CORRIENTE ELÉCTRICA.

Es el flujo de electrones a través de un conductor ( o de un circuito) cuando hay una diferencia de potencial ( entre sus extremos), osea hay circulación de electrones cuando un polo ( negativo o cargado de electrones) emana electrones para un polo opuesto (positivo o carente de electrones) Luego para que tal circulación se produzca es necesario aplicar una fuerza ( en electricidad: Fuerza automotriz) .

SUMINISTRO ELÉCTRICO

El suministro eléctrico a un centro de procesamiento de datos, y en particular la alimentación de los equipos, debe hacerse con unas condiciones especiales, como la utilización de una linea independiente del resto de la instalación para evitar indiferencias, con elementos de protección y seguridad especificas y en muchos casos con sistemas de alimentación interrumpida.

Es uno de los aspectos fundamentales que deben cuidarse cuando se va a diseñar un centro de computo ya que si no se efectúa un buen calculo sobre la carga que se va a utilizar, esto nos ocasionaría serios problemas al utilizar el equipo. Por esto se requiere hacer un análisis sobre todos los equipos y dispositivos que se vayan a utilizar en el centro de computo.

Los equipos de computo son muy sensibles a las variaciones de corriente eléctrica por lo tanto es necesario instalar equipos de protección.

El circuito eléctrico de alimentación de una computadora necesita normalmente tres lineas: La Fase, El Neutro, y La Tierra (Polo Tierra)  

Estos deben ser perfectamente identificados por el color de su respectivo aislante (Fases: Rojo, negro, azul. Neutro: Blanco. Tierra: Verde.)

EL neutro: es un conductor proveniente del secundario en estrella y sirve para proporcionar el cierre del circuito en 120 VCA en este caso donde son conectadas las cargas.

El Fase: Es el encargado de llevarle corriente al equipo y debe ir desde el transformador publico.

Tierra: no lleva corriente y solo es un elemento de protección por si se deriva corriente de un aparato a su carcasa ( por un mal contacto). Limitando su tensión en caso de una descarga atmosférica o falla a Tierra de la fase y garantizando el disparo inmediato de los BREAKERS o FUSIBLES en caso de un corto circuito.

En el toma eléctrico en donde se van a enchufar los aparatos de protección para la PC, los cables deben de conectarse de tal manera que la ranura pequeña debe recibir la fase y la ranura grande, el neutro. El agujero redondo es para conectar el cable de conexión a tierra.

Puntos a considerar al diseñar una red eléctrica:

• Conocimiento Claro del diseño del edificio.
• Conocimiento claro de la planeacion de distribución de equipos.
• Voltaje requerido por el área.
• Iluminación planeada.
• Probable futura expansión y uso mayor de la red.

Es necesario instalar equipos de protección, como los que se describen a continuación:

Plantas Eléctricas:

Las oficinas pierden regularmente pierden la electricidad durante cortos o largos periodos de tiempo. 

Para evitar esos largos periodos de corte se necesita una planta eléctrica que trabaje con base a algún combustible. Conforme las necesidades de electricidad aumenten así deberá ser la capacidad de la planta eléctrica.

Hay dos tipos de plantas eléctricas: automática o manual. La compra de ellas dependerá del uso que se le de al sistema de computo. 

 Sistema de flujo o suministro continuo (UPS)

Se recibe un suministro normal para cargar baterías y se proporciona un suministro limpio, cuando el suministro de energía comercial falla. Sirven para proporcionar energía temporal.

Para determinar el tipo de UPS es necesario conocer:

UPS es de red (on-line) o individual. Si es red se debe de medir el numero de maquinas que están conectadas a la red de UPS: y si es para una sola maquina un UPS de 650 VA es suficiente.

Acondicionadores de linea: 

Sirve para eliminar las variaciones de voltaje y el ruido eléctrico en grados variantes pero no almacenan energía eléctrica, lo que significa que no pueden contrarrestar interrupciones en el suministro de la electricidad.  

