1. Ventajas y desventajas:
Las baterías de Nicad presentan una serie de ventajas frente a las normales:
Pueden recargarse
Son mucho más robustas en construcción y por tanto menos propensas que las pilas normales a perder el electrolito.
Tienen una resistencia interna extremadamente baja
Mantienen l tensión prácticamente constante durante casi el 90% del ciclo de descarga.
Las dos últimas características son importantes. La baja impedancia interna permite asociar varios elementos en serie; Mantener la tensión constante facilita su uso en cámaras de video.
Los inconvenientes de las Nicad son:
Su tensión es 1,2V frente a 1,5V de las pilas normales. Esto supone un 20% menos de tensión
Debido a su bajísima impedancia interna no se pueden cargar a tensión constante ya que se generarían corrientes muy elevadas q producen el calentamiento de la nicad y su destrucción.
Construcción interna:
La batería está formada por unos electrodos de hidróxido de níquel y de hidróxido de cadmio separados entre si por una lámina porosa. El electrolito es hidróxido de potasio. La reacción química es:
Cd + 2Ni OH + 2H 2 O <==> Cd(OH) 2 + 2Ni(OH) 2
Carga Descarga
2. Capacidad de una batería:
Se mide en A*h o mA*h. Se representa con la letra C. Una batería que tiene por ejemplo C=500 quiere decir que puede suministrar una corriente de 500 mA durante una hora (250 mA durante 2 horas, 125 mA durante 4 horas... etc.)
El término C se utiliza también para definir la corriente de carga. Una corriente de 1C significa que la batería se cargará con la misma corriente que puede suministrar durante una hora.
En el ejemplo anterior 1C = 500 mA
Normalmente las baterías se cargan a 0,1C durante 14 horas.
3. Ciclo de carga:
En principio sería suficiente cargar la batería a 0,1C durante 12 horas, pero en el momento inicial de la carga, la batería no almacena la energía que se le suministra. La energía inicial se utiliza para reconstruir los electrodos y producir gas.
Si se excede el tiempo de carga la batería aguanta la sobrecarga (a 0,1C). Si se intenta cargar una batería parcialmente llena llega un momento en el que la batería deja de almacenar carga y convierte toda la energía en calor.
La temperatura ambiente mínima para realizar la carga oscila entre 0º y 10ºC, la máxima entre 40º y 60ºC. Los fabricantes aconsejan siempre realizar la carga entre 20º y 25ºC. A temperaturas inferiores la carga de la batería se reduce y, por tanto, hay que reducir la corriente de carga. A temperaturas superiores la capacidad se reduce aun más.
Es posible cargar la nicad a corrientes inferiores a 0,1C pero entonces desconocemos cual será su tiempo de carga ya que la variación no es proporcional. El mayor inconveniente es que cargar una nicad a corrientes inferiores a 0,1C reduce su capacidad efectiva, esto se denomina "efecto memoria" y consiste en que «La nicad se da cuenta de que esta siendo cargada a una corriente inferior y dice:"¡ah! luego mi capacidad es inferior" y ajusta su capacidad a ese valor». Como la batería no queda totalmente llena, al intentar cargarla de nuevo reduce aun mas su capacidad, después de unos ciclos de carga no completa una nicad puede quedar inservible.
Por tanto, nunca se debe cargar una nicad parcialmente o cargarla estando parcialmente cargada ya que el "efecto memoria" se desencadena.
Mantener una Nicad cargada:
Si se quiere mantener una nicad siempre en su carga máxima y se descarga "completamente" con regularidad es posible dejarla en carga continua a una corriente inferior a 0,1C. En cambio, si la batería va a descargarse solo muy rara vez se recomienda que una vez cargada se reduzca la corriente de carga a un valor muy pequeño denominado "corriente de goteo"
Carga rápida:
Todas las nicad admiten la carga rápida, es decir, a corrientes superiores a 0,1C pero deben seguirse las precauciones indicadas por el fabricante. En general, se pueden cargar Nicads a un ritmo entre 2 y 5 veces mas rápido que el normal siempre y cuando la temperatura sea mayor que 20ºC e inferior a 45ºC. La carga rápida debe hacerse con un temporizador y un sensor de temperatura que detengan la carga rápida de forma automática o la reduzcan a valores seguros.
4. Almacenamiento y mantenimiento de la carga:
Las nicad se pueden almacenar casi indefinidamente en cualquier estado de carga a una temperatura entre - 40ºC y +50ºC. Las baterías parcial o totalmente cargadas pierden gradualmente su carga. Esta descarga es mayor cuanto mayor es la temperatura.
A causa del efecto de las diferentes temperaturas y periodos de almacenamiento no es posible conocer el estado de una nicad cuando se compra. Por ello es recomendable cargar las nicad antes de utilizarlas la primera vez.
5. Precauciones para asegurar una larga vida útil:
Una nicad tratada con cariño puede recargarse hasta 1000 veces. Según aumentan el número de cargas, aunque sea con todo cuidado la nicad disminuye su capacidad. Una Nicad ha dejado de ser útil cuando su capacidad baja al 70% de la nominal.
Precauciones para asegurar una larga vida útil:
No soldar directamente sobre los terminales de la nicad a no ser que tenga terminales de soldadura incorporados. En caso de tenerlos es recomendable pinzar con unos alicates dicho terminal para evitar que el calor de la soldadura llegue a la nicad.
Evitar las bajas temperaturas durante el proceso de carga.
no cortocircuitarlas y evitar pedir corrientes muy elevadas.
No descargar completamente una nicad, una batería totalmente descargada no puede volver a cargarse.
