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“ESTUDIO DE LA IMPORTANCIA DE LA CONEXIÓN A

TIERRA, DISYUNTOR Y LA CONEXIÓN DE RESISTENCIA PARA

APLICACIÓN DE LEY DE OHM”

CURSO : INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRONICA

SECCION : 62E.

ESCUELA : INGENIERIA INDUSTRIAL

PROFESOR : Ing. EMILIO MARCELO POZO.

INTEGRANTES :

Contreras Tipe, Luis.

Quispe Salas, Bruno.

Nicho Muñoz, Luis.

Tacza Guerra, Jhon.

Torres Guerrero, Mara.

FECHA DE ENTREGA : 18 DE AGOSTO DEL 2015

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Contenido Objetivos Generales .......................................................................................................................... 3

Objetivos Específicos ....................................................................................................................... 3

Introducción ....................................................................................................................................... 3

1. Fundamento Teórico ................................................................................................................... 4

1.1. Conexión A Tierra: .................................................................................................................. 4

1.2. Disyuntor: ............................................................................................................................... 4

1.3. Resistencia: ............................................................................................................................ 6

2. Materiales Y Equipos .................................................................................................................. 8

3. Procedimiento ........................................................................................................................... 10

3.1. Estudio De La Importancia De La Conexión A Tierra ............................................................ 10

3.2. Estudio De La Importancia De Un Disyuntor......................................................................... 10

3.3. Conexión De Resistencia Para La Aplicación De Ley De Ohm ............................................. 11

4. Resultados ................................................................................................................................... 11

4.1. Importancia De La Conexión A Tierra ................................................................................... 11

4.2. Conexión De Resistencia Para Aplicación De Ley De Ohm .................................................. 11

5. Cuestionario .............................................................................................................................. 13

Conclusiones ................................................................................................................................... 17

Recomendaciones ........................................................................................................................... 18

Bibliogafia ........................................................................................................................................ 19

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Objetivos Generales

Estudiar la importancia de conexión tierra.

Conocer las ventajas de conexión tierra.

Estudio de la importancia y operación de disyuntor principal.

Estudio de la relación matemática de la Ley de ohm entre tres variables: tensión, corriente

y resistencia

Objetivos Específicos

Adquirir conocimientos fundamentales para la realización de labores de diagnósticos.

Inspecciones para el mantenimiento correcto de instalaciones pozo tierra.

Estimar mediante el uso del voltímetro el voltaje

Introducción

Con el principal objetivo que es prevenir accidentes, debemos conocer y aprender la forma

adecuada de trabajar en un laboratorio, donde principalmente haremos uso de la electricidad,

que durante el desarrollo de las prácticas veremos continuamente, vamos a manejar productos

potencialmente peligrosos y a realizar procesos, por lo cual tenemos que conocer

adecuadamente el concepto de pozo tierra o conexión a tierra, puesto que su importancia es que

trata de aseguramiento de la seguridad de las personas, así como la seguridad de los equipos

eléctricos y componentes electrónicos.

Sabemos que pozo tierra o conexión tierra tiene como objetivo específico de dispersar corrientes eléctricas y captar el potencial de referencia nula, estas conexiones tierra se usan mucho en plantas industriales, para la seguridad de las personas y de las maquinarias. En hogares generalmente se fabricaban artesanalmente con un tubo galvanizado, sal y carbón vegetal o en otros casos uniendo el cable del artefacto a un simple clavo.

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1. Fundamento Teórico

1.1. Conexión a Tierra: Es un mecanismo de seguridad que forma parte de las instalaciones eléctricas y que

consiste en conducir eventuales desvíos de la corriente hacia la tierra, impidiendo que el

usuario entre en contacto con la electricidad. Esto quiere decir que cierto sector de las

instalaciones está unido, a través de un conductor, a la tierra para que, en caso de una

derivación imprevista de la corriente o de una falla de los aislamientos, las personas no

se electrocuten al entrar en contacto con los dispositivos conectados a dicha instalación.

Función: Limitar la tensión que con respecto a tierra, puedan presentar, en un momento

dado, las masas metálicas, asegurar la actuación de las protecciones y eliminar o

disminuir el riesgo que supone una avería en los materiales eléctricos utilizados.