 

¿Que es un polo tierra?

Es un mecanismo de protección contra la corriente (una sobrecarga, un corte o un choque eléctrico), su función básicamente es desviar estas sobrecargas hacia la tierra y así proteger a las personas o a los aparatos que están conectados a un toma.

Un polo a tierra no se puede hacer en un terreno pedregoso ni en uno arcilloso ya que no cumplirá la función como se debe, el mejor terreno para hacerlo es uno que sea bastante húmedo y que sea de pura  tierra.

Los materiales que se usan en un polo a tierra son:

- Una varilla copperbell que pueda variar en su tamaño, de esta hay dos clases, una que es de cobre  puro, que es la mejor para un buen polo a tierra y otra que es de metal recubierta de cobre.

- Hidro-gel: que es un gel especial para polos a tierra.

- Una armella inoxidable.

- Carbón vegetal.

- Sal marina.

Hay dos clases de polos a tierra: Vertical y Horizontal, se usa en caso de que la capa de tierra no sea lo suficientemente profunda para hacerlo verticalmente.

MATERIALES:

• Alicate.
• Destornillador tipo estrella o plano.
• Cuchilla pela cables.
• Toma eléctrica polarizada.
• Cable #12.

CABLE A TIERRA:

El tipo de cable a utilizar es el numero 12, en nuestro caso es de multifiliar, también existe un cable solo.

FASE:

Cable negro es la fase, en algunas instalaciones se usa el rojo o el azul.

NEUTRO:

El cable blanco siempre debe indicar el neutro y el verde para indicar tierra.

MONTAJE:

Medimos un centímetro desde el filo del cable y procedemos a cortar un recubrimiento del plástico. Se puede utilizar un pela cables o una cuchilla.

Posteriormente a realizar el corte debemos retirar el recubrimiento de los tres cables.

Una vez que se tenga pelados los cables procedemos a reparar la toma polarizada.

Debemos identificar en la zona, la tierra, el neutro y fase.

Por lo general fase suele estar marcado con (I) el neutro (N) y tierra con su símbolo.

Ya identificado en la toma, fase, neutro y tierra se procede aflojar con ayuda de un destornillador cada una de ellas.

A continuación procedemos a colocar el cable negro (Fase), en el conector marcado con (I) que en este caso es de la derecha y apretamos fuerte y ajustado. 

Hacemos lo mismo para el cable blanco (Neutro) lo colocamos en la toma donde se tiene marcado (N), para el cable de tierra (Verde) hacemos lo mismo.

Luego de realizar, los pasos tendremos armada una tomo polarizada.

REGULADOR DE VOLTAJE

Es un dispositivo que tiene varios enchufes, se encarga de mantener el voltaje estabilizado y libre de variaciones (el voltaje es la fuerza con que son impulsados los electrones a través de los cables de la red eléctrica), ello porque comúnmente la electricidad llega con variaciones que provocan desgaste de los elementos electrónicos a largo plazo en las fuentes de alimentación de las computadoras y elementos electrónicos. Lo que el regulador hace es estabilizar la electricidad a un nivel promedio constante para que no provoque daños en los equipos.

características del regulador del voltaje

Es un dispositivo que se puede utilizar para proteger toda clase de equipos electrónicos, no solo computadoras.   + Incluyen dentro de sí un fusible (es un alambre con 2 extremos     dentro de una burbuja de vidrio), el cuál en caso de un voltaje muy alto ó una corriente excesiva, se quema en lugar de permitir el paso de la corriente, protegiendo al regulador y a los equipos conectados a él.   + Opcionalmente pueden tener protección para la línea telefónica.
partes que componen un regulador de voltaje.
Internamente cuentan con un circuito electrónico especial para estabilizar los niveles de voltaje, externamente cuenta con las siguientes partes:

-  voltaje con supresor de picos

1.- Botón de encendido: prende y apaga el equipo de manera mecánica. 2.- Indicadores: avisan al usuario si el equipo esta encendido ó protegiendo en caso de descargas. 3.- Ventilación: permite la introducción de aire fresco al interior del regulador. 4.- Cubiertas: protegen los circuitos internos del regulador y le da estética. 5.- Enchufes de 3 terminales: permite suministrar de electricidad estabilizada a los equipos a conectar. 6.- Conectores RJ11: suministra señal telefónica estabilizada. 7.- Cable de alimentación: suministra de la electricidad a regular desde el toma corriente.

