MATERIALES ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS

Preparado por:Alvin D. Ochoa S. 6-716-250Asistente académicoUniversidad Tecnológica de PanamáEstudiante de Ingeniería Electromecánica.

Alambres y cables

• Tipo de materiales conductores y sus propiedades

• Tipos de materiales de recubrimiento eléctrico y sus propiedades

• Calibre de los alambres• Estudio de las Tablas

de Conductores• Pares, multipares,

coaxiales, fibra óptica, UTP, STP.

Tipo de materiales conductores

• Existen diversos materiales conductores, tanto eléctricos como térmicos.

• Ejemplo de ellos son: el hierro, el cobre, el acero, el aluminio, la plata, el oro, entre otros.

• Veamos algunas propiedades:

Densidad.

Resistividad eléctrica o conductividad eléctrica.

Coeficiente de dilatación térmico.

Resistencia mecánica a la ruptura.

Tabla de características o propiedades de materiales

conductores

Tipos de materiales de recubrimiento eléctrico

• Un recubrimiento eléctrico no es más que un aislante.

• No confundir recubrimiento eléctrico (aislante) con la cubiertaprotectora (tuberías).

• Aislante es el material termoplástico encargado de aislareléctricamente al conductor; es la barrera que impide que losconductores produzcan cortocircuitos e interferencias decualquier tipo, y siendo su característica principal la de no poseerpropiedades conductivas (material dieléctrico), de espesormínimo.

• Hay una gran variedad de materiales aislantes: PVC (policlorurode vinilo), polietileno, caucho, PTFE, polipropileno, etc., cada unade estas familias se subdividen en otras que con el agregado deaditivos, los potencian ofreciendo cierta característica. Porejemplo: resistencia al fuego, a los rayos UV, a los hidrocarburos,para altas temperaturas, etc.

Recubrimientos eléctricos

Propiedades de los recubrimientos eléctricos

Calibre de los alambres

• En la práctica comercial, el tamaño de los conductores eléctricos se especifica con frecuencia mediante números de calibre.

• Existen diferentes sistemas de medidas para el calibre de los conductores.

SISTEMA DE MEDIDA PAÍS

American Wire Gauge (AWG) Estados Unidos, América Latina

British Standard Wire Gauge (BSWG) Inglaterra

Millimeter Wire Gauge (MWG) Europa

Estudio de las Tablas de conductores

• Existen diversos tipos de conductoreseléctricos utilizados a nivel comercial eindustrial. Por ejemplo:

• Cobre.

• AAAC (All Aluminium Alloy Conductors)[Conductores de aleación de aluminio].

• ACSR (Aluminium Conductors SteelReinforced) [Conductores de aluminioreforzados con acero o alma de acero].

• ACAR (Aluminium Conductors AlloyReinforced) [Conductores de aluminioreforzados con aleación de aluminio].

Tabla de conductores de cobre

Pares, multipares, coaxiales, fibra óptica, UTP, STP

• Cables pares o cable de par trenzado.

El cable de par trenzado consiste endos alambres de cobre aislados que setrenzan de forma helicoidal, igual queuna molécula de ADN. De esta formael par trenzado constituyeun circuito que puede transmitirdatos. Esto se hace porque dosalambres paralelos constituyen unaantena simple. Cuando se trenzan losalambres, las ondas se cancelan, porlo que la radiación del cable es menosefectiva.

Tipos de cables de par trenzado

• Unshielded twisted pair (UTP) o par trenzado sin blindaje: soncables de pares trenzados sin blindar que se utilizan paradiferentes tecnologías de redes locales. Son de bajo costo y defácil uso, pero producen más errores que otros tipos de cabley tienen limitaciones para trabajar a grandes distancias sinregeneración de la señal, su impedancia es de 100 Ohmios.

Tipos de cables de par trenzado

• Shielded twisted pair (STP) o par trenzado blindado: se trata de cables de cobre aislados dentro de una cubierta protectora, con un número específico de trenzas por pie. STP se refiere a la cantidad de aislamiento alrededor de un conjunto de cables y, por lo tanto, a su inmunidad al ruido. Se utiliza en redes de ordenadores como Ethernet o Token Ring. Es más caro que la versión sin blindaje y su impedancia es de 150 Ohmios.

Tipos de cables de par trenzado

• Foiled twisted pair (FTP) o par trenzado con blindaje global:son unos cables de pares que poseen una pantalla conductoraglobal en forma trenzada. Mejora la protección frente ainterferencias y su impedancia es de 120 Ohmios.

• FSTP (Screened Fully shielded twisted pair): Es un tipo especialde cable que utiliza múltiples versiones de protecciónmetalica, estos son blindado y apantallado.

• Cables multipares o cables de multipar trenzado .

El cable multipar trenzado es un tipo de cable multipar que se viene utilizando tras el crecimiento del tráfico telefónico. Algunos solamente tienen dos pares en su interior, pero otros pueden constar de docenas o cientos.

• Cables coaxiales.

Este tipo de cable esta compuesto de unhilo conductor central de cobre rodeadopor una malla de hilos de cobre. El espacioentre el hilo y la malla lo ocupa unconducto de plástico que separa los dosconductores y mantiene las propiedadeseléctricas. Todo el cable está cubierto porun aislamiento de protección para reducirlas emisiones eléctricas. El ejemplo máscomún de este tipo de cables es el coaxialde televisión.