No dejar en sobrecarga una nicad cargándose a una corriente superior a 0,1C.
Cargar las baterías nuevas antes de usarlas.
miércoles, 4 de marzo de 2009
COMO PROLONGAR LA VIDA DE LAS BATERIAS
Atmel amplía la vida de la batería con sus nuevos MCU AVR picoPower. Esta tecnología reduce el consumo a 650 nA en modo power-save y a 100 nA en power-downArtículo realizado por el Dpto. Técnico de ATMEL Anatronic, S.A.
Atmel® Corporation,empresa representada en España por Anatronic, S.A.,ha anunciado los primeros microcontroladores AVR® en incorporar una tecnología de ahorro de energía que ofrece vida de batería de varios años en control de iluminación, seguridad, entrada sin llave, ZigBee™ y otras aplicaciones que pasan la mayoría de su tiempo en modo ‘sleep’. La tecnología picoPower™ reduce el consumo ‘power-save’ a sólo 650 nA, incluso con el reloj operando a 32 kHz y detección superior ‘brown-out’, lo que supone la menor cifra de la industria.
Nuevos dispositivos
Los dos dispositivos picoPower disponibles son el ATmega169P con controlador LCD de 4 X 25 segmentos, y el microcontrolador de propósitos generales ATmega165P. Ambos modelos tienen 16 Kbytes de memoria Flash, 512 bytes de EEPROM y 1Kbytes de SRAM. También se caracterizan por un ADC de 10 bit, USART, SPI Two-Wire-Interface y operación de 1.8 a 5.5 V con rendimiento de hasta 16 MIPS. La compañía incorporará otros catorce microcontroladores AVR picoPower en los próximos doce meses.Los dispositivos picoPower consumen menos de 340 µA en modo activo, 150 µA en modo parado a 1 MHz, 650 nA en modo ‘power-save’ y 100 nA en modo ‘power-down’, siendo compatibles en pines, prestaciones y código con la gama AVR existente en el mercado.
Nuevas aplicaciones
Según Asmund Saetre, Responsable de Marketing de AVR de Atmel, “las baterías ‘multi-year’ se están convirtiendo en una exigencia para una amplia variedad de aplicaciones. A la gente no le gusta la idea de tener que cambiar la batería en su llave de coche o sistema HVAC doméstico. La duración de la pila es tan importante que forma parte de la especificación ZigBee.Los productos ZigBee deben poseer una vida de batería de al menos dos años para obtener la certificación”.“Los sistemas para los que se ha desarrollado picoPower comparten un atributo: pasan la mayor parte del tiempo sin hacer nada, pero tienen características que consumen energía innecesaria incluso en modo ‘sleep’. Aunque se ahorren nanoamperios por aquí y por allí, esto no parece ser esta la mejor solución en sistemas que suelen permanecer inactivos. La mejora en el consumo en modo ‘sleep’ puede aumentar en años la duración de la batería del producto final. Por lo tanto, Atmel se ha centrado en la eliminación o reducción drástica del consumo de osciladores, detectores ‘brown-out’, fuga de pines I/O, y cómo lograr MCU con la menor potencia del mercado”, concluye Saetre.
Nueva Tecnología
La tecnología picoPower de Atmel utiliza una amplia variedad de técnicas innovadoras que eliminan el consumo innecesario en modos ‘power-down’. Estas incluyen un oscilador de cristal de 32 kHz de potencia ultra baja, inutilización y reconexión automática de circuitería de detección ‘brown out’ (BOD) durante modos ‘sleep’, un registrador de reducción de potencia que reduce la energía de los periféricos, y registradores de inutilización de entrada digital que desconectan las entradas digitales a pines específicos.
Reloj en tiempo real (RTC) de 300 nA y 32 kHz
Muchos sistemas deben mantener un registro del tiempo incluso cuando están apagados. Atmel ha optimizado su oscilador de cristal de 32 kHz para reducir el consumo total de potencia del dispositivo con un RTC de sólo 650 nA.
BOD preciso de 2 µS con modo ‘sleep’
Los detectores Brown-Out (BOD) revelan cuando la fuente de alimentación se encuentra por debajo del límite requerido para la operación y, entonces, realiza un power-on-reset para proteger datos valiosos. Sin esta protección, un fallo podría cuasar un daño catastrófico en el controlador e inutilizarlo.La precisión de los BOD es directamente proporcional a la corriente que consumen. Los BOD de baja o cero potencia tienden a ser lentos e imprecisos, mientras que los dispositivos rápidos consumen mucha más energía.
Como los BOD suelen permanecer en modo ‘sleep’, representan una disminución de la vida de la batería. Por consiguiente, muchos vendedores de MCU de ultra baja potencia sacrifican precisión y velocidad para reducir el consumo de corriente.Atmel ha llevado a cabo una nueva solución, creando un BOD con la corriente suficiente para ofrecer detección precisa a 1.8, 2.7 y 4.5 V con un tiempo de respuesta de 2 microsegundos. La potencia se reduce al desactivar automáticamente el BOD durante modo ‘sleep’ y se activa cuando el controlador “se despierta”, antes de ejecutar cualquier instrucción. Este modelo dota de protección superior con menos pérdida de energía.
Atmel® Corporation,empresa representada en España por Anatronic, S.A.,ha anunciado los primeros microcontroladores AVR® en incorporar una tecnología de ahorro de energía que ofrece vida de batería de varios años en control de iluminación, seguridad, entrada sin llave, ZigBee™ y otras aplicaciones que pasan la mayoría de su tiempo en modo ‘sleep’. La tecnología picoPower™ reduce el consumo ‘power-save’ a sólo 650 nA, incluso con el reloj operando a 32 kHz y detección superior ‘brown-out’, lo que supone la menor cifra de la industria.