    

    

DEFINICION DE UN UPS Y SU FUNCION

Este artefacto es una fuente de energía eléctrica que suministra o abastece al computador, está contiene una batería que seguirá emergiendo electricidad en el caso que haya un corte de luz o un problema eléctrico en la infraestructura. El UPS dará energía  por unos minutos más para que el trabajador tenga el tiempo necesario para guardar archivos de importancia y apagar el ordenador de la correcta forma.

El UPS es una sigla que inglés significa “Uninterruptible Power Supply” y el significado en español es “Sistema de Alimentación ininterrumpida (SAI)”. Algunos de estos UPS están diseñados para hacer labores automáticas, como por ejemplo actuar de forma inmediata cuando haya un corte de electricidad y el usuario o trabajador no se encuentre en el área.

Pastes comunes de un UPS:

• El Rectificador: Este está encargado de revisar la corriente alterna que entra al UPS y luego provee de corriente continua a la batería para que se mantenga cargada.
• La Batería: Esta parte tiene como función ser la suministradora de energía al ordenador en caso de un corte eléctrico, el tiempo de duración para mantener el equipo encendido depende de la capacidad de la batería de almacenaje.
• El inversor: Esta encargada de transformar corriente continua en corriente alterna, donde esta alimenta  a artefactos que están conectados a la salida de la UPS.
• El Conmutador: Esta es de dos posiciones, donde nos autoriza conectar la salida con la entrada del artefacto o con la salida de inversor.

Clasificación de los UPS:

• SPS: Está encargada de revisar la energía que entra, pero si esta detecta problemas en la entrada de energía, automáticamente cambia a suministrar energía pero por medio de la batería. El tiempo de cambio de suministración eléctrica externa a la batería es demasiado rápido, se podría decir que en milisegundos se realiza el cambio.
• UPS on-line: Esta clasificación evita que ese corto lapso de tiempo entre cambio de energía externa a batería sea interrumpido, siempre está proveyendo de electricidad al inversor para evitar el corte de alimentación de energía al ordenador.

El uso de este artificio en las compañías o en el hogar evita dañar partes internas del computador, pero no solo eso, también evita perder archivos o información valiosa tanto para la empresa como para el uso doméstico, además ayuda a preservar la vida útil del computador, por estos motivos es recomendable hacer uso de este.

Circuitos en Serie y en paralelos

Capacitancia

Así como la inductancia se opone ante cualquier cambio en la
corriente, la capacitancia (C ) se opone ante cualquier cambio en el
voltaje.
El dispositivo que introduce la capacitancia a los circuitos es el capacitor. Este dispositivo almacena energía en un campo electrostático y la libera posteriormente.Un capacitor está formado por 2 placas conductoras paralelas entre sí, separadas por una capa delgada de material aislante. A este material no conductor se le conoce como dieléctrico.

La unidad para expresar la capacitancia es el faradio (F) pero
los capacitores comúnmente se clasifican en μF=1 x 10-6
(microfaradios) o pF=1 x 10-12 (picofaradios).
El capacitor se representa mediante los siguientes símbolos:

Funcionamiento de un Capacitor

En el instante en que se cierra el interruptor, el terminal negativo de la batería empieza a impulsar electrones a la placa superior del capacitor, así como también se extraen electrones de la placa inferior del capacitor al extremo positivo de la batería. A medida que se establece una diferencia de electrones entre las 2 placas, aparecen líneas de fuerza
electrostáticas entre ellas.

