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Montaje de circuito básico de alumbrado: En esta práctica se aprende cómo conectar los componentes básicos de un circuito de alumbrado, como la fuente de alimentación, los interruptores y las bombillas. Se utilizan herramientas y técnicas de soldadura para conectar los componentes de manera segura y eficiente.
Instalación de iluminación en una casa: Esta práctica se enfoca en cómo instalar la iluminación en una casa, utilizando conocimientos sobre cálculo de la carga eléctrica, la selección de los cables adecuados y la instalación de los interruptores y los enchufes. Se aprende cómo planificar la instalación de manera segura y cómo resolver problemas comunes, como la sobrecarga de los circuitos.
Resolución de problemas de circuitos de alumbrado: Esta práctica se enfoca en cómo identificar y resolver problemas comunes en los circuitos de alumbrado, como interruptores defectuosos, bombillas quemadas y problemas de conexión eléctrica. Se utilizan herramientas de medición, como multímetros, para diagnosticar los problemas y se aplican técnicas de resolución de problemas para encontrar soluciones efectivas.
Diseño y construcción de circuitos de alumbrado avanzados: Esta práctica se enfoca en cómo diseñar y construir circuitos de alumbrado más avanzados, utilizando técnicas de cálculo de carga, selección de componentes y diseño de circuitos. Se aprende cómo construir circuitos de alumbrado personalizados para proyectos específicos y cómo utilizar software de diseño de circuitos para crear esquemas y diagramas.
En conclusión, las prácticas de circuitos de alumbrado son fundamentales para cualquier estudiante de electricidad o electrónica. Estas prácticas proporcionan conocimientos y habilidades valiosas para instalar, mantener y solucionar problemas de circuitos de alumbrado. Si eres un estudiante de este campo, te recomendamos que te tomes el tiempo para practicar estos conceptos y aplicarlos en proyectos prácticos. ¡Te aseguramos que será una experiencia enriquecedora y satisfactoria!
Las 2 LEYES de KIRCHHOFF y los circuitos PARALELOS. Llamamos circuito eléctrico a la trayectoria cerrada que recorre una corriente eléctrica. Este
recorrido se inicia en una de las terminales de una pila, pasa a través de un
conducto eléctrico (cable de cobre), llega a una resistencia (foco), que
consume parte de la energía eléctrica; continúa después por el conducto,
llega a un interruptor y regresa a la otra terminal de la pila.
Dependiendo de la manera en que se conectan los componentes de un circuito,
estos pueden estar conectados en serie,
en paralelo y de manera mixta, que es una
combinación de estos dos últimos.
Características de los circuitos en paralelo
Los circuito en paralelo se caracterizan porque:
Los componentes están conectados de modo que se presenta más de un camino
para el paso de las cargas eléctricas.
Cada ampolleta está conectada directamente a la pila, de modo que todas
tienen el mismo voltaje.
Al aumentar la cantidad de ampolletas en paralelo, no aumenta la
resistencia, sólo disminuye la corriente, por lo que cada ampolleta brilla
con igual intensidad.
Los circuitos de nuestras casas son en paralelo, de modo de conectar
distintos aparatos eléctricos que requieren distinta corriente para
funcionar.
Cada aparato eléctrico presenta a su vez un interruptor y puede prenderse o
apagarse independientemente del resto.
En 1845, mientras aún era estudiante, Gustav Kirchhoff formuló las leyes que
llevan su nombre. Actualmente son muy utilizadas en ingeniería eléctrica para
obtener los valores de la corriente y el voltaje en cada punto de un circuito
eléctrico.
Primera Ley de Kirchhoff
La primera ley de Kirchhoff también es llamada ley de nodos y
es común que se use la sigla LCK para referirse a esta ley. La ley de
corrientes de Kirchhoff nos dice que:
"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
La segunda ley de Kirchhoff, es llamada también ley de lazos de Kirchhoff o ley de mallas de Kirchhoff (es común que se use la sigla
LVK para referirse a esta ley). La ley de lazos de Kirchhoff nos dice que:
"En un lazo 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 lazo es igual a cero".
¿Y qué relación tienen las 2 leyes de Kirchoff y los circuitos paralelos? En
el siguiente vídeo se encuentra la respuesta
Las 2 leyes de Kirchhoff y los circuitos paralelos
Considerando el ejemplo de las tres resistencias visto en la entrada anterior,
en un circuito en paralelo la corriente eléctrica se reparte, y la tensión es
la misma. La corriente que sale de la fuente por el cable de fase, llega al
punto 1, y allí se parte en 2. Sigue su camino hasta llegar al punto 2, en
donde vuelve a partirse. Después, viene de regreso por el neutro. Y cuando
pasa nuevamente por el punto 2, se suma con el punto 1. Así, se cumple la
primera ley: “la corriente que sale de un punto, es la misma que regresa”.
