamiento determinar la Potencia en Watt para cada una de ellas y la resistencia de la linea de alimentación para el máximo consumo.
Ejercicio Nº11
El Cuerpo Humano y el efecto sobre el cuerpo para distintos valores de corriente. Medidas para la seguridad eléctrica
Para conectar , enchufar, mover, etc., cualquier aparato eléctrico asegúrese de tener las MANOS SECAS y NO estar DESCALZO.NUNCA TOCAR APARATOS que puedan estar conectados a la red estando EN EL BAÑO O DUCHA. Cuando vaya a desenchufar algo no tire del cable sino de la clavija. No tienda cables debajo de las alfombras. Antes de manipular algo de la instalación eléctrica desconecte el interruptor automático existente en el cuadro eléctrico. Si tiene necesidad de hacer algún taladro cercano a algún interruptor, base de enchufe o caja de empalme asegúrese de haber desconectado la corriente previamente. En la cocina asegúrese de usar los electrodomésticos lejos del fregadero o cualquier zona húmeda.-Identifique la zona o rejilla de ventilación de los vídeos, televisores, equipos de música, etc. y no coloque nada sobre ellos. Evitará que se averíen y puedan originar un incendio. Mantenga retirado el frigorífico de la pared. Evite que el cable de la clavija entre en contacto con la rejilla que disipa el calor y se queme. Si en alguna ocasión recibe una descarga al tocar la lavadora, el frigorífico, el horno, etc. Llame al servicio técnico para que lo revise. Asegúrese de que el interruptor diferencial funciona correctamente. Las bombillas, además de luz, producen gran cantidad de calor y altas temperaturas. Si de forma accidental entran en contacto con algún material pueden generar un incendio. Asegúrese de que no se dé esta situación.
Ejercicio Nº12
Para que sirve el terminal de conexión a tierra, ¿a qué dispositivo se conecta?, ¿cómo se conecta?
Ejercicio Nº13
Protección mediante disyuntor diferencial. Explicar el principio de funcionamiento.
Los interruptores diferenciales protegen las vidas de las personas contra los contactos eléctricos accidentales. Interrumpen en forma automática e instantánea el pasaje de corriente eléctrica cuando se produce una corriente diferencial de fuga entre fase y tierra superior al valor máximo aceptado, que para el caso de los disyuntores más difundidos, es de 30 mA. Así mismo protege contra los riesgos de incendio detectando pequeñas fugas de corriente por defecto.
El funcionamiento es el siguiente..
Sabemos que en un circuito electrico se forma un lazo, con dos conductores, uno lleva la corriente electrica hacia el artefacto que esta funcionando y otro la trae de regreso hacia la fuente de corriente.
En electricidad, al conductor que lleva la corriente se lo llama Fase, (o positivo cuando se habla de corriente continua), y el conductor de retorno se lo llama neutro (o negativo en corriente continua). Es decir si yo tengo un foco, lo conecto a fase y a neutro, la corriente entra por la fase, y vuelve por el neutro, asi funciona con todos los artefactos, y la particularidad, es que la corriente que entra por la fase a tu casa por ejemplo, es exactamente igual a la corriente que sale por el neutro, es decir si entran 15 amper de corriente por fase, salen 15 amper de corriente por neutro.. Esto, es medido continuamente por el interruptor diferencial..
En caso de que una persona reciba una descarga electrica, o se produzca cualquier otra fuga a tierra, va a haber parte de la corriente que va a ir a tierra en vez de volver por neutro, entonces, la corriente que sale por el neutro va a ser menor que la que entro por fase, entonces el interruptor diferencial capta esa diferencia de corriente entre fase y neutro, y corta la corriente.
Por supuesto que debe cortar a la minima diferencia de corriente, que debe ser menor a 30 miliamperios. Incluso esa corriente ya puede ser perjudicial para la salud.
Ejercicio Nº14
Protección mediante interruptor termomagnetico. Explicar el principio de funcionamiento.
Los interruptores termomagnèticos actuan de dos formas complementarias, cortan por sobrecargas y cortan por cortocirciìtos.