A. En el momento de cerrar el interruptor no existe en el capacitor f.e.m inversa y la amplitud de la corriente viene determinada únicamente por la resistencia del circuito. Con el tiempo, entran más electrones al capacitor y se produce en él una f.e.m inversa cada vez mayor, haciendo que la corriente en el circuito vaya decreciendo. Una vez que la f.e.m inversa iguala a la de la fuente, la corriente dejará de A circular completamente.

B.  Por otra parte, el capacitor no puede descargarse a través de la fuente, ya que la polaridad del voltaje de la fuente es tal que se opone al voltaje del capacitor. Debido a lo anterior, el capacitor debe contar con una trayectoria de descarga, como se muestra en la figura (corriente de descarga). En el instante
tX se mueve el interruptor de manera que la fuente quede desconectada del capacitor  para empezar el proceso de descarga.

Corriente Alterna

La corriente alterna es la forma usada para el suministro de electricidad en la industria y en los hogares.

Se caracteriza por que su magnitud y dirección varían

                   ¿Que es la corriente alterna?

En la mayoría de las lineas de electricidad se transporta corriente alterna.

Muy poca corriente continua se utiliza para iluminación eléctrica y como fuerza motriz.

Existen muy buenas razones para elegir la corriente alterna en la transmisión de fuerza motriz. Una de ellas, es que la tensión de corriente alterna puede elevarse o disminuirse con facilidad y con perdidas despreciables de potencia mediante  el transformador, mientras que las tensiones de corriente continúan, no se pueden modificar sin una perdida considerable de potencia. Ese factor reviste gran importancia en la transmisión de la energía eléctrica ya que grandes cantidades de fuerza motriz deben transportarse a voltajes muy altos.

En la planta electromotriz, el voltaje es elevado por los transformadores a tensiones muy altos, que se envían a las lineas de transmisión. Luego en el otro extremo de la linea, otros transformadores se encargan de reducir la tension a valores aprovechables para iluminación y fuerza motriz común.

Los distintos equipos eléctricos exigen tensiones diferentes para el funcionamiento correcto, tensiones que pueden obtenerse con facilidad mediante el transformador y una linea transmisora de corriente alterna. 

Para obtener estas tensiones en corriente continua se requeriría un circuito complejo y poco rendido.

Ciclos de corriente alterna

Se dice que completa un ciclo cuando la onda de tensión o intensidad de CA describe un juego completo de valores positivos y negativos.

Generador elemental de corriente alterna

Un generador elemental consiste en una espira de alambre colocado de manera que se la pueda hacer girar dentro de un campo magnético estacionario, para que este produzca una corriente inducida en la espira. Para conectar la espira con un circuito externo y aprovechar la corriente inducida se utilizan contactos deslizantes.
 

La tensión del generador se denomina '' Tensión alterna'' , puesto que alterna periódicamente entre positivo y negativo. E l flujo de corriente, puesto que varia a medida que varia la tensión, también tiene que ser alterna. En cuanto a la intensidad , también se le denomina Intensidad alterna. La intensidad alterna siempre esta asociada a un voltaje interno, puesto que la tensión alterna siempre provocara un flujo alterno de corriente.

                   

  

Control De Flujo De Corriente

El comportamiento del flujo de corriente esta regido por la ley  de Ohm y sus derivaciones, que son la base del estudio de la electricidad.

Resistencias.

Todo material ofrece cierta oposición al flujo de corriente, oposición que puede ser grande o pequeña.
Esta oposición se denomina resistencia 
   
 La resistencia depende:
乛 Longitud                       
乛Area de sección    transversal      
乛Temperatura 
      
乛Longitud:

Cuando mayor sea la longitud del conductor, mayor es la resistencia.

Sección:

La resistencia es menor cuando mayor sea la sección del conductor.

 Temperatura:

Entre mayor sea la temperatura de un material, mayor es la resistencia de este. 

