Hacia
el siglo XVII a. de C., los estudiosos griegos ya conocían el fenómeno
eléctrico que poseían algunos cuerpos, los cuales eran capaces de atraer a su
vez a otros pequeños materiales después de haberlos sometido a una fricción
Este
fenómeno, al que se denomina fenómeno electrostático, suele ser una de las
primeras experiencias físicas que se enseñan en los colegios de primaria, ya
que basta un bolígrafo de plástico y unos pequeños trozos de papel para
demostrarlo
Fue
Aristóteles quien dio la primera utilidad a la electricidad, curando, o por lo
menos intentándolo, los ataques de gota
El
medio eléctrico de que disponía era el que le proporcionaba un pez denominado
torpedo, el cual tenía la capacidad de producir descargas eléctricas al tomar
contacto con él
Otto
Von Guerick fue el primer inventor de una maquina eléctrica
El
invento se llevó a cabo en el siglo VXII
La
máquina consistía en un globo de azufre al que se le aplicaba un movimiento
haciéndole girar entre las manos secas de una persona, para así producir un
frotamiento, obteniendo de esta forma la primera chispa eléctrica producida
artificialmente
Esta
máquina fue perfeccionada con el tiempo, así Benjamín Franklin tuvo la idea de
sustituir la bola de azufre por esferas de vidrio que constituían mejor
conductor que el azufre
Sin
embargo, pese a la gran cantidad de anécdotas históricas referentes al fenómeno
eléctrico que existen en la historia, hasta finales del siglo XVIII, la
electricidad no pasó de ser una curiosidad
Los
experimentos que realizaban algunos científicos eran considerados como una
forma de pasar el tiempo, y que nunca se podría esperar de este “hobby” ningún
beneficio práctico para la humanidad
Este
mérito correspondió a Luigi Galvani y Alessandro Volta, dos investigadores
italianos que hicieron experiencias complementarias, consiguiendo generar por
primera vez electricidad de forma continuada cierto tiempo
A
partir de entonces, los experimentos y tras éstos las aplicaciones comienzan a
ser más frecuentes y abundantes
Si
tuviéramos que enumerar todos y cada uno de ellos sería interminable
Sin
embargo no podemos olvidar en el tintero a uno de los hombres más importantes
en la historia de los inventores: Thomas Edison
Este
científico es uno de los hombres que en la historia del progreso técnico y
científico, ha realizado el mayor número de inventos y descubrimientos
El
más importante es la lámpara de incandescencia, que llegó a funcionar gracias a
su tesón investigador
Si
tenemos en cuenta que la lámpara de incandescencia se inventó hace poco más de
cien años, y miramos a nuestro alrededor actualmente, podemos ver la gran
variedad de aplicaciones, máquinas y aparatos que funcionan gracias a este
fenómeno físico llamado electricidad; podemos fácilmente predecir un futuro en
este campo de la investigación e historia tecnológica de la humanidad que hasta
el propio Edison querría conocer
En
esta obra: MANUAL DE ELECTRICIDAD; he tratado de
abordar de una forma sencilla y amena los fundamentos eléctricos, desde el
concepto más básico que conforma el fenómeno eléctrico, como es el electrón,
hasta las aplicaciones de electricidad, transformadores, trasmisiones de
corriente eléctrica, etc…
ÍNDICE:
I PRINCIPIOS BÁSICOS DE ELECTRICIDAD:
1 CONOCIMIENTOS BÁSICOS DE ELECTRICIDAD:
Introducción
/ Teoría electrónica
Corriente
eléctrica. Sentido de la corriente eléctrica: Circuito
eléctrico
2 MAGNITUDES ELÉCTRICAS:
Introducción
/ Magnitudes eléctricas. Fuerza electromotriz. Diferencia de potencial. Cantidad
de electricidad. Intensidad de corriente eléctrica. Densidad de corriente
eléctrica. Resistencia eléctrica: ley de OHM. Potencia
eléctrica. Energía eléctrica: Efecto joule,
cuadro de magnitudes y unidades
3 GENERACIÓN DE LA ELECTRICIDAD:
La energía del agua: Aprovechamiento
de la energía del agua Turbinas: Turbina Pelton, Turbina Francis, Turbinas de
hélice y Kaplan Producción de corriente alterna y
continúa: Corriente alterna, Corriente continua y rectificada. Transformadores: Leyes del transformador
4 MAGNETISMO:
Introducción.
