Práctica 5 electronica

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intalaciones residenciales

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Prctica 5

INSTITUTO POLITCNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA QUMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVASDIQILABORATORIO DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA

INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL

ESIQIE

DIQI

PRACTICAS DEL LABORATORIO DE INGENIERA ELECTRICA Y ELECTRONICA.

PRACTICA N5INSTALACIONES ELCTRICAS RESIDENCIALES

PRACTICA N5Instalaciones Elctricas ResidencialesOBJETIVO GENERALConocer el tipo de corriente y dispositivo que se utilizan en una industria residencial, as como las medidas de seguridad que se deben tomar para no tomar riesgos de mal funcionamiento o de corto circuito, adems saber identificar los tipos de instalaciones.Conocer los dispositivos de seguridad que se emplean para abrir los circuitos y evitar sobrecalentamiento o un posible comienzo de incendio.Adems se determinaran las corrientes que consumen lmparas incandescentes de distintas potencias, tener la capacidad suficiente para armar circuitos en Instalaciones Residenciales.

MATERIAL EMPLEADOa) Fuente de corriente alterna (127 V de C.A.)b) Socketsc) Interruptor sencillo o apagador sencillod) Contactos sencillose) Resistencia de 100 (Use un foco o calefactor)f) Multmetro digitalg) Voltmetro individualh) Ampermetro individuali) Caimanes o conexionesj) Tabla de perfocel de 40 x 40 cmk) Alambre de calibre 14 o 16l) Focos incandescentes de 40, 60 y 100 Wattm) Terminales hembra y machon) Cinta de aislaro) Pinzas de corte de electricistap) Desarmador planoq) Pinzas de corte y de picor) Tubo conduit flexible de PVC (un metro)

CONSIDERACIONES TERICASLa distribucin de energa en un circuito, es algo de suma importancia, ya que de ello depende el tipo de alimentacin que se necesita, por ejemplo en el sistema elctrico de un automvil se utilizan corriente directa en cambio en

instalaciones residenciales, comerciales e industriales se utiliza corriente alterna, debido principalmente a que es ms fcil de distribuir y adems de que se puede incrementar o reducir con los transformadores.La idea bsica de las instalaciones residenciales se muestra en la figura 1, donde un lado de la lnea (del par de conductores) se le llama neutro, el cual siempre est conectado a tierra, en la entrada del panel, en las casa la tierra es un pedazo de metal grande enterrado en la tierra (la cual generalmente es buena conductora); algunas veces tambin es conectada a la tubera. Los electricistas se refieren a ella para conectar las lneas mencionadas como corriente neutro, las instalaciones modernas tienen dos lneas de corriente las cuales tienen polaridad opuesta con respecto al neutro.

El voltaje en Norteamrica es de 120 volts, en Europa usualmente es 240 volts, la cantidad de corriente (I) que necesita determinado dispositivo se determina mediante su potencia, por ejemplo para un foco de 100 watt.

La potencia que consume el foco se determina por su resistencia R, la cual en este caso a la temperatura de operacin es:

Similarmente una plancha que es de 1500 watt, consume una corriente de 12.5 A, y su resistencia de operacin a la temperatura de operacin es de 9.6 , esto es porque depende de la resistividad con respecto a la temperatura, la resistencia de los dispositivos elctricos es mucho menor cuando estn fros. Si se mide la resistencia de un foco de 100 watt con un hmetro (que no maneja una corriente considerable que incremente la temperatura), probablemente se encontrara un valor de 10 . Cuando se enciende el foco tiene una corriente diferente a la calculada, esto mientras se calienta el filamento del foco.La mxima corriente para un circuito est limitada para la resistencia de los conductores, la potencia disipada en los cables, causa un calentamiento de estos en casos muy extremos se pueden incendiar o incluso fundirse.Es por eso que para instalaciones residenciales es conveniente manejar un conductor de calibre 12, el cual tiene un dimetro de 2.05 mm y puede soportar sin calentarse una corriente de 20 A. ms gruesos como lo son calibre 8 (3.26 mm) o 6 (4.11 mm) se usan para dispositivos que necesitan una corriente ms alta, y calibre del 2 (6.54 mm) generalmente se utilizan para las entradas de alimentacin a residencias.Como proteccin para sobrecargas o para sobrecalentamiento se utilizan los fusibles o circuitos que corten la corriente. Un fusible tiene una aleacin plomo-estao con un arreglo con una laminilla con espesor delgado la cual tiene una temperatura baja de fusin, el fusible se funde cuando la corriente nominal es excedida. Un breaker es un dispositivo electromecnico que tiene la misma funcin, usando electromagneto o un strip bimetlico, la corriente es interrumpida cuando la corriente excede cierto valor predeterminado, o cuando hay un calentamiento excesivo. Si la instalacin que se maneja tiene fusibles y se conectan demasiados dispositivos de alta corriente en la misma lnea, el fusible se romper, no se debe reemplazar el fusible con uno de mayor capacidad, ya que se corre el riesgo de un fuerte sobrecalentamiento, y se puede comenzar un incendio. La nica solucin segura es distribuir los dispositivos en varios circuitos, las cocinas modernas tienen tres o cuatro circuitos por separado.Si se ponen en contacto los alambres de corriente y neutro, se causa un corto circuito, el cual puede ser causado, por un mal aislamiento, o cualquier mal funcionamiento mecnico, esto provee de una resistencia muy baja, y el paso de una corriente muy grande puede fundir el conductor, y si no se quema el fusible, o si no es interrumpido por un breaker, el aislante puede prenderse. Otro caso muy peligroso, es cuando el alambre esta semiroto, y el falso contacto puede causar chispas.Los fusibles y los breakers, se deben conectar en el lado de la corriente, y nunca en el neutro, de otra manera el corto circuito podra desarrollarse, ya que tal vez el neutro quede desconectado, sin embargo el conductor con la corriente, aun est vivo y si alguien toca el dispositivo y un objeto que haga tierra, podra dar una descarga elctrica.Como mayor seguridad, se utiliza un tercer conductor, que corresponde a la pata redonda en los conectores, esta es conectada a la lnea neutra del panel, generalmente no lleva corriente pero conecta el panel a tierra. Si por accidente el conductor de corriente toca accidentalmente, la carcasa o cubierta de dispositivos, el tercer conductor mencionado, provee una ruta para que fluya la corriente, y posteriormente el fusible se rompe, sin el tercer conductor la corriente seguir viva, y si se toca y se hace tierra, lo cual causara un shock muy fuerte.