Material:

Cuanto mayor sea el coeficiente de conductividad que tiene el conductor, menor es la resistencia al paso de la corriente.

La resistencia se representa con la letra R, la unidad para la medición de la resistencia es el Ohm ( Ω.). La resistencia se representa dentro de un circuito.

                                LEY DE OHM.


La ley de Ohm establece que en un circuito eléctrico,el valor de la corriente es directamente proporcional al voltaje aplicado inversamente proporcional a la resistencia del circuito. 

V/I = R          
                     V= voltaje ( V)
                       
                     R= Resistencia
                      I= Corriente

 Existe una manera sencilla de saber cual es la formula que se debe utilizar en un momento dado: usando un triangulo de Ohm donde se coloca la corriente, el voltaje, y la resistencia.

Para utilizar el triangulo se cubre el valor que se desea calcular y las letras restantes hacen la



             Circuitos en serie y en paralelos


Las resistencias en un circuito eléctrico pueden estar dispuestas en serie o en paralelo:

Circuitos de Corriente Continua en Serie

Cuando se tiene N resistencias conectadas en serie la resistencia total del circuito es igual a la suma de todas las resistencias. Esto es:             
                RT= R1 + R2 + R3 +...+ RN



Circuitos de Corriente Continua en Paralelo

Se dice que varios elementos están en paralelo cuando la caída de potencial entre todos ellos es la misma. Esto ocurre cuando sus terminales están unidas entre sí como se indica en el esquema siguiente:

• Ahora la diferencia de potencial entre cualquiera de
las resistencias es V, la existente entre los puntos A y B.


• La corriente por cada una de las resistencias es V/Ri (i=1,2,3).


• La corriente total que va de A a B será I1+ I2 + I3

• La resistencia total de N número de resistencias en paralelo está dada por la siguiente ecuación:

Al haber tres caminos alternativos para el paso de la corriente, la facilidad de paso (conductancia) ha aumentado: la facilidad total es la suma de las facilidades. La conductancia 1/Rp ha de ser la suma de las conductancias de las resistencias componentes de la asociación:

              1/Rp = 1/R₁+ 1/R₂+ 1/R₃

      Inductancia

Así como la resistencia se opone ante el flujo de corriente, la inductancia (L) se opone al cambio del flujo de corriente.
El dispositivo que cumple eficazmente esta función es el inductor,
que físicamente es una bobina que tiene numerosos espiras de
alambre de cobre, de un diámetro muy fino y con un forro o aislante,
arrollados en un tubo de baquelita.


Cuando un flujo de electrones circula a lo largo de un conductor, empieza a expandirse un campo magnético desde el eje del conductor. Las líneas de fuerza del campo magnético se mueven hacia afuera, a través del material conductor, continuando después por el aire, induciendo un voltaje en el propio conductor. Este voltaje inducido tiene siempre una dirección opuesta al de la circulación de la corriente. Debido a dicha dirección opuesta, a este voltaje se le llama fuerza contra electromotriz (f.c.e) o f.e.m inversa.


La inductancia se expresa en henrios (H) pero como es una unidad de medición grande, es más común usar sus submúltiplos milihenrios (mH, 1 x10-3 H = .001 H) y microhenrios (μH, 1 x 10-6 H = .000001 H).


El efecto de la f.c.e que se crea en el conductores el de oponerse al valor máximo de la corriente, aunque esta es una condición temporal.
Cuando la corriente que pasa por el conductor alcanza finalmente un valor permanente, las líneas de fuerza dejan de expandirse o moverse y ya no se produce f. c. e. m.


En el instante en que la corriente empieza a circular, las líneas de fuerza se expanden con la máxima velocidad y se produce el valor máximo de la f.c.e. En dicho instante, la f.c.e.m tiene un valor justo inferior al voltaje aplicado.

