PRÓLOGO
Se han producido en nuestro sector muchas transformaciones y avances, por eso la seguridad de las personas frente a los riesgos eléctricos, y la protección de las instalaciones eléctricas, condujo a la aparición del Nuevo Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión en el año 2002.
En el año 2002 se aprobó el Real Decreto 842/2002 que derogaba el Decreto 2413/1973. , el anterior era bastante antiguo, el Real Decreto que se aprobó es el reglamento electrotécnico para baja tensión nuevo y Constaba de 29 artículos y 51 Instrucciones Técnicas Complementarias (ITCs).
Actualmente el REBT sigue constantemente actualizándose, añadiendo y modificando sus artículos e Instrucciones Técnicas Complementarias (ITCs).
Los años que han pasado entre 1973 y 2002 son los suficientes para que podamos asegurar que las instalaciones electrotecnia en general, han sufrido mejoras tecnológicas bastantes importante, esto ha conllevado ante la complicada reglamentación, las convocatorias de cursos de INSTALACIONES ELECTROTÉCNICAS DE BAJA TENSIÓN como herramienta de consulta y de cualificación de los trabajadores en activos que quieren ampliar sus competencias básicas.
En cualquiera de los casos el alumno en este libro dispondrá de elementos de consulta rápidos y adquirirá un aprendizaje evolutivo de conceptos electrotécnicos, también podrá calcular el dimensionado de las líneas eléctricas en general.
La energía eléctrica se percibe como un bien básico y primordial sin la cual la sociedad actual en la que vivimos no la podríamos imaginar, es una profesión de constate renovación y futuro y a la que la crisis económica actual del país afecta en menor medida que a otras profesiones, porque su campo de actuación no solo se concentra en el ladrillo de la construcción nueva sino que es tan amplio que siempre hay demanda de mantenimiento de las instalaciones, reparación de averías, sustitución de líneas, actualización de viviendas antiguas, etc....
La electricidad es la profesión principal frente a las demás, porque para que un informático conecte su ordenador debe tener primero una toma de corriente con una línea eléctrica que desde una central generadora proporcione electricidad y así mismo pasa si un oficinista necesita iluminación en su despacho para ver sus papeles, sin la electricidad sería muy difícil el desarrollo de otras actividades profesionales.
Igualmente he de hacer hincapié que al igual que la electricidad es la profesión más prometedora también es una de las más peligrosas en materia de riesgo laboral y daño profesional debido a que es un peligro que “no se ve”, en otro tipos de accidentes laborales se puede ver venir una caída de un objeto, o una escalera en malas condiciones, pero el estar manipulando unas líneas eléctricas requiere de un corte previo de energía y unas medidas de seguridad muy exigentes.
Como digo yo siempre a mis alumnos de los PCPI`s “a la electricidad no hay que tenerla miedo pero si respeto”. En este libro encontraras también un modulo que te ayudara a tomar las medidas oportunas para que trabajes con seguridad y apliques las normas de prevención en riesgos laborales.
En este libro encontrarás una completa exposición de los principios básicos de la teoría de la Electricidad, acompañado de ilustraciones, dibujos, tablas, ejercicios resueltos, test-cuestionario que sin duda alguna te ayudaran a la compresión de las instalaciones eléctricas en general de baja tensión.
Y por eso nos congratulamos de la aparición de este libro y de la dedicación y esfuerzo que he puesto en su realización.
MIGUEL ÁNGEL GALÁN CASTELLANOS
Profesor de Programa de Cualificación Profesional Inicial
(Ayto. de Madrid)
TEMA 1 ELECTROTECNIA
1.1 Introducción
La Electrotecnia es una disciplina que estudia las aplicaciones técnicas de la electricidad, la palabra electrotecnia viene de la asociación electro – techne, es decir es sinónimo de Tecnología Eléctrica. Los principios fundamentales de la electrotecnia es el estudio también del magnetismo, donde a partir de una fuerza de origen magnético que actúa sobre materiales ferro magnéticos puede ser influidos por dicha fuerza, también puede existir una fuerza originada eléctricamente por cuerpos cargado eléctrica- mente que no se ve pero capaces de aplicar una fuerza sobre otros cuerpos. Estas manifestaciones físicas de la electricidad se encuentran a la orden del día en nuestra vida coti- diana, quien no ha experimentado alguna vez que un jersey de lana produzca un “chispacillo”, o al bajar del coche y cerrar la puerta se produzca un chispazo o simplemente cuando nos peinamos con una peine, todo este se debe a la acción de la electricidad originada en este caso por la fricción entre dos cuerpos diferentes los cuales pasan de ser neutros a tener una mínima carga eléctrica. En los próximos temas podremos ver todos los conceptos de los inicios de la generación de energía donde a partir de un tipo de energía como puede ser la mecánica se puede convertir en energía elec- trica o donde a partir de energía solar también se puede obtener energía eléctrica, porque como bien sabéis “la energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma”.
1.2 Materia másica
La materia másica está jerárquicamente organizada en varios niveles y subniveles y es la sustancia con la que están compuestos los cuerpos físicos y está constituida por moléculas, átomos, e iones. A su vez existen niveles microscópicos que permiten descomponer los átomos en constituyentes aún más elementales, que sería el siguiente nivel son:
- Electrones: partículas leptónicas con carga eléctrica negativa.