Nuevos dispositivos
Los dos dispositivos picoPower disponibles son el ATmega169P con controlador LCD de 4 X 25 segmentos, y el microcontrolador de propósitos generales ATmega165P. Ambos modelos tienen 16 Kbytes de memoria Flash, 512 bytes de EEPROM y 1Kbytes de SRAM. También se caracterizan por un ADC de 10 bit, USART, SPI Two-Wire-Interface y operación de 1.8 a 5.5 V con rendimiento de hasta 16 MIPS. La compañía incorporará otros catorce microcontroladores AVR picoPower en los próximos doce meses.Los dispositivos picoPower consumen menos de 340 µA en modo activo, 150 µA en modo parado a 1 MHz, 650 nA en modo ‘power-save’ y 100 nA en modo ‘power-down’, siendo compatibles en pines, prestaciones y código con la gama AVR existente en el mercado.
Nuevas aplicaciones
Según Asmund Saetre, Responsable de Marketing de AVR de Atmel, “las baterías ‘multi-year’ se están convirtiendo en una exigencia para una amplia variedad de aplicaciones. A la gente no le gusta la idea de tener que cambiar la batería en su llave de coche o sistema HVAC doméstico. La duración de la pila es tan importante que forma parte de la especificación ZigBee.Los productos ZigBee deben poseer una vida de batería de al menos dos años para obtener la certificación”.“Los sistemas para los que se ha desarrollado picoPower comparten un atributo: pasan la mayor parte del tiempo sin hacer nada, pero tienen características que consumen energía innecesaria incluso en modo ‘sleep’. Aunque se ahorren nanoamperios por aquí y por allí, esto no parece ser esta la mejor solución en sistemas que suelen permanecer inactivos. La mejora en el consumo en modo ‘sleep’ puede aumentar en años la duración de la batería del producto final. Por lo tanto, Atmel se ha centrado en la eliminación o reducción drástica del consumo de osciladores, detectores ‘brown-out’, fuga de pines I/O, y cómo lograr MCU con la menor potencia del mercado”, concluye Saetre.
Nueva Tecnología
La tecnología picoPower de Atmel utiliza una amplia variedad de técnicas innovadoras que eliminan el consumo innecesario en modos ‘power-down’. Estas incluyen un oscilador de cristal de 32 kHz de potencia ultra baja, inutilización y reconexión automática de circuitería de detección ‘brown out’ (BOD) durante modos ‘sleep’, un registrador de reducción de potencia que reduce la energía de los periféricos, y registradores de inutilización de entrada digital que desconectan las entradas digitales a pines específicos.
Reloj en tiempo real (RTC) de 300 nA y 32 kHz
Muchos sistemas deben mantener un registro del tiempo incluso cuando están apagados. Atmel ha optimizado su oscilador de cristal de 32 kHz para reducir el consumo total de potencia del dispositivo con un RTC de sólo 650 nA.
BOD preciso de 2 µS con modo ‘sleep’
Los detectores Brown-Out (BOD) revelan cuando la fuente de alimentación se encuentra por debajo del límite requerido para la operación y, entonces, realiza un power-on-reset para proteger datos valiosos. Sin esta protección, un fallo podría cuasar un daño catastrófico en el controlador e inutilizarlo.La precisión de los BOD es directamente proporcional a la corriente que consumen. Los BOD de baja o cero potencia tienden a ser lentos e imprecisos, mientras que los dispositivos rápidos consumen mucha más energía.
Como los BOD suelen permanecer en modo ‘sleep’, representan una disminución de la vida de la batería. Por consiguiente, muchos vendedores de MCU de ultra baja potencia sacrifican precisión y velocidad para reducir el consumo de corriente.Atmel ha llevado a cabo una nueva solución, creando un BOD con la corriente suficiente para ofrecer detección precisa a 1.8, 2.7 y 4.5 V con un tiempo de respuesta de 2 microsegundos. La potencia se reduce al desactivar automáticamente el BOD durante modo ‘sleep’ y se activa cuando el controlador “se despierta”, antes de ejecutar cualquier instrucción. Este modelo dota de protección superior con menos pérdida de energía.
CONCEPTOS BÁSICOS.
Clasificación de los materiales :
Dependiendo de su comportamiento eléctrico, es decir, de la facilidad
que tengan los electrones para desplazarse por ellos, los materiales se
clasifican en materiales conductores, materiales aislantes y materiales
semiconductores.
– Los materiales conductores dejan pasar facilmente la electricidad. Estos
materiales tienen tendencia a ceder electrones (electrones libres), que
serán atraídos por cargas eléctricas exteriores. Son ejemplos de elementos
conductores el cobre, el oro, la plata, etc.
– Los materiales aislantes no dejan pasar la electricidad. Son aquellos elementos
que no tienen electrones libres. Son materiales aislantes el plástico,
la madera, el cristal, etc.
– Los materiales semiconductores dejan pasar la electricidad en determinadas
condiciones. Estos materiales son la base de la electrónica . Son ejemplos
de materiales semiconductores el silicio y el germanio.
El circuito eléctrico elemental :
– Si colocamos una carga positiva en un extremo del hilo conductor, los
electrones se desplazan hacia ese extremo.
– La electricidad es el desplazamiento de electrones.
A continuación voy a explicaros la construcción y el funcionamiento de un sencillo circuito eléctrico .
