Magnitudes eléctricas. Intensidad, tensión, resistencia y potencia, entre otras. Factor de potencia.

A.TENSIÓN.- Es la diferencia de potencial (d.d.p.) que debe existir en una instalación para que pueda circular la corriente eléctrica.

El  voltio  es  la  unidad  de  diferencia  de  potencial (d.d.p.) o tensión que se define como la diferencia de potencial que debe existir en una instalación de 1 ohmio de resistencia para que pueda circular una intensidad de corriente de 1 amperio.

B. INTENSIDAD.- Es la cantidad de electricidad que circula por un conductor en la unidad de tiempo (1 segundo).

El amperio es la unidad de intensidad que se define como la corriente que circula por un conductor de 1 ohmio de resistencia cuando la d.d.p. es de 1 voltio.

 C.  RESISTENCIA.- Es la oposición que ofrece un conductor al paso de la corriente eléctrica.

El ohmio es la unidad de resistencia eléctrica, definida como la oposición que ofrece un conductor sometido a una d.d.p. de 1 voltio cuando  por él circula una corriente de 1 amperio.

Ley de Ohm.

La ley básica de la corriente eléctrica es la ley de Ohm, así llamada en honor a su descubridor, el físico alemán Georg Ohm. Según la ley de Ohm, la cantidad de corriente que fluye por un circuito formado por resistencias es directamente proporcional a la fuerza electromotriz o d.d.p. aplicada al circuito, e inversamente proporcional a la resistencia total del circuito.

Esta ley suele expresarse mediante la fórmula I = V/R, siendo I la intensidad de corriente en amperios, V la fuerza electromotriz en voltios y R la resistencia en ohmios.

La ley de Ohm se aplica a todos los circuitos eléctricos, tanto a los de corriente continua (CC) como a los de corriente alterna (CA)

V = I x R

Donde:

V: diferencia de potencial o voltaje aplicado a la resistencia, Voltios

I: corriente que atraviesa la resistencia, Amperios

R: resistencia, Ohmios

D. POTENCIA.- Es la energía eléctrica que consume un receptor en la unidad de tiempo (seg.)

El  vatio  es  la  unidad  de  potencia.  Se define como la potencia necesaria para que con una d.d.p. de 1 voltio pueda circular la intensidad de un amperio.

E.   FACTOR DE POTENCIA.- Es la relación que existe entre la potencia activa y la aparente en un circuito eléctrico.

En  corriente  alterna  los  receptores  absorben  la potencia aparente que suministra la línea de alimentación P (V. I). 
Una parte de ella, potencia activa Pa (V . I . cos φ), es la que se transforma en trabajo del propio receptor y el resto o, potencia reactiva Pr (V . I . sen φ) es la que se emplea para producir el flujo electromagnético que ponga en funcionamiento aquél.

El origen de la energía reactiva se encuentra en las cargas lineales de la red como motores, reactancias y todos aquellos receptores en cuya composición existan bobinas o solenoides.

El alumbrado con lámparas de descarga da lugar a factores de potencia muy bajos:   (cosφ ≅ 0,4), así como el de lámparas fluorescentes: (cosφ ≅ 0,5).

a.       El coseno de fi es su unidad. El factor de potencia, que posibilita un consumo mayor de potencia, origina también un desfase entre corriente y tensión. Al ángulo resultante entre estos valores es al que denominamos φ

b.       El valor del factor de potencia puede estar comprendido entre 0 y 1 y, a su vez resultará de un circuito inductivo o capacitivo.

OPERACIONES A REALIZAR PARA DETECTAR AVERÍAS EN UN CUADRO GENERAL DE MANDO Y PROTECCIÓN.

Comprobar el elemento desconectado

1. Si es el protector de sobretensiones:

                                                              i.      Comprobar si ha habido tormentas y probablemente la influencia de un rayo lo haya hecho disparar

                                                            ii.      Cerciorarse que no existe un mal contacto del neutro, cuya desconexión puede causar también el disparo del aparato.

                                                          iii.      En todo caso, asegurar la perfecta unión del conductor de tierra la protector, así como la correcta presión del conductor neutro.

2. Si es uno o varios interruptores diferenciales:

                                                              i.      Cuando es uno solo, desconectar todos los interruptores automáticos (PIAs) aguas abajo de ese diferencial y rearmarlo. A continuación, ir conectando uno a uno los PIAs hasta que uno de ellos haga saltar el interruptor diferencial. De este modo podemos afirmar que la avería está tras ese circuito protegido por ese PIA.