1.2. Disyuntor: Un disyuntor o interruptor automático es un aparato capaz de interrumpir o abrir

un circuito eléctrico cuando la intensidad de la corriente eléctrica que por él circula

excede de un determinado valor o, en el que se ha producido un cortocircuito, con el

objetivo de no causar daños a los equipos eléctricos. A diferencia de los fusibles, que

deben ser reemplazados tras un único uso, el disyuntor puede ser rearmado una vez

localizado y reparado el daño que causó el disparo o desactivación automática.

Se fabrican disyuntores de diferentes tamaños y características lo cual hace que sea

ampliamente utilizado en viviendas, industrias y comercios.

Características y tipos

Los parámetros más importantes que definen un disyuntor son:

Calibre o corriente nominal: Corriente de trabajo para la cual está diseñado el

dispositivo.

Voltaje de trabajo: Tensión para la cual está diseñado el disyuntor.

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Poder de corte: Intensidad máxima que el disyuntor puede interrumpir. Con

mayores intensidades se pueden producir fenómenos de arco voltaico, fusión y

soldadura de materiales que impedirían la apertura del circuito.

Poder de cierre: Intensidad máxima que puede circular por el dispositivo en el

momento de cierre sin que éste sufra daños por choque eléctrico.

Número de polos: Número máximo de conductores que se pueden conectar al

interruptor automático.

Los disyuntores más comúnmente utilizados son los que trabajan con corrientes alternas,

aunque existen también para corrientes continuas.

Diagrama de un interruptor magneto-térmico.

Los tipos más habituales de disyuntores son:

Disyuntor magneto-térmico.

Disyuntor magnético.

Disyuntor térmico.

Disyuntor por corriente diferencial.

Guarda motor

También es usada con relativa frecuencia, aunque no de forma completamente

correcta, la palabra relé para referirse a estos dispositivos, en especial a los

dispositivos térmicos.

Coloquialmente se da el nombre de “automáticos”, “fusibles”, “tacos”, “breaker” -de

circuit breaker- o incluso “plomos” a los disyuntores magneto-térmicos y

al diferencial instalados en las viviendas.

En el caso de los ferrocarriles, se utiliza un disyuntor para abrir y desconectar la línea

principal de tensión, cortando la corriente directamente a partir del pantógrafo al resto

del tren.

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Funcionamiento

El disyuntor internamente.

Dispositivo térmico (presente en los disyuntores térmicos y magneto térmicos)

Está compuesto por un bimetal calibrado por el que circula la corriente que alimenta la

carga. Cuando ésta es superior a la intensidad para la que está construido el aparato,

se calienta, se va dilatando y provoca que el bimetal se arquee, con lo que se consigue

que el interruptor se abra automáticamente. Detecta las fallas por sobrecarga.

Dispositivo magnético (presente en los disyuntores magnéticos y magneto

térmicos)

Lo forma una bobina, un núcleo y una parte móvil. La intensidad que alimenta la carga

atraviesa dicha bobina, y en el caso de que ésta sea muy superior a la intensidad

nominal del aparato se crea un campo magnético que es capaz de arrastrar a la parte

móvil y provocar la apertura del circuito de forma casi instantánea. Detecta las fallas

por cortocircuito que pueda haber en el circuito aguas abajo.

1.3. Resistencia: La resistencia eléctrica de un objeto es una medida de su oposición al paso de corriente.

Descubierta por Georg Ohm en 1827, la resistencia eléctrica tiene un parecido conceptual a

la fricción en la física mecánica. La unidad de la resistencia en el Sistema Internacional de

Unidades es el ohmio (Ω). Para su medición en la práctica existen diversos métodos, entre

los que se encuentra el uso de un ohmímetro. Además, su cantidad recíproca es la

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conductancia, medida en Siemens. La resistencia de cualquier objeto depende únicamente

de su geometría y de su resistividad, por geometría se entiende a la longitud y el área del

objeto mientras que la resistividad es un parámetro que depende del material del objeto y de

la temperatura a la cual se encuentra sometido. Esto significa que, dada una temperatura y

un material, la resistencia es un valor que se mantendrá constante. Además, de acuerdo

con la ley de Ohm la resistencia de un material puede definirse como la razón entre la caída

de tensión y la corriente en dicha resistencia, así:

Donde R es la resistencia en ohmios, V es la diferencia de potencial en voltios e I es la

intensidad de corriente en amperios.