Fundamentos teóricos. Fundamentos de los electroimanes. Campo magnético que
rodea a un conducto. Campo magnético de un solenoide. Electroimán: Electroimanes de núcleo móvil y Electroimanes de núcleo fijo
5 ESQUEMAS ELÉCTRICOS:
Introducción.
Esquema eléctrico. Tipos de esquemas: esquema
eléctrico y Esquemas de montaje
6 SIMBOLOGÍA ELÉCTRICA:
INTRODUCCIÓN
Símbolos eléctricos normalizados: Conexiones
de los circuitos eléctricos. Tipos de corrientes y polaridades. Tipos de
corrientes y polaridades. Pilas y acumuladores. Generadores
de corriente: Generadores de corriente continua, Generadores de corriente
alterna. Resistencias y bobinas. Condensadores (capacidades). Elementos de
apertura y cierre: Interruptores, conmutadores. Pulsadores. Relés. Señales
acústicas, señales ópticas, lámparas, motores, aparatos de medida
Terminología
del Reglamento de Baja Tensión ITC
7 COMPONENTES Y MATERIALES ELÉCTRICOS:
Relación
de componentes y materiales eléctricos básicos
Resistencias: ¿Qué
es una resistencia? Valor de las resistencias. Resistencias fijas: resistencias
de carbón, resistencias cerámicas y resistencias bobinadas. Códigos de colores
en las resistencias. Resistencias variables
Condensadores: Condensadores
fijos, capacidad, Código de colores en los condensadores, Condensadores
variables. Pilas baterías y acumuladores: Principio
de la pila eléctrica, Pila electrónica, pila seca, batería. Lámparas: Formas de producción de luz: Piroluminescencia,
incidencia, luminiscencia, lámpara incandescente. Lámparas fluorescentes:
reactancia, cebador. Generadores de corriente y motores: Generador eléctrico,
motor eléctrico. Relés: Relés de núcleo móvil, relés de núcleo móvil, relés
modernos: Relés de armadura, relés de émbolo, relés de lengüeta. Transformadores: Principio de transformación.
Interruptor eléctrico, conmutador, pulsador. Conductores
eléctricos: Conductores activos, selección de los conductores. Caídas de
tensión, intensidades máximas admisibles, factores de corrección, cables
flexibles para alimentación de electrodomésticos y similares, conductores de
protección. Tubos de canalización: Clases de tubos, diámetro de los tubos y
número de conductores por cada uno, normas a seguir para la colocación de tubos.
Cuadro de distribución o protección: Cuadro de
protección, elementos de protección a) ICP (Interruptor de control de potencia,
b) IGA (interruptor general automático), FI (Interruptor diferencial),
Dimensiones y normas de fabricación, Sensibilidad del interruptor, PIA (pequeño
interruptor automático)
8 POLÍMEROS:
Introducción.
Galvanómetro: Polímetro analógico: Manejo y
precauciones, precauciones con el voltímetro, precauciones con el amperímetro,
precauciones con el óhmetro, características del polímetro: sensibilidad y
precisión, errores de medida. Escalas. Escala correspondiente a medidas de CA.
Escala correspondiente a medidas de CC. Polímetro digital
9 FUENTE DE ALIMENTACIÓN DE CORRIENTE ALTERNA A CORRIENTE CONTINUA:
Introducción
semiconductores. Polarización de un diodo: Polarización
directa y polarización inversa. Diodo. Transformación. Rectificación:
rectificador de media onda, rectificador de doble onda con transformador
de toma intermedia, rectificador de doble onda en puente Graetz. Filtrado. Limitador: Diseño de una FA con tres salidas 12 v, 18
v, 27 v y un consumo de 0.5 A. otras características de una FA: regulador por
circuito integrado: fuente de alimentación regulada fija simétrica, reguladores
de tensión variable por IC
10 CIRCUITOS REGULADORES CON SEMICONDUCTORES:
DIAC: Qué
es un DIAC, características de un DIAC, circuito práctico con DIAC
TRIAC:
Qué es un TRIAC, constitución interna de un TRIAC, características del TRIAC:
característica estática, características de mando y característica dinámica.