Capacitancia

Así como la inductancia se opone ante cualquier cambio en la
corriente, la capacitancia (C ) se opone ante cualquier cambio en el
voltaje.
El dispositivo que introduce la capacitancia a los circuitos es el capacitor. Este dispositivo almacena energía en un campo electrostático y la libera posteriormente.Un capacitor está formado por 2 placas conductoras paralelas entre sí, separadas por una capa delgada de material aislante. A este material no conductor se le conoce como dieléctrico.

 La unidad para expresar la capacitancia es el faradio (F) pero
los capacitores comúnmente se clasifican en μF=1 x 10-6
(microfaradios) o pF=1 x 10-12 (picofaradios).
El capacitor se representa mediante los siguientes símbolos:

Funcionamiento de un Capacitor
 En el instante en que se cierra el interruptor, el terminal negativo de la batería empieza a impulsar electrones a la placa superior del capacitor, así como también se extraen electrones de la placa inferior del capacitor al extremo positivo de la batería. A medida que se establece una diferencia de electrones entre las 2 placas, aparecen líneas de fuerza
electrostáticas entre ellas.

A. En el momento de cerrar el interruptor no existe en el capacitor f.e.m inversa y la amplitud de la corriente viene determinada únicamente por la resistencia del circuito. Con el tiempo, entran más electrones al capacitor y se produce en él una f.e.m inversa cada vez mayor, haciendo que la corriente en el circuito vaya decreciendo. Una vez que la f.e.m inversa iguala a la de la fuente, la corriente dejará de A circular completamente.

B.  Por otra parte, el capacitor no puede descargarse a través de la fuente, ya que la polaridad del voltaje de la fuente es tal que se opone al voltaje del capacitor. Debido a lo anterior, el capacitor debe contar con una trayectoria de descarga, como se muestra en la figura (corriente de descarga). En el instante
tX se mueve el interruptor de manera que la fuente quede desconectada del capacitor  para empezar el proceso de descarga.

Potencia Eléctrica – Ley de Joule

Es probable que, por experiencia propia,usted ya sepa que la mayor parte de los equipos eléctricos indican su voltaje y potencia, en volts y watts. Las lámparas eléctricas de 220 volts, también indican sus watts y suelen identificarse más en watts que en volts.
¿Qué significa esta indicación en watts para los equipos eléctricos?
Los watts de las lámparas eléctricas y otros equipos indican la velocidad con que la energía eléctrica se convierte en otra forma de energía, como calor o luz.
Cuanto mayor sea la rapidez con que la lámpara convierte energía eléctrica en luz, mayor será su luminosidad. De este modo, una lámpara de 100 watts suministra más luz que una de 75 watts. Del mismo modo, los watts de motores, resistencias y otros dispositivos eléctricos indican la velocidad con que éstos
transforman energía eléctrica en alguna otra forma de energía. Si se excede la cantidad de watts normales, el equipo o dispositivo se recalienta o se deteriora.

Ley de Joule

En la aplicación práctica de este efecto, son particularmente importantes las relaciones entre las magnitudes eléctricas corriente (I), voltaje (U) y resistencia (R) con la cantidad Q de calor desarrollado. La cantidad de calor se mide en calorías. Una caloría (cal) es la cantidad necesaria para llevar a 1ºC
la temperatura de 1g de agua. Joule encontró, como consecuencia de sus experiencias, que una corriente de 1Amp desarrolla 0.239 cal en una resistencia de 1 W. Este número, determinado por la experiencia, se llama equivalente termoeléctrico. El calor desarrollado en un segundo es 0.239 U.I.cal y en un tiempo de t segundos: Establece que todo conductor recorrido por una corriente se calienta, lo cual produce el llamado "efecto calórico" de la corriente eléctrica.

Q = 0.239 U.I.t calorías


De acuerdo a la ley de Ohm, U = I R. Sustituyendo esta relación, se obtiene la ley de Joule en su segunda forma:


   Q = 0.239 I² x R x t calorías
 

Expresión que determina el calor generado en una resistencia R, por una corriente de I ampares, enun tiempo t.