Entonces, el punto donde se divide es el cable de fase, y el regreso es el
cable neutro. El valor de la tensión en cada resistencia es de 127 V ± 10 %,
debido a que todas las cargas están conectadas en paralelo.
Dando valores al circuito, supongamos una fuente de 100 V, y las tres
resistencias en paralelo, con valores R1 = 10 Ω, R2 = 2 Ω y R3 = 5 Ω. Por
concepto, la tensión en las tres resistencias es la misma, igual a 100 V.
Esto, debido a que en un circuito en paralelo la tensión es la misma, y esto
se cumple teóricamente.
Circuito equivalente y resistencia eléctrica
Ahora debemos determinar qué valor tiene la corriente que sale de la fuente, y
cómo se va repartiendo en las tres resistencias. Para ello debemos transformar
este circuito en un curcuito equivalente, que tenga una resistencia que
represente a las tres. Para un circuito en paralelo se obtiene con la
siguiente expresión: el inverso de la suma de los inversos.
Sustituimos valores de las resistencias, haciendo las operaciones tenemos
1/0.08 = 1.25 Ω.
Una característica de la resistencia equivalente de un circuito paralelo es
que esta siempre es menor que la menor de las resistencias del circuito.
Las 2 leyes de Kirchhoff y el cálculo de la corriente eléctrica
Ya con la resistencia y la tensión, entonces la corriente del circuito será de
100 V / 1.25 Ω = 80 A, que se van a repartir entre las tres resistencias. La
corriente en la resistencia 1, aplicando la ley de Ohm, es el valor
obtenido al dividir la tensión entre la resistencia: 100 V / 10 Ω = 10 A. La
intensidad en la resistencia 2 igualmente se obtiene dividiendo la tensión
entre la resistencia: 100 V / 2 Ω = 50 A.
El amperaje en la resistencia 3 también se calcula dividiendo la tensión entre
la resistencia: 100 V / 5 Ω = 20 A. Quiere decir que en el tramo de la
resistencia 1 circulan 10 A, en el tramo de la resistencia 2 circulan 50 A, y
en el tramo de la resistencia 3 circulan 20 A, que al regresar y sumarse, dan
los 80 A que salieron de la fuente al principio, cumpliendo la primera ley:
“la corriente que sale de un punto, es igual a la suma de las corrientes que
llegan a él”.
Podemos observar además que en la resistencia de menor valor pasa mayor
cantidad de corriente. Estas son las características del circuito en paralelo,
y cómo se da cumplimiento a la primera y segunda ley de Kirchhoff.
¿Tienes alguna duda de las 2 leyes de Kirchhoff y los circuitos paralelos?
Descubre cómo se comporta la corriente en un circuito paralelo. En la imagen se muestra un circuito en paralelo con dos cargas. Este circuito tiene más de una trayectoria para el flujo de corriente. Una de las leyes básicas de un circuito de este tipo es que el voltaje es el mismo a través de todas sus derivaciones. La segunda ley declara que la corriente total es la suma de las corrientes de las derivaciones separadas.
Una de las cargas tiene una baja impedancia de 2 ohms. La ley de Ohm indica que 240 amperes circulan a través de la carga. La segunda carga tiene una impedancia alta (6 kΩ). La misma ley indica que sólo 0.08 amperes circulan a través de ella. La imagen nos indica, primero, que la impedancia limita al flujo de corriente y, segundo, que no importa qué tan alta sea la impedancia, habrá alguna corriente circulando a través de la alta impedancia cuando las cargas se conectan en paralelo.
Cuando una corriente circula en un circuito en paralelo los electrones tienen más de una trayectoria para fluir. No importa qué tan alta sea la impedancia de la trayectoria a tierra, algunos electrones viajarán por todas las ramas del circuito en paralelo. En el establecimiento de trayectorias en paralelo se puede interrumpir el control en el flujo de los electrones y como consecuencia se producen flujos de corrientes variables, las cuales producen sobrevoltajes o picos debido a los cambios del campo magnético.
Cómo se comporta la corriente en un circuito serie-paralelo
Las leyes básicas de un circuito compuesto de una configuración en donde una sección se encuentra en serie y el resto en paralelo, indican que la corriente de la sección en serie del circuito tiene una sola trayectoria para circular. Pero cuando llega al punto donde existen muchas trayectorias, la corriente se divide y las corrientes resultantes circularán en cada trayectoria disponible. En trayectorias de menor impedancia circulará un flujo más alto de corriente. Es importante tener presente que la corriente circulará en todas las trayectorias disponibles.
La trayectoria en un material conductivo puede producirse ya sea en forma intencional o accidental, pero la corriente siempre busca todas las posibles trayectorias disponibles.