Disparo del triac con el terminal A2 (+) con respecto A1 (-) y G (+), disparo
del triac con el terminal A2 (-) con respecto A1 (+) y G (-) con respecto A1,
disparo del triac con el terminal A2 (+) con respecto A1 (-) y G (-) disparo
del triac con el terminal A1 (+) con respecto A2 (-) y G (+), controlador del
triac con el CI TCA785, características del triac BT 136, circuitos prácticos
con triac
11 HERRAMIENTAS Y UTILIDADES:
Introducción.
Alicantes. Atornilladores o destornilladores. Busca polos. Cuchillo de
electricista. Pelacables y remachadores. Tijera de electricista. Pinzas. Regla.
Metro. Escuadra graduada con tacón. Nivel. Granete. Punta trazadora. Martillo
de electricista. Soldador eléctrico. Cinta aislante
II
INSTALACIONES ELÉCTRICAS:
1 LA SEGURIDAD ANTE TODO:
Seguridad
en las instalaciones eléctricas: Introducción, riesgos eléctricos, protecciones
contra los contactos eléctricos, empleo de tensiones de seguridad, protección
de la instalación, reglas de oro en la seguridad, en caso de electrocución
2 PLANIFICACIÓN DE LA INSTALACIÓN ELÉCTRICA DE UNA VIVIENDA:
Tipos
de circuito. Grados de electrificación de una vivienda:
mínima, media, elevada. Cuadros de distribución:
Pasos básicos en la instalación de cuadros. Señalización
y canalizadores: Circuitos empotrados, circuitos exteriores. Tomas de tierra: cálculo de la sección de cable
adecuadas: caídas de tensión, ¿cómo elegir un diferencial?
3 INSTALACIÓN ELÉCTRICA DE UNA VIVIENDA:
Instalación
de un punto de luz simple. Instalación de un circuito mixto con dos puntos de
luz y base de enchufe. Instalación eléctrica de un timbre. Instalación
eléctrica de una habitación: cálculo. Instalación eléctrica de una habitación:
cálculo. Instalación eléctrica del salón comedor.
Instalación conmutada desde dos puntos: materiales y herramientas.
Instalación conmutada desde tres puntos. Instalación
eléctrica de la cocina: el fluorescente. Instalación eléctrica de un
cuarto de baño: volúmenes de prohibición y protección, red equipotencial,
instalación eléctrica
4 PROYECTO E INSTALACIÓN ELÉCTRICA DE UNA VIVIENDA CON GRADO DE
ELECTRIFICACIÓN MÍNIMO:
Introducción.
Memoria: Objeto del proyecto, descripción. Cálculos: circuitos de alumbrado y tomas de corriente
de alumbrado, circuito de tomas de corriente. Diámetro de los tubos. Valores de
las protecciones, planos, pliegos de condiciones: - conductores, - tubos
protectores, pequeño material, caja para
ICP y cuadro de distribución, protecciones, condiciones de pago
5 LOCALIZACIÓN Y REPARACIÓN DE AVERÍAS:
ASPECTOS GENERALES: Equipo
base para reparaciones eléctricas. Reparación o sustitución de un interruptor. Sustitución de un enchufe: Instalación de bases
dobles. Circuitos para tomas de corriente. Reparación o sustitución de
clavijas. Cambiar una lámpara fluorescente. Montaje y
sustitución de lámparas y focos: Localización sistemática de averías,
rotura de lámparas de incandescencia, los focos. Cuando un timbre no funciona
6 CIRCUITOS ELECTRICOS DE INTERÉS:
Reguladores de luz: montaje
de un regulador de luz, regulador de luz en instalaciones conmutadas.
Instalación de lámparas halógenas. Instalación de lámparas halógenas de pequeño
voltaje. Alumbrados especiales: alumbrado de emergencia, alumbrado de
señalización, alumbrado de reemplazamiento. Instalación de un automático de
escaleras. Instalación de un cuadro de llamadas. Instalación
de un portero automático: portero automático simple, portero automático
con comunicación auditiva, portero automático con comunicación video auditiva.