El circuito eléctrico lo compondrá un hilo conductor de cobre por donde
circularán los electrones, una pila que será la encargada de darnos la diferencia
de cargas positivas y negativas entre los extremos del hilo conductor
y una bombilla que, al pasar los electrones por ella, se iluminará .
Desarrollo :
Empezaremos tomando el hilo conductor y quitando el plástico aislante
de sus extremos. Para ello, utilizaremos unos alicates de pelar.
Los alicates de pelar tienen distintas funciones .
Se corta el hilo conductor por la mitad con los alicates
de pelar. Para ello, abriremos los alicates,
con lo que quedarán unos orificios redondos.
Colocaremos el cable dentro del diámetro correspondiente
y cerraremos los alicates partiendo el
cable .
Con los alicates cerrados, se aprecian unos orificios,
también redondos. Al poner uno de los extremos del
cable dentro y tirar de él, se corta y se separa el
plástico aislante .
Una vez quitado el plástico aislante de los extremos
de los dos trozos de cable, realizaremos las conexiones.
Conectaremos un extremo de cada cable a cada
uno de los contactos de la pila. A continuación,
conectaremos los extremos sueltos de ambos cables
a cada uno a uno de los terminales del portalámparas.
Entonces la bombilla se iluminará . Esto es debido
a que están circulando los electrones a través del
hilo conductor.
La electricidad o corriente eléctrica es el desplazamiento de electrones
desde una carga negativa hacia una carga positiva exterior.
Tipos de corriente :
La corriente puede ser alterna o continua. La corriente continua es aquella
en la que un extremo del hilo conductor siempre tiene una carga positiva,
por ejemplo una pila, mientras que la corriente alterna es aquella en
la cual, en los extremos del hilo conductor van cambiando las cargas eléctricas
exteriores en pequeñísimos intervalos de tiempo.
La que tenemos en nuestras casas es corriente alterna.
Magnitudes eléctricas :
Las magnitudes fundamentales que nos encontramos en un circuito eléctrico
son la intensidad, el voltaje y la resistencia.
Intensidad (I) :
La intensidad es la velocidad a la que se desplazan los electrones a
través del hilo conductor.
Se representa por una flecha paralela al hilo conductor y sobre ella la
letra I. Su unidad es el amperio (A).
Se calcula dividiendo la carga total de todos los electrones que pasan por
un hilo conductor por segundo. Ahora bien, como la carga de un electrón
es una unidad extraordinariamente pequeña , se utiliza como unidad básica
de carga el culombio .
Así pues:
Acabamos de aprender que la electricidad es el desplazamiento de electrones
(-) hacia el extremo positivo de un conductor.
Intensidad = Carga eléctrica / Tiempo____ 1 Amperio = 1 culombio / 1 segundo
No obstante, por tradición, se mantiene que el sentido de la intensidad de
la corriente es contrario al desplazamiento de los electrones, por lo que la
intensidad se representa yendo del extremo positivo al extremo negativo
del conductor .
Voltaje (V) :
El voltaje es la magnitud que se encarga de mantener la diferencia
de cargas positivas y negativas entre dos puntos de un circuito.
Cuando dos puntos, entre los que existe una diferencia de cargas, se unen
con un medio conductor, se produce un movimiento de electrones al trasladarse
desde el punto con mayor carga negativa al punto con carga positiva.
Esta corriente cesa cuando ambos puntos igualan sus cargas o cuando
se interrumpe el circuito.
La unidad que mide el voltaje en el Sistema Internacional es el voltio (V).
Al voltaje también se le denomina tensión, diferencia de potencial (d.d.p.)
y, en algunos casos, fuerza electromotriz (f.e.m.).
Resistencia (R) :
La resistencia eléctrica es la magnitud que mide la dificultad que
opone un material a ser atravesado por una corriente eléctrica.
Y se representa por la letra R, siendo su unidad el ohmio (Ω).
Dependiendo de su comportamiento eléctrico, es decir, de la facilidad
que tengan los electrones para desplazarse por ellos, los materiales se
clasifican en materiales conductores, materiales aislantes y materiales
semiconductores.
– Los materiales conductores dejan pasar facilmente la electricidad. Estos
materiales tienen tendencia a ceder electrones (electrones libres), que
serán atraídos por cargas eléctricas exteriores. Son ejemplos de elementos
conductores el cobre, el oro, la plata, etc.
– Los materiales aislantes no dejan pasar la electricidad. Son aquellos elementos
que no tienen electrones libres. Son materiales aislantes el plástico,
la madera, el cristal, etc.
– Los materiales semiconductores dejan pasar la electricidad en determinadas
condiciones. Estos materiales son la base de la electrónica . Son ejemplos
de materiales semiconductores el silicio y el germanio.
El circuito eléctrico elemental :
– Si colocamos una carga positiva en un extremo del hilo conductor, los
electrones se desplazan hacia ese extremo.
– La electricidad es el desplazamiento de electrones.
A continuación voy a explicaros la construcción y el funcionamiento de un sencillo circuito eléctrico .
El circuito eléctrico lo compondrá un hilo conductor de cobre por donde
circularán los electrones, una pila que será la encargada de darnos la diferencia
de cargas positivas y negativas entre los extremos del hilo conductor
y una bombilla que, al pasar los electrones por ella, se iluminará .
Desarrollo :
Empezaremos tomando el hilo conductor y quitando el plástico aislante
de sus extremos. Para ello, utilizaremos unos alicates de pelar.
Los alicates de pelar tienen distintas funciones .