Interpreta diagramas y planos eléctricos como el mejor, porque es esencial para quienes se dedican a la electricidad. Toda persona dedicada al trabajo eléctrico lo debe saber. Para ejecutar esta actividad de una mejor forma es esencial tener los conocimientos básicos para la interpretación de diagramas o planos eléctricos.
Un diagrama eléctrico es la representación de un circuito o de una instalación, y sus componentes. Es importante señalar que los diagramas no sólo se aplican a las instalaciones eléctricas. Por ejemplo, las partes que conforman un motor eléctrico (de cualquier tipo) se pueden representar en un diagrama o croquis.
Para comprender este tema de una forma más sencilla, se presenta a continuación un dibujo técnico (diagrama) que representa un circuito eléctrico básico:
En este diagrama el circuito eléctrico está constituido por los siguientes elementos o partes:
Fuente de energía (batería, pila, etc).
Líneas de transmisión (conductores).
Interruptor (apagador, switch, etc).
Lámpara o foco (carga)
Actividades prácticas para interpreta diagramas y planos eléctricos como el mejor
Para que reafirmes tus conocimientos de electricidad, puedes realizar el siguiente circuito eléctrico. Los materiales son de uso general. Tal vez ya tengas algunos. Además, son de bajo costo y pueden conseguirse prácticamente en cualquier tienda de material eléctrico. Para el caso del multímetro, siempre es recomendable invertir en uno de buena calidad. Recuerda que es parte de tu presentación. No será lo mismo un electricista que llega y supervisa todo con un foco, que uno que llega con un equipo de medición.
Ya armado este circuito, se pueden hacer varias actividades. Una de ellas es la siguiente:
Con el multímetro verifica la tensión que hay en la batería. Recuerda que al medir tensión eléctrica debes colocar el selector en la posición más alta, para no dañar el equipo. Y de ahí comenzar a bajar el rango hasta lograr una medición clara. Es decir, un dígito después del punto decimal. En este caso, como se está usando una batería, debes colocar el tipo de tensión en "directa".
Con el multímetro en medición de resistencia (Ohm) y con la batería desconectada, verifica el estado de la lámpara. Haz lo mismo con el interruptor y los conductores. Esta medición se hace en paralelo de los elementos a medir. Para el caso de los conductores deberá dar resistencias muy bajas cercanas a 0 Ω. En el interruptor, dependiendo de su posición, también puede ser "0" o un valor muy alto de resistencia cuando está abierto. La lámpara dará un valor en Ohms. Cuando el multímetro está en posición de Ohm (Ω) no debe haber tensión en el circuito. De lo contrario se puede dañar el instrumento.
Anota en una libreta o cuaderno tus observaciones:
¿Qué tensión hay en la lámpara antes de accionar el interruptor? Es decir, en circuito abierto.
¿Qué tensión tendrá la lámpara al cerrar el circuito?
¿Qué corriente (mA) circula por el circuito cuando está alimentando la lámpara? Recuerda que esta medición se realiza en serie. Por lo tanto , deberás abrir el circuito y conectar el multímetro en la función de corriente. No cundas con la medición de la tensión.
Para concluir, a continuación se muestra un plano eléctrico y una vista isométrica. Es un plano de una instalación de canalización y chalupa. Intenta realizar las actividades indicadas para que reafirmes tus conocimientos.
1. Plano eléctrico
Identifica las partes que lo componen
1)
2)
3)
4)
5)
6)
2. Vista isométrica
Identifica los elementos marcados
I)
II)
III)
IV)
V)¿Qué significan las letras mayúsculas N.P.T.?
Interpreta diagramas y planos eléctricos como el mejor, y haz tus instalaciones eléctricas residenciales más eficientes y seguras.
Contactos duplex de 120 V instalados en secuencia. Usa este diseño para unir contactos duplex en un circuito básico de alumbrado y contactos de uso general. El último contacto a lo largo del cable se conecta como el contacto mostrado a la derecha del diagrama de abajo. Todos los otros contactos se conectan como el contacto a la izquierda. Se utiliza cable #14 AWG.
Contactos GFCI (protección para un sólo sitio). Para contactos que están dentro de 1.80 m de una fuente de agua (en cocinas y baños). Para evitar saltos accidentales del interruptor automático por cambios normales en la intensidad de corriente, conecta los GFCI sólo al terminal de tornillo en línea para que protejan una sola localización y no los aparatos al lado de la carga del circuito.
Contacto GFCI, apagador y salida de alumbrado en exterior. En algunos lugares, como en un circuito al exterior, es buena idea conectar un contacto GFCI para que también brinde protección contra choques a los cables y aparatos que continúan hasta el final del circuito. Los cables que vienen desde la fuente de energía son conectados a los terminales de tornillo en línea. Los de salida se conectan a los tornillos de carga.
Circuito de aparatos pequeños y contactos duplex GFCI. En este diagrama cada GFCI se instala para la protección de su propia salida eléctrica.