Antenas y bases de antena para radio y televisión: a tener en cuenta. Iluminación interior: luminarias, rendimiento de una
luminaria, curvas fotométricas, diferentes tipos de alumbrado, clases de
alumbrado interior, realización de cálculos para un alumbrado interior:
observación, coeficiente de depreciación o conservación (cd), cálculo de flujo
luminoso total, cálculo del número de puntos de luz. Distribución de las
luminarias. Ejemplo práctico del cálculo del alumbrado
de un aula de dibujo: Cálculo del coeficiente utilización, cálculo del
coeficiente de depreciación o conservación, cálculo del flujo total, cálculo
del número de puntos de luz (luminarias), distribución de las luminarias
7 LA ELECTRICIDAD SOLAR:
Ideas
básicas sobre la electricidad solar, energía solar térmica, principio de
funcionamiento del aprovechamiento de la energía solar activa de baja
temperatura: termofisión, circuito forzado, esquema básico de una instalación
solar de baja temperatura, colectores. Energía solar activa de alta
temperatura. Centrales solares: control de una central solar, diagrama de
bloques y modos de operación de la central solar térmica, diferentes geometrías
de las superficies reflectantes. Electricidad
fotovoltaica: electricidad solar: sistema energético solar, ventajas de
la electricidad solar, inconvenientes, finalidad inicial y situación actual,
rentabilidad. Aplicaciones: lugares aislados, más, distribución y perspectivas
del mercado mundial. Fabricación de un panel fotovoltaico, descripción de los
elementos que componen un generador fotovoltaico, aspectos técnicos: subsistema
de captación energética. Constitución y circuito equivalente de una célula
solar. Esquema eléctrico y sección de un generador fotovoltaico, posibilidades
de instalación de los puntos solares fotovoltaicos, subsistencia de
acumulación, subsistencia de regulación, subsistencia de adaptación de
corriente, instalamientos aislados de la red: electrificación doméstica,
cálculo simplificado de un sistema fotovoltaico, sistemas de bombeo, situación
de instalaciones fotovoltaicas
III
ELECTRÓNICA BÁSICA Y REPARACIONES DE ELECTRODOMÉSTICOS:
1 ELECTRONICA BÁSICA:
Introducción a la electrónica. Diodos: Tipo N. Tipo p. polarización
directa. Polarización inversa. Comprobación de un diodo. Curvas características
de un diodo. Protección o encapsulado. Designación de
diodos: código europeo, código americano, código japonés, códigos de
empresas. Tipos de diodo: diodos de baja señal,
diodos rectificador, diodos LED, diodos zener, diodos túnel, diodos varicap,
diodos capacitivos, diodos pin, diodos estabilizadores, diodos zener de
referencia, diodos backward, diodos schottky. Valores máximos de los diodos.
Características de los diodos. Circuitos con diodos: rectificador
de media onda, rectificador de doble onda con transformador centroderivado,
rectificador con doble onda con puente Graetz
El transistor: Configuración
en emisor común, configuración base común, configuración colector común, zona
activa, zona conmutación: corte, saturación. Curvas características. Encapsulado y pastillaje: cápsula de plástico, cápsula
metálica. Cómo se designa un TRT: norma europea, norma americana, norma
japonesa, códigos particulares de empresas. TRT de alta frecuencia. Resistencia
de carga. Recta de carga. Curva de máxima disipación de potencia. Polarización: punto de reposo, zonas de funcionamiento
del transistor, polarización fija, polarización colector – base.
Autopolarizado. Tabla o características del TRT: unidades,
códigos que se emplean en el interior de las tablas. Transistores FET:
características, símbolo, polarización, características estáticas,
configuraciones del FET, punto de funcionamiento, polarización de los TRT Fet:
polarización fija, autopolarizado por resistencia de fuente, autopolarizado.
Transistores MOSFET: tipos de MOSFET, funcionamiento físico, características de
los MOSFET, MOSFET de deplexión canal P. MOSFET de deplexión canal N. MOSFET de
acumulación canal P. MOSFET de acumulación canal N. características de salida
de un TRT MOSFET sea el tipo que sea. Polarización de los TRT MOSFET de
deplexión, autopolarizado. Polarización de los TRT MOSFET de acumulación.