Se corta el hilo conductor por la mitad con los alicates
de pelar. Para ello, abriremos los alicates,
con lo que quedarán unos orificios redondos.
Colocaremos el cable dentro del diámetro correspondiente
y cerraremos los alicates partiendo el
cable .
Con los alicates cerrados, se aprecian unos orificios,
también redondos. Al poner uno de los extremos del
cable dentro y tirar de él, se corta y se separa el
plástico aislante .
Una vez quitado el plástico aislante de los extremos
de los dos trozos de cable, realizaremos las conexiones.
Conectaremos un extremo de cada cable a cada
uno de los contactos de la pila. A continuación,
conectaremos los extremos sueltos de ambos cables
a cada uno a uno de los terminales del portalámparas.
Entonces la bombilla se iluminará . Esto es debido
a que están circulando los electrones a través del
hilo conductor.
La electricidad o corriente eléctrica es el desplazamiento de electrones
desde una carga negativa hacia una carga positiva exterior.
Tipos de corriente :
La corriente puede ser alterna o continua. La corriente continua es aquella
en la que un extremo del hilo conductor siempre tiene una carga positiva,
por ejemplo una pila, mientras que la corriente alterna es aquella en
la cual, en los extremos del hilo conductor van cambiando las cargas eléctricas
exteriores en pequeñísimos intervalos de tiempo.
La que tenemos en nuestras casas es corriente alterna.
Magnitudes eléctricas :
Las magnitudes fundamentales que nos encontramos en un circuito eléctrico
son la intensidad, el voltaje y la resistencia.
Intensidad (I) :
La intensidad es la velocidad a la que se desplazan los electrones a
través del hilo conductor.
Se representa por una flecha paralela al hilo conductor y sobre ella la
letra I. Su unidad es el amperio (A).
Se calcula dividiendo la carga total de todos los electrones que pasan por
un hilo conductor por segundo. Ahora bien, como la carga de un electrón
es una unidad extraordinariamente pequeña , se utiliza como unidad básica
de carga el culombio .
Así pues:
Acabamos de aprender que la electricidad es el desplazamiento de electrones
(-) hacia el extremo positivo de un conductor.
Intensidad = Carga eléctrica / Tiempo____ 1 Amperio = 1 culombio / 1 segundo
No obstante, por tradición, se mantiene que el sentido de la intensidad de
la corriente es contrario al desplazamiento de los electrones, por lo que la
intensidad se representa yendo del extremo positivo al extremo negativo
del conductor .
Voltaje (V) :
El voltaje es la magnitud que se encarga de mantener la diferencia
de cargas positivas y negativas entre dos puntos de un circuito.
Cuando dos puntos, entre los que existe una diferencia de cargas, se unen
con un medio conductor, se produce un movimiento de electrones al trasladarse
desde el punto con mayor carga negativa al punto con carga positiva.
Esta corriente cesa cuando ambos puntos igualan sus cargas o cuando
se interrumpe el circuito.
La unidad que mide el voltaje en el Sistema Internacional es el voltio (V).
Al voltaje también se le denomina tensión, diferencia de potencial (d.d.p.)
y, en algunos casos, fuerza electromotriz (f.e.m.).
Resistencia (R) :
La resistencia eléctrica es la magnitud que mide la dificultad que
opone un material a ser atravesado por una corriente eléctrica.
Y se representa por la letra R, siendo su unidad el ohmio (Ω).
NOCIONES BASICAS SOBRE CONDUCTORES ELECTRICOS
Es indispensable que te familiarices con los diferentes tipos cables que se utilizan para conducir la electricidad a los diferentes puntos de nuestras casas, edificios,aparatos elèctricos, etc. Como se sabe, para que la electricidad se aproveche, debemos de hacer que circule por los circuitos con el mìnimo de pèrdida, esto nos lleva a escoger el mejor conductor para la funciòn que necesitamos. Se debe de tomar en cuenta que la humedad y la temperatura le afectan.
RESISTENCIA DE LOS CONDUCTORES ELECTRICOS:
Todo conductor eléctrico afecta el paso de una corriente electrica en mayor o menor grado determinado por su resistencia, el cual esta afectado por los factores siguientes: El metal del que esta formado, grosor y longitud.
RESISTENCIA DE LOS METALES:La plata es el metal que conduce con màs facilidad la electricidad, pero dado su costo tan elevado, no es comùn usarla como conductor en los circuitos elèctricos.El cobre es el conductor màs usado por su bajo costo, aparte de ser un buen conductor de la electricidad. Es tambièn usado el aluminio. Pero este presenta el inconveniente que no se puede soldar por los medios comunes, por lo mismo es muy limitado su uso en casas, sòlamente en lìneas de transmisiòn de alto voltaje.Cuando medimos la resistencia de trozos de metal distintos, del mismo tamaño y grueso, se encuentra que el hierro tiene una resistencia seis veces mayor que la del cobre, en tanto que uno de plata tiene una resistencia 12 veces màs alta que la del cobre.
Calibre de los conductores de cobre:
Se usan varios métodos para identificar los diferentes calibres de los conductores:
1.- Con un número de acuerdo con un patròn o calibre establecido.
2.- Por medio del diámetro del conductor en milésimas de pulgada o en milìmetros .
3.- Por el àrea transversal del conductor expresada en milìmetros cuadrados.PATRÓN AMERICANO A.W.G.:Este patrón conocido como A.W. G.(American Wire Gage), es el que se emplea con mayor frecuencia en Amèrica, ya que los nùmeros del patrón métrico corresponden a las dimensiones que no se fabrican en Estados Unidos.