El corte por sobrecarga es producido haciendo pasar la corriente del consumidor por un elemento bimetal, que posee la propiedad de deformarse al calentarse por el paso de la corriente. A travès de este calentamiento controlado, se va deformando de modo de actuar en un momento dado sobre una leva que acciona la interrupciòn automàtica. Esta caracterìstica es propia de la clase de interruptor y siempre ocurre temporizada, es decir que una vez sobrepasada la corriente nomi nal del interruptor, transcurre un tiempo determinado tanto menor cuanto mayor es la sobrecorriente - antes de que se accione el corte. Las distintas modalidades de esta curva de tiempo caracterizan las distintas clases de interruptores.( A.B.C.D).
El corte por c.c. ocurre para altos valores de la intensidad de consumo, actuando un bobinado tipo electroimàn que acciona la leva de destrabe y se abre el circuìto en forma practicamente instantànea.
Ejercicio Nº15
Buscar y pegar una tabla que relacione las secciones normalizadas de los cables y la carga máxima admisible para cada una de ellas.
Ejercicio Nº16
Realizar un listado de materiales para la instalación eléctrica de 10 computadoras, 2 impresoras laser blanco y negro y 2 impresoras multifunción. Con protección termomagnetica y disyuntor diferencial, con UPS. En 2 circuitos. Tomar como ejemplo el Laboratorio donde se dicta esta materia. Dibujar un plano.
Se necesita:
1 Tablero que contenga: 1 disyuntor( 30 A - 30 mA )
2 llaves térmicas ( 15 A )
20 toma corrientes ( para las PCs y monitores)
4 toma corrientes ( para las impresoras )
30 tomas total ( para algún aparato más )
25 metros de cable canal
25 metros de cable ( Fase, Neutro, Tierra ) de 2,5 mm²
10 PCs _____ 2500 w
2 impresoras laser blanco y negro _____ 1000 w
2 impresoras multifunción _____ 200 w
Total _____ 3700 w
Ejercicio Nº17
Sabiendo que la sección mínima del cableado para tomas eléctricos es de 2.5 mm² indicar si es suficiente para realizar la instalación del ejercicio anterior. Justificar.
A = P / T
A = 3700 w / 220 v
A = 16,81 A
A = 18 A ( Redondeado )
Se utilizara cable de 2.5 mm² porque la corriente que circulara por todas las maquinas y las impresoras es igual a 16,81 A, redondeando 18 A que es la corriente máxima que acepta este tipo de cable.
Ejercicio Nº11
El Cuerpo Humano y el efecto sobre el cuerpo para distintos valores de corriente. Medidas para la seguridad eléctrica
Intensidad de corriente en miliamperes (mA)
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Efectos sobre el cuerpo
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hasta 1
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Imperceptible para el hombre
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2 a 3
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Sensación de hormigueo en la zona expuesta
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3 a 10
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Contracción involuntaria. El sujeto generalmente consigue liberarse del contacto, de todas maneras la corriente no es mortal.
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10 a 50
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La corriente no es mortal si se aplica durante intervalos decrecientes a medida que aumenta su intensidad, de lo contrario los músculos de la respiración se ven afectados por calambres que pueden provocar la muerte por asfixia.
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50 a 500
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Corriente decididamente peligrosa en función creciente con la duración del contacto que da lugar a la fibrilación ventricular (funcionamiento irregular del corazón con contracciones muy frecuentes e ineficaces), lo que constituye un serio riesgo vital.
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más de 500
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Decrece la posibilidad de fibrilación, pero aumenta el riesgo de muerte por parálisis de centros nerviosos y quemaduras internas.
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Ejercicio Nº12
Para que sirve el terminal de conexión a tierra, ¿a qué dispositivo se conecta?, ¿cómo se conecta?
La conexión a tierra se emplea en las instalaciones eléctricas para evitar el paso de corriente al usuario por un fallo del aislamiento de los conductores activos.
La puesta a tierra es una unión de todos los elementos metálicos que, mediante cables de sección suficiente entre las partes de una instalación y un conjunto de electrodos, permite la desviación de corrientes de falta o de las descargas de tipo atmosférico, y consigue que no se pueda dar una diferencia de potencial peligrosa en los edificios, instalaciones y superficie próxima al terreno.
Se conecten en el retorno con el neutro del panel de servicio. De modo que en caso de fallo por derivación al chasis, la corriente fluye a través del cable de tierra hacia el panel de servicio, donde se junta con el camino del neutro, fluyendo a través del neutro principal de vuelta atrás a la toma central del transformador de suministro.
Protección mediante disyuntor diferencial. Explicar el principio de funcionamiento.