Polarización drenado – puerta. Polarización base. Auto polarizado. Amplificadores: explicación y circuitos:
características más importantes de un amplificador: ganancia en tensión,
ganancia en corriente, impedancia de entrada, impedancia de salida, ancho de
banda. Mono etapas amplificadoras. Polarización en clase A. amplificador en
emisor común. Rectas de carga. Distorsión de la señal de entrada. Amplificador
en base común. Amplificador de surtidor común. Amplificador de puerta común.
Aplicaciones de los FET. Diferentes circuitos de amplificadores. Cálculo de un
amplificador de audio. Amplificador operacional: amplificador 741,
características más importantes de los amplificadores operacionales,
amplificador operacional realimentado, montajes con amplificadores
operacionales lineales. Amplificador inversor: conclusiones
sobre el amplificador operacional inversor, sumador inversor: conclusiones,
amplificador no inversor, cálculo de un amplificador operacional no inversor.
Conclusiones del amplificador operacional no inversor, caso particular del
amplificador operacional no inversor, circuito restador, diferentes resta de
señales: continúa menos continua, continua menos alterna, señal senoidal menos
cuadrada, conclusiones sobre este amplificador, amplificador con alimentación
única, circuitos no lineales con amplificador operacional, comparador básico en
corriente continua, comparador básico en corriente alterna, comparador en
corriente continua con VREF, disparador Schmitt, diseño de un disparador
Schmitt, amplificadores de potencia con CI, el CI TDA 2002: características
técnicas, el CI LM 2002: características técnicas. El CI LM 386: sus características
de uso y sus características técnicas, circuitos con amplificador operacional. Limitadores: otros circuitos limitadores. El tiristor
(TRT): cómo funciona un tiristor, características importantes, según el fabricante,
disparo en corriente continua, gráfica, circuitos de tiristor, tipos de tiristores:
tiristor tipo P, tiristor tipo N, Tiristor de puerta doble, foto tiristores
LASCR, tiristores con recuperación básica, tiristor bloqueable GGS, toristor Darlington,
tiristor de efecto avalancha, disparo de un tiristor por medio de un TRT UJT,
disparo de un tiristor por medio de un DIAC, disparo de un tiristor por medio
de un PUT, disparo de un tiristor por medio de un SUS. Electrónica
digital: códigos de numeración. Código binario, código hexadecimal, álgebra de Boole, teorema de Morgan, simplificación por Kamaugh, funciones
lógicas, ejemplo de Morgan, cómo reducir dibujando una función compleja,
circuitos lógicos
2 REPARACIONES DE ELECTRODOMÉSTICOS:
Introducción a los electrodomésticos: motores universales, motores de
polos de sombras, motores de condensador, seguridad de los electrodomésticos. Reparación de una maquinilla de afeitar eléctrica: rotativas,
vibratorias, a tener en cuenta, consejos. Reparación de
una tostadora de pan: consejos. Reparación de
una secadora de pelo: sustitución del cordón de un secador. Reparación de un ventilador: averías, cambiar el
cordón de un ventilador, causas por las que se puedan oír ruidos, desmontaje. Reparación de una batidora: consejos. Reparación de una taladradora: partes de una
taladradora, normas de mantenimiento de un taladro.
Reparación de una cafetera: cambio de la resistencia de una cafetera con
filtro, consejos. Reparación de un humidificador: posibles
averías, ruido, el humidificador no funciona, no funciona el sistema de cierre, pérdidas. Reparación de un deshumidificador: a
tener en cuenta. Reparación de una plancha: reparación
del cordón de una plancha, reparación de la resistencia, el termostato. Reparación de una lavadora: funcionamiento hidráulico,
funcionamiento eléctrico. Reparación de un frigorífico:
evaporador, interior, condensadores, termostato – regulación, descarche, compresores, funcionamiento del frigorífico: esquema eléctrico, esquema
frigorífico
Glosario
MANUAL DE ELECTRICIDAD
1 Libro Autor Ricardo Antonio Barrio, Antonio Colmenar Santos,
Francisco Javier Braojos Benito y Antonio Fernández Ponce Organización Cultural
Quedo a sus órdenes; gracias