Especificaciones del alambre de cobre:
El cobre es el metal más usado para la fabricaciòn de conductores elèctricos por su bajo costo y alto rendimiento.
PESO DEL ALAMBRE:Para un conductor elèctrico tambièn necesitamos el peso.
RESISTENCIA DEL ALAMBRE: Todo conductor ofrece una resistencia al paso de la corriente eléctrica.
EL EFECTO DE LA TEMPERATURA EN EL HILO CONDUCTOR:La temperatura hace que la resistencia de un conductor varie, por ejemplo, cuanto mas caliente està, mas oposiciòn tiene sobre el paso de la electricidad, esto sucede tambièn con otros metales puros, pero no con algunas aleaciones o con el carbòn.Ahora veamos ¿porque se calienta un conductor? Esto sucede por efecto de la propia corriente que por el circula, lo cual se debe a la resistencia del conductor, obviamente, cuanto màs intensa es la corriente, mayor serà el calentamiento y por lo mismo, mayor pèrdida de energìa en forma de calor. Lo que sucede es que el calentamiento aumenta en relaciòn con el cuadrado del cambio de corriente. Por consiguiente, si se aumenta la corriente al doble, el calentamiento serà 4 veces mayor.Cuando circula mayor corriente por un cable, no solamente se calentarà el conductor, habrà tambièn un aumento en su resistencia, como consecuencia, habrà un aumento adicional de temperatura. Si sigue aumentando la corriente, provocarà que se queme el aislamiento, con lo cual se corre el riesgo de un incendio.
COMO SELECCIONAR UN CONDUCTOR: Tomando en cuenta los riesgos antes mencionados, es necesario escoger cuidadosamente el calibre y aislamiento correctos de un conductor, tomando en cuenta el lugar donde se intalarà.La intensidad màxima en amperios que puede soportar con plena seguridad diferentes tipos de conductores en las instalaciones eléctricas de acuerdo con el calibre y el tipo de aislamiento .
CAPACIDAD DE CONDUCCION DE LOS ALAMBRES: El calor no daña el cobre, pero en cambio, si daña el aislamiento. Cuando se calienta màs alla de lo normal, puede dañarse de varias maneras, daño que depende del grado de calentamiento y del tipo de aislamiento.Sucede que algunos aislamientos se derriten, otros se endurecen y otros que se queman. Cualquiera que sea el efecto, una vez que se dañe, pierde sus propiedades aislantes y por ende, puede ocasionar un cortocircuito y por supuesto, incendios.El caucho comùn es el aislador que soporta menos calor.; por lo mismo, los cables con este tipo de aislamiento tienen la capacidad màs baja para conducir corriente.No esta demàs mencionar que cuando se indica la temperatura màxima de los conductores, esta se refiere a la temperatura del conductor propiamente dicho, y no a la temperatura ambiente.
El calibre que se va a utilizar en cualquier instalaciòn elèctrica nunca debe ser menor al que le corresponde de acuerdo a la corriente que va a conducir. La selecciòn correcta del calibre del conductor para una instalaciòn no depende solamente de su capacidad de conducir la corriente sin peligro de quemar el aislamiento, tambièn se debe de tomar en cuenta que no tenga pèrdidas considerables de voltaje ni de energìa en el circuito.
Bajo estas condiciones, tenemos 4 razones que se deben de tomar en cuenta:
1.- No debe conducir mas corriente de la que puede soportar.
2.- Debe conducir la corriente al punto deseado, sin que se produzca una caida considerable de voltaje.
3.- La pèrdida no debe de ser excesiva.
4.- Su costo debe de ser el màs bajo, satisfaciendo los requisitos anteriores.
RESISTENCIA DE LOS CONDUCTORES ELECTRICOS:
Todo conductor eléctrico afecta el paso de una corriente electrica en mayor o menor grado determinado por su resistencia, el cual esta afectado por los factores siguientes: El metal del que esta formado, grosor y longitud.
RESISTENCIA DE LOS METALES:La plata es el metal que conduce con màs facilidad la electricidad, pero dado su costo tan elevado, no es comùn usarla como conductor en los circuitos elèctricos.El cobre es el conductor màs usado por su bajo costo, aparte de ser un buen conductor de la electricidad. Es tambièn usado el aluminio. Pero este presenta el inconveniente que no se puede soldar por los medios comunes, por lo mismo es muy limitado su uso en casas, sòlamente en lìneas de transmisiòn de alto voltaje.Cuando medimos la resistencia de trozos de metal distintos, del mismo tamaño y grueso, se encuentra que el hierro tiene una resistencia seis veces mayor que la del cobre, en tanto que uno de plata tiene una resistencia 12 veces màs alta que la del cobre.
Calibre de los conductores de cobre:
Se usan varios métodos para identificar los diferentes calibres de los conductores:
1.- Con un número de acuerdo con un patròn o calibre establecido.
2.- Por medio del diámetro del conductor en milésimas de pulgada o en milìmetros .
3.- Por el àrea transversal del conductor expresada en milìmetros cuadrados.PATRÓN AMERICANO A.W.G.:Este patrón conocido como A.W. G.(American Wire Gage), es el que se emplea con mayor frecuencia en Amèrica, ya que los nùmeros del patrón métrico corresponden a las dimensiones que no se fabrican en Estados Unidos.
Especificaciones del alambre de cobre:
El cobre es el metal más usado para la fabricaciòn de conductores elèctricos por su bajo costo y alto rendimiento.
PESO DEL ALAMBRE:Para un conductor elèctrico tambièn necesitamos el peso.