Asociación en paralelo Dos o más resistencias se encuentran en paralelo cuando tienen

dos terminales comunes de modo que al aplicar al conjunto una diferencia de potencial,

UAB, todas las resistencias tienen la misma caída de tensión, UAB

Asociación en serie Dos o más resistencias se encuentran conectadas en serie cuando al

aplicar al conjunto una diferencia de potencial, todas ellas son recorridas por la misma

corriente

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2. Materiales Y Equipos 5 Cables de conexión de 2mm.

1 Módulo EEL-2000.

Carga que supere los 1000W (secadora).

Amperímetro analógico de 5A

3 resistencias

Disyuntor de 1 A.

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3. Procedimiento

3.1. Estudio De La Importancia De La Conexión A Tierra

En este primer experimento se conectó todos los cables como indica en la separata y

según las instrucciones del asistente: Primero apagamos el interruptor de color rojo,

ubicado en la parte lateral izquierda .Acto seguido se conectó el cable de poder desde

la fuente de 230VAC al módulo EEL-2000, después el docente activo el disyuntor

principal de las tomas de color amarillo para continuar con el experimento. Al realizar

las conexiones tal y como se muestra en la separata, conectamos el punto neutro de

la toma eléctrica al punto neutro del enchufe de la plancha, seguida de la conexión de

los puntos de fase de la toma eléctrica a los del enchufe de la plancha. Luego, la

instalación de un cable de extensión entre el cuerpo y la plancha. Después activamos

el interruptor, observamos que no necesitamos una conexión a tierra para encender un

dispositivo y solo es por nuestra seguridad.

Por último, se conectó un cable de extensión entre los zapatos y los pies de la

persona, para demostrarnos que los zapatos dieléctricos interrumpen el flujo de

corriente a través del cuerpo.

Al final se retiró este cable y se reemplazó por uno que conectó el punto de tierra de la

toma eléctrica con el del enchufe de la plancha, observamos que la corriente en el

cuerpo de la plancha fluye hacia la tierra a través de la varilla de tierra y que el cuerpo

humano estuvo a salvo

3.2. Estudio De La Importancia De Un Disyuntor En este segundo experimento conectamos el cable poder del secador al simulador y

luego la carga en la toma del simulador Se colocó la palanca del disyuntor (MCB) en

posición “ON” y se encendió también la carga. Encendimos la alimentación al rotar el

potenciómetro y observamos una desviación en el amperímetro, la corriente iba

aumentando según se iba rotando el potenciómetro del simulador hasta hacer que el

disyuntor desconecte la carga, ya que cuando se genera suficiente campo magnético,

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el núcleo en el interior fue empujado por el campo magnético, el disyuntor se disparó y

desconectó la carga.

3.3. Conexión De Resistencia Para La Aplicación De Ley De Ohm Para este tercer experimento, tomamos cada resistencia, lo conectamos al circuito, y a

continuación colocamos el interruptor luminoso del panel del simulador a posición ON.

Configuramos el multímetro al rango adecuado, medimos la corriente que circula y los

datos obtenidos fueron colocados en la tabla No 01. Por último, conectamos una

resistencia a través de la alimentación corriente continua y conectamos un voltímetro

a la resistencia .También medimos la tensión para las distintas resistencias. El

multímetro digital fue operado como ohmímetro, amperímetro y como voltímetro al

colocar los selectores de función y los rangos de medida en las posiciones correctas.

4. Resultados

4.1. Importancia de la conexión a tierra Entendimos la gran importancia de las conexiones puesta a tierra, mediante el modulo

pudimos darnos cuenta que mediante estas conexiones la persona tiene menos

posibilidades a sufrir un shock eléctrico y además de asegurarnos que el artefacto se

mantenga también a salvo.

4.2. Conexión de resistencia en modulo para aplicación de Ley de Ohm En primer lugar medimos las resistencias de distintos valores:

R1=1000 Ω, R2=50 Ω y R3= 150 Ω

Luego realizamos la medición de las tres resistencias con un multímetro del cual obtuvimos

los siguientes resultados

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0

500

1000

1500

0 200 400 600 800 1000 1200

ResistenciaMedida ( Ω )

0

0.05

0.1

0.15

0 2 0 0 4 0 0 6 0 0 8 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0

CORRIENTE TEÓRICO(A)

0

1

2

3

4

5

6

0 2 0 0 4 0 0 6 0 0 8 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0

TENSION (V)

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0 2 0 0 4 0 0 6 0 0 8 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0

CORRIENTE MEDIDO (A)

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5. Cuestionario

5.1. ¿Qué es un pozo de puesta a tierra y qué utilidad tiene?