                                                            ii.      Cuando son dos interruptores diferenciales del mismo nivel los que saltan simultáneamente, probablemente sus circuitos están confundidos entre sí, esto es, que el circuito que parte del diferencial 1 tiene alguna fase o un neutro que corresponde al circuito del diferencial 2 o viceversa.. Por ello se hace necesario repasar los dos circuitos que corresponden a esos dos interruptores diferenciales.

                                                          iii.      Puede ocurrir que dispare al mismo tiempo un diferencial que esté aguas arriba de otro. Esta es causado por la falta de sensibilidad cronométrica o amperimétrica. En el primer caso, lo debemos sustituir por un diferencial selectivo (S), esto es, que tarde en disparar más que el que tiene instalado aguas abajo. En el segundo caso bastará con sustituir el diferencial aguas arriba por otro de menos sensibilidad, esto es, si el instalado aguas abajo es de 30mA, el que debemos cambiar debe ser de 100mA o de 300mA.

                                                           iv.      Si ninguna de los defectos anteriores fuesen la causa del disparo del interruptor diferencial, deberemos verificar con un comprobador multifunción la intensidad y el tiempo de disparo para ver si corresponden con las características expresadas en el mismo.

                                                             v.      Si tampoco esta fuese la causa, comprobaremos la corriente de fuga de la instalación mediante la medida con una pinza miliamperimétrica en el conductor de protección del circuito a investigar y si no fuese posible, abrazando con la pinza todos los conductores activos para realizar la misma medición.

                                                           vi.      Finalmente, si esto no fuera así, debemos comprobar si existen en la instalación equipos electrónicos como ordenadores, arrancadores progresivos y sobre todo variadores de frecuencia, equipos que producen los llamados armónicos, culpables en muchas ocasiones del disparo intempestivo de estos interruptores. Como solución podríamos sustituir el diferencial problemático por otro con la característica de super-inmunizado que evitaría este disparo, o instalando una batería de condensadores con filtrado de  armónicos.

3. Si es uno o varios interruptores automáticos:

                                                              i.      Cuando es uno solo, debemos comprobar si dispara instantáneamente al rearmarlo (cortocircuito) o si lo hace después de un periodo de tiempo (sobreintensidad).

1.       Si lo hace de forma instantánea, debemos comprobar la instalación que protege ese interruptor, desconectando previamente los receptores adheridos a ese circuito. Si persiste el  defecto, la avería está en la instalación (hay dos conductores activos que están en contacto), si no es así deberemos ir conectando uno a uno los receptores hasta comprobar cual de ellos está cortocircuitado.

2.      Cuando el interruptor dispara después de un periodo de tiempo es muy probable que el defecto esté en la calibración de éste. Para ello, mediremos la intensidad del circuito con una pinza amperimétrica a la salida de ese automático en todos los conductores activos. Si esa intensidad sobrepasa o está muy cercana a la intensidad de calibre del interruptor automático, será necesario sustituirlo por uno de mayor calibre, teniendo en cuenta que los conductores que alimentan el circuito admiten una intensidad mayor.

                                                            ii.      Puede ocurrir que disparen al mismo tiempo un interruptor automático que esté aguas arriba de otro, a pesar de que el primero disponga de un calibre de intensidad mayor que el segundo. La causa de ello es la falta de sensibilidad cronométrica En este caso, debemos sustituir el automático aguas arriba por otro cuyo tiempo de disparo sea mayor que el que está dispuesto aguas abajo.

OPERACIONES A REALIZAR PARA COMPROBAR UN MOTOR USADO Y RETIRADO DEL SERVICIO PARA IDENTIFICAR SU AVERÍA.