Los interruptores diferenciales protegen las vidas de las personas contra los contactos eléctricos accidentales. Interrumpen en forma automática e instantánea el pasaje de corriente eléctrica cuando se produce una corriente diferencial de fuga entre fase y tierra superior al valor máximo aceptado, que para el caso de los disyuntores más difundidos, es de 30 mA. Así mismo protege contra los riesgos de incendio detectando pequeñas fugas de corriente por defecto.
El funcionamiento es el siguiente..
Sabemos que en un circuito electrico se forma un lazo, con dos conductores, uno lleva la corriente electrica hacia el artefacto que esta funcionando y otro la trae de regreso hacia la fuente de corriente.
En electricidad, al conductor que lleva la corriente se lo llama Fase, (o positivo cuando se habla de corriente continua), y el conductor de retorno se lo llama neutro (o negativo en corriente continua). Es decir si yo tengo un foco, lo conecto a fase y a neutro, la corriente entra por la fase, y vuelve por el neutro, asi funciona con todos los artefactos, y la particularidad, es que la corriente que entra por la fase a tu casa por ejemplo, es exactamente igual a la corriente que sale por el neutro, es decir si entran 15 amper de corriente por fase, salen 15 amper de corriente por neutro.. Esto, es medido continuamente por el interruptor diferencial..
En caso de que una persona reciba una descarga electrica, o se produzca cualquier otra fuga a tierra, va a haber parte de la corriente que va a ir a tierra en vez de volver por neutro, entonces, la corriente que sale por el neutro va a ser menor que la que entro por fase, entonces el interruptor diferencial capta esa diferencia de corriente entre fase y neutro, y corta la corriente.
Por supuesto que debe cortar a la minima diferencia de corriente, que debe ser menor a 30 miliamperios. Incluso esa corriente ya puede ser perjudicial para la salud.
Ejercicio Nº14
Los interruptores termomagnèticos actuan de dos formas complementarias, cortan por sobrecargas y cortan por cortocirciìtos.
El corte por sobrecarga es producido haciendo pasar la corriente del consumidor por un elemento bimetal, que posee la propiedad de deformarse al calentarse por el paso de la corriente. A travès de este calentamiento controlado, se va deformando de modo de actuar en un momento dado sobre una leva que acciona la interrupciòn automàtica. Esta caracterìstica es propia de la clase de interruptor y siempre ocurre temporizada, es decir que una vez sobrepasada la corriente nomi nal del interruptor, transcurre un tiempo determinado tanto menor cuanto mayor es la sobrecorriente - antes de que se accione el corte. Las distintas modalidades de esta curva de tiempo caracterizan las distintas clases de interruptores.( A.B.C.D).
El corte por c.c. ocurre para altos valores de la intensidad de consumo, actuando un bobinado tipo electroimàn que acciona la leva de destrabe y se abre el circuìto en forma practicamente instantànea.
Ejercicio Nº15
Buscar y pegar una tabla que relacione las secciones normalizadas de los cables y la carga máxima admisible para cada una de ellas.
Ejercicio Nº16
Realizar un listado de materiales para la instalación eléctrica de 10 computadoras, 2 impresoras laser blanco y negro y 2 impresoras multifunción. Con protección termomagnetica y disyuntor diferencial, con UPS. En 2 circuitos. Tomar como ejemplo el Laboratorio donde se dicta esta materia. Dibujar un plano.
Se necesita:
1 Tablero que contenga: 1 disyuntor( 30 A - 30 mA )
2 llaves térmicas ( 15 A )
20 toma corrientes ( para las PCs y monitores)
4 toma corrientes ( para las impresoras )
30 tomas total ( para algún aparato más )
25 metros de cable canal
25 metros de cable ( Fase, Neutro, Tierra ) de 2,5 mm²
10 PCs _____ 2500 w
2 impresoras laser blanco y negro _____ 1000 w
2 impresoras multifunción _____ 200 w
Total _____ 3700 w
Ejercicio Nº17
Sabiendo que la sección mínima del cableado para tomas eléctricos es de 2.5 mm² indicar si es suficiente para realizar la instalación del ejercicio anterior. Justificar.
A = P / T
A = 3700 w / 220 v
A = 16,81 A
A = 18 A ( Redondeado )
Se utilizara cable de 2.5 mm² porque la corriente que circulara por todas las maquinas y las impresoras es igual a 16,81 A, redondeando 18 A que es la corriente máxima que acepta este tipo de cable.
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