Los pozos de puesta a tierra son instalaciones eléctricas que llevan un conductor eléctrico

directamente al suelo para de una forma dispersar cualquier tipo de corrientes, es decir se

drena hacia la tierra, que tiene por finalidad conseguir que no se de una variación de

potencial peligrosa.

Sus utilidades:

Duchas eléctricas.

Refrigeradores.

Transformadores.

Aparatos de telecomunicaciones.

Lavadoras.

Tanques para almacenar o tratar crudo, combustibles, gases, sustancias químicas.

5.2. ¿Qué componentes físicas tienen los pozos de puesta a tierra? Explicar la función

que cumple cada componente y mostrar un gráfico de un pozo de puesta a tierra

señalando sus componentes.

Los principales componentes que tienen los pozos a tierra son:

Caja de registro con tapa: Son cajas que dan acceso a los electrodos con el fin de permitir realizar tanto las mediciones como los mantenimientos que pudiera requerir el sistema de tierra.

Electrodo principal: (varilla de cobre puro de 3/4 “x 2.40 m)

Electrodo auxiliar cable de cobre denudo : Son componentes metálicos ya

sean de cobre electrolítico desnudo o de "Copperweld" que están compuestos por un alma de acero y una capa de cobre aplicada por electro deposición o enchaquetado se usan en forma de varilla, platinas o cables.

conductor de conexión: Longitud desde el pozo a tierra hasta el tablero eléctrico

de distribución que será ubicado dentro del aula de cómputo VSAT para hacer las mediciones.

Conectores desmontables: Sirven para conectar los electrodos entre sí y con el cable de conexión al tablero. Hay conectores mecánicos llamados Tipo AB que dependen de un perno para la sujeción de los componentes y los Exotérmicos que unen los elementos mediante soldadura.

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Relleno conductor: (Tierra de cultivo, totalmente tamizada en malla de 1/ 2 “) Todo sistema de puesta a tierra, involucra el conjunto (electrodo –suelo), es decir

la efectividad de toda puesta a tierra será la resultante de las características geo-

eléctricas del terreno y de la configuración geométrica de los electrodos a tierra.

Los suelos están compuestos principalmente, por oxido de silicio y óxido de

aluminio que son muy buenos aislantes, sin embargo, la presencia de sales y agua

contenidas en ellos mejora notablemente la conductividad de los mismos

Aditivos químicos: Son compuestos químicos (Aditivos, dosis químicos de

Thorgel, Tierra gel, Protegel, Laborgel o similar) que se agregan a suelo para modificar su composición con el fin de hacerlos más conductivos.

5.3. ¿Qué sistema de protección tiene un multímetro cuando funciona como voltímetro y

cómo funciona el amperímetro?

Cuando el multímetro trabaja como voltímetro tiene sistema de protección por

sobrecarga, impactos y auto apagado, existe también una protección contra cortocircuito

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que reduce automáticamente la corriente de salida, así como una carcasa que protege el

instrumento de golpes y resistente al fuego.

5.4. ¿Qué es un disyuntor, qué tipos existen en la práctica y cuáles son las

actividades?

Un disyuntor es un interruptor automático magneto-térmico, capaz de interrumpir el

circuito eléctrico, ante un aumento de la intensidad de corriente o frente a un

cortocircuito. Están destinados a la protección de los quipos eléctricos y de las personas,

se utiliza como protección en caso de contactos directos, o sea que está relacionado con

la descarga a tierra de las masas. Este dispositivo cortará la corriente en cuanto detecte

la variación de voltaje ocasionada por una falla en la descarga a tierra

Tipos de Disyuntores:

Disyuntor magneto-térmico o disyuntor magnético:

Un interruptor magneto térmico o llave térmica, 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).

Disyuntor térmico:

Un disyuntor magnético es un interruptor automático que utiliza

un electroimán para interrumpir la corriente cuando se da un cortocircuito (no una

sobrecarga). En funcionamiento normal, ésta pasa por la bobina del electroimán

creando un campo magnético débil. Si la intensidad es mayor de un determinado

valor, el campo magnético creado es suficientemente fuerte como para poner en

funcionamiento un dispositivo mecánico que interrumpe la corriente eléctrica.

Disyuntor por corriente diferencial:

Es un dispositivo electromecánico que se coloca en las instalaciones eléctricas de

corriente alterna, con el fin de proteger a las personas de las derivaciones

causadas por faltas de aislamiento entre los conductores activos y tierra o masa

de los aparatos.