1. Comprobar si dispone de placa de características y tomar nota de ella. En caso contrario, procurar recoger toda la información acerca del motor: Tensión de alimentación, tensiones nominales del motor, sentido de giro, r.p.m., potencia, intensidad o en su defecto intensidad del relé de sobreintensidad o protector-motor que lo protegía.
2. Comprobar, manualmente, si el rotor gira sin dificultad. Si no lo hiciese, habrá que desmontarlo.
1. Una vez desmontado, observaremos si el bobinado del estator está en buen estado o se aprecia alguna desconexión o conductores cortados o quemados. En este caso será necesario enviar el motor al técnico bobinador para que realice un nuevo devanado.
2. Si el rotor es bobinado habrá que observar el desgaste de las escobillas
3. Si el bobinado del rotor dispone de colector, necesitaremos limpiarlo y recuperar el aislamiento entre sus delgas.
4. Con un torno paralelo, podremos verificar la alineación del rotor.
3. Abrir la tapa de la caja de bornes y hacer una foto o un esquema de la placa de bornas para no olvidar la forma de conexionado.
4. Desmontar los puentes o conexiones que existan en la placa de bornas.
1. Cuidad que tanto los tornillos de la tapa como los puentes o conexiones de la placa, queden fijados en sus propios alojamientos y no encima del banco de trabajo, para evitar su pérdida o confusión.
5. Una vez realizada la de desconexión, proceder a comprobar la continuidad de los bobinados con un óhmetro.
1. Si existe continuidad entre principios y final de cada bobinado, el valor debe ser de unidades o decenas de ohmios. Por tanto debe emplearse una escala pequeña, que no supere los 100 ohmios. Por el contrario, si la medida es del orden de megohmios, el bobinado está cortado y si el valor es de 0 ohmios, el devanado estará cortocircuitado.
6. A continuación procederemos a realizar la medida del aislamiento con un megómetro o medidor de aislamiento. Primero entre bobinados y luego entre cada uno de ellos y la masa metálica del motor. En ambos casos la medida debe ser superior a lo expresado en la siguiente tabla:

Tensión nominal de la instalación:	Tensión de ensayo en c.c.	Resistencia de aislamiento  (MΩ)
Muy Baja Tensión de Seguridad (MBTS) Muy Baja Tensión de Protección (MBTP)	250V	≥  0,25
Inferior o igual a 500V, excepto caso anterior	500V	≥ 0,5
Superior a 500V	1000V	≥ 1,0

7. Una vez realizadas todas las comprobaciones, montaremos el motor cuidando de ir apretando los tornillos de sujeción progresivamente para conseguir que el rotor quede centrado y pueda girar sin apenas rozamiento.
8. Seguidamente volveremos a conectar su placa de bornes, conectaremos el conductor de alimentación y cerraremos la tapa para conectarlo a la red.
1. Habrá que tener mucho cuidado en comprobar si el conexionado es el adecuado y si fuese necesario, el sentido de giro para evitar que el motor se pueda quemar o averiar de nuevo.
2. Como medida de precaución, ante la duda, conectar siempre el motor en estrella si es trifásico o a una tensión menor, si es monofásico o universal.
9. Finalmente mediremos con una pinza amperimétrica las intensidades en cada fase, que deben ser iguales o muy parecidas, así como las r.p.m.

OPERACIONES A REALIZAR PARA DETECTAR AVERÍAS EN UN CUADRO DE MANDO Y PROTECCIÓN PARA MOTORES (Máquinas)

1. Comprobar el elemento desconectado
1. Si es el protector-motor o el relé de sobreintensidad:

                                          i.    Comprobar si la intensidad que consume el motor es algo inferior a la intensidad de disparo del elemento de protección. Si es superior, verificar el motor.

                                        ii.    A veces en los motores trifásicos, la causa es que el motor pueda funcionar en dos fases, por lo que siempre es conveniente comprobar las tensiones entre fases.

2. Si es el interruptor automático

                                          i.    Probablemente habrá un cortocircuito en cualquier elemento de la instalación. Comprobaremos esta circunstancia desconectando la instalación y el motor de la red para descartar que este último sea el causante de la avería. Luego verificaremos el aislamiento entre fases con un óhmetro. Si no hallamos continuidad, debemos hacer lo mismo con el motor.

3. Si el contactor no entra

                                          i.    Verificar el circuito de maniobra. Con una punta de prueba del voltímetro en una de las fases o en el neutro de alimentación al circuito de maniobra, recorreremos con la otra todo el circuito desde el elemento de protección (fusible o PIA) hasta llegar a localizar la ausencia de tensión antes de llegar a la bobina del contactor.

                                        ii.    Si existiese tensión entre las bornas de la bobina del contactor, tendremos que pensar que la bobina esté quemada o cortada. Si es así sustituiremos solo la bobina, no el contactor completo.

4. Si los anteriores funcionan bien pero el motor sigue sin ponerse en marcha

                                          i.    Verificar que existe tensión en el circuito de potencia

                                        ii.    Comprobar las conexiones entre el cuadro de mando y el motor