Las casas ms modernas utilizan, la alimentacin de tres conductores que provee la compaa de luz, uno es neutro, los otros dos son de 120 volts con respecto al neutro pero de diferente polaridad, dando los dos un voltaje de 240 volts. Este arreglo es el trifsico, en contraste con el arreglo de los dos cables (adems el tercer conductor para hacer tierra), con un sistema de tres conductores, las lmparas de 120 volts se conectan al neutro y a un alambre con corriente, para dispositivos que requieren 240 volts, como los hornos elctricos, son conectados entre las dos lneas de corriente.

DESARROLLO EXPERIMENTALEXPERIMENTO 11.-Construir el circuito mostrado en la figura 5, y tomar las intensidades de corrientes, para llenar la tabla 1, segn sea el foco o focos que correspondan, aislando perfectamente los amarres realizados, para evitar accidentes, adems de colocar en el circuito las terminales hembra mostradas, para medir la intensidad de corriente total.

MedicinF1 (40w)F2 (60w)F3 (100w)I (A)

1

2

3

4

5

6

Tabla 1 Mediciones de la Intensidad de Corriente

Donde son la lmpara o lmparas incandescentes que se les debe medir la intensidad de corriente elctrica.

EXPERIMENTO 22.- Realizar experimentalmente las mediciones de los parmetros sealados en los circuitos de la figura 6, de las instalaciones elctricas residenciales, as como tambin sus clculos tericos, y llenar la tabla 2.

IR2 = IT = IF1

RF1 = Re RVF1 = RF1 * IR2

ParmetroValor tericoValor exp.% Error

IT

VF1

VR2

Tabla 2. Resultados obtenidos del experimento 2

EXPERIMENTO 3

3.-Determinar experimentalmente las respectivas mediciones de la figura 7, de los siguientes parmetros y sus clculos tericos de dicha instalacin elctrica, y llenar tabla 3.

VF= VR3 =VF1=VF2=128 volts

IT= I F1= IF2= IR3

Realizar la comprobacin para el valor de la corriente total, mediante el clculo de la resistencia equivalente.

ParmetroValor tericoValor exp.% Error

IT

IF1

IR2

IR3

VF2

Tabla 3. Resultados obtenidos del experimento 3

CUESTIONARIO

1.- Dadas las siguientes cargas monofsicas alimentadas a 127 volts para una casa habitacin, calcular la carga para el servicio.

Alumbrado general 4465 VAContactos 4000 VAAparatos fijos 6790 VABomba de agua 27 VA

2.- Como se determina el tamao de los conductores del servicio de entrada a una casa habitacin o a una habitacin en general, as como el nmero de circuitos derivados que se requieren para alimentar las cargas y que normas se utilizan.

3.-Calcular la carga de alumbrado general para una casa habitacin de 18 m x 15 m (Nota.- Segn la tabla 6.1 de cargas de alumbrado general en locales es de 20 Watt/m2).

4.-Suponiendo un local en el que, por razones de trabajo se tienen 4 cargas colocadas sin guardar lineamiento alguno. Calentar el centro de carga y la distancia de este a la toma de corriente de acuerdo a la figura 8.

Cargas: W1 = 5000wattW2 = 4000wattW3 = 6000 wattW4= 4000 watt

OBSERVACIONES_____________________________________________________________________________________________________________