RESISTENCIA DEL ALAMBRE: Todo conductor ofrece una resistencia al paso de la corriente eléctrica.
EL EFECTO DE LA TEMPERATURA EN EL HILO CONDUCTOR:La temperatura hace que la resistencia de un conductor varie, por ejemplo, cuanto mas caliente està, mas oposiciòn tiene sobre el paso de la electricidad, esto sucede tambièn con otros metales puros, pero no con algunas aleaciones o con el carbòn.Ahora veamos ¿porque se calienta un conductor? Esto sucede por efecto de la propia corriente que por el circula, lo cual se debe a la resistencia del conductor, obviamente, cuanto màs intensa es la corriente, mayor serà el calentamiento y por lo mismo, mayor pèrdida de energìa en forma de calor. Lo que sucede es que el calentamiento aumenta en relaciòn con el cuadrado del cambio de corriente. Por consiguiente, si se aumenta la corriente al doble, el calentamiento serà 4 veces mayor.Cuando circula mayor corriente por un cable, no solamente se calentarà el conductor, habrà tambièn un aumento en su resistencia, como consecuencia, habrà un aumento adicional de temperatura. Si sigue aumentando la corriente, provocarà que se queme el aislamiento, con lo cual se corre el riesgo de un incendio.
COMO SELECCIONAR UN CONDUCTOR: Tomando en cuenta los riesgos antes mencionados, es necesario escoger cuidadosamente el calibre y aislamiento correctos de un conductor, tomando en cuenta el lugar donde se intalarà.La intensidad màxima en amperios que puede soportar con plena seguridad diferentes tipos de conductores en las instalaciones eléctricas de acuerdo con el calibre y el tipo de aislamiento .
CAPACIDAD DE CONDUCCION DE LOS ALAMBRES: El calor no daña el cobre, pero en cambio, si daña el aislamiento. Cuando se calienta màs alla de lo normal, puede dañarse de varias maneras, daño que depende del grado de calentamiento y del tipo de aislamiento.Sucede que algunos aislamientos se derriten, otros se endurecen y otros que se queman. Cualquiera que sea el efecto, una vez que se dañe, pierde sus propiedades aislantes y por ende, puede ocasionar un cortocircuito y por supuesto, incendios.El caucho comùn es el aislador que soporta menos calor.; por lo mismo, los cables con este tipo de aislamiento tienen la capacidad màs baja para conducir corriente.No esta demàs mencionar que cuando se indica la temperatura màxima de los conductores, esta se refiere a la temperatura del conductor propiamente dicho, y no a la temperatura ambiente.
El calibre que se va a utilizar en cualquier instalaciòn elèctrica nunca debe ser menor al que le corresponde de acuerdo a la corriente que va a conducir. La selecciòn correcta del calibre del conductor para una instalaciòn no depende solamente de su capacidad de conducir la corriente sin peligro de quemar el aislamiento, tambièn se debe de tomar en cuenta que no tenga pèrdidas considerables de voltaje ni de energìa en el circuito.
Bajo estas condiciones, tenemos 4 razones que se deben de tomar en cuenta:
1.- No debe conducir mas corriente de la que puede soportar.
2.- Debe conducir la corriente al punto deseado, sin que se produzca una caida considerable de voltaje.
3.- La pèrdida no debe de ser excesiva.
4.- Su costo debe de ser el màs bajo, satisfaciendo los requisitos anteriores.
TIPOS DE CABLES (CONDUCTORES)
Los más habituales son los conductores metálicos, ya sean macizos de una sola pieza o en forma de cuerpo constituido por un conjunto de hilos. Su diámetro, es decir, la sección de los conductores depende de la cantidad de corriente de deban transportar. La mayoría de los productores de conductores de energía eléctrica atienden a las normas del sistema métrico decimal para especificar la sección de cada cable. Las secciones más corrientes son las de 1 y 1,5 mm2, empleadas para la iluminación y la de 2,5 mm2 para aparatos de gran consumo.
Tipos de cables:
A. De dos conductores y toma tierra.
- En sección de 10 mm2 se utilizan para suministrar corriente a hornos y aparatos de gran competencia.
- En sección de 10 mm2 se utilizan para suministrar corriente a hornos y aparatos de gran competencia.
- En sección de 6 mm2: suelen utilizarlos en circuitos destinados a alimentar hornos eléctricos superiores a 12 kw.
- En sección de 4 mm2: estos conductores se usan en hornos, cocinas y pequeños calentadores.
- En sección de 2,5 mm2: los conductores más habituales en el circuito principal eléctrico de una casa.
- En sección de 1,5 mm2: los cables que suelen componer los circuitos de iluminación.
B. De tres conductores y toma tierra.
- En sección de 1 mm2: se usan en conmutadores para circuitos de iluminación.
C. Conductores flexibles.
- Cables sin doble aislamiento. En sección de 0,5 y 0,75 mm2. Se utilizan en aparatos de escasa potencia.
- Cables de dos conductores. En sección de 0,5 y 0,75 mm2. Se emplean para apliques y herramientas eléctricas.
- Cables de dos conductores y toma tierra. En sección de 1 y 1,5 mm2. Para distintos aparatos.
- Circulares trenzados. En sección de 1 y 1,25 mm2. Se usan para estufas y radiadores eléctricos.
- Irretorcibles. En sección de 1,5 y 1,25 mm2. Se usan en planchas, cafeteras eléctricas y aparatos similares.
- Termo-resistentes. En sección de 0,5 y 1,25 mm2. Se utilizan para bombillas entre 100 y 200 w.