- Protones: partículas bariónicas con carga eléctrica positiva.
- Neutrones: partículas bariónicas sin carga eléctrica (pero con momento magnético).
El estado físico de una sustancia puede ser:
- Sólido: si la energía cinética es menor que la potencial.
- Líquido: si la energía cinética y potencial son aproximadamente iguales.
- Gaseoso: si la energía cinética es mayor que la potencial.
- Plasma: si la energía cinética es tal que los electrones tienen una energía total positiva.
Bajo ciertas condiciones puede encontrarse materia másica en otros estados físicos, como el condensado de Bose-Einstein o el condensado termiónico.
1.2.1 ¿Que es una molécula?
Se puede definir la molécula como la parte más pequeña de una sustancia que conserva sus propiedades químicas, donde a partir de la cual se puede recomponer la sustancia sin reacciones químicas.
En la molécula se produce una combinación de átomos eléctricamente neutra, donde forman una estructura estable.
Fig.1.1 Molécula formada por un conjunto de átomos ligados por enlaces covalentes.
(Ivanrgeometria molecular)
1.2.1 ¿Qué es un átomo?
Es la partícula más pequeña de un elemento químico que conserva su identidad o sus propiedades y que no es posible dividir mediante procesos químicos. Se puede decir entonces que los principios eléctricos se encuentran en la materia ya que está formada por moléculas que a su vez se componen de átomos, y en el átomo se localiza la parte fundamental el electrón.
Existen materiales que se componen única y exclusivamente por un mismo tipo de átomo, y son los denominados cuerpos simples y constituyen los elementos químicos; el oro, oxigeno, hierro, carbón, etc... También existen materiales que se basan en la composición de diferentes tipos de átomos, y son los denominados cuerpos compuestos, como por ejemplo el agua, (hidrogeno y oxigeno).
1.2.2 Estructura del Átomo
El átomo está compuesto fundamentalmente por; el núcleo y corteza.
En el núcleo se encuentra las cargas positivas (+), y está compuesto por las partículas denominadas protones y otras denominadas neutrones. La carga positiva la establece los protones y se puede definir como la mínima carga eléctrica positiva, así los neutrones tiene carga neutra como su nombre indica pero su masa es del mismo tipo que el protón.
En la corteza se encuentra las cargas negativas (-) y está compuesta por las partículas denominadas Electrones y son las más importantes desde el punto de vista eléctrico.
Fig. 1.2 Estructura del átomo formado por núcleo y corteza.
Esto es a grandes rasgos la estructura del átomo, pero eléctricamente a nosotros solo nos parece interesante el protón ( + ) y el electrón ( - ), sobre todo el electrón.
PROTON : PARTICULA CARGA POSITIVA (+)
Todos los átomos en estado normal tiene la misma cantidad de protones y electrones por lo que se puede considerar que están en estado neutro, pues tienen la misma cantidad de carga positiva y de carga negativa.
Los símbolos que damos a positivo (+) y a negativo (-) son para indicar el tipo de polaridad que existen y son dos estados opuestos entre sí. Se puede asegurar la similitud con el imán que tiene un polo norte y un polo sur, y dependiendo de su combinación entre dos cuerpos cargado eléctricamente pue- den ejercer unas fuerzas de atracción o repulsión.
CARGAS ELECTRICAS DEL MISMO SIGNO SE PRODUCE UNA FUERZA DE REPULSION
CARGAS ELECTRICAS DEL DISTINTO SIGNO SE PRODUCE UNA FUERZA DE
Fig. 1.3 Cargas que se atraen o se repelen
Así que puestos que los protones y los electrones son cargas eléctricas diferentes podemos comprobar que se atraen, por eso el electrón se ejerce con una fuerza de atracción hacia el núcleo del átomo no abandonando nunca la trayectoria de la órbita. Son los electrones de la última capa los que al estar alejados del núcleo ofrecen menos fuerza de atracción al núcleo y por lo tanto más propensos a establecerse en un electrón libre.
Estos electrones por medio de una energía externa pueden abandonar el átomo, considerándolos cargas eléctricas móviles o electrones libres dan lugar al fenómeno de producción de corriente eléctrica.
Fig. 1.4 Electrón expulsado del átomo por una fuerza eléctrico exterior, pasa a ser un Electrón Libre.
Por tanto, diremos que un cuerpo:
Esté cargado positivamente cuando ha perdido electrones, tiene menos electrones que protones. Esté cargado negativamente cuando ha recibido electrones, tiene más electrones que protones.
Como referencia de materiales de buena conductividad eléctrica nombramos al cobre que son idóneos para la fabricación de hilo o cable por su bajo coste. Debido a que en su 4ª Capa la fuerza de atracción de los electrones periféricos hacia el núcleo son débiles sus electrones pueden salir fácilmente del átomo, generando lo que llamamos la corriente eléctrica.
Fig. 1.4 Estructura atómica del Átomo de Cobre. (chiniiita.blogspot)
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