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Un circuito eléctrico es un conjunto de elementos conectados entre sí por medio de conductores a través de los
cuales circula una corriente eléctrica.
Todas las instalaciones eléctricas están compuestas por uno o varios circuitos cuyo objetivo final es suministrar
energía que aprovecharán los usuarios.
En este capítulo conoceremos los dispositivos más importantes que componen los circuitos eléctricos así como
las posibles formas en las que pueden ser conectados.
Dar a conocer los elementos que forman partede los circuitos eléctricos.
Aprender los tipos de conexiones entrelos componentes de un circuito.
Definir los conceptos de potencia y energía
eléctrica.
Objetivos:Contenidos:
2.1. Elementos de un circuito eléctrico
2.2.Circuitos en serie, paralelo y mixtos
2.3. El concepto de potencia y energía
Conclusiones
Casos prácticos
EL CIRCUITO ELÉCTRICO
INSTALACIONES ELÉCTRICAS DE BAJA TENSIÓN
Figura 2.3. Las pilas y las baterías son generadores de corriente continua.Figura 2.5. Símbolo del generador de
corriente continua.
T
Figura 2.2. El enchufe es una fuente de corriente alterna.
El generador, también conocido como fuente de tensión o fuente de alimentación,
se encarga de suministrar el voltaje necesario al circuito para que se muevan loselectrones que forman la corriente eléctrica.
Generador
Figura 2.4. Símbolo del generador decorriente alterna.
Figura 2.1. Circuito eléctrico.
Los componentes que podemos encontrar conectados en un circuito eléctricoson los siguientes:
Un SAI o UPS, es un sistemade alimentación diseñado parasuministrar energía a un circuitoeléctrico en caso de que el generador principal deje de funcionar.
I 2.1. Elementos de un circuito eléctrico
*^^ EL CIRCUITO ELÉCTRICO
INSTALACIONES ELÉCTRICAS DE BAJA TENSIÓN
¿Qué crees que ocurre si se conecta un conductor directamente a la entrada ya la salida de un generador, sin pasar por ningún otro elemento?
La resistencia en un circuito
eléctrico es la dificultad que tienen los electrones para despla
zarse.
Un conductor será mejor cuantomenor sea su resistencia.
^ubiuo :¡<jü^..
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Figura 2.10. En muchas ocasiones los conductores de un circuito eléctrico seencuentran instalados en el interior de tubos (cortesía de Schneider).
Figura 2.9. Representación de conductores en corriente alterna.
Fase
Neutro
En un circuito de corriente alterna el conductor por el que entra la corrientees la fase y el conductor por el que sale la corriente es el neutro.
Figura 2.8. Representación de conductores en corriente continua.
En un circuito de corriente continua el conductor por el que entra la corrientees el positivo y el conductor por el que sale la corriente es el negativo.
Figura 2.7. Conductores de aluminio.Figura 2.6. Conductores de cobre.
El conductor se encarga de transportar la corriente eléctrica. A través de los con
ductores todos los elementos del circuito quedan conectados entre sí.
O Conductor
EL CIRCUITO ELÉCTRICO —^SI. 'II
INSTALACIONES ELÉCTRICAS DE BAJA TENSIÓN
Figura 2.15. Los interruptores son elementos de maniobra (cortesía de Gewiss).
No es necesario el uso de un elemento de maniobra para el correcto funciona
miento de un circuito eléctrico, pero su uso permite el control del mismo.
Un elemento de maniobra permite conectar y desconectar un circuito eléctrico.
Al desconectar un circuito se interrumpe la circulación de la corriente eléctrica y
los receptores dejan de funcionar.
Figura 2.14. Una bombilla es unreceptor que conviertela energía eléctrica enenergía luminosa: luz.
1k
Figura 2.13. Un tostador es un receptor queconvierte la energía eléctrica enenergía térmica: calor.
O Elemento de maniobra
Figura 2.12. Un altavoz es un receptorque convierte la energíaeléctrica en energíaacústica: sonido.
Figura 2.11. Un motor eléctrico es unreceptor que convierte laenergía eléctrica en energíacinética: movimiento.
eceptor es el componente encargado de recibir la corriente y convertir la
rgía eléctrica en otro tipo de energía. A continuación se muestran algunos
plos de receptores típicos de las instalaciones eléctricas.
Receptor
Figura 2.16. Esquema defuncionamientode un SAI.
ICO
INSTALACIONES ELÉCTRICAS DE BAJA TENSIÓN
¿Qué situaciones se te ocurren en las que sería indispensable el uso de elementos de protección en un circuito eléctrico?
No es necesario el uso de elementos de protección para el correcto funciona-
• ento de un circuito eléctrico, pero su uso aumenta la seguridad de la instalación.
Figura 2.19. Interruptor diferencialpara la protección depersonas y animales(cortesía de Gewiss).
r gura 2.18. Interruptor automáticopara la protección de lasinstalaciones. En caso decortocircuito o sobrecarga,desconecta el circuito(cortesía de Siemens).
Figura 2.17. Los fusibles son los elementos de protección más simples y económicos.
