Análisis circuito residencial
Enviado por Valentina Alvarez • 1 de Septiembre de 2023 • Informes • 1.563 Palabras (7 Páginas) • 40 Visitas
Informe 3. Análisis circuito residencial
Introducción
Los circuitos eléctricos están diseñados para que sólo circule por ellos una cantidad limitada
de corriente, y los interruptores protegen los equipos eléctricos contra la corriente de
cortocircuito, aunque el término "corriente de cortocircuito" varía en función de la aplicación.
En una red de baja tensión, la corriente de cortocircuito (Ik) se calcula utilizando la tensión
nominal y la CA de la resistencia (impedancia) del circuito.
En caso de cortocircuito, la resistencia eléctrica será muy baja porque la única resistencia
que encuentra la corriente es la de los conductores. Como la resistencia es tan baja, según
la Ley de Ohm, la intensidad será enorme, de 5 a 20 veces superior a la normal,
provocando que los conductores calienten en exceso, llegando incluso a causar daños en la
instalación o a las personas.
Para evitarlo, debemos incluir en la instalación elementos de protección que sean capaces
de cortar la corriente si ésta llega a ser demasiado elevada (superior a la nominal) y en un
tiempo que no permita que los cables se calienten y se apaguen en caso de que la corriente
sea circular a través de ellos.
Procedimiento
En primer lugar, cabe mencionar los datos que nos suministraba la caja de los interruptores
de circuitos que fueron la base y el punto de referencia para determinar si son efectivas las
protecciones.
● Valores en la caja de breakers
Corriente nominal: 15 A
Corriente de cortocircuito: 10 K A rms
Tensión nominal: 120/240 VAC
Tensión de aislamiento:600 VAC
Se seleccionó la residencia representada en el plano, en el cual la elipse color púrpura
muestra la caja de los breakers, la elipse naranja señala el punto más cercano a la caja de
los interruptores para hacer el análisis del inciso 1 y 3, mientras que la elipse verde resalta
el punto más lejano que es dónde se hace el análisis del inciso 2.
En general, los círculos con la cruz representan los bombillos, los círculos con la línea
curvada hacen referencia a los interruptores, las terminales en forma de “c” son los toma
corrientes.
La residencia cuenta con tres breakers, en la imagen se muestran las corrientes máximas
que soportan los cables, y para facilitar los cálculos, se generalizó que el calibre de los
cables de cobre que componen el sistema eléctrico son de 12 AWG, dentro de los
siguientes cálculos se encuentran los valores obtenidos respecto a la resistencia de los
conductores que conlleva esta elección.
Otro dato que añadir es que se fijó el equivalente thévenin para mayor facilidad en los
cálculos, cuya impedancia equivalente tiene un valor de 0.003 + j 0.02 Ω.
1. Corriente de cortocircuito al punto más cercano.
Es posible calcular la corriente de cortocircuito siguiendo la ley de ohm
𝐼 =
𝑉
𝑍
En este cálculo intervienen dos factores: La impedancia total desde la fuente hasta el punto
de falla y la tensión nominal del sistema
En este caso se deberá analizar el siguiente circuito:
En la residencia el punto más cercano a la caja de breakers consiste en un
interruptor/bombillo a una distancia de 1.124 m.
Para obtener el valor de la resistencia del conductor (Rc) se conocen los siguientes valores
-Calibre del cable: 12 AWG
-Resistencia lineal: 5.13 ohm/Km = 0.00513 ohm/m
-Distancia desde la caja de breakers hasta el punto de falla: 1.124 m
Con ello calculamos la resistencia de la siguiente manera
Rc: 0.00513 Ω/m * 1.124 m
Rc: 0.005766 Ω
Teniendo en cuenta que la impedancia de la resistencia es el mismo valor
Zc (Impedancia del conductor): 0.005766 Ω
ZTh (Impedancia Thévenin): 0.003 + j0.02 Ω
Tensión nominal: 120 VAC : 120 Vrms
Con ello, se obtiene la impedancia total:
Z total: 2*Zc + ZTh
Z total: 0.014532 + j 0.02 ohm
Por último se hace el cálculo de la corriente de cortocircuito
Icc :
𝑉𝑟𝑚𝑠
𝑍 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 =
120 𝑣𝑟𝑚𝑠
0.014532 + 𝑗 0.02 Ω = 2853. 24 − 𝑗 3926. 84 𝐴𝑟𝑚𝑠
Al transformar a polares esta magnitud se obtiene:
Icc = 4853.97 ∡ -54.00° Arms
2. Corriente de cortocircuito al punto más lejano.
Se realizó el mismo procedimiento que en el inciso anterior, sólo que varía la distancia para
calcular la resistencia del conductor.
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