Originalmente fue el cable más utilizadoen las redes locales debido a su altacapacidad y resistencia a lasinterferencias, pero en la actualidad suuso está en declive.

Su mayor defecto es su grosor, el cuallimita su utilización en pequeñosconductos eléctricos y en ángulos muyagudos.

• Fibra óptica.• La fibra óptica es un medio de

transmisión empleado habitualmente en redes de datos; un hilo muy fino de material transparente, vidrio o materiales plásticos, por el que se envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir.

• El haz de luz queda completamente confinado y se propaga por el interior de la fibra.

• La fuente de luz puede ser láser o un LED.

• Las fibras se utilizan ampliamente en telecomunicaciones, ya que permiten enviar gran cantidad de datos a una gran distancia, con velocidades similares a las de radio y superiores a las de cable convencional.

• Son el medio de transmisión por excelencia al ser inmune a las interferencias electromagnéticas.

Cajillas• Tipo de Cajillas

Cajilla Cuadrada.

Cajilla Octagonal.

Cajilla de Moldura.

Tuberías• Tuberías Greenfield.

• En esta designación se conoce al tuboflexible metálico común fabricado concinta engargolada (en forma helicoidal), sinningún tipo de recubrimiento.

• Se recomienda su uso en lugares secos ydonde no se encuentre expuesto acorrosión o daño mecánico. Puedeinstalarse embutido en muro o ladrillo, asícomo en ranuras.

• No se recomienda su aplicación en lugaresen los cuales se encuentre directamenteenterrado o embebido en concreto.

Tuberías• Tuberías Liquidtite (Liquid Tight).

• Es una tubería flexible metálica con un revestimiento plástico aprueba de agua, vapores, etc.

• Está destinada para uso en exteriores, al aire libre, canalizacioneseléctricas*, puede estar embebido en concreto u hormigón,enterrado o empotrado.

*Entiéndase canalizaciones eléctricas a elementos utilizados para conducir losconductores.

Tuberías• Tuberías Galvanizadas.

• Se trata de un tubo o tubería metálica en laque la función del galvanizado es proteger lasuperficie del metal base con otro metal.

• El galvanizado más común consiste endepositar una capa de zinc (Zn)sobre hierro (Fe); ya que, al ser el zinc másoxidable, menos noble, que el hierro ygenerar un óxido estable, protege al hierrode la oxidación al exponerse al oxígeno delaire.

• Se usa de modo general en tuberías para laconducción de agua cuya temperatura nosobrepase los 60 °C ya que entonces seinvierte la polaridad del zinc respecto delacero del tubo y este se corroe en vez deestar protegido por el zinc.

Tuberías• Tuberías PVC.

• Este tubo está fabricado de policloruro de vinilo(PVC), junto con las tuberías de polietileno seclasifican como tubos conduit no metálicos. Estatubo debe ser auto-extinguible, resistente a lacompresión, a la humedad y a ciertos agentesquímicos.

• Su uso se permite en:

• Instalaciones ocultas

• Instalaciones visibles

• Locales húmedos o mojados instalados demanera que no les penetren los líquidos

• Directamente enterrados a una profundidadno menor de 0.50 metros a menos que seproteja con un recubrimiento de concreto de5 centímetros de espesor como mínimo

Accesorios

• Tomacorrientes.

Este tomacorrienteúnicamente tiene 2 puntosde conexión, el vivo(caliente) o positivo yel negativo; este tipo detomacorriente no esrecomendable para aparatosque necesiten unaprotección adecuada contrasobrecargas y descargasatmosféricas.

Accesorios

• Tomacorrientes Polarizados a 110-120V.

Este tomacorriente secaracteriza por tenertres puntos de conexión, elvivo o positivo, el neutro onegativo y el de tierra física,es muy importante el uso deestos tomacorrientes,porque ofrece proteccióncontra sobrecargas.

Accesorios

• Tomacorrientes Polarizados a 220-240V.

Este tomacorriente secaracteriza por tenertres puntos de conexión, dosvivos (calientes) o positivo yel de tierra física, para estetipo de tomacorrientesdesaparece el neutro onegativo.

Accesorios

• Tomacorriente GFCI protección a tierra.

Los tomacorrientes GFCI (acrónimode ground fault circuit interrupter en inglés),y que podía traducirse como "interruptor decircuito por fallo a tierra" son dispositivosque cortan la electricidad en milisegundoscuando detectan el menor desbalance entrela corriente que sale por el conductor vivo yel retorno por el conductor neutro, lo quehace suponer que una parte de laelectricidad se está derivando a tierra através de otro conductor, que bien podía serusted.

Muchos códigos eléctricos locales imponen estostomacorrientes en zonas donde hay agua o elevada humedad,tales como baños, cerca de los fregaderos, los garajes y en elexterior. En estos lugares existe la mayor posibilidad de que lostomacorrientes se mojen o que se mojen los aparatosconectados a ellos.

Los tomacorrientes GFCI se diferencian en apariencia de losestándares en que ellos tienen en la parte central, entre los dosenchufes, un par de botones, generalmente uno negro y otrorojo, que sirven para comprobar que el dispositivo funciona, opara restablecer la electricidad cuando se ha "disparado".