- Blancos. Para conexiones con poca intensidad de corriente, se usan en lámparas de pie o sobremesa.
Cómo identificarlos:
- En muchos países es habitual usar distintos colores para la funda que aísla el cable conductor. Esta identificación cromática permite atribuir un color determinado a cada función del hilo conductor.
- Color negro o marrón para los conductores de fase (o rojo).
- Color negro o marrón para los conductores de fase (o rojo).
- Azul claro para los cables neutros (negro en países de habla inglesa).
- Verde y amarillo, ya sea a rayas o en espiral, para los cables de tierra.
Este código cromático es de reciente utilización, y hasta no hace mucho tiempo existía otro distinto:
- Rojo. Cable de fase.
- Negro. Cable neutro.
- Verde. Conductor de tierra.
CABLES ELÉCTRICOS : ACUMULACIÓN DE HIELO
Nuevo sistema para evitar la acumulación de hielo en cables eléctricos
Victor Petrenko, profesor de ingeniería del Dartmouth College, y sus colegas aquí y en la empresa estadounidense Ice Engineering LLC por él fundada, han inventado una forma de impedir la acumulación de hielo en las líneas eléctricas.
La nueva tecnología es un sistema de descongelación mediante cable de resistencia variable. Haciendo tan sólo unas modificaciones mínimas en los cables, y añadiendo algunos componentes eléctricos comunes y de fácil adquisición, el sistema cambia la resistencia de una línea estándar de corriente eléctrica entre un valor bajo y otro alto. La resistencia alta produce calor automáticamente, para derretir el hielo acumulado o para evitar que llegue siquiera a formarse.Algo muy importante sobre este nuevo sistema es que se le puede adaptar a casi cualquier tipo de línea eléctrica y resulta una adición asequible para los procesos actuales de fabricación e instalación. Además, funciona sin causar interrupciones en el servicio.Esta tecnología se ha desarrollado tras muchos años de investigación en ciencia de los materiales, electrónica para conducción eléctrica, y física del hielo, llevada a cabo por Petrenko y sus colegas del Dartmouth College, entre ellos Charles Sullivan, experto en sistemas electrónicos para distribución de electricidad y coinventor del nuevo sistema de descongelación.
Ice Engineering está trabajando en la instalación de un prototipo a escala completa del nuevo sistema en una sección de las líneas eléctricas de Orenburg, Rusia, con el fin de poner a prueba el concepto en un escenario real.Además, la compañía está negociando instalaciones a escala completa del nuevo sistema en otras regiones de Rusia y en China.Los cambios de fabricación e instalación requeridos para implementar el nuevo sistema de protección conllevarían menos de un 10 por ciento de incremento del costo total.
Como las compañías eléctricas suelen sustituir un 3 por ciento de su cableado cada año, el sistema podría instalarse poco a poco como parte del proceso de mantenimiento regular programado.Además, la vida útil del sistema de descongelación es la misma, o sobrepasa, la del cable eléctrico, de 30 a 50 años aproximadamente.Otro beneficio del sistema de protección es que las compañías eléctricas que lo empleen, tendrían un control pleno de su funcionalidad. Todos los parámetros importantes pueden ser ajustados a voluntad, o mediante automatismos que se basen en las lecturas suministradas por sensores electrónicos.
Victor Petrenko, profesor de ingeniería del Dartmouth College, y sus colegas aquí y en la empresa estadounidense Ice Engineering LLC por él fundada, han inventado una forma de impedir la acumulación de hielo en las líneas eléctricas.
La nueva tecnología es un sistema de descongelación mediante cable de resistencia variable. Haciendo tan sólo unas modificaciones mínimas en los cables, y añadiendo algunos componentes eléctricos comunes y de fácil adquisición, el sistema cambia la resistencia de una línea estándar de corriente eléctrica entre un valor bajo y otro alto. La resistencia alta produce calor automáticamente, para derretir el hielo acumulado o para evitar que llegue siquiera a formarse.Algo muy importante sobre este nuevo sistema es que se le puede adaptar a casi cualquier tipo de línea eléctrica y resulta una adición asequible para los procesos actuales de fabricación e instalación. Además, funciona sin causar interrupciones en el servicio.Esta tecnología se ha desarrollado tras muchos años de investigación en ciencia de los materiales, electrónica para conducción eléctrica, y física del hielo, llevada a cabo por Petrenko y sus colegas del Dartmouth College, entre ellos Charles Sullivan, experto en sistemas electrónicos para distribución de electricidad y coinventor del nuevo sistema de descongelación.
Ice Engineering está trabajando en la instalación de un prototipo a escala completa del nuevo sistema en una sección de las líneas eléctricas de Orenburg, Rusia, con el fin de poner a prueba el concepto en un escenario real.Además, la compañía está negociando instalaciones a escala completa del nuevo sistema en otras regiones de Rusia y en China.Los cambios de fabricación e instalación requeridos para implementar el nuevo sistema de protección conllevarían menos de un 10 por ciento de incremento del costo total.
Como las compañías eléctricas suelen sustituir un 3 por ciento de su cableado cada año, el sistema podría instalarse poco a poco como parte del proceso de mantenimiento regular programado.Además, la vida útil del sistema de descongelación es la misma, o sobrepasa, la del cable eléctrico, de 30 a 50 años aproximadamente.Otro beneficio del sistema de protección es que las compañías eléctricas que lo empleen, tendrían un control pleno de su funcionalidad. Todos los parámetros importantes pueden ser ajustados a voluntad, o mediante automatismos que se basen en las lecturas suministradas por sensores electrónicos.
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