La mayoría de los circuitos eléctricos están protegidos en su inicio por interruptores automáticos e interruptores diferenciales.
Los elementos de protección se instalan en un circuito eléctrico con el objetivo
de interrumpir la circulación de la corriente eléctrica de manera automática encaso de que se produzca alguna situación de peligro, como un cortocircuito, una
sobrecarga, una derivación, etc.
O Elemento de protección
EL CIRCUITO ELÉCTRICO
INSTALACIONES ELÉCTRICAS DE BAJA TENSIÓN
Si en un circuito eléctrico con dos lámparas conectadas en serie, se funde una
de ellas, ¿qué crees que le ocurrirá a la otra lámpara?
Solución
En las conexiones en serie, si alguno de los receptores deja de funcionar interrumpeel circuito, por lo que el resto de los receptores también dejan de funcionar.
Es este caso la otra lámpara también dejaría de lucir, tal y como se muestra en la
siguiente figura:
En las conexiones en serie, si alguno de los elementos deja de funcionar se
interrumpe el circuito y el resto de componentes quedan desconectados.
Figura 2.20. Conexión en serie. El terminal de salida de un componente se conecta al
terminal de entrada del siguiente.
La intensidadque salede la fuente dealimentación
es la mismapara todos los
componentes.
El voltajede la fuente dealimentación
se reparteentre todos los
componentes.
Tabla 2.1. Características de uncircuito en serie
Tensión (V) Intensidad (A)
Los diferentes elementos que forman parte de un circuito eléctrico se pueden
conectar de dos maneras distintas: en serie y en paralelo.
Las propiedades y características del circuito dependerán del tipo de conexión
O Conexiones en serie
En una conexión en serie todos los componentes se encuentran colocados uno
a continuación del otro, de forma secuencial.
Lo que se conoce como instalación eléctrica es en realidadun conjunto de varios circuitoseléctricos que alimentan a dis
tintos receptores.
i 2.2. Circuitos en serie, paralelo y mixtos
IRCUITO ELÉCTRICO
INSTALACIONES ELÉCTRICAS DE BAJA TENSIÓN
Figura 2.22. Conexión mixta,también conocida comoconexión serie-paralelo.
^ Circuitos mixtos
Un circuito mixto combina conexiones en serie y conexiones en paralelo. Las ca
racterísticas del circuito se corresponderán con el tipo de conexión de cada zona.
á=J
Si en un circuito eléctrico con dos lámparas conectadas en paralelo, se fundeuna de ellas, ¿qué crees que le ocurrirá a la otra lámpara?
En las conexiones en paralelo, si alguno de los receptores deja de funcionarno afecta al resto del circuito porque los electrones pueden desplazarse por
otro camino.
En este caso la otra lámpara continuaría funcionando con normalidad, tal ycomo se muestra en la siguiente figura:
AsíJ7Jd-jd ÍÍ33U Í̂ÍÍJ 2,2,
En las conexiones en paralelo, si alguno de los elementos deja de funcionar el
circuito no se ve afectado y el resto de componentes funcionan con normalidad.
La intensidadque salede la fuente dealimentación
se reparteentre todos los
componentes.Figura 2.21. Conexión en paralelo.
El voltajede la fuente dealimentaciónes el mismopara todos los
componentes.
Tabla 2.2. Características de uncircuito en paralelo
Tensión (V) Intensidad (A)
En una conexión en paralelo los terminales de entrada y de salida de todos los
componentes se encuentran conectados entre sí respectivamente.
O Conexiones en paralelo
EL CIRCUITO ELÉCTRICO
INSTALACIONES ELÉCTRICAS DE BAJA TENSIÓN
Las instalaciones eléctricas son un conjunto de circuitos formados por generadores, conductores, receptores, elementos de maniobra y elemente:
de protección.
Los componentes que forman las instalaciones pueden conectarse en ser.r
y en paralelo.
Los principales parámetros que definen a las instalaciones eléctricas son .¿
tensión, la intensidad, la potencia y la energía.
ü
A continuación vamos a realizar un pequeño cálculo para comprender mejor
la importancia de la potencia y la energía eléctrica.
Si la iluminación de tu aula de trabajo tiene una potencia total de 500 W y seencuentra conectada 8 horas al día. ¿Qué cantidad de energía eléctrica consu
me diariamente?
Si cada kilowatio de energía cuesta 12 céntimos de euro, ¿cuánto dinero cuest;mantener la iluminación del aula encendida cada día? ¿Y al cabo de un año?
La potencia y la energía dependen del voltaje y de la intensidad del c¡rci_~:
A mayor tensión o mayor intensidad, más energía consumirá una instalación.
Figura 2.23. Contador midiendo laenergía que se consumeen una instalacióneléctrica.
El símbolo de la energía es E y se mide en kilovatios hora (kWh)
La energía eléctrica es una forma de expresar la potencia que consume una
eléctrica durante el tiempo que se encuentre en funcionamiento.
O Energía eléctrica
El símbolo de la potencia es P y se mide en vatios (W)
La potencia eléctrica es la cantidad de trabajo que puede ofrecer un receptor:una instalación eléctrica. Por ejemplo, una lámpara de mayor potencia puede: -
minar más, o un homo de mayor potencia puede calentar la comida más rápic:
Potencia eléctrica
1 kW equivale a 1000 W.
Por tanto, 1 kWh equivale a
1000 Wh.
2.3. El concepto de potencia y energíaLas características de los circuitos eléctricos vienen definidas por una serie c~
parámetros como son la tensión, la intensidad, la frecuencia, la resistencia, etcpero además existen otros dos conceptos muy importantes asociados a los re
ceptores eléctricos: la potencia y la energía.
EL CIRCUITO ELÉCTRICOV
INSTALACIONES ELÉCTRICAS DE BAJA TENSIÓN
o : o i
Elemento de protección
a¿
Posibles opciones: generador, receptor, |;
conductor, elemento de protección y ele- ¡mentó de maniobra. t
Identifica qué tipo de componente de un circuito eléctrico se corresponde con las imágenes mostradas a continuación:
MATERIAL
Material de escritura. •-
OBJETIVOReconocer los elementos que forman parte de un circuito eléctrico.
v m.EL CIRCUITO ELÉCTRICO
m V*
INSTALACIONES ELÉCTRICAS DE BAJA TENSIÓNn
MATERIAL Y HERRAMIENTASCOMPLEMENTARIAS
También te pueden resultar útiles:• Varios tacos para asegurar la fijación de los
tomillos.
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HERRAMIENTASTijeras de electricista o pelacables.
> Destornillador.
Tala
MATERIAL—• Cables flexibles de cobre de 1 x 1,5 mitf.
Interruptor.2 lámparas incandescentes y 2
Tornillos. •
OBJETIVORealizar el montaje y comprobar el funcionamiento de un grupo de receptores conectados
en serie y en paralelo.
EL CIRCUITO ELÉCTRICO
INSTALACIONES ELÉCTRICAS DE BAJA TENSIÓN
Figura 2.25. Circuito en serie.
Desconecta la alimentación y realiza unnuevo montaje de las lámparas, esta vez enserie.
Asegúrate de que el circuito esté protegidoen su origen por un interruptor automáticoy un interruptor diferencial y activa el interruptor.
Observa cómo funciona el grupo de lámparas y responde a las siguientes preguntas.
•¿Qué diferencias encuentras en el funcionamiento de las lámparas en cada uno delos montajes?
• ¿Crees que tiene algo que ver con que enlos circuitos en serie la tensión se repartaentre todos los componentes?
Figura 2.24. Circuito en paralelo.
Instala y sujeta mediante tornillos los portalámparas en el tablón de las prácticas.
Instala, si es necesario, el carril DIN y el interruptor automático.
Realiza las conexiones entre los componentes. Primero conecta las lámparas en para
lelo controlando todo el grupo a través delinterruptor.
Asegúrate de que el circuito esté protegidoen su origen por un interruptor automáticoy un interruptor diferencial y activa el interruptor.
Observa cómo funciona el grupo de lámparas.
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EL CIRCUITO ELÉCTRICO
INSTALACIONES ELÉCTRICAS DE BAJA TENSIÓN
6. El elemento de un circuito eléctrico capaz de con
vertir la energía eléctrica en cualquier otro tipo
de energía, como por ejemplo calor, se denomina:
a)Elemento de maniobra.
b)Convertidor.
c)Receptor.
7.Un interruptor es:
a)Un receptor.
b)Un elemento de maniobra.
c)Un elemento de protección.
8. El tipo de conexión en la que todos los receptores
reciben la misa corriente se denomina:
a)Conexión en serie.
b)Conexión en paralelo.
c)Conexión en cruz.
9. Una taladradora de 1000 W conectada durante 2
horas consume una energía igual a:
a)1000 Wh.
b)2000 kWh.
c)2 kWh.
10. Si en una zona de un circuito eléctrico, en la que
todos los receptores están conectados en serie, se
rompe el conductor:
a)Los receptores que se encuentren más cerca de
la zona de rotura se apagarán, mientras que el
resto continuarán funcionando con normalidad.
b)Todos los receptores del circuito se apagarán.
c)No ocurrirá nada, dado que el elemento de protección protege al circuito en casos como este.
1. El elemento capaz de suministrar el voltaje necesario para que funcione todo el circuito eléctrico
se denomina:
a)Convertidor.
b)Generador.
c)Receptor.
2. En corriente alterna, el conductor por el que en
tra la corriente eléctrica es la fase, pero ¿cómo se
llama el conductor por el que sale?
a)Neutral.
b)Negativo.
c)Neutro.
3. Un circuito eléctrico en el que existen conexiones
en serie y conexiones en paralelo se denomina:
a)Circuito mixto.
b)Circuito serie-paralelo.
c)Ambas respuestas son correctas.
4. En una conexión en paralelo:
a)Todos los elementos del sistema tienen la mis
ma intensidad.
b)La tensión que ofrece la fuente de alimentación se reparte entre todos los componentes.
c)Ambas respuestas son falsas.
5. La unidad de la potencia es:
a)El amperio.
b)El vatio.
c)El voltio.
EL CIRCUITO ELÉCTRICO