Guarda motor:

Es un interruptor magneto térmico, especialmente diseñado para la protección

de motores eléctricos. Este diseño especial proporciona al dispositivo una curva

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de disparo que lo hace más robusto frente a las sobre intensidades transitorias

típicas de los arranques de los motores. Es un disyuntor magneto-térmico,

especialmente diseñado para la protección de motores eléctricos. Las

características principales de los guarda motores son la capacidad de ruptura, la

intensidad nominal o calibre y la curva de disparo. Proporciona protección frente a

sobrecargas del motor y cortocircuitos, así como, en algunos casos, frente a falta

de fase.

Funciones y actividades del disyuntor:

La función principal es el resguardo de la vida humana y de los animales, corta el paso de

la corriente en un tiempo de 0.030 amperes en 0.040 segundos, es decir, no permite que

nos electrocutemos

Existen otras funciones fundamentales como:

Ser capaz de disipar la energía producida por el arco sin que se dañe el equipo.

Ser capaz de restablecer muy rápidamente la rigidez dieléctrica del medio

comprendido entre los contactos una vez extinguido el arco, o sea que las rigidez

dieléctrica del medio quede en todo momento por encima del voltaje de

recuperación

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Conclusiones

La conexión a tierra es fundamental para minimizar la diferencia de potencial entre los

objetos metálicos y las personas a fin de reducir el riesgo de shock eléctrico debido a

descargas inducidas y corrientes de fuga.

El sistema de puesta a tierra minimiza la diferencia de potencial entre todos los objetos

metálicos y provee protecciones de equipamiento contra voltajes peligrosos y descargas

eléctricas.

Para poder instalar un sistema de puesta a tierra, es imprescindible conocer el valor de

resistividad que tiene el terreno. Es importante conocer el valor de la resistividad del terreno

para que el sistema de puesta a tierra sea eficiente. El valor de la resistividad de un terreno

puede variar de acuerdo a ciertos factores como los mencionados en este trabajo.

En la instalación de un sistema de puesta a tierra un factor importante es la resistencia que

este ofrece al paso de la corriente, dicha resistencia varía según algunos elementos.

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Recomendaciones

Es necesario contar con una conexión tierra a nuestros hogares para la seguridad de

nuestras vidas, también para el cuidado de los artefactos.

Los aspectos ambientales también pueden deteriorar los pozos tierra por lo cual se

recomienda la evaluación y verificación del estado continuamente para evitar accidentes,

verificando que aún tiene valor de resistencia pozo tierra.

Antes de realizar cualquier reparación o manipulación de la instalación eléctrica desconectar

el interruptor general situado en el cuadro general de la casa y asegurarse de la ausencia

de tensión.

El uso obligatorio de las botas dieléctricas para nosotros los alumnos, ya que en los

laboratorios estamos expuestos a corrientes eléctricas y evitar un shock eléctrico.

Todos los equipos eléctricos ya sea desde un artefacto domestico hasta grandes motores

que alimentan procesos deben tener una conexión a tierra para proteger la integridad de los

usuarios que lo manipulan.

Al momento de utilizar el multímetro digital en la función voltímetro, ohmímetro o

amperímetro observar que las puntas de prueba se encuentren en el lugar que les

corresponde de la función deseada, así evitaremos quemar el multímetro.

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BIBLIOGAFIA

http://fontfredahnos.blogspot.com/2013/02/interruptores-termomagneticos-y.html

http://www.bricolajecasero.com/electricidad/concepto-de-disyuntor-y-sus-aplicaciones.php

http://iie.fing.edu.uy/ense/asign/redelec91/redesi_cap7.pdf

http://salud.ccm.net/faq/4137-prevenir-las-electrocuciones-en-el-hogar

http://www.marcombo.com/Descargas/8496334147-

INSTALACIONES%20EL%C3%89CTRICAS%20DE%20INTERIOR/UNIDAD%2010.pdf

ftp://ftp.perueduca.edu.pe/Manuales/Manuales%20UC/SISTEMA%20DE%20PUESTA%20A%20

TIERRA%20-INSTALACION.pdf

http://www3.fi.mdp.edu.ar/instalaciones/Corriente%20de%20Corto%20Circuito/interruptores%20

y%20disyuntores_cap7.pdf

Definición de puesta a tierra - Qué es, Significado y Concepto http://definicion.de/puesta-a-

tierra/#ixzz3